• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권9호
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• pp.2064-2071
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• 2020

For proton pencil beam scanning (PBS) technology, the accuracy of the dose distribution in a patient is sensitive to the properties of the incident beam. However, mechanical deformation of the proton therapy facility may occur, and this could be an important factor affecting the proton dose distribution in patients. In this paper, we investigated the effect of deformation on an SC200 proton facility's beam isocenter properties. First, mechanical deformation of the PBS nozzle, L-shape plate, and gantry were simulated using a Finite Element code, ANSYS. Then, the impact of the mechanical deformation on the beam's isocenter properties was evaluated using empirical formulas. In addition, we considered the simplest case that could affect the properties of the incident beam (i.e. if only the bending magnet (BG3) has an error in its mounting alignment), and the effect of the beam optics offset on the isocenter characteristics was evaluated. The results showed that the deformation of the beam position in the X and Y direction was less than 0.27 mm, which meets the structural design requirements. Compared to the mechanical deformation of the L-shape plate, the deformation of the gantry had more influence on the beam's isocenter properties. When the error in the mounting alignment of the BG3 is equal to or more than 0.3 mm, the beam deformation at the isocenter exceeds the maximum accepted deformation limits. Generally speaking, for the current design of the SC200 scanning beam delivery system, the effects of mechanical deformation meet the maximum accepted beam deformation limits. In order to further study the effect of the incident beam optics on the isocenter properties, a fine-scale Monte Carlo model including factors relating to the PBS nozzle and the BG3 should be developed in future research.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권1호
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• pp.53-60
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• 2010

목 적: 향상된 동적쐐기인자(EDW-Factor)의 핵심 내용을 적용한 수식으로 EDW-Factor을 쉽게 계산하고, 측정을 통하여 유효성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: EDW-Factor의 계산을 위한 구간선량표(Golden Segmented Treatment Table, GSTT)는 제공된 값을 이용하였다. 검출기는 물팬텀(Phantom)에서 0.6 cc 파머형 전리조와 전위계를 사용하였다. 측정은 선원표면거리 100 cm에서 측정점을 각 에너지의 최대선량점으로 하여 시행하였다. 광자선 에너지는 6 MV와 15 MV 모두 측정하였고, EDW는 Y1-OUT방향에서 $60^{\circ}$, $30^{\circ}$, $20^{\circ}$ EDW을 선택하였다. 치료계획시스템은 Eclipse planning system (Varian, USA)을 이용하였다. 모든 조사야와 EDW 방향에 대하여 EDW-Factor를 계산할 수 있도록 하고, 측정은 EDW-Factor의 특징을 잘 나타낼 수 있도록 EDW-Factor의 X, Y-jaw 의존성과 OFF-Axis 조사야 영향을 검증할 수 있는 조사야를 선택하였다. 결 과: Y1 조사야가 달라지면 EDW-Factor는 달라지고 그에 따라 측정값도 다르게 나타지만 계산값과 측정값의 오차는 1% 이내였다. 계산중심점(측정점)이 치료중심(isocenter)이거나 아니거나 EDW의 각도가 적어질수록 계산값과 측정값의 오차가 적어지는 경향을 나타내었다. 전체 조사야 크기 및 에너지에 따른 오차의 경향은 찾을 수 없었다. 측정 조건을 치료계획시스템에서 구현하여 얻어지는 MU와 상용프로그램에서 얻어진 EDW-Factor을 이용한 매뉴얼 계산 MU을 비교한 결과 그 차이가 없음을 알 수 있었다. 결 론: 일반적으로 알려진 EDW-Factor식에서 fitting 값을 제외하고 EDW-Factor의 핵심내용만을 적용한 수식으로 EDWFactor를 계산하고 측정하여 검증하였을 때 오차는 1% 이내로 보여, 정확한 EDW-Factor 계산 값을 얻을 수 있었다. 또한 상용프로그램에서 구현하여 각각의 조사야에서 EDW-Factor를 측정하지 않고, 보편적으로 쉽게 EDW-Factor를 얻을 수 있도록 하였다.