KR101513130B1 - 방사선 검출기의 커넬 도출 방법 - Google Patents

방사선 검출기의 커넬 도출 방법 Download PDF

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KR101513130B1
KR101513130B1 KR1020130112631A KR20130112631A KR101513130B1 KR 101513130 B1 KR101513130 B1 KR 101513130B1 KR 1020130112631 A KR1020130112631 A KR 1020130112631A KR 20130112631 A KR20130112631 A KR 20130112631A KR 101513130 B1 KR101513130 B1 KR 101513130B1
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Abstract

본 발명은 소스에서 방사선 검출기까지의 거리를 달리하여 선량 프로파일을 측정하여 방사선 검출기의 커넬(kernel, K(x))을 도출해내어 방사선 치료 장치의 선량 검증하기 위한 방법에 관한 것으로서, 방사선 치료 장치의 선량을 검증하기 위한 방법에 있어서, 방사선 검출기와 소스가 거리 L1이 되도록 설정하여 L1에서 선량 프로파일을 측정하는 제1단계와, 상기 방사선 검출기와 소스가 거리 L2가 되도록 설정하여 L2에서 선량 프로파일을 측정하는 제2단계(ρ=L1/L2<1) 및 상기 제1단계 및 제2단계에서 측정된 선량 프로파일을 이용하여 방사선 검출기의 커넬 K(x)를 도출해내는 제3단계를 포함하여 이루어지되, 상기 커넬이 K(x)인 방사선 검출기보다 스케일이 ρ배 만큼 작아진 방사선 검출기의 커넬을 먼저 도출해내어, 상기 방사선 검출기의 커넬 K(x)를 도출해내는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 장치의 선량 검증 방법을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 소스에서 방사선 검출기까지의 거리를 달리하여(L1<L2) 선량 프로파일을 측정하여 방사선 검출기의 커넬(kernel, K(x))을 용이하게 도출해낼 수 있고, 상기 커넬 K(x)을 가지고 측정된 프로파일로부터 실제 프로파일을 디콘블루션(deconvolution)을 통하여 정확하게 구할 수 있으며, 이를 이용하여 방사선 검출기의 volume effect를 완전히 없앨 수 있는 이점이 있다.

