Consideration of Surface Dose and Depth of Maximum Dose Using Various Detectors for High Energy X-rays

Purpose: It is difficult to exactly determine the surface dose and the dose distribution In buildup region of high energy X-rays by using the conventional ion chamber. The aim of this study Is to evaluate the accuracy of widely used dosimetry systems to measure the surface dose and the depth of maximum dose (d$_{max}$). Materials and Methods: We measured the percent depth dose (PDD) from the surface to the d$_{max}$ in either a water phantom or in a solid water phantom using TLD-100 chips, thimble type ion chamber, diode detector, diamond detector and Markus parallel plate ion chamber for 6 MV and 15 MV X-rays, 10$\times$10 cm$^{2}$, at SSD=100cm. We analysed the surface dose and the d$_{max}$. In order to verify the accuracy of the TLD data, we executed the Monte Carlo simulation for 5 MV X-ray beams. Results: The surface doses In 6 MV and IS MV X-rays were 29.31% and 23.36% ior Markus parallel plate ion chamber, 37.17$\%$ and 24.01$\%$ for TLD, 34.87$\%$ and 24.06$\%$ for diamond detector, 38.13$\%$ and 27.8$\%$ for diode detector, and 47.92$\%$ and 35.01$\%$ for thimble type ion chamber, respectively. in Monte Carlo simulation for 6 MV X-rays, the surface dose was 36.22$\%$, which Is similar to the 37.17$\%$ of the TLD measurement data. The d$_{max}$ In 6 WV and 15 MV X-rays was 14$\~$16 mm and 27$\~$29 mm, respectively. There was no significant difference in the d$_{max}$ among the detectors. Conclusion: There was a remarkable difference in the surface dose among the detectors. The Markus parallel plate chamber showed the most accurate result. The surface dose of the thimble ion chamber was 10$\%$ higher than that of other detectors. We suggest that the correction should be made when the surface dose of the thimble ion chamber Is used for the treatment planning ion the supeficial tumors. All the detectors used In our study showed no difference in the d$_{max}$.

측정기에 따른 고에너지 X-선의 표면 선량 및 최대 선량 지점 고찰

목적 .: 고에너지 X-선의 표면 선량과 선량보강(build-up) 영역에서의 선량 분포는 일반적으로 방사선 계측에 사용되는 전리함 측정기로는 정확한 선량 분포를 얻기가 매우 어렵다. 본 연구는 고에너지 X-선 선량 계측에 보편적으로 사용되고 있는 여러 측정기를 이용하여 팬톰 표면에서의 흡수선량과 최대 선량 지점(d$_{max}$)을 측정하여 측정기 사이의 정확성을 비교 분석하고, 각 치료 기관에서 보편적으로 사용되는 측정기 중 표면 선량 측정에 적절한 측정장치를 제안하고 그 유용성을 제시하고자 한다. 대상 및 방법 : 본 실험에서는 6 MV와 IS MV X-선에 대해 조사면이 10$\times$10 cm$^{2}$, SSD=100 cm에서 TLD, 팀블형전리함(thimble type ion chamber), 다이오드 검출기, 다이아몬드 검출기와 Markus 평행판 전리함 등을 이용하여 심부선량백분율(percent depth dose: PDD)을 측정하여, 표면 선량(suface dose)과 최대 선량 지점(dnu)을 비교 분석하고, 또한 TLD 측정 시와 동일 조건으로 Monte Cario 계산을 실행하여 TLD의 측정 결과와 비교하였다. 결과: 6 WV와 IS MV X-선에 대해 Markus 평행판 전리함을 이용하여 측정한 표면 선량은 각각 29.31$\%$와 23.36$\%$으로 측정되었으며, TLD는 37.17$\%$와 24.06$\%$, 다이아몬드 검출기는 34.78$\%$와 24.06$\%$, 다이오드 검출기는 38.18$\%$와 27.8$\%$, 팀블형 전리함은 47.92$\%$와 36.06$\%$ 였으며, Monte Cario 계산에 의한 표면 선량 값은 S MV X-선에 대해 TLD 측정 시와 동일한 조건으로 팬톰 내에 가상적인 TLD를 삽입한 경우 36.22$\%$로 실제 측정값 37.17$\%$와 유사하였다. 최대 선량 지점의 깊이는 모든 측정기에서 6 MV X-선에 대하여 14$\~$16 mm, IS MV X-선에서는 27$\~$29 mm사이의 측정기에 따라 작은 차이를 보였다. 결론 : 표면 선량의 경우에는 측정기에 따라 현저한 차이를 보였으며 Markus 평행판 전리함이 사용된 측정기 중가장 정확한 결과를 보였고, 팀블형 전리함의 경우 다른 측정기에 비해 약 10$\%$ 이상 높은 선량을 보여 피부 표면에 가까이 위치한 종양에 대한 방사선 치료 계뵉 시에는 임상에서 가장 보편적으로 사용되고 있는 팀블형 전리함의 선량 값을 그대로 사용하기에는 많은 오류가 발생하므로 가능한 표면 선량 측정에 적절한 측정기를 선택하여 사용하거나 측정기 특성을 고려한 보정이 필요할 것으로 생각된다. 최대 선량 지점(d$_{max}$)의 결과는 모든 측정기에서 비슷한 결과를 나타내고 있어 본 실험에서 사용한 모든 측정기는 그 특성에 상관없이 최대 선량 지점 측정에 사용이 가능함을 알 수 있었다.