Compare the Clinical Tissue Dose Distributions to the Derived from the Energy Spectrum of 15 MV X Rays Linear Accelerator by Using the Transmitted Dose of Lead Filter

연(鉛)필터의 투과선량을 이용한 15 MV X선의 에너지스펙트럼 결정과 조직선량 비교

Recent radiotherapy dose planning system (RTPS) generally adapted the kernel beam using the convolution method for computation of tissue dose. To get a depth and profile dose in a given depth concerened a given photon beam, the energy spectrum was reconstructed from the attenuation dose of transmission of filter through iterative numerical analysis. The experiments were performed with 15 MV X rays (Oncor, Siemens) and ionization chamber (0.125 cc, PTW) for measurements of filter transmitted dose. The energy spectrum of 15MV X-rays was determined from attenuated dose of lead filter transmission from 0.51 cm to 8.04 cm with energy interval 0.25 MeV. In the results, the peak flux revealed at 3.75 MeV and mean energy of 15 MV X rays was 4.639 MeV in this experiments. The results of transmitted dose of lead filter showed within 0.6% in average but maximum 2.5% discrepancy in a 5 cm thickness of lead filter. Since the tissue dose is highly depend on the its energy, the lateral dose are delivered from the lateral spread of energy fluence through flattening filter shape as tangent 0.075 and 0.125 which showed 4.211 MeV and 3.906 MeV. In this experiments, analyzed the energy spectrum has applied to obtain the percent depth dose of RTPS (XiO, Version 4.3.1, CMS). The generated percent depth dose from $6{\times}6cm^2$ of field to $30{\times}30cm^2$ showed very close to that of experimental measurement within 1 % discrepancy in average. The computed dose profile were within 1% discrepancy to measurement in field size $10{\times}10cm$, however, the large field sizes were obtained within 2% uncertainty. The resulting algorithm produced x-ray spectrum that match both quality and quantity with small discrepancy in this experiments.

최근의 방사선 치료선량 계획시스템은 대체로 커널빔을 컨볼루션하여 조직선량을 구하고 있다. 본 연구에서는 광자선 빔에 따른 심부선량과 임의의 깊이에서 프로파일 선량을 구하기 위하여 반복적 수치해석을 통해 투과 필터에 의한 감쇠선량으로부터 에너지 스펙트럼을 구성하였다. 실험은 15 MV X선(Oncor, Siemens사)과 이온선량계 0.125 cc (PTW T31010)을 이용하여 납필터를 투과한 선량을 측정하여 이루어졌다. 15 MV X선의 에너지스펙트럼은 0.25 MeV 간격으로 납필터 0.51 cm에서 8.04 cm의 감쇠선량으로 실측치와 비교하여 구하였다. 실험 연산에서 15 MV X선의 최대유량은 3.75 MeV에서 나타났으며, 평균에너지는 4.639 MeV를 보였으며, 투과선량은 평균 0.6%의 오차인 반면에 최대오차는 납두께 5 cm에서 2.5%를 보였다. 조직선량은 에너지에 크게 의존하므로, 평탄형 필터의 중심과 Tangent 0.075와 0.125인 가장자리의 에너지를 구하였으며, 각각 4.211 MeV와 3.906 MeV로 나타났다. 심부선량과 프로파일 선량은 상업화로 공급되고 있는 선량계획시스템에 중심 선속과 가장자리의 각 에너지스펙트럼을 적용하여 구하여 실측선량률과 비교하였다. 생성된 심부선량 곡선은 조사면 $6{\times}6cm^2$에서 $30{\times}30cm^2$까지 실측치와 비교한 결과 1% 이내의 거의 일치하는 값을 얻었으며, 프로파일 곡선은 $10{\times}10cm^2$에서 1% 이내의 오차를 보였으나, $30{\times}30cm^2$와 같이 큰 조사면의 얕은 깊이에서는 2%의 오차를 보였다. 따라서 투과선량을 연산으로 구한 에너지 스펙트럼이 조직선량을 평가하는 데 상당히 적은 오차범위 내에서 정량적이고 정성적으로 얻을 수 있음을 알 수 있다.