Abstract
Radiation treatment techniques using photon beam such as three-dimensional conformal radiation therapy (3D-CRT) as well as intensity modulated radiotherapy treatment (IMRT) demand accurate dose calculation in order to increase target coverage and spare healthy tissue. Both jaw collimator and multi-leaf collimators (MLCs) for photon beams have been used to achieve such goals. In the Pinnacle3 treatment planning system (TPS), which we are using in our clinics, a set of model parameters like jaw collimator transmission factor (JTF) and MLC transmission factor (MLCTF) are determined from the measured data because it is using a model-based photon dose algorithm. However, model parameters obtained by this auto-modeling process can be different from those by direct measurement, which can have a dosimetric effect on the dose distribution. In this paper we estimated JTF and MLCTF obtained by the auto-modeling process in the Pinnacle3 TPS. At first, we obtained JTF and MLCTF by direct measurement, which were the ratio of the output at the reference depth under the closed jaw collimator (MLCs for MLCTF) to that at the same depth with the field size $10{\times}10\;cm^2$ in the water phantom. And then JTF and MLCTF were also obtained by auto-modeling process. And we evaluated the dose difference through phantom and patient study in the 3D-CRT plan. For direct measurement, JTF was 0.001966 for 6 MV and 0.002971 for 10 MV, and MLCTF was 0.01657 for 6 MV and 0.01925 for 10 MV. On the other hand, for auto-modeling process, JTF was 0.001983 for 6 MV and 0.010431 for 10 MV, and MLCTF was 0.00188 for 6 MV and 0.00453 for 10 MV. JTF and MLCTF by direct measurement were very different from those by auto-modeling process and even more reasonable considering each beam quality of 6 MV and 10 MV. These different parameters affect the dose in the low-dose region. Since the wrong estimation of JTF and MLCTF can lead some dosimetric error, comparison of direct measurement and auto-modeling of JTF and MLCTF would be helpful during the beam commissioning.
세기조절방사선치료(IMRT)뿐만 아니라 3차원 입체조형치료(3D-CRT)와 같이 광자선을 이용한 방사선 치료 기술은 방사선을 받아야 하는 표적의 면적을 충분히 증가시키면서, 동시에 정상 조직은 방사선으로부터 보호하기 위하여 정확한 선량 계산을 필요로 한다. Jaw 콜리메이터와 다엽 콜리메이터가 그러한 목적을 위해서 사용되어 왔다. 우리 기관에서 사용하는 피나클 치료계획시스템은 모델기반의 광자선량 알고리듬을 사용하기 때문에 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)와 같은 모델변수들의 집합이 측정된 데이터로부터 결정된다. 그러나, 이러한 자동모델화과정에 의해서 얻어진 모델변수들이 직접 측정하여 얻은 것들과 다를 수 있는데, 이는 선량분포에 영향을 줄 수 있다. 그래서, 이 연구에서 우리는 피나클 치료계획시스템에서 자동모델화과정에 의해 얻은 JTF와 MLCTF를 평가하였다. 먼저 우리는 이 연구에서 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)를 직접 측정하여 얻었는데, 이것은 물팬톰 내 기준깊이에서 조사면이 $0{\times}0\;cm^2$일 때의 선량과 $10{\times}10\;cm^2$일 때의 선량의 비로 얻었다. 또한, JTF와 MLCTF는 치료계획시스템내 자동모델화 과정에 의해서도 얻어서, 이 값들이 3차원 입체조형치료시에 선량에 어떠한 영향을 끼치는지 팬톰 연구와 환자 연구를 통해서 평가하였다. 직접 측정한 경우 JTF는 6 MV의 경우에 0.001966, 10 MV의 경우에는 0.002971이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.01657, 10 MV의 경우에 0.01925이었다. 한편, 자동모델화 과정에 의해 얻은 경우, JTF는 6 MV의 경우에 0.001983, 10 MV의 경우에는 0.010431이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.00188, 10 MV의 경우에 0.00453이었다. JTF와 MLCTF의 경우에 직접 측정한 것은 자동모델화 과정에 의해 얻은 값과 큰 차이를 보였으나, 6 MV와 10 MV의 선질을 고려하면, 보다 합리적이었고, 이러한 값의 차이는 낮은 선량의 영역에서 선량에 영향을 미쳤다. JTF와 MLCTF의 잘못된 값은 선량의 오차를 다소 발생시킬 수도 있기 때문에, JTF와 MLCTF를 자동모델화과정에 의해서 얻은 값과 직접 측정하여 얻은 값을 비교하는 것은 빔커미셔닝 단계에서 도움이 될 것이다.
