Chang-Woo, Oh;Sang-Il, Bae;Young-Min, Moon;Hyun-Kyoung, Yang
Journal of the Korean Society of Radiology
/
v.16
no.6
/
pp.687-695
/
2022
To find a 3D printer material that can replace lead used as a shield for high-energy electron beam treatment, the shielding composites were simulated by using MCNP6 programs. The Percent Depth Dose (PDD), Flatness, and Symmetry of linear accelerators emitting high-energy electron beams were measured, and the linear accelerator was compared with MCNP6 after simulation, confirming that the source term between the actual measurement and simulation was consistent. By simulating the lead shield, the appropriate thickness of the lead shield capable of shielding 95% or more of the absorbed dose was selected. Based on the absorption dose data for lead shield with a thickness of 3 mm, the shielding performance was analyzed by simulating 1, 5, 10, and 15 mm thicknesses of ABS+W (10%), ABS+Bi (10%), and PLA+Fe (10%). Each prototype was manufactured with a 3D printer, measured and analyzed under the same conditions as in the simulation, and found that when ABS+W (10%) material was formed to have a thickness of at least 10mm, it had a shielding performance that could replace lead with a thickness of 3mm. The surface morphology and atomic composition of the ABS+W (10%) material were evaluated using a scanning electron microscope (SEM) and an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS). From these results, it was confirmed that replacing the commercialized lead shield with ABS+W (10%) material not only produces a shielding effect such as lead, but also can be customized to patients using a 3D printer, which can be very useful for high-energy electron beam treatment.
Purpose : Irradiation cones by using backscatter electrons are made for the treatment of superficial small lesions of skin, oral cavity, and rectum where a significant dose gradient and maximum surface dose is desired. Methods and Materials : Backscatter electrons are produced from the primary electron beams from the linear accelerators. The design consists of a cylindrical cone that has a thick circular plate of high atomic number medium (Pb or Cu) attached to the distal end, and the plate can be adjusted the reflected angle. Primary electrons strike the metal plate perpendicularly and produce backscatter electrons that reflect through the lateral hole for treatment. Using film and a parallel plate ion chamber, backscatter electron dose characteristics are measured. Results : The depth dose characteristic of the backscatter electron is very similar to that of the hard x-ray beam that is commonly used for the intracavitary and superficial lesions. The basckscatter electron energy is nearly constant and effectively about 1.5 MeV from the clinical megavoltage beams. The backscatter electron dose rate of $35\~85\;cGy/min$ could be achieved from modern accelerators without any modification. and the depth in water of $50\%$ depth dose from backscatter electron located at 6mm for $45^{\circ}$ angled lead scatter. The beam flatness is dependent on the slit size and the depth of treatment, but is satisfactory to treat small lesions. Conclusions : The measured data for backscatter electron energy, depth dose flatness dose rate and absolute dose indicates that the backscatter electrons are suitable for clinical use.
Oh, Se An;Yea, Ji Woon;Kim, Sang Won;Lee, Rena;Kim, Sung Kyu
Progress in Medical Physics
/
v.25
no.3
/
pp.185-192
/
2014
The purpose of this study is to evaluate the results for the quality assurance through a statistical analysis on the output characteristics of linear accelerators belonging to Yeungnam University Medical Center by using the Shewhart-type chart, Exponentially weighted moving average chart (EWMA) chart, and process capability indices $C_p$ and $C_{pk}$. To achieve this, we used the output values measured using respective treatment devices (21EX, 21EX-S, and Novalis Tx) by medical physicists every month from September, 2012 to April, 2014. The output characteristics of treatment devices followed the IAEA TRS-398 guidelines, and the measurements included photon beams of 6 MV, 10 MV, and 15 MV and electron beams of 4 MeV, 6 MeV, 9 MeV, 12 MeV, 16MeV, and 20 MeV. The statistical analysis was done for the output characteristics measured, and was corrected every month. The width of control limit of weighting factors and measurement values were calculated as ${\lambda}=0.10$ and L=2.703, respectively; and the process capability indices $C_p$ and $C_{pk}$ were greater than or equal to 1 for all energies of the linear accelerators (21EX, 21EX-S, and Novalis Tx). Measured values of output doses with drastic and minor changes were found through the Shewhart-type chart and EWMA chart, respectively. The process capability indices $C_p$ and $C_{pk}$ of the treatment devices in our institution were, respectively, 2.384 and 2.136 for 21EX, 1.917 and 1.682 for 21EX-S, and 2.895 and 2.473 for Novalis Tx, proving that Novalis Tx has the most stable and accurate output characteristics.
