Application of the Equivalent-Field Method for Output Calculation: Is it safe for elongated x-ray fields\ulcorner

출력인자 계산에 이용되는 등가면법의 타당성 연구 : 장방형 X-선 조사면에 대해서 안전한가\ulcorner

Purpose: When an elongated x-ray field is used for treating a patient, the equivalent- field method is commonly used for the output calculation. This study is intended for investigating potential factors such as, beam quality, field elongation ratio, and depth of measurement, which might effect on the applicability of the equivalent square technique for output calculation. The derivation of a 'rule of thumb' for the application criteria of the equivalent-field method is also aimed. Materials and Methods: Three x-ray beams, 4-, 6- and 10-MV, were employed for this study. Width of the rectangular field was ranged from 5-40 cm and the elongation ratio (length/width) 1:0 to 10:0. An elongation effect was measured in a water phantom at three different depths, dmax, 5-cm, and 10-cm. For an elongated field and its equivalent square field, the output factor was measured and the difference in the output factor were examined between two fields. Results and Discussions: As the elongation ratio increases, a larger discrepancy in outputs is observed between the elongated rectangular field and its corresponding equivalent square field. Output was measured larger for an elongated field than for its corresponding equivalent square field and the maximal difference over 10 % was found. The difference was found larger for the smaller field with the same elongation ratio. The effect of the beam quality and the depth of measurement on the output difference was minimal. Conclusion: Based on the study, there is criteria for the application of the method for output calculation. For the combination of long axis and elongation ratio whose relationship satisfies Elongation ratio < (0.48) (Long axis) - 0.5, the equivalent-field method is valid for output calculation within 2 % for the field whose long axis < 25-cm. For other combinations, instead of using the equivalent-field method, direct output measurement is recommended. This criteria can be applied for 4-10 MV x-ray beams up to 10-cm depth.

연구 목적: 등가면법은 장방형의 X-선 조사면의 출력인자 계산에 널리 이용되고 있다. 본 연구에 서는 출력인자 계산시 등가면법의 적용에 영향을 줄 수 있는 선질, 조사면의 두 변의 길이의 비, 측정점의 깊이 등을 조사하였다. 또한 등가면법의 타당성이 유지되는 영역을 밝히는 어림계산법을 제시하였다. 대상 및 방법 : 본 연구에 사용된 X-선의 선원은 4-, 6-, l0-MV 이었다. 조사면의 폭을 5-40 cm 까지 변화시키고 각 조사면에서 두 변의 비를 1:1 에서 10:1 까지 변화시켰다. 조사면의 장방효과는 물팬톰을 이용하였으며, dmax, 5-cm, 10-cm 깊이에서 시행하였다. 장방형의 조사면과 각 조사면에 대한 등가정사각형면에서의 출력인자를 구하여 이들 두 방법에서의 차이를 나타냈다. 결과 및 토의: 장방형의 조사면과 이에 대응하는 등가면 간의 출력인자의 차이는 일반적으로 장방비가 커질수록 증가하였다. 장방형의 조사면에 대한 출력인자의 측정값은 일반적으로 각 조사면의 등가정사각형면을 이용하여 계산한 값보다 높게 나타나서 크게는 10%의 차이를 나타냈다. 똑같은 두 변의 비에 대하여 장방형의 조사면과 둥가정사각형면에 대한 출력인자의 차이는 조사면의 크기가 작을수록 크게 나타났다. 실험에 사용한 각각에서 선질의 종류와 각각의 선질에서 측정깊이에서 두 값은 큰 차이를 보이지 않았다. 결론 : 본 연구결과에 의하여 등가면법을 출력인자 계산에 사용할 경우 이를 판단할 어림계산법을 구할 수 있다. 한 변의 길이가 25-cm 이하인 조사면에 대하여 만일 장방비 < (0.48) (긴 변의 길이) - 0.5를 만족하는 경우에는 출력인자의 오차를 2% 안에서 등가면법을 이용할 수 있다. 이와는 다른 경우에는 출력인자를 직접 측정하여야 한다. 이러한 기준은 4-10MV X-선원에 대하여 10-cm 깊이의 측정점까지 타당하다.