동적조형회전조사 시 표적종양의 위치변위와 조사반경의 변화에 따른 선량전달 오류분석 document_id A220517036861

본 연구의 목적은 회전조사 시 표적종양의 위치변위와 갠트리의 조사반경에 의한 치료깊이 변화에 따른 모의치료계획 결과와 선량전달 결과상의 오차를 분석하고자 하였다. 깊이 변위가 가장 이상적인 경우, 즉 팬텀의 중심에 표적이 위치한 경우와 한쪽으로 2.5cm, 5cm씩 치우친 경우로 나누어 모의실험하였다. 표적의 위치 변화에 따른 모의치료계획을 실시하기 위하여 IMRT Body 팬톰를 이용하여 전산화단층촬영장치로 데이터를 획득하였다. 획득된 영상을 이용하여 치료계획장치를 이용하여 정중앙, 2.5cm, 5cm에 가상의 치료표적을 만들어 모의치료계획을 수립하였다. 선형가속기의 6MV 광자선과 최근 개발된 Gafchromic 필름을 이용하여 선량분포를 측정하였고, 선량분석프로그램을 이용하여 모의치료계획 데이터와 측정 데이터를 정량적으로 분석하였다. 분석프로그램으로 횡축방향 선량분포 프로파일과 선량분포를 정량적으로 분석하기 위하여 감마인덱스 히스토그람을 이용하였다. 표적과 표적주변의 선량분포는 Conformity index, Homogeneity index를 이용하여 정량적으로 분석하였다. 치료표적 전체체적에 대한 100% 선량분포에 포함되는 체적을 비교하여 분석하였다. 표적의 위치가 5cm에 있는 경우 다문동적회전조사는 23.8%, 단일동적회전조사는 35.6%, 고정조사는 37%였고, 표적이 2.5cm에 있는 경우 MCAT 61%, SCAT 21.5%, 고정조사 14.2%로 분석되었다. 표적의 위치가 중앙에 있는 경우 MCAT 70.5%, SCAT 14.1%, 고정조사 36.3%로 나타났다. 표적의 위치가 5cm 치우쳐 있는 경우를 제외하고 MCAT의 100% 선량분포에 포함되는 체적이 가장 크게 나타났다. 감마인덱스 히스토그램 분석결과, SCAT의 경우 37.1, 27.3, 29.2로 MCAT의 경우 9.2, 8.4, 10.3에 비해 최소 2.8배, 최대 4배 오차가 크게 나타났다. 결론적으로, 동적조형회전조사 시 표적종양의 위치변이와 조사반경의 변화에 따라 선량전달오류의 가능성을 알 수 있었으며 치료표적의 위치가 정중앙이 아닐 경우, 깊이와 회전반경을 최적화함으로써 정확한 선량전달을 할 수 있다고 생각한다. 1984년 이후 선형가속기를 이용한 두경부암 정위적방사선수술이 개발된 이후 선형가속기의 기계적 정확도 향상 및 모의치료계획 알고리즘의 발전으로 입체조형동적회전조사 기법이 가능해졌다. 동적회전조사의 경우 기존의 정위적방사선수술에 비해 모의치료계획의 물리적 선량분포가 우수하다. 또한 Matt Tobler 등은 전립선암 치료에 동적회전조사가 타 치료법에 비해 물리적 우수성이 있음이 증명하였다. 최근 VMAT가 많이 사용되고 있지만 해당 장치가 설치되어 있지 않은 경우 동적회전조사를 이용하여 전립선암과 같은 골반강이나 복부 치료 시 종양의 위치에 따라 선량분포가 측정값과 오차가 발생하는 정도를 평가하였다. 측정방법으로 사용된 EBT2 필름의 경우 최근 개발된 제품으로 노란색 염료를 적용하여 기존의 EBT에 비해 자외선이나 가시광선의 영향을 덜 받도록 설계되었고, 8 Gy의 선량까지는 marker dye를 사용하여 필름의 두께의존도 없이 보다 정확하게 선량을 측정할 수 있고, marker dye를 사용하지 않고는 최대 50 Gy까지 측정할 수 있는 장점이 있다. 또한 Fuss M 등은 EBT 필름이 조사면 크기와 선량률 의존도가 매우 미약하며 광자선의 경우 대략 8% 이내의 에너지 의존도를 가지고 있다고 보고하고 있다. 이러한 차이점을 확인하기 위해 필름 교정을 시행한 후 측정된 필름으로 스캔하여 데이터를 얻었다. 모의치료계획 값과 측정값을 비교한 결과 전체적으로 측정값에 비해 모의치료계획 값이 과대평가됨을 알 수 있었다. 필름을 분석하는 방법으로 선택한 감마인덱스의 경우 DD는 3%, DTA는 2 mm로 지정하여 평가하였는데, 특히 고정조사와 SCAT의 경우 치료표적을 벗어난 가장자리 부분에서 차이가 많이 발생하고 있는 반면 MCAT의 경우 거의 일치하였다. CI를 이용한 분석 결과 MCAT와 SCAT의 경우 고정조사에 비해서 표적의 선량분포가 우수했으나 SCAT는 표적을 제외한 나머지 부분에서 모의치료계획과 오차가 많이 발생하였다. 본 실험의 결과로 볼 때 치료표적의 위치가 정중앙이 아닐 경우 깊이를 고려한 MCAT으로 시행한다면 치료표적의 우수한 선량분포 뿐 아니라 주변 주요장기를 보호할 수 있을 것이라 생각한다. 결론적으로, 동적조형회전조사 시 표적종양의 위치변위와 조사반경의 변화에 따라 선량전달오류의 가능성을 알 수 있었으며 치료표적의 위치가 정중앙이 아닐 경우, 깊이와 회전반경을 최적화함으로써 정확한 선량전달을 할 수 있다고 생각한다.