세기변조방사선치료 선량분포 확인을 위한 2차원적 이온전리함 배열의 특성분석

Dosimetric Characterization of an Ion Chamber Matrix for Intensity Modulated Radiation Therapy Quality Assurance

본 연구의 목적은 2차원적 이온전리함 배열의 특성을 분석하고 세기변조방사선치료 선량분포 확인의 유용성을 평가하기 위함이다. 본 실험에 사용된 2차원적 이온전리함 배열(MatriXX, Scanditronix-Wellhofer, IBA, Germany)은 $24{\times}24cm^2$ 범위에 1,024개의 평판형 전리함(용적: $0.08cm^3$, 직경: 4.5 mm, 높이: 5 mm, 배열간격: 7.62 mm)이 일정한 간격으로 배열되어있다. MatriXX의 특성분석을 위해 선량 직선성, 선량률 의존도, 출력 계수, 단기 선릉재현성을 분석하였으며, 선량분포 확인의 신뢰도를 평가하기 위해 Varian사의 동적쐐기와 세기변조 방사선치료의 선량분포를 분석하였다. 선량 직선성의 범위는 $1{\sim}800$cGy이었으며, 1% 미만의 오차율을 보였다. 선량률 의존성(범위 $100{\sim}600MU/min$)은 300 Mu/min을 기준으로 했을 때 모든 선량률 범위에서 0.4% 미만의 선량변화를 보였다. 또한, 물팬톰에서 0.1 cc 지두형 전리함으로 측정한 출력계수와 폴리스틸렌 팬톰에서 MatriXX로 측정한 출력계수를 비교하였다. 이 실험의 결과, $3{\times}3{\sim}24{\times}24cm^2$ 범위에서 0.5% 미만의 일치를 나타내었다. 단기 출력재현성 확인을 위하여 15분 간격으로 6회 측정한 결과, 0.5% 내의 차이를 보였다. 동적쐐기와 세기변조 방사선 조사면의 일치성 실험에서도 치료계획장치의 계산값과 필름측정값이 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 MatriXX의 물리적인 특성을 분석하였으며 세기변조방사선치료의 품질관리를 위한 유용성을 확인하였다.

A commercial ion chamber matrix was examined the characteristics and its performance for radiotherapy qualify assurance. The device was the I'mRT 2D-MatriXX (Scanditronix-Wellhofer, Schwarzenbruck, Germany). The 2D-MatriXX device consists of a 1020 vented ion chamber array, arranged in $24{\times}24cm^2$ matrix. Each ion chamber has a volume of $0.08cm^3$, spacing of 0.762 cm and minimum sampling time of 20 ms. For the investigation of the characteristics, dose linearity, output factor, short-term reproducibility and dose rate dependency were tested. In the testing of dose linearity. It has shown a good signal linearity within 1% in the range of $1{\sim}800$cGy. Dose rate dependency was found to be lower than 0.4% (Range: 100-600 Mu/min) relative to a dose rate of 300 Mu/min as a reference. Output factors matched very well within 0.5% compared with commissioned beam data using a ionization chamber (CC01, Scanditronix-Wellhofer, Schwarzenbruck, Germany) in the range of field sizes $3{\times}3{\sim}24{\times}24cm^2$. Short-term reproducibility (6 times with a interval of 15 minute) was also shown a good agreement within 0.5%, when the temperature and the pressure were corrected by each time of measurement. in addition, we compared enhanced dynamic wedge (EDW, Varian, Palo Alto, USA) profiles from calculated values in the radiation planning system with those from measurements of the MatriXX. Furthermore, anon-uniform IMRT dose fluence was tested. All the comparison studies have shown good agreements. In this study, the MatriXX was evaluated as a reliable dosimeter, and it could be used as a simplistic and convenient tool for radiotherapy qualify assurance.