Abstract
Generally, to evaluate gated radiation therapy, moving phantoms are used to simulate organ motion. Since the target moves in every direction, we need to take into account motion in each direction. This study proposes methods to evaluate gated radiation therapy using gamma index analysis and to visualize adequate gating window sizes according to motion ranges. The moving phantom was fabricated to simulate motion in the craniocaudal direction. This phantom consisted of a moving platform, the I'm MatriXX, and solid water phantoms. A 6 MV photon filed with a field size of $4{\times}4cm^2$ was delivered to the phantom using the gating system, while the phantom moved in the 1-, 2-, 3-, 4-, and 5-cm motion ranges. The gating windows were set at 40~60%, 30~40%, and 0~90%, respectively. The I'm MatriXX acquired the dose distributions for each scenario and the dose distributions were compared with a $4{\times}4cm^2$ static filed. The tolerance of the gamma index was set at 3%/3 mm. The greater the gating window, the lower the pass rate, and the greater the motion range, the lower the pass rate in this study. In case treatment without gated radiation therapy for the target with motion of 2 cm, the pass rate was less than 96%. But it was greater than 99% when gated radiation therapy was used. However gated radiation therapy was used for the target with motion greater than 4 cm, the pass rate could not be greater than 97% when gating window was set as 30~70%. But when the gating window set as 40~60%, the pass rate was greater than 99%.
일반적으로 호흡연동방사선치료(gated radiation therapy)의 평가를 위해 호흡에 의한 장기의 움직임을 모사하는 움직이는 팬텀(moving phantom)을 사용한다. 표적(target)은 모든 방향으로 움직이기 때문에 모든 방향의 움직임을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 감마지표(gamma index) 분석을 통한 호흡연동방사선치료의 평가방법을 제시하고 움직임영역(motion range)에 따른 적절한 연동창(gating window)의 크기를 알아보고자 한다. 두미축(craniocaudal) 방향으로 움직임을 모사하는 팬텀을 제작하였다. 이 팬텀은 움직이는 받침대(moving platform), 2차원 이온전리함배열(I'm MatriXX, IBA Dosimetry, Germany), 및 고체물팬텀(solid water phantom)으로 이루어졌다. 6 MV 에너지의 광자선을 $4{\times}4cm^2$의 조사면(field size)으로 호흡연동방사선치료 시스템을 이용하여 팬텀을 각각 1, 2, 3, 4, 및 5 cm 만큼 움직이도록 하고 방사선을 조사하였다. 연동창은 각각 40~60%, 30~70%, 및 0~90%으로 설정하였다. 2차원 이온전리함배열은 각 시나리오에 따라 선량분포를 획득하였고 $4{\times}4cm^2$ 조사면으로 정지한 상태에서 조사한 선량분포와 비교하였다. 허용범위를 3%/3 mm로 설정하고 감마지표를 계산하였다. 연동창(gating window)의 크기가 클수록 합격률(pass rate)는 낮아졌고, 운동영역(motion range)이 커질수록 합격률은 낮아졌다. 호흡연동방사선치료를 시행하지 않고 운동영역이 2 cm의 병소를 치료할 경우 합격률은 96% 이하로 현저히 떨어졌다. 그러나 호흡연동방사선치료를 시행하면 합격률은 99% 이상으로 올릴 수 있었다. 운동영역이 4 cm 이상일 경우 호흡연동방사선치료를 하더라도 연동창을 30~70%로 선택할 경우 합격률이 97%를 넘지 못하였다. 그러나 연동창을 40~60%를 선택할 경우 합격률은 99% 이상이었다.
