호흡동조 방사선치료용 팬텀의 제작 및 유용성 평가

Production and Assessing Usefulness of the Moving Phantom for Respiration Gated Radiotherapy

목 적: 호흡동조 방사선치료용 팬텀 제작을 통해 실시간움직임관리(RPM, Real-time Position Management)에 의한 치료시 호흡에 따른 방사선 조사선량의 적절성을 평가 하고자 한다. 대상 및 방법: 호흡동조 팬텀은 선형 액츄에이터(SCN6-050-50, Dyadic, Japan) 2개, 아크릴판, 지지대, 철판 등으로 팬텀위에 측정 대상을 위치시켜 구동 가능(상 하, 전 후)하도록 제작하였다. 4D CT를 촬영해 환자의 호흡을 분석하여 컴퓨터를 통해 팬텀의 위치와 속도를 제어하여 움직임을 재현하였다. 호흡동조 팬텀위에 2D-Array (PTW)와 4.5 cm의 팬텀(White water 4.5 cm)을 위치하여 21 EX 15 MV X선을 100 Mu, 조사야 $10{\times}10\;cm$의 open field와 2 cm 간격으로 10 cm까지 정방형으로 움직이는 Sliding MLC (DMLC)를 Gantry $0^{\circ}$, $90^{\circ}$에서 팬텀을 (1) 움직이지 않은 경우 (2) 움직인 경우 (3) RPM을 이용하여 동조한 경우(30%)로 나누어 조사하였다. 7.5 cm의 팬텀에 0.125 CC 이온화전리함(PTW)을 위치하여 위와 같은 조건으로 측정하였다. 결 과: 이온화전리함에 의한 중심선량 측정값은 Gantry $90^{\circ}$, $10{\times}10\;cm$ 조사야와 DMLC을 이용한 조사에서 동조시 0.3%이내, 비동조시 약 2%의 오차가 있었다. 2D-Array를 통한 분석시 Gamma index Method (3 mm, 3%)를 적용한 경우 Gantry $90^{\circ}$, $10{\times}10\;cm$ 조사야와 DMLC을 이용한 조사에서 동조시 오차이내, 비동조시 전체 조사야의 약 16% 오차를 보였다. 결 론: 호흡동조 방사선치료용 팬텀의 자체 제작으로 환자 움직임에 의한 치료계획과 방사선 측정으로 인하여 치료시 실제 조사되는 방사선량의 정량적 분석이 가능하였으며, IMRT 환자의 RPM을 이용한 호흡동조 치료시 적절한 평가가 가능하였다.

Purpose: The purpose of this study is that through production of phantom for respiration gated radiotherapy, assessing appropriacy of exposure dose for the therapy using RPM (Real-time Position Management). Materials and Methods: We located measurement object on the phantom for respiration gated radiotherapy made of 2 linear actuator, acrylic panel, stanchion, iron plate ets. to drive (up, down, front, back). Using 4D CT scan, we analyzed patient's respiration and reproduced the movement by computer. On the phantom, we located a 2D-Array (PTW) and an White water phantom (4.5 cm) and used DMLC (interval 2 cm) in the field size $10{\times}10\;cm$, then exposed 21EX X-ray 100 MU, in the case of phantom was (1) static (2) moving (3) gated using RPM respectively gantry $0^{\circ}$ and $90^{\circ}$ We measured with a 0.125 CC ionization chamber (PTW) on the phantom (7.5 cm) in the same condition. Results: Ionization chamber: There were within 0.3% of error with gating respiration and approximately 2% of error without gating in the same condition. 2D-Array: Gantry $90^{\circ}$, field size $10{\times}10\;cm$, using DMLC. There were within 3% of error with gating respiration and approximately 16% of error without gating. Conclusion: The phantom for respiration gated radiotherapy makes plans considering patient's movement, quantitative analysis of exposure dose and proper assessment therapy for IMRT patients using RPM possible.