Progress in Medical Physics (한국의학물리학회지:의학물리)

Korean Society of Medical Physics (한국의학물리학회)
권호 표지

Study on Variation of Depth Dose Curves by the Strong Magnetic Fields : Monte Carlo Calculation for 10 MV X-rays

강자기장에 의한 깊이선량율(PDD) 변화에 관한 연구 : 10 MV 광자선에 대한 몬테칼로 계산

  • 정동혁 (원광대학병원 방사선종양학과, 군산대학교 물리학과) ;
  • 김진기 (전북대학교 임상의학연구소) ;
  • 김정기 (동아대학병원 방사선종양학과) ;
  • 신교철 (단국대학병원 방사선종양학과) ;
  • 김기환 (충남대학병원 방사선종양학과) ;
  • 김성규 (영남대학병원 방사선종양학과) ;
  • 김진영 (군산대학교 물리학과) ;
  • 오영기 (한국원자력의학원 방사선종양학과) ;
  • 지영훈 (한국원자력의학원 방사선종양학과)
  • Published : 2003.12.01
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Abstract

We examined the variation of percent depth dose (PDD) curves for 10 MV X-rays in the presence of magnetic fields. The EGS4 Monte Carlo code was applied and modified to take account of the effect of electron deflection under magnetic field was used. We defined and tested DI (dose improvement) and DR (dose reduction) to describe variation of PDD curves under various magnetic fields. For a magnetic field of 3 T applied at the depth region of 5-10 cm and field size of 10${\times}$10 $\textrm{cm}^2$, the DI is 1.56 (56% improvement) and DR is 0.68 (32% reduction). We explained the results from the Lorentz law and the concept of electron equilibrium. We suggested that the dose optimization in radiotherapy can be achieved from using the characteristics of dose distributions under magnetic fields.

본 연구에서는 몬테칼로 계산을 이용하여 외부 가로 자기장에 의한 깊이선량율(PDD)의 변화를 고찰하였다. 몬테칼로 계산은 자기장에서 전자의 편향을 고려하도록 수정한 EGS4 몬테칼로 코드를 사용하였다. 자기장에서 깊이선량율의 변화를 기술하기 위하여, 선량증가(DI； dose improvement)와 선량감소(DR； dose reduction)를 정의하였다. 10 MV 광자선에 대하여 1-5 T 자기장 범위에서 계산한 결과, 자기장의 세기에 따라 DI와 DR은 거의 선형으로 각각 증가, 감소하였다. 자기장 3 T의 경우에 조사면 10${\times}$10 $\textrm{cm}^2$와 자기장 인가깊이 5-10 cm에서 DI는 1.56 (56% 증가), DR은 0.68 (32% 감소)로 나타났다. 깊이선량율 변화의 원리는 로렌츠 법칙과 전자평형 개념으로부터 설명하였으며, 이러한 특성을 이용하여 방사선치료의 최적화를 달성할 수 있음을 제안하였다.

Keywords