Description

방사선 검출기의 커넬 도출 방법{kernel inducing process of X-ray detector}
본 발명은 소스에서 방사선 검출기까지의 거리를 달리하여 선량 프로파일을 측정하여 방사선 검출기의 커넬(kernel, K(x))을 도출해내어 방사선 치료 장치의 선량 검증하기 위한 방법에 관한 것이다.
세기조절방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)(이하에서는 "IMRT"라 한다)는 가장 최신의 정밀한 방사선 치료 중의 하나이다. 최근에는 영상유도방사선치료가 가능해져서 더욱 고정밀의 방사선 치료가 가능해졌다.
이러한, IMRT를 환자에게 적용하기 위해서는 환자의 질병 치료를 위해 요구되는 방사선의 선량, 방사선의 조사 부위 및 방사선 조사에 필요한 시간을 참조하여 진행되어야 한다. 만일 환자의 몸에 과도한 방사선이 투사되는 경우, 환자의 정상 세포가 파괴될 우려가 있으며, 이는 환자의 건강 악화로 이어질 수 있게 때문이다.
따라서, IMRT를 수행하기 전에 정확한 선량 검증을 할 필요가 있으며, IMRT와 같은 동적 치료 장치에서 발생할 수 있는 오류가능성을 평가하여 최대한 정확한 선량 검증을 할 필요가 있다.
또한, IMRT 선량 검증시 편리하게 사용되는 이온 전리함 검출기는 전리함 내의 공기가 방사선에 의해 이온화될 때, 이온화되는 정도를 이용하여 방사선의 선량을 측정하므로 이온 전리함의 내부는 일정 부피 이상의 공기가 수납될 필요가 있다. 따라서, 이온 전리함의 크기를 줄이는 데 한계가 있으므로, 단위 면적당 이온 전리함의 밀도를 증가시켜 검출 해상도를 향상시키는데 어려움이 있다.
특히, 이러한 이온 전리함 검출기(detector)의 volume effect로 인해 정확도가 떨어지게 되어, 측정 선량과 평가 선량과의 오차에 대한 보정을 위한 커넬(kernel)을 도입하여, 이를 IMRT에 입력하여 정확한 선량을 검증할 필요가 있다.
이러한 선량 검증과 관련된 종래 기술로 Medical physics MPH37(2) 2010P477-484 "Assessment of the setup dependence of detector response functions for mega-voltage linear accelerators"가 있다.
이는 다양한 방사선의 크기(field size), 에너지, 선형가속기, 깊이, 이온 챔버에 대하여 커넬(kernel)을 구하여 비교한 기술로서, 커넬을 구할 때 실제 선량(true profile)을 엣지 검출기(edge detector)로 측정한 것이다.
즉, 커넬을 구하는 방법으로 실제 선량을 엣지 검출기로 측정하고, 실제 선량과 커넬을 구하고자 하는 검출기로 측정한 측정 선량을 사용하여 커넬을 구한 것이다.
이는 먼저, 실제 선량을 엣지 검출기로 측정하여야 하는데, 엣지 검출기는 0.8x0.8mm2의 센시티브 영역(sensitive area)을 가지므로 실제 선량을 측정하기에는 너무 크게 되어 근사적인 측정만 가능하게 된다. 참고로, 0.7mm 싸이즈 정도까지 실제 선량을 근사할 수 있는 것으로 알려져 있다.
또한, 엣지 검출기는 다이오드 검출기의 한 종류인데, 이것은 낮은 에너지 포톤(low energy photon)에서는 과반응(over response)하는 특징을 가지기 때문에 방사선 선폭이 커지면 측정의 정확도가 떨어지게 된다. 따라서, 보통 10x10mm2 정도의 방사선 선폭까지 엣지 검출기를 사용할 수 있으며, 상기 종래기술에서도 10x10mm2까지만 구하였다.
그러나, 일반적으로 보통 선형가속기의 선폭은 40x40cm2까지 가능하므로, 상기의 방법으로는 정확한 선량 검증이 어려운 면이 있으며, 실제 선량(true profile) 측정이 정확하지 않은 문제점이 있다.
또 다른 종래 기술로써, 한국공개특허 제2010-0102102호 "다엽 콜리메이터의 로그 파일을 이용한 세기조절방사선 치료계획의 선량 분포 분석방법 및 장치"에 관한 것으로서, 환자에 대한 치료 계획에 따라 실제 방사선 조사에 대응하는 다엽 콜리메이터(MLC) 로그로 세기조절 방사선 치료계획에 사용할 다엽 콜리메이터 로그를 대체하고, 대체된 다엽 콜리메이터 로그를 이용하여 치료계획에 대응하는 방사선을 팬텀에 투사하고, 팬텀에 투사된 방사선의 선량 분포를 조사하는 선량 분포를 분석하는 것이다.
