External Auditing on Absorbed Dose Using a Solid Water Phantom for Domestic Radiotherapy Facilities

Purpose: We report the results of an external audit on the absorbed dose of radiotherapy beams independently performed by third parties. For this effort, we developed a method to measure the absorbed dose to water in an easy and convenient setup of solid water phantom. Materials and Methods: In 2008, 12 radiotherapy centers voluntarily participated in the external auditing program and 47 beams of X-ray and electron were independently calibrated by the third party’s American Association of Physicists in Medicine (AAPM) task group (TG)-51 protocol. Even though the AAPM TG-51 protocol recommended the use of water, water as a phantom has a few disadvantages, especially in a busy clinic. Instead, we used solid water phantom due to its reproducibility and convenience in terms of setup and transport. Dose conversion factors between solid water and water were determined for photon and electron beams of various energies by using a scaling method and experimental measurements. Results: Most of the beams (74%) were within ${\pm}2%$ of the deviation from the third party's protocol. However, two of 20 X-ray beams and three of 27 electron beams were out of the tolerance (${\pm}3%$), including two beams with a >10% deviation. X-ray beams of higher than 6 MV had no conversion factors, while a 6 MV absorbed dose to a solid water phantom was 0.4% less than the dose to water. The electron dose conversion factors between the solid water phantom and water were determined: The higher the electron energy, the less is the conversion factor. The total uncertainty of the TG-51 protocol measurement using a solid water phantom was determined to be ${\pm}1.5%$. Conclusion: The developed method was successfully applied for the external auditing program, which could be evolved into a credential program of multi-institutional clinical trials. This dosimetry saved time for measuring doses as well as decreased the uncertainty of measurement possibly resulting from the reference setup in water.

고체팬텀을 이용한 국내 방사선 치료시설의 흡수선량에 대한 조사

목 적: 제 3기관에 의해 독립적으로 수행된 방사선 치료 빔의 흡수 선량을 외부 감사의 결과로 보고 한다. 이를 위해 쉽고 편리하게 설치 가능 한 고체 팬텀을 이용하여 흡수 선량을 측정하는 방법을 개발했다. 대상 및 방법: 2008년 12개 방사선 치료 시설에서 외부 감사 프로그램에 참여하였고 47개의 광자선과 전자선의 제 3기관에 의해 American Association of Physicists in Medicine (AAPM) task group (TG)-51 프로토콜을 사용하여 독립적으로 교정되었다. AAPM TG-51 프로토콜은 물에서의 측정을 권고 하고 있지만 팬텀으로 물은 바쁜 병원 상황에선 몇 가지 단점이 있다. 설치와 수송이 편리하고 재현성이 있는 고체 팬텀을 사용하였다. 광자선과 전자선에 대한 물과 고체 팬텀 사이의 선량 보정인자는 스케일링 방법과 실험적 측정에 의해 결정되었다. 결 과: 대부분의 빔은(74%) 제3기관의 프로토콜로 측정한 결과 2%의 편차 이내였다. 그러나 20개 중 2개의 광자선과 27개 중 3개의 전자선은 허용범위(3%)를 초과 하였다. 특히 그중 2개의 빔은 10% 이상의 편차를 보여주고 있다. 6 MV 초과의 고에너지 광자선은 보정인자가 없었다. 6 MV 광자선의 경우 고체 팬텀에서의 흡수선량은 물에서의 흡수 선량보다 0.4% 작게 나타났다. 전자선에 대한 보정인자도 결정되었는데 전자선의 에너지가 증가함에 따라 보정인자는 작아지는 경향을 보여준다. 고체팬텀을 사용한 TG-51 프로토콜의 측정 오차는 ${\pm}1.22%$로 나타났다. 결 론: 개발된 방법은 다기관 임상 연구의 인증 프로그램에 참여할 수 있는 외부 감사 기관 프로그램에 성공적으로 적용되었다. 이 선량측정은 선량을 측정하기 위한 시간을 줄이고 물을 설치할 때의 생길 수 있는 측정오차를 감소시킨다.