Evaluation of Detector Dependency on Collimator in SRS: Compared Detectors; CC01, CC13, SFD

뇌정위적 방사선수술 시 콜리메이터 크기 변화에 따른 검출기 의존성 평가

Purpose: To evaluate the detector dependency in the various collimator size for Stereotactic Radiosugery (SRS). Materials and Methods: This study was performed with 6 MV photon beam (Varian 21EX, Varian, US) and the measurement detectors are used by ion chamber CC01, CC13 (Wellhofer, Germany) and stereotactic diode detector (SFD, Wellhofer, Germany). SRS collimator size was used by ${\varphi}$5, 10, 20, 30 mm (Brain Lab, Germany). Percentage depth dose (PDD) was measured at SSD 100 cm and field size 10×10 cm from individual detectors. Ouput factor was measured by using same setup of PDD and with maximum dose depth. Data was normalized at field size $10{\times}10\;cm$. Beam profile was measured at SSD 100 cm in SRS collimator ${\varphi}$10, 30 mm and field $10{\times}10\;cm$ and a comparison of FWHM (full width half maximum), penumbra width (20~80%). Results: The CC13 detector was overestimated 16% than other detectors from the PDD in the 5 mm collimator. Output factors were underestimated CC01 28%, CC13 72% in the 5 mm collimator and CC01 9.6%, CC13 25% in the 10 mm collimator than the SFD. Maximum difference was 3% at the FWHM of the dose profile in the 10 mm collimator and difference of the 30 mm collimator was 0% at the FWHM. Penumbra width was increased CC01 122%, CC13 194% in the 10 mm collimator and CC01 68%, CC13 185% in the 30 mm collimator than the SFD. Conclusion: It is very important for accurate dosimetry to select a detector in small field. The SFD was considered with the most accurate dosimeter for small collimator dosimetry in this study.

목 적: 뇌정위적 방사선수술시 이용되는 콜리메이터의 크기 변화에 따른 검출기 의존성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 본 실험을 위해 6 MV 광자선(CL21EX, Varian, Palo Alto), 이온전리함(CC01, CC13, Wellhofer, Germany), 정위적 다이오드검출기(SFD, Wellhofer, Germany)를 사용하였다. 심부선량백분율(PDD)의 검출기 의존성을 평가하기 위해 Brain Lab사의 콜리메이터(${\varphi}$5, 10, 20, 30 mm)와 $10{\times}10\;cm^2$에서 측정, 비교하였다. 선량측면도(dose profile)는 SAD 100 cm에서 콜리메이터(${\varphi}$10, 30 mm)와 $10{\times}10\;cm^2$를 측정하여 반치폭(FWHM; full width half maximum)과 반음영(20∼80%)을 비교하였다. 선량출력인자의 측정을 위해 선량최대깊이에서 콜리메이터(${\varphi}$5, 10, 20, 30 mm)의 출력을 측정하였으며, 정방형 조사면($10{\times}10\;cm^2$)의 출력 값을 기준으로 정규화 하였다. 결 과: 검출기에 따른 PDD의 영향을 평가하기 위해 PDD20,10 (PDD20/PDD10)을 비교하였다. 콜리메이터 ${\varphi}$5 mm에서는 SFD 51.3%, CC01 50%, CC13 58%로 측정되었고, 다른 콜리메이터에서는 최대 1%의 측정값 차이를 보였다. 선량측면도 평가에서 FWHM은 0.1∼0.4 mm의 차이를 보였다. 반음영은 ${\varphi}$10 mm에서 SFD 3.2 mm, CC01 7.1 mm, CC13 9.4 mm로 측정되었고, ${\varphi}$30 mm에서 SFD 4 mm, CC01 6.7 mm, CC13 12.4 mm로 측정되었다. $10{\times}10\;cm^2$에서는 SFD 6.6 mm, CC01 8.6 mm, CC13 12.2 mm로 측정되었다. 선량출력인자는 ${\varphi}$20 mm 이상에서 검출기별 최대 2%의 차이를 보였다. ${\varphi}$5 mm에서는 SFD 85%, CC01 61%, CC13 24%로 측정되었고, ${\varphi}$10 mm에서는 SFD 94%, CC01 85%, CC13 71%로 측정되었다. 실험결과 PDD는 CC13이 조사면에 충분히 포함되지 않은 ${\varphi}$5 mm에서 최대 16%의 차이를 보였고, 선량측면도의 FWHM은 검출기별 최대 0.4 mm의 차이를 보였다. 선량측면도의 반음영은 ${\varphi}$30 mm에서 최대 8.4 mm 차이를 보였고, 출력선량인자는 ${\varphi}$5 mm에서 최대 72%의 차이를 나타냈다. 결 론: 뇌정위적 방사선수술을 시행하는데 있어 정확한 선량을 측정할 수 있는 검출기를 선택하는 것은 무엇보다 중요하다. 따라서 본 실험에서는 측정을 통한 작은 원형조사면 선량계측에서 정위적 다이오드 검출기가 이온전리함에 비해 선량의 특성을 평가하는데 있어 유용함을 알 수 있었다.