microSelectron-HDR System에서 부인암 강내조사에 쓰이는 세 가지 Applicator Set들의 Ovoids에 대한 차폐효과 연구

The Study of Shielding Effect on Ovoids of Three Different Gynecological Applicator Sets in microSelectron-HDR System

Nucletron사의 microSelectron-High Dose-Rate(HDR) System에서 부인암의 강내 근접치료에 사용되는 Standard shielded applicator set(SSAS)와 Fletcher-Williamson applicator set(FWAS)는 standard applicator set(SAS)와 비교해서 다른 점이 ovoids 위와 아래 부분에 방광과 직장으로 가는 선량을 줄이기 위해 각각 스테인레스 강철(밀도 ${\varrho}=8,000\;kg/m^3$)과 텅스텐 합금(밀도 ${\varrho}=14,000\;kg/m^3$)으로 차폐가 되어 있다. 이에 본 연구에서는 특별히 고안한 지지장치를 사용해서 국제방사선단위위원회(ICRU) 보고서 38에서 권고한 직장과 방광의 위치에 대하여 두 shielded ovoids의 차패효과가 어느 정도인가를 알아보고자 하였다. 지지장치를 PTW사의 전산화된 3차원 물펜톰에 부착하고 SAS의 ovoids를 지지장치에 고정하였다. Ovoids의 끝 부분을 전리함(PTW 0.125cc)의 측정점 높이와 일치시키고 전리함을 좌우로 이동시키면서 선량을 측정하여 두 ovoids의 중간 위치를 확인하였다. 직장에 미치는 선량은 ovoids의 중간에 위치한 선원 M5로부터 posterior방향으로 수직으로 위치한 점들인 20(Rl) 25(R2) 30(R3) 40(R4), 50(R5), 60(R6) mm에서 측정하였다. 방광에 미치는 선량은 M5로부터 anterior방향으로 수직으로 위치한 점들인 20(Bl), 30(B2), 40(B3), 50(B4), 60(B5) mm에서 측정하였다 위와 같은 방법으로 SSAS와 FWAS의 ovoids에서도 각각의 점들에 대한 선량을 측정하였다. SAS와 SSAS의 직장에 미치는 선량차이는 실제 임상에서의 관심 점들과 가장 가까운 25 mm(R2)와 30 mm(R3)거리에서 각각 8.0% 6.0%였고 SAS와 FWAS의 직장에 미치는 선량차이는 25 mm(R2) 와 30 mm(R3)거리에서 각각 25.0% 23.0%로 나타났다. SAS와 SSAS의 방광에 미치는 선량차이는 20 m(Bl)와 30 mm(B2)거리에서 각각 8.0% 3.0%였고 SAS와 FWAS의 방광에 미치는 선량차이는 20 mm(Bl)와 30 mm(B2)거리에서 각각 23.0%, 17.0%로 나타났다. SAS를 SSAS나 FWAS로 대체하였을 때 직장에 미치는 선량은 SSAS는 최대 8.0 %, FWAS는 최대 26.0 %까지 감소되고 방광에 미치는 선량은 SSAS는 최대 8.0 % FWAS는 최대 23.0%까지 감소됨을 알 수 있었고 FWAS가 SSAS 보다 차폐효과가 더 좋은 것으로 나타났으며 이 두 종류의 shielded applicator set는 부인암의 근접치료시 직장과 방광으로 가는 선량을 감소시켜 환자치료의 최적화를 이룰 수 있을 것으로 생각된다.

There are three different types of gynecological applicator sets available in microSelectron-high dose-rate(HDR) System by Nucletron; standard applicator set(SAS), standard shielded applicator set(SSAS), and Fletcher-Williamson applicator set(FWAS). Shielding effect of a SAS without shielding material was compared with that of a SSAS with shielding material made of stainless steel(density ${\varrho}=8,000kg/m^3$) at the top and bottom of each ovoid, and of a FWAS with shielding material made of tungsten alloy(density ${\varrho}=14,000kg/m^3$ at the top and bottom of each ovoid. The shielding effects to the rectum and bladder of these two shielded applicator sets were to be measured at reference points with an ion chamber and specially designed supporting system for applicator ovoids inside of the computerized 3-dimensional water phantom. To determine the middle point of two ovoids the measurement was performed with the reference tip of ion chamber placed at the same level and at the middle point from the two ovoids, while scanning the dose with the ion chamber on each side of ovoids. The doses to the reference points of rectum were measured at 20(Rl), 25(R2), 30(R3), 40(R4), 50(R5), and 60(R6) mm located posteriorly on the vertical line drawn from M5(the middle dwell position of ovoid), and the doses to the bladder were measured at 20(Bl), 30(B2), 40(B3), 50(B4), and 60(B5) mm located anteriorly on the vertical line drawn from M5. The same technique was employed to measure the doses on each reference point of both SSAS and FWAS. The differences of measured rectal doses at 25 mm(R2) and 30 mm(R3) between SAS and SSAS were 8.0 % and 6.0 %: 25.0% and 23.0 % between SAS and FWAS. The differences of measured bladder doses at 20 mm(Bl) and 30 mm(B2) between SAS and SSAS were 8.0 % and 3.0 %: 23.0 % and 17.0 % between SAS and FWAS. The maximum shielding effects to the rectum and bladder of SSAS were 8.0 % and 8.0 %, whereas those of FWAS were 26.0 % and 23.0 %, respectively. These results led to the conclusion that FWAS has much better shielding effect than SSAS does, and when SSAS and FWAS were used for gynecological intracavitary brachytherapy in microSelectron-HDR system, the dose to the rectum and bladder was significantly reduced to optimize the treatment outcome and to lower the complication rates in the rectum and bladder.