Feasibility Study of Dose Evaluation of Stereotactic Radiosurgery using GafChromic $EBT^{(R)}$ Film

GafChromic $EBT^{(R)}$ 필름을 이용한 뇌정위방사선치료의 선량분석 가능성 평가

Purpose: We have performed SRS (stereotactic radiosurgery) for avm (arterry vein malformation) and brain cancer. In order to verify dose and localization of SRS, dose distributions from TPS ($X-Knife^{(R)}$ 3.0, Radionics, USA) and GafChromic $EBT^{(R)}$ film in a head phantom were compared. Materials and Methods: In this study, head and neck region of conventional humanoid phantom was modified by substituting one of 2.5 cm slap with five 0.5 cm acrylic plates to stack the GafChromic $EBT^{(R)}$ film slice by slice with 5 mm intervals. Four films and five acrylic plates were cut along the contour of head phantom in axial plane. The head phantom was fixed with SRS head ring and adapted SRS localizer as same as real SRS procedure. CT images of the head phantom were acquired in 5 mm slice intervals as film interval. Five arc 6 MV photon beams using the SRS cone with 2 cm diameter were delivered 300 cGy to the target in the phantom. Ten small pieces of the film were exposed to 0, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 cGy, respectively to calibrate the GafChromic $EBT^{(R)}$ film. The films in the phantom were digitized after 24 hours and its linearity was calibrated. The pixel values of the film were converted to the dose and compared with the dose distribution from the TPS calculation. Results: Calibration curve for the GafChromic $EBT^{(R)}$ film was linear up to 900 cGy. The R2 value was better than 0.992. Discrepancy between calculated from $X-Knife^{(R)}$ 3.0 and measured dose distributions with the film was less than 5% through all slices. Conclusion: It was possible to evaluate every slice of humanoid phantom by stacking the GafChromic EBT film which is suitable for 2 dimensional dosimetry, It was found that film dosimetry using the GafChromic $EBT^{(R)}$ film is feasible for routine dosimetric QA of stereotactic radiosurgery.

목 적: 본원에서는 AVM (artery vein malformation)이나 뇌종양을 치료를 위하여 뇌정위방사선수술(SRS: stereotactic radiosurgery)을 시행한다. 치료위치의 확인과 선량을 검증하기위하여 본 연구에서는 Gafchromic EBT film (Gafchromic EBT QD+, International Specialty Products, USA)을 이용 두부팬톰 내의 선량분포를 계산치와 측정치를 비교하였다. 대상 및 방법: 본 실험에서는 기존의 인체모형팬톰의 두부의 2.5 cm 두께 한 슬라이스를 5장의 0.5 cm 아크릴로 대체하여 필름을 0.5 cm 간격으로 삽입할 수 있게 하였다. 4장의 필름과 5장의 아크릴판은 팬톰 단면모양을 따라 잘랐다. 이 두부팬톰에 실제 환자치료와 같은 절차로 SRS head ring과 localizer를 장착 후 0.5 cm 간격의 CT 영상을 얻어 치료계획을 수립하였다. 6 MV의 광자선을 2 cm 크기의 SRS cone을 장착하여 5개의 arc beam으로 300 cGy의 선량을 전달하였다. 필름 교정을 위해서 각각의 필름에 0, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 cGy의 선량을 조사하여 교정곡선을 얻었다. 3시간 후 팬톰내의 필름을 스캔하고 흑화도에 따른 선량으로 교정하였다. 뇌정위방사선수술의 평가를 위해 Gafchromic EBT 필름을 이용 두부팬톰 내 치료 위치를 확인하고 선량을 측정하여 계산 값과 비교하였다. 결 과: Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름의 선량교정 곡선은 900 cGy까지 선형을 잘 유지하였다. 모든 단면에 걸쳐 Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름을 이용한 두부팬톰 내 필름으로 측정한 선량과 치료계획장치(XKnife, Radionics, USA)로 계산된 선량의 차이는 5% 이내 였다. 결 론: 본 실험에서 2차원적 선량분석만이 가능한 GafChromic EBT 필름을 적층시켜 모든 슬라이스의 선량을 확인할 수 있었으며, Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름을 이용한 정위방사선수술에서 정도관리의 방법으로 가능할 것으로 사료된다.