Feasibility of Two Dimensional Ion Chamber Array for a Linac Periodic Quality Assurance

선형가속기의 품질관리를 위한 2차원이온전리함배열의 유용성

Aim of this study is to investigate the feasibility of 2D ion chamber array as a substitute of the water phantom system in a periodic Linac QA. For the feasibility study, a commercial ion chamber matrix was used as a substitute of the water phantom in the measurement for a routine QA beam properties. The device used in this study was the I'm RT MatriXX (Wellhofer Dosimetrie, Germany). The MatriXX consists of a 1,020 vented ion chamber array, arranged in $24{\times}24\;cm^2$ matrix. Each ion chamber has a volume of $0.08\;cm^3$, spacing of 0.762 cm. We investigated dosimetric parameters such as dose symmetry, energy ($TPR_{20,10}$), and absolute dose for comparing with the water phantom data with a Farmer-type ionization chamber (FC65G, Wellhofer Dosimetrie, Germany). For the MatriXX measurements, we used the white polystyrene phantom (${\rho}:\;1.18\;g/cm^3$) and also considered the intrinsic layer (${\rho}:\;1.06\;g/cm^3$, t: 0.36 cm) of MatriXX to be equivalent to water depth. In the preliminary study of geometrical QA using MatriXX, the rotation axis of collimator and half beam junction test were included and compared with film measurements. Regarding the dosimetrical QA, the MatriXX has shown good agreements within ${\pm}1%$ compared to the water phantom measurements. In the geometrical test, the data from MatriXX were comparable with those from the films. In conclusion, the MatriXX is a good substitute for water phantom system and film measurements. In addition, the results indicate that the MatriXX as a cost-effective novel QA tool to reduce time and personnel power.

본 연구의 목적은 방사선치료용 선형가속기의 품질관리를 수행하기 위한 2차원이온전리함배열의 유용성을 검증하기 위함이다. 물팬톰과 필름으로 수행하던 기존의 품질관리 방법을 2차원이온전리함배열(MatriXX, Wellhofer Dosimetrie, Germany)을 이용하여 유용성을 검증하였다. MatriXX는 1,020개의 평판형 전리함(용적: $0.08\;cm^3$, 직경: 4.5mm, 높이: 5mm, 배열간격: 7.62mm)이 일정한 간격으로 $24{\times}24\;cm^2$의 면적에 배열 되어있다. MatriXX의 유용성을 검증하기 위해 연속된 5개월에 걸쳐 선량균등도, 에너지($TPR_{20,10}$), 그리고 절대 선량을 측정하여 물팬톰과 $0.65\;cm^3$ (FC65G, Wellhofer Dosimetrie, Germany) Farmer형 이온전리함을 통해 얻은 값과 비교, 분석하였다. MatriXX 측정 시 폴리스틸렌 고체 팬톰(${\rho}:\;1.18\;g/cm^3$)을 이용하였으며, MatriXX 고유의 커버 물질의 밀도와 두께(${\rho}:\;1.06\;g/cm^3$, t: 0.36 cm)를 물과 등가의 값으로 환산하여 적용하였다. 또한, 기하학적 점검을 위한 예비실험에서 콜리메이터의 회전축과 하프빔의 접합부를 필름측정의 결과와 비교하였다. 선량계측학적 실험 결과, MatriXX로 얻은 데이터와 물팬톰의 결과가 모든 항목에서 ${\pm}1%$ 이내의 일치를 보였다. 기하학 품질관리의 예비 실험 결과 기존의 필름방식과 유사한 결과를 얻었으며, 기하학적 품질관리의 정량적 분석 가능성을 제시하였다. 본 연구를 통해 주기적인 선형가속기의 품질관리에서 물팬톰과 필름을 대체할 수 있는 MatriXX의 유용성을 확인하였으며, 향후 비용절감과 시간과 인력을 절감할 수 있는 품질관리의 새로운 방법을 제시하였다.