아크 치료를 위한 고속 근사선량모델 개발

Fast Approximate Dose Model Used in Arc Therapy

선량데이타와 정확한 3차원 선량모델을 이용하여 여러 아크에 대한 선량분포를 조사하였다. 정확한 선량모델에 의해 계산된 선량 값은 판단한 실험식으로 표현이 가능했으며 이는 선량 최적화 과정에서 반복적으로 선량 값을 계산하는데 매우 유용하였다. 360도 아크와 부분 아크에 대한 선량 값을 빠른 속도로 계산하기 위하며 실험적으로 구해진 실린더형 선량모델을 개발하였다. 200개 위치의 정확한 선량 값을 비선형식으로 피팅하여 7개의 변수를 포함하는 실험식을 개발하였다. 결과적으로 이 모델을 이용하는 경우 한 아크에 대한 선량 계산시 400개의 위치를 계산하는데 PC-486으로 1초 이내에서 계산이 가능하였다. 결론적으로 개발된 고속선량모델은 정확한 선량모델에 의한 선량 값과 유사한 값을 제공함으로써 계간속도가 늦은 일반 3차원 선량모델을 대치할 수 있을 것으로 사려된다.

Using beam data and accurate 3D dose model, a study of the spatial dose distribution for various arcs was carried out. The dose dirstibution generated by the accurate dose model could be represented by a simple approximate analytic form which is convenient and very efficient for calculating dose distribution iteratively in the optimization procedure. We developed an empirical cylindrical dose model to compute dose for one full rotational arc or partial rotational arc. After a tedious search for fits to a collection of 200 points of accurate dose data, we found simple formular with 7 parameters search. As a consequence, the programs required approximately less than 1 second to compute dose for one single arc on a 20 by 20 matrix (400 points) using fast approximate dose model. In conclusion the fast approximate dose model give dose distributions similar to the accurate dose model, which makes this fast dose model an attractive alternative to the accurate 3D dose model.