Dosimetric Verifications of the Output Factors in the Small Field Less Than $3cm^2$ Using the Gafchromic EBT2 Films and the Various Detectors

Gafchromic EBT2필름과 다양한 검출기를 이용하여 $3cm^2$ 이하의 소조사면에서 출력비율의 선량검증

The small field dosimetry is very important in modern radiotherapy because it has been frequently used to treat the tumor with high dose hypo-fractionated radiotherapy or high dose single fraction stereotactic radiosurgery (SRS) with small size target. But, the dosimetry of a small field (< $3{\times}3cm^2$) has been great challenges in radiotherapy. Small field dosimetry is difficult because of (a) a lack of lateral electronic equilibrium, (b) steep dose gradients, and (c) partial blocking of the source. The objectives of this study were to measure and verify with the various detectors the output factors in a small field (<3 cm) for the 6 MV photon beams. Output factors were measured using the CC13, CC01, EDGE detector, thermoluminescence dosimeters (TLDs), and Gafchromic EBT2 films at the sizes of field such as $0.5{\times}0.5$, $1{\times}1$, $2{\times}2$, $3{\times}3$, $5{\times}5$, and $10{\times}10cm^2$. The differences in the output factors with the various detectors increased with decreasing field size. Our study demonstrates that the dosimetry for a small photon beam (< $3{\times}3cm^2$) should use CC01 or EDGE detectors with a small active volume. And also, Output factors with the EDGE detectors in a small field (< $3{\times}3cm^2$) coincided well with the Gafchromic EBT2 films.

소조사면의 선량검증은 고선량을 1회에 치료하는 정위적방사선수술(Stereotactic radiosurgery, SRS)과 고선량을 소분할 하여 치료하는 소분할방사선치료(hypo-fractionated radiotherapy)에서 작은 크기의 종양을 치료하기 위해서 자주 사용되기 때문에 현대의 방사선치료에서 있어서 매우 중요하다. 그러나, $3cm^2$ 이하의 소조사면에 대한 선량검증은 방사선치료에서 있어서 대단한 도전이다. 소조사면의 선량검증은 (a) 측방전자균형(lateral electronic equilibrium)의 부족, (b) 급격한 선량 기울기(steep dose gradient), (c) 선원의 부분적 차폐 때문에 어렵다. 이 연구의 목적은 6 MV 광자선의 $3cm^2$ 이하의 소조사면에서 출력비율을 다양한 검출기로 측정하고 검증하는 것이다. 출력비율은 CC13 이온함, CC01 이온함, EDGE 검출기, 열발광선량계(thermoluminescence dosimeters, TLD), Gafchromic EBT2 필름을 이용하여 $0.5{\times}0.5cm^2$, $1{\times}1cm^2$, $2{\times}2cm^2$, $3{\times}3cm^2$, $5{\times}5cm^2$, $10{\times}10cm^2$의 다양한 조사면에서 측정하였다. 출력비율의 차이는 조사면의 크기가 작아질수록 검출기간의 차이는 증가하였다. 본 연구의 결과는 $3cm^2$ 이하의 소조사면의 선량측정은 CC01 이온함, EDGE 검출기와 같은 작은 크기의 방사부부피(active volume)를 가지는 검출기를 사용해야 한다는 것을 입증하였다. 또한, $3cm^2$ 이하의 소조사면에서 EDGE 검출기의 출력비율은 Gafchromic EBT2 필름의 결과와 잘 일치하였다.