Electron beam have many factors that affect dose distribution, so even if identical settings are used, they should be identified and used for radiation treatment, and the effects on the structures in the body are sensitive, making it difficult to investigate uniform dose distribution on tumors. In this study, a dosimeter was produced using PbI2 which is a photoelectric material, and electrical characteristics were analyzed for 6, 9, and 12 MeV electronics in linear accelerators. The reproducibility test results showed that RSD were 1.1215%, 1.0160%, and 0.05137% respectively at 6, 9, and 12 MeV energies, indicating that the output signals were stable. The linearity evaluation results showed that the R2 values of the reliability indicator for straight line trend lines were 0.9999, 0.9999, and 0.9994, respectively, at 6, 9, and 12 MeV, to confirm that the output signal was proportional to PbI2 as dose increased. The PbI2 dosimeter in this study is judged to be highly applicable to electromagnet measurement and is thought to be able to be used as a basic study of electron detector through photoelectric material.
Geum Bong Yu;Chang Heon Choi;Jung-in Kim;Jin Dong Cho;Euntaek Yoon;Hyung Jin Choun;Jihye Choi;Soyeon Kim;Yongsik Kim;Do Hoon Oh;Hwajung Lee;Lee Yoo;Minsoo Chun
Progress in Medical Physics
/
v.33
no.4
/
pp.150-157
/
2022
Purpose: Elekta synergy® was commissioned in the Seoul National University Veterinary Medical Teaching Hospital. Recently, Chung-Ang University Gwang Myeong Hospital commissioned Elekta Versa HDTM. The beam characteristics of both machines are similar because of the same AgilityTM MLC Model. We compared measured beam data calculated using the Elekta treatment planning system, Monaco®, for each institute. Methods: Beam of the commissioning Elekta linear accelerator were measured in two independent institutes. After installing the beam model based on the measured beam data into the Monaco®, Monte Carlo (MC) simulation data were generated, mimicking the beam data in a virtual water phantom. Measured beam data were compared with the calculated data, and their similarity was quantitatively evaluated by the gamma analysis. Results: We compared the percent depth dose (PDD) and off-axis profiles of 6 MV photon and 6 MeV electron beams with MC calculation. With a 3%/3 mm gamma criterion, the photon PDD and profiles showed 100% gamma passing rates except for one inplane profile at 10 cm depth from VMTH. Gamma analysis of the measured photon beam off-axis profiles between the two institutes showed 100% agreement. The electron beams also indicated 100% agreement in PDD distributions. However, the gamma passing rates of the off-axis profiles were 91%-100% with a 3%/3 mm gamma criterion. Conclusions: The beam and their comparison with MC calculation for each institute showed good performance. Although the measuring tools were orthogonal, no significant difference was found.
Less execution of the electron arc treatment could in large part be attributed to the lack of an adequate planning system. Unlike most linear accelerators providing the electron arc mode, no commercial planning systems for the electron arc plan are available at this time. In this work, with the expectation that an easily accessible planning system could promote electron arc therapy, a commercial planning system was commissioned and evaluated for the electron arc plan. For the electron arc plan with use of a Varian 21-EX, Pinnacle3 (ver. 7.4f), with an electron pencil beam algorithm, was commissioned in which the arc consisted of multiple static fields with a fixed beam opening. Film dosimetry and point measurements were executed for the evaluation of the computation. Beam modeling was not satisfactory with the calculation of lateral profiles. Contrary to good agreement within 1% of the calculated and measured depth profiles, the calculated lateral profiles showed underestimation compared with measurements, such that the distance-to-agreement (DTA) was 5.1 mm at a 50% dose level for 6 MeV and 6.7 mm for 12 MeV with similar results for the measured depths. Point and film measurements for the humanoid phantom revealed that the delivered dose was more than the calculation by approximately 10%. The electron arc plan, based on the pencil beam algorithm, provides qualitative information for the dose distribution. Dose verification before the treatment should be mandatory.
Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
/
2002.09a
/
pp.119-120
/
2002
The aim is to urge the need of elaborate commissioning of 3D RTP system from the firsthand experience. A 3D RTP system requires so much data such as beam data and patient data. Most data of radiation beam are directly transferred from a 3D dose scanning system, and some other data are input by editing. In the process inputting parameters and/or data, no error should occur. For RTP system using algorithm-bas ed-on beam-modeling, careless beam-data processing could also cause the treatment error. Beam data of 3 different qualities of photon from two linear accelerators, patient data and calculated results were commissioned. For PDD, the doses by Clarkson, convolution, superposition and fast superposition methods at 10 cm for 10${\times}$10 cm field, 100 cm SSD were compared with the measured. An error in the SCD for one quality was input by the service engineer. Whole SCD defined by a physicist is SAD plus d$\sub$max/, the value was just SAD. That resulted in increase of MU by 100${\times}$((1_d$\sub$max//SAD)$^2$-1)%. For 10${\times}$10 cm open field, 1 m SSD and at 10 cm depth in uniform medium of relative electron density (RED) 1, PDDs for 4 algorithms of dose calculation, Clarkson, convolution, superposition and fast-superposition, were compared with the measured. The calculated PDD were similar to the measured. For 10${\times}$10 cm open field, 1 m SSD and at 10 cm depth with 5 cm thick inhomogeneity of RED 0.2 under 2 cm thick RED 1 medium, PDDs for 4 algorithms were compared. PDDs ranged from 72.2% to 77.0% for 4 MV X-ray and from 90.9% to 95.6% for 6 MV X-ray. PDDs were of maximum for convolution and of minimum for superposition. For 15${\times}$15 cm symmetric wedged field, wedge factor was not constant for calculation mode, even though same geometry. The reason is that their wedge factor is considering beam hardness and ray path. Their definition requires their users to change the concept of wedge factor. RTP user should elaborately review beam data and calculation algorithm in commissioning.
High energy photon beams from medical linear accelerators produce large scattered radiation by various components of the treatment head, collimator and walls or objects in the treatment room including the patient. These scattered radiation do not provide therapeutic dose and are considered a hazard from the radiation safety perspective. Scattered dose of therapeutic high energy radiation beams are contributed significant unwanted dose to the patient. ICRP take the position that a dose of 500mGy may cause abortion at any stage of pregnancy and that radiation detriment to the fetus includes risk of mental retardation with a possible threshold in the dose response relationship around 100 mGy for the gestational period. The ICRP principle of as low as reasonably achievable (ALARA) was recommended for protection of occupation upon the linear no-threshold dose response hypothesis for cancer induction. We suggest this ALARA principle be applied to the fetus and testicle in therapeutic treatment. Radiation dose outside a photon treatment filed is mostly due to scattered photons. This scattered dose is a function of the distance from the beam edge, treatment geometry, primary photon energy, and depth in the patient. The need for effective shielding of the fetus and testicle is reinforced when young patients ate treated with external beam radiation therapy and then shielding designed to reduce the scattered photon dose to normal organs have to considered. Irradiation was performed in phantom using high energy photon beams produced by a Varian 2100C/D medical linear accelerator (Varian Oncology Systems, Palo Alto, CA) located at the Yonsei Cancer Center. The composite phantom used was comprised of a commercially available anthropomorphic Rando phantom (Phantom Laboratory Inc., Salem, YN) and a rectangular solid polystyrene phantom of dimensions $30cm{\times}30cm{\times}20cm$. the anthropomorphic Rando phantom represents an average man made from tissue equivalent materials that is transected into transverse 36 slices of 2.5cm thickness. Photon dose was measured using a Capintec PR-06C ionization chamber with Capintec 192 electrometer (Capintec Inc., Ramsey, NJ), TLD( VICTOREEN 5000. LiF) and film dosimetry V-Omat, Kodak). In case of fetus, the dosimeter was placed at a depth of loom in this phantom at 100cm source to axis distance and located centrally 15cm from the inferior edge of the $30cm{\times}30cm^2$ x-ray beam irradiating the Rando phantom chest wall. A acryl bridge of size $40cm{\times}40cm^2$ and a clear space of about 20 cm was fabricated and placed on top of the rectangular polystyrene phantom representing the abdomen of the patient. The leaf pot for testicle shielding was made as various shape, sizes, thickness and supporting stand. The scattered photon with and without shielding were measured at the representative position of the fetus and testicle. Measurement of radiation scattered dose outside fields and critical organs, like fetus position and testicle region, from chest or pelvic irradiation by large fie]d of high energy radiation beam was performed using an ionization chamber and film dosimetry. The scattered doses outside field were measured 5 - 10% of maximum doses in fields and exponentially decrease from field margins. The scattered photon dose received the fetus and testicle from thorax field irradiation was measured about 1 mGy/Gy of photon treatment dose. Shielding construction to reduce this scattered dose was investigated using lead sheet and blocks. Lead pot shield for testicle reduced the scatter dose under 10 mGy when photon beam of 60 Gy was irradiated in abdomen region. The scattered photon dose is reduced when the lead shield was used while the no significant reduction of scattered photon dose was observed and 2-3 mm lead sheets refuted the skin dose under 80% and almost electron contamination. The results indicate that it was possible to improve shielding to reduce scattered photon for fetus and testicle when a young patients were treated with a high energy photon beam.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.