4~10 MV X-선의 쐐기 (wedge) 필터의 투과율과 출력계수, 선축상 선량분포의 변화에 관한 연구

A Study on the Variation of Transmission Factors, Output Factors and Percent Depth Doses by Wedge Filters for 4~10 MV X-Ray Beams

  • 강위생 (서울대학교 의과대학 치료방사선과학교실)
  • 발행 : 1997.12.01

초록

쐐기필터를 통과한 방사선은 잦아진 일차선의 스펙트럼과 일치하지 않는다. 4~10 MV 엑스선의 15~60$^{\circ}$ 쐐기조사면에 대한 선량계산에서 쐐기에 의한 엑스선의 경화효과의 적용과, 조사면계수의 보정의 필요성 여부를 확립하고, 쐐기필터의 투과율 측정조건을 확립하는 것이 이 연구의 목적이다. 4 MV(Clinae 4/100, Varian), 6 MV(Clinae 6/100 와 Clinae 2100C, Varian), 10 MV(Clinae 2100C, Varian) 엑스선의 민조사면과 15, 30, 45, 60$^{\circ}$의 쐐기조사면의 깊이선량분포를 이온함으로 물에서 깊이 30 cm까지 측정하였다. 측정된 깊이선량율을 이용하여 광자선경화 계수를 계산하였다. 쐐기필터의 조사면계수와 투과율은 최대선량점 깊이(d$_{max}$)에서 측정하였다. 4MV 엑스선과 6MV 엑스선의 쐐기각과 쐐기조사면의 크기, d$_{max}$ 보다 갚은 곳에서 깊이에 관계없이 광자선경화계수는 1보다 컸으며, 쐐기각과 깊이에 따라 증가하는 추세를 보였으나 조사면크기에는 거의 무관하였다. 조사면크기 l0$\times$10$\textrm{cm}^2$에 대해 15cm 깊이에서 4MV 엑스선의 광자선경화계수는 15, 30, 45, 60$^{\circ}$ 쐐기각에 대하여 각각 1.010, 1.014, 1.023, 1.034 이였으며, Clinae 6/100 의 6MV 엑스선의 경우는 각 쐐기각에 대하여 1.005, 1.008, 1.019, 1.024, Clinae 2100C 의 6MV 엑스선의 경우는 각각 1.011, 1.021, 1.032, 1.036, 10MV 엑스선의 경우는 각각 1.008, 1.012, 1.012, 1.012였다. 10MV 엑스선의 경우는 광자선경화 계수가 1.2% 이내로 1이었다. 6MV 엑스선의 경우 광자선경화계수는 치료기의 영향도 있음이 밝혀졌다. 광자선경화계수와 깊이는 선형관계였다. d$_{max}$에서 쐐기필터에 대한 출력계수는 민조사면에 대한 값과 비교해서 15$\times$15a14$\textrm{cm}^2$ 크기의 조사면을 제외하고는 거의 일치하였으며, 최대 차이는 4MV 엑스선에 대한 것으로서 1.4%였다. 쐐기투과율을 정할 때 측정하는 위치의 깊이가 d$_{max}$인 경우는 조사면크기에 대한 의존성을 무시할 수 있지만 다른 깊이에서는 그렇지 않다. 4~6MV 광자선의 쐐기조사면에 대한 선량분포나 MU계산에서 광자선경화계수가 고려되어야 할 것이다. 그러나 10MV 엑스선의 경우는 무시해도 될 것이다. 쐐기 투과율을 정하는 위치가 d$_{max}$ 나 공기중이라면 민조사변에 대한 출력계수를 적용할 수 있지만 다른 깊이에서는 쐐기필터 각각에 대한 출력계수를 또는 조사면크기에 따른 쐐기투과율을 적용해야 할 것이다.

Because a wedged beam consists of attenuated primary photons and scattered radiations from wedge, the spectrum of the wedged beam does not coincide with that of an open beam with same geometry. The aims of current report are to get exact information about whether effects of 15-60$^{\circ}$ wedge for 4 -10 MV photon beams should be considered for dose calculation or not, and to suggest a reference condition for measurement of wedge transmission factor. Percent depth dose of both open and wedged fields with angles of 15, 30, 45, 60$^{\circ}$ for beams of 4 MV(Clinac 4/100, Varian), two 6 MV(Clinac 6/100 and Clinac 2100C, Varian), 10 MV(Clinac 2100C, Varian) X-rays were measured to 30cm deep in water using ionization chambers. Hardening factors of photon beams were calculated with measured PDDs. Both field size factors and transmission factors of wedge filters were measured at d$_{max}$ in water. Beam hardening factors of wedged fields of 4 and 6 MV X-ray were larger than 1 for all wedge angles, field sizes and depths deeper than d$_{max}$ Beam hardening factors for wedge angles 15, 30, 45, 60$^{\circ}$ for 10$\times$10cm were respectively 1.010, 1.014, 1.023 and 1.034 for 4MV X-ray, 1.005, 1.008, 1.019, and 1.024 for 6MV X-ray of Clinac 6/100, 1.011, 1.021, 1.032, 1.036 for 6MV X-ray of Clinac 2100C, and 1.008, 1.012, 1.012 and 1.012 for 10MV X-ray. Beam hardening factors of 10MV X-ray were 1 within 1.2% difference for all wedge angles, depths and field sizes. It was made clear that for 6MV X-rays, the beam hardening factor depends on treatment machine. The relationship of the factor and depth was linear. Field size factor at d$_{max}$ was independent of wedge angle except for the field of 15$\times$15cm. and maximum difference of the field size factors for the field size was 1.4% for 4MV X-ray. When the wedge factor is determined, dependence of the factor on field size is negligible at d$_{max}$ but should be considered at deeper depth. Calculating dose distribution or MU, the beam hardening factor should be applied for 4~6MV X-ray beams, but might not be considered for 10MV beam. When wedge transmission factor was determined at d$_{max}$ or in air, field size factors for open field are also applicable to wedged fields, but otherwise, field size factor for each wedge or wedge factor depending on field size should be applied.

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