A Feasibility study on the Simplified Two Source Model for Relative Electron Output Factor of Irregular Block Shape

단순화 이선원 모델을 이용한 전자선 선량율 계산 알고리듬에 관한 예비적 연구

A practical calculation algorithm which calculates the relative output factor(ROF) for irregular shaped electron field has been developed and evaluated the accuracy of the algorithm. The algorithm adapted two-source model, which assumes that the electron dose can be express as sum of the primary source component and the scattered component from the shielding block. Original two-source model has been modified in order to make the algorithm simpler and to reduce the number of parameters needed in the calculation, while the calculation error remains within clinical tolerance range. The primary source is assumed to have Gaussian distribution, while the scattered component follows the inverse square law. Depth and angular dependency of the primary and the scattered are ignored ROF can be calculated with three parameters such as, the effective source distance, the variance of primary source, and the scattering power of the block. The coefficients are obtained from the square shaped-block measurements and the algorithm is confirmed from the rectangular or irregular shaped-fields used in the clinic. The results showed less than 1.0 ％ difference between the calculation and measurements for most cases. None of cases which have bigger than 2.1 ％ have been found. By improving the algorithm for the aperture region which shows the largest error, the algorithm could be practically used in the clinic, since one can acquire the 1011 parameter's with minimum measurements(5∼6 measurements per cones) and generates accurate results within the clinically acceptable range.

블록을 사용한 부정형 전자선 조사면에서의 선량율(relative output factor, ROF)을 계산하는 전자선 알고리듬을 개발하고, 측정값과 계산값을 비교하여 알고리듬을 평가하였다. 전자선의 선량은 산란판, 전자선 cone 등 모든 요소를 고려한 1차선 부분과 블럭에 의한 2차선의 합으로 표시할 수 있다고 가정하였으며, 1차선은 가우스 분포를, 2차선은 거리역제곱 법칙만을 따른다고 가정하였다. 2차선 블럭 산란에 의한 각 분포는 고려하지 않았다. 이런 방법으로 전자선의 ROF를 유효 SSD, 1차선 분포 표준편차, 2차선 발생율 등 3가지의 인자만을 이용하여 선량율을 계산할 수 있는 단순한 방식을 고안하였다. 6, 9, 12, 16, 20 MeV의 전자선을 사용하여 이 모델을 검증하였다. 측정은 항상 개방 조사면의 선량 최대지점 깊이에서 실시하였으며 다양한 정사각형 치료면 측정으로 3개의 인자를 구할 수 있었다 직사각형 조사면과 부정형 조사면에 대하여 이 모델을 이용한 계산값과 측정값의 차이는 평균 1.0％이내였으며, 최대 2.1％를 넘지 않았다. 본 연구에서 개발한 알고리듬은 필요한 인자가 3개이면서 매 전자선 콘마다 5∼6회 측정으로 구할 수 있어서 임상 적용에 편리하며, 계산 결과가 정확하여 특이 오차를 보이는 유형에 관한 보완 연구를 수행하면 임상에 사용할 수 있음을 보였다.