Quality Assurance of Leaf Speed for Dynamic Multileaf Collimator (MLC) Using Dynalog Files

Purpose : The purpose of this study is to analyze the mechanical and leaf speed accuracy of the dynamic multileaf collimator (DMLC) and determine the appropriate period of quality assurance (QA). Materials and Methods : The quality assurance of the DMLC equipped with Millennium 120 leaves has been performed total 92 times from January 2012 to June 2014. The the accuracy of leaf position and isocenter coincidence for MLC were checked using the graph paper and Gafchromic EBT film, respectively. The stability of leaf speed was verified using a test file requiring the leaves to reach maximum leaf speed during the gantry rotation. At the end of every leaf speed QA, dynamic dynalog files created by MLC controller were analyzed using dynalog file viewer software. This file concludes the information about the planned versus actual position for all leaves and provides error RMS (root-mean square) for individual leaf deviations and error histogram for all leaf deviations. In this study, the data obtained from the leaf speed QA were used to screen the performance degradation of leaf speed and determine the need for motor replacement. Results : The leaf position accuracy and isocenteric coincidence of MLC was observed within a tolerance range recommanded from TG-142 reports. Total number of motor replacement were 56 motors over whole QA period. For all motors replaced from QA, gradually increased patterns of error RMS values were much more than suddenly increased patterns of error RMS values. Average error RMS values of gradually and suddenly increased patterns were 0.298 cm and 0.273 cm, respectively. However, The average error RMS values were within 0.35 cm recommended by the vendor, motors were replaced according to the criteria of no counts with misplacement > 1 cm. On average, motor replacement for gradually increased patterns of error RMS values 22 days. 28 motors were replaced regardless of the leaf speed QA. Conclusion : This study performed the periodic MLC QA for analyzing the mechanical and leaf speed accuracy of the dynamic multileaf collimator (DMLC). The leaf position accuracy and isocenteric coincidence showed whthin of MLC evaluation is observed within the tolerance value recommanded by TG-142 report. Based on the result obtained from leaf speed QA, we have concluded that QA protocol of leaf speed for DMLC was performed at least bimonthly in order to screen the performance of leaf speed. The periodic QA protocol can help to ensure for delivering accurate IMRT treatment to patients maintaining the performance of leaf speed.

Dynalog file을 이용한 동적다엽조준기의 Leaf 속도 정도관리 평가

목 적 : 동적다엽조준기(dynamic multileaf collimator, DMLC)에서 leaf 속도 정도관리 시 획득된 dynalog 파일을 이용하여 leaf 속도 정확성을 평가하고 정도관리와 모터 교체의 연관성을 분석하여 정도관리의 유용성을 살펴보고, 이를 통해 leaf 속도 정도관리의 적절한 주기를 파악하고자 하였다. 폐암의 정위적체부방사선치료시 실제 적용하고 있는 최대강도투사(MIP) 영상과 호흡위상별(0~90%)영상에서 3차원적으로 재구성된 선량 분포 차이를 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 다엽조준기(multileaf collimator, MLC) 모터 120개에 대해 2012년 1월부터 2014년 6월까지 leaf 위치의 정확성과 치료 중심점(isocenter) 일치도 및 leaf 속도의 정확성에 대해 정도관리를 하였다. leaf 위치 정확성은 모눈종이를 사용하였으며, 또한 leaf의 치료 중심점 일치도를 평가하였다. 그리고 약 1~2 주에 1회씩 총 92회의 leaf 속도 정도관리를 통해 모터 교체회수를 파악하여 leaf 속도 정도관리와 모터 교체와의 상관관계를 분석하였으며, 교체된 모터로부터 leaf의 RMS 값이 점차적으로 증가하는 경우와 급격하게 증가하는 경우로 나누어 적절한 정도관리 주기를 평가하였다. 또한 정도관리를 통해 획득된 RMS 값과 전혀 무관하게 그리고 정도관리를 통해 교체된 모터 횟수를 분석하여 leaf 속도 정도관리의 유용성을 알아보았다. 결 과 : leaf 위치의 정확성과 치료 중심점 일치도를 측정한 결과는 TG-142 보고서에서 권고 하는 허용 범위 이하의 정확성으로 관찰되었고, leaf 속도 정도관리는 총 92회를 시행한 결과 MLC 모터 교체 회수는 56회 이었다. 정도관리를 통해 교체된 모터에서 leaf의 RMS 값이 점차적으로 증가한 경우가 급격하게 증가한 경우에 비해 많았으며, RMS 값이 점차적으로 증가하는 경우는 평균값이 0.298 cm 이었고 급격하게 증가한 경우는 평균값이 0.273 cm 이었다. 모두 에러 히스토그램이 1 cm 이상 벗어난 횟수가 측정되어 교체하였다. RMS 값이 점차적으로 증가하여 모터가 교체될 때까지의 소요기간은 평균 22일 정도 였다. 전체 모터 교체 중 정도관리와 무관하게 그리고 정도관리를 통해 교체한 경우가 각각 28회씩으로 나타났다. 또한 방사선치료 도중 MLC 모터 고장으로 인하여 발생되는 치료 지연 시간은 약 20분 정도였다. 결 론 : 본 연구에서는 최근 IMRT 치료가 증가함에 따라 MLC 사용 빈도 역시 증가하고 있는 시점에서 leaf 위치 정확성 및 치료 중심점 일치도 그리고 속도 정확성 평가를 2년 6개월 동안 수행하였다. leaf 속도 정도관리를 통해 분석한 결과로부터 2 주에 한 번씩 정도관리를 수행하는 것이 적절한 것으로 판단된다. 이 주기를 통해서 leaf 속도 저하를 추적 관찰하여 최종 모터의 교체시기를 예측할 수 있을 것이다. 더불어 방사선치료 중 leaf의 모터 고장으로 인한 방사선치료 지연을 방지하여 좀 더 정확한 IMRT 치료가 이루어지겠다.