Evaluation of Dosimetric Characteristics of Small Field in Cone Versus Square Fields Based on Linear Accelerators(LINAC) for Stereotactic Radiosugery(SRS)

In this paper we evaluated small field dose characteristics of exclusive cone fields versus square fields for stereotactic radiosugery (SRS) which is based on linear accelerators (LINAC). For this test, we used a small beam detector (stereotactic fields detector : SFD) with a 6 MV photon beam and a water phantom system (IBA, Germany). Percentage depth dose (PDD) was measured for different field sets (cones : ${\Phi}1\;cm$, ${\Phi}2\;cm$, ${\Phi}3\;cm$ ; square fields : $1{\times}1\;cm^2$, $2{\times}2\;cm^2$, $3{\times}3\;cm^2$) at a source skin distance (SSD) of 100 cm. We measured the point depths at 1.5 cm, 5 cm, 10 cm, 20 cm, and 30 cm. The output factors were measured under the same geometrical conditions of the PDD and normalized at the maximum dose depth. To analyze the penumbra, we measured the dose profile with 95 cm of SSD, 5 cm of depth for each field sizes (${\Phi}1\;cm$, ${\Phi}3\;cm$, $1{\times}1\;cm^2$, and $3{\times}3\;cm^2$) using SFD. We obtained the values for every 1 mm interval in the physical field (90%) and 0.5 mm interval in the penumbra region (20 to 80%). The PDD variation of exclusive cones and square fields were 4.3 to 7.9% lesser than the standard field size ($10{\times}10\;cm^2$. The variation of PDD was reduced while the field size was increased. To compare the beam quality, we analyzed the $PDD_{20,10}$ and the results showed under the 1% of variations for all experiments except for ${\Phi}1\;cm$ cone and $1{\times}1\;cm^2$ fields. Output factors of exclusive cone were increased 3.1~4.6% than the square fields, and the penumbra region of exclusive cone was reduced 20% as compared to the square fields. As the previous researches report, it is very important for SRS and SFD that precise dosimetry in small beam fields. In this paper, we showed the effectiveness of exclusive cone, compared to square field. And we will study on the various detector characteristics for small beam fields.

선형가속기를 기반으로 한 뇌정위 방사선 수술 시 전용 콘과 정방형 소조사면의 선량 특성에 관한 고찰

선형가속기를 기반으로 하는 뇌정위적 방사선 수술에 있어 전용 콘과 동일한 정방형 조사면에서의 소조사면 선량특성에 관해 알아보고자 6 MV 광자선과 소조사면 전용 검출기를 이용해 측정하였다. 선원 표면간 거리는 100 cm로 하고, 전용 cone ${\Phi}1\;cm$, ${\Phi}2\;cm$, ${\Phi}3\;cm$과 정방형 조사면 $1{\times}1\;cm^2$, $2{\times}2\;cm^2$, $3{\times}3\;cm^2$ 조사면 으로 1.5 cm, 5 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm 지점에서 심부선량을 측정하였고, 최대 선량점에서 각 조사면에서 출력선량을 측정하여 비교하였다. 반음영의 측정을 위한 선량측면도 측정은 ${\Phi}1\;cm$, ${\Phi}3\;cm$ 및 동일한 정방형 조사면에서 선원 표면간 거리 95 cm, 깊이 5 cm에서 SFD를 이용하여 측정하였다. 물리학적 조사면(90%) 내에서는 1 mm 간격으로, 반음영 영역(20~80%)에서는 0.5 mm 간격으로 측정하였다. 전용 콘 과 정방향 조사면의 PDD 변화는 기준조사면을 기준으로 5 cm 깊이에서 4.3~7.9% 낮게 나타났으며, 콘의 크기와 조사면 크기가 커질수록 PDD 변화는 적게 나타났다. 선질 비교를 위해 $PDD_{20,10}$를 비교한 결과 ${\Phi}1\;cm$ 콘과 $1{\times}1\;cm^2$을 제외한 다른 조사면에서는 1% 이내의 변화를 보였다. 출력선량은 콘을 이용한 방법에서 정방형 조사면에서 보다 3.1~4.6% 출력선량이 증가하였다. 반음영 영역은 ${\Phi}1\;cm$, ${\Phi}3\;cm$ 동일한 정방형 조사면에서 콘을 이용한 방법이 반음영 영역이 20% 감소하였다. 뇌정위적 방사선 수술은 소조사면을 이용해 1회 대선량을 조사하는 방법으로 조사면의 선량특성을 고려한 처방이 중요하게 된다. 본 실험을 통해 뇌정위적 방사선 수술에 있어 정방형 소조사면 보다 전용 콘을 이용한 방법이 유효하다고 사료되며, 향후 다양한 측정기를 이용한 소조사면의 선량특성에 관한 연구가 필요하다고 생각된다.