Comparison of Beam Quality Index of High Photon Beam

고에너지 광자선의 선질 지표에 관한 비교

It is necessarily to evaluate the energy of X-ray emitted from linear accelerator in order to determine the accurate absorbed dose. The method of direct measurement for x-ray energy is very difficult and impractical. Therefore the method of using beam quality index is generally used. Several dosimetry protocols recommend the use of quality indices such as depth of dose maximum at radiation central axis, dose gradient, and dose level. The linear accelerator manufactures follow the recommendation as dosimetry protocols. The study was performed for us to select the most suitable parameter among the Quality indices as described above. For photon beams of 4, 6, 10, 15, and 21 MV nominal energies produced by four kinds of accelerators(Mitsubishi, Scanditronix, Siemens, Varian) in eleven institutions, We evaluated the x-ray energies obtained by the Quality indices as recommended by several dosimetry protocols and manufactures. Results showed that there were energy spreads according to the same accelerators and Quality indices even though nominal energies were same. It appeared that the percent depth dose at 10 cm (D$_{10}$(%)) gave the smallest deviation and spread of energies. As energies increased, the energy deviation increased for all the quality indices. It is desirable for the use of unified quality index to compare the evaluation of beam quality at different institutions.

의료용 가속기에서 방출되는 고 에너지 X-선의 정확한 흡수선량을 결정하기 위해서는 방출된 X-선의 에너지에 대한 평가가 필요하다. 의료용 가속기에서 방출되는 X-선의 에너지를 직접 측정하는 방법은 매우 어려울 뿐만 아니라 현실적이지 못하다. 따라서 고 에너지 X-선의 에너지 평가에는 선질 지표들을 사용하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다. 선진 각 국 및 각 학회의 표준측 정법들에서는 에너지 결정 인자로서 방사선 중심축에서의 최대선량깊이, 선량곡선의 경사 및 선량 레벨과 같은 다양한 선질 지표들이 사용되고 있으며, 의료용 가속기 제작사에 따라서도 X-선 에너지 결정 인자로서 상이한 선질 지표를 사용하고 있는 실정이다. 본 연구는 위에서 언급한 다양한 선질 지표들 중에서 우리에게 가장 적합한 것을 선택하기 위하여 실시하였다. 국내에서 사용중인 11개 기관의 의료용 가속기 4종류(Mitsubishi, Scanditronix, Siemens, Varian) 18대에 대한 명목상 에너지 (4, 6, 10, 15, 21 MV) 30개에 대하여 선진 각 국 및 각 학회의 표준측정법들의 권고 및 제작사들에서 기준으로 채택하고 있는 선질 지표들로 구한 에너지를 상호 비교 분석하였다. 그 결과 명목상의 에너지가 동일하여도 가속기의 기종 및 선질 지표에 따라 에너지 분산을 보이고 있으며, 선질 지표들 중 10cm 깊이에서의 심부선량백분율을 나타내는 D$_{10}$(%)이 에너지의 분포 및 편차가 가장 적게 나타났다. 모든 선질 지표들에서 에너지가 증가함에 따라 에너지 편차는 커지는 경향을 보였다. 정확한 흡수선량 결정에 필요한 에너지 결정에 있어 명목상의 에너지와 중심축에서의 심부선량이 1대 1로 대응하는 물리적인 의미가 있는 통일된 선질 지표를 사용하는 것이 시설간의 자료 비교 및 선질 평가에 가장 바람직하다.