Search of Characteristic for Dose Distribution Presented by Multi­isocentric Stereotactic Radiosurgical Plan Using Linear Accelerator

선형 가속기를 이용한 정위적 방사선 수술시 병소내 선량분포의 특성조사

The goal of a radiation treatment plan is to deliver a homogeneous dose to a target with minimal irradiation of the adjacent normal tissues. Dose uniformity is especially important for stereotactic radiosurgery using a linear accelerator. The dose uniformity and high dose delivery of a single spherical dose distribution exceed 70％. This also results with a similar stereotactic radiosurgical plan using a Gamma Knife. The dose distribution produced in a stereotactic radiosurgical plan using a Gamma Knife and Linear accelerator is spherical, and the application of the sphere packing arrangement in a real radiosurgical plan requires much time and skill. In this study, we found a characteristic of dose distribution with transformation of beam parameters that must be considered in a radiosurgical plan for effective radiosurgery. First, we assumed a cylinder type tumor model and a cube type tumor model. Secondly, the results of the tumor models were compared and analyzed with dose profiles and DVH_(Dose Volume Histogram) representative dose distribution. We found the optimal composition of beam parameters_(i.e. collimator size, number of isocenter, gap of isocenters etc.), which allowed the tumor models to be involved in the isodose curve at a high level. In conclusion, the characteristics found in this study are helpful for improving the effectiveness and speed of a radiosurgical plan for stereotactic radiosurgery.

방사선 치료 계획의 목적은 정상 조직 부근에서는 최소한의 방사선 조사가 되는 동안 병소에는 동일한 선량이 조사되는 것이다. 선형가속기를 이용한 정위적 방사선 수술시 단일한 구형의 선량분포는 병소에 대하여 균등한 선량분포를 이루고, 병소 내에는 70％ 이상의 고선량이 등선량 곡선내에 포함되면서 주위 정상조직에서는 급격히 낮은 선량을 가지게 한다. 또한 이와 같은 방법은 감마나이프를 이용한 정위적 방사선 수술의 경우와 비슷한 치료 계획을 나타낸다. 이처럼 정위적 방사선 수술시 이용되는 구형의 선량분포를 가지는 isocenter는 실제 방사선 수술 계획시 많은 시간과 경험을 바탕으로 수술 계획자에 의해 병소 내에 배치되어 진다. 본 연구는 효율적인 방사선 수술이 수행되도록 수술 계획시 구형 선량분포에 관여하는 빔관련 변수들을 고려하여 병소내 선량분포의 특성을 조사하였다. 이를 위해 불규칙한 형태의 병소를 직육면체형과 원통형으로 가정하여 비교하였고, 동일한 체적의 병소 모델에 대하여 빔관련 변수를 변화시켜 구형 선량분포를 이루는 isocenter들의 위치 및 콜리메이터의 크기를 달리하면서 병소 모델에 대한 선량 분포를 얻었다. 이때, 얻어진 선량분포 Dose Profile과 Dose Volume Histogram (DVH)으로 비교한 결과, 불규칙한 모양의 병소에 대하여 콜리메이터의 크기와 Isocenter의 개수, Isocenter의 간격 등의 빔관련 변수를 최적화함으로서 더 나은 고선량의 등선량 곡선(Isodose Curve)내에 병소를 포함시킬 수 있었다. 이러한 병소내 구형 선량 분포를 가지는 isocenter의 배치에 따른 특성들은 정위적 방사선 수술 계획시 더 효율적이면서, 빠른 수술 계획을 수립하는데 많은 도움이 될 것으로 사료된다.