Analysis of Relative Output Factors for Cyberknife: Comparison of Son Chambers, Diode Detector and Films

사이버나이프 출력인자 분석: 전리함, 다이오드 검출기 및 필름

The accuracy of the dosimetry in the Cyberknife system is accomplishing important role from all processes of the stereotactic radiosurgery. In this study, we estimated relative output factors for Cyberknife. All measurements were peformed by six different detectors: diode detector, X-Omat V film, Gafchromic EBT film, 0.015 cc, 0.125 cc and 0.6 cc ionization chamber The diode detector and three ionization chambers peformed using water phantom at 80 cm SSD and 1.5 cm depth. When the film measurements were peformed, the water phantom was replaced with a solidwater phantom. Each collimator normalized with respect to the output factor of the largest collimator (60 mm). For the collimators over than 30 mm, the output factors from the different detectors showed a good agreement within 0.5% except 0.6 cc ion chamber For the collimators less than 15 mm, there were substantial differences In the output factors among different detectors. That is, the value of output factor for the 5 mm collimator of a diode and Gafchromic film was each $0.656{\pm}0.009$ and $0.777{\pm}0.013$. In the ion chamber and diode detector, those difference were due to the presence of large dose gradients and lack of electronic equilibrium in narrow megavoltage x-ray beams Therefore, the Gafchromic EBT film were considered more accurate than the others detectors.

사이버나이프에 대한 정확한 선량측정은 정위방사선수술 전 과정에서 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 여러 가지 검출기를 이용하여 사이버나이프의 상대적인 출력인자 값에 대하여 평가하고자 하였다. 사이버나이프는 12개 조준기를 사용하고 있으며, 이들 조준기에 대한 출력인자 값은 6개의 검출기(다이오드 검출기, X-Omat V 필름, Gafchromic EBT 필름, 0.015 cc, 0.125 cc, 0.6 cc 전리함)를 사용하여 측정하였다. 다이오드 검출기와 전리함은 물팬텀을 이용하여 선원과 표면 간의 거리 80 cm, 최대선량깊이인 1.5 cm에서 측정하였고 필름은 고체팬텀을 이용하여 물팬텀과 동일한 위치에서 측정하였다. 각 조준기의 출력인자는 사이버나이프의 최대 조사면의 크기인 직경 60 mm 조준기의 출력인자 값에 대하여 규격화하였다. 조준기의 크기가 30 mm 이상인 경우 0.6 cc 전리함을 제외하고 다른 검출기에서 0.5% 이내로 상호 잘 일치하였다. 그러나 15 mm 이하의 조준기에서는 출력인자 값이 검출기의 종류에 따라 다소 차이가 있음을 확인하였다. 즉, 다이오드 검출기와 Gafchromic 필름 경우 5 mm 조준기의 출력인자는 각각 $0.656{\pm}0.009$와 $0.777{\pm}0.013$이었다. 전리함과 다이오드 검출기에서 이러한 차이는 깊이에 따라 선량률 변화가 급격하고 측방쪽으로의 전자평형상태(lateral electronic equilibrium)가 이루어지지 않은 것으로 기인된다. 그러므로 Gafchromic EBT 필름이 사이버나이프 출력인자 값을 결정하는데 다른 검출기에 비하여 보다 정확하다고 사료된다.