이는 팬텀에 대해 테스트된 다엽 콜리메이터 로그를 이용하여 선량을 분석함으로써 분석 특성을 향상시킬 수는 있으나, 필름을 사용하여 데이터를 구한 뒤 그 데이터를 보정해야 하는 커넬을 구해야 하는 번거로움이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소스에서 방사선 검출기까지의 거리를 달리하여 선량 프로파일을 측정하여 실제 사용되는 방사선 검출기의 커넬(kernel, K(x))을 도출해내어 방사선 치료 장치의 선량 검증하기 위한 방법의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 방사선 치료 장치의 선량을 검증하기 위한 방법에 있어서, 방사선 검출기와 소스가 거리 L1이 되도록 설정하여 L1에서 선량 프로파일을 측정하는 제1단계와, 상기 방사선 검출기와 소스가 거리 L2가 되도록 설정하여 L2에서 선량 프로파일을 측정하는 제2단계(ρ=L1/L2<1) 및 상기 제1단계 및 제2단계에서 측정된 선량 프로파일을 이용하여 방사선 검출기의 커넬 K(x)를 도출해내는 제3단계를 포함하여 이루어지되, 상기 커넬이 K(x)인 방사선 검출기보다 스케일이 ρ배 만큼 작아진 방사선 검출기의 커넬을 먼저 도출해내어, 상기 방사선 검출기의 커넬 K(x)를 도출해내는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 장치의 선량 검증 방법을 기술적 요지로 한다.
여기에서, 상기 방사선 검출기의 커넬이 K(x)이면, L1에서 측정된 방사선의 선량 프로파일은
Figure 112013085814307-pat00001
로 주어지고, L2에서 측정된 방사선의 선량 프로파일은
Figure 112013085814307-pat00002
로 주어지며, 여기서
Figure 112013085814307-pat00003
,
Figure 112013085814307-pat00004
는 L1, L2에서의 실제 선량 프로파일이고,
Figure 112013085814307-pat00005
,
Figure 112013085814307-pat00006
를 측정함으로써 방사선 검출기의 커넬을 도출해내는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실제 선량 프로파일
Figure 112013085814307-pat00007
,
Figure 112013085814307-pat00008
는,
Figure 112013085814307-pat00009
의 관계식을 만족하며, 여기에서
Figure 112013085814307-pat00010
이고
Figure 112013085814307-pat00011
이고, 상기
Figure 112013085814307-pat00012
의 관계식으로부터
Figure 112013085814307-pat00013
를 정의하고, 여기서
Figure 112013085814307-pat00014
이며, 상기
Figure 112013085814307-pat00015
를 대입하여
Figure 112013085814307-pat00016
를 얻고, 여기서
Figure 112013085814307-pat00017
이며, 커넬이 K(x)인 방사선 검출기보다 스케일이 ρ배 만큼 작아진 방사선 검출기의 커넬을 도출해내는 것이 바람직하다.
삭제
한편, 상기 방사선 검출기는, 이온 전리함 검출기 또는 이온 전리함 배열 검출기인 것이 바람직하며, 상기 소스와 방사선 검출기 사이에는, 물 팬텀(phantom)이 배치되며, 상기 방사선 검출기는 상기 물 팬텀을 통과한 방사선을 검출하도록 하는 것이다.
본 발명은 소스에서 방사선 검출기까지의 거리를 달리하여(L1<L2) 선량 프로파일을 측정하여 방사선 검출기의 커넬(kernel, K(x))을 용이하게 도출해내는 효과가 있다.
즉, 상기 커넬 K(x)을 가지고 측정된 프로파일로부터 실제 프로파일을 디콘블루션(deconvolution)을 통하여 정확하게 구할 수 있으며, 이를 이용하여 방사선 검출기의 volume effect를 완전히 없앨 수 있는 효과가 있다.
도 1 - S는 x-ray 소스, d는 물의 깊이, L1, L2는 소스에서 선량 프로파일 측정 깊이까지의 길이, (a), (b)의 field size는 같다.
도 2 - 실선은
Figure 112013085814307-pat00023
의 fitting function을 나타내고 ｘ는 측정값을 나타낸다. 가로축의 단위는 mm이고 세로축은 central axis에서 normalization을 한 선량을 나타낸다.
도 3 - 실선은
Figure 112013085814307-pat00024
의 fitting function을 나타내고 ◇는 측정값을 나타낸다. 가로축의 단위는 mm이고 세로축은 central axis에서 normalization을 한 선량을 나타낸다.
도 4 - 실선은 L1=105cm, 깊이(d)=5 cm에서 CC13으로 측정한 선량 프로파일은 CC13의 커넬로 deconvolution하여 구한 실제 선량 프로파일profile이고, x는 같은 선량 프로파일을 Edge detector로 측정한 선량 프로파일을 나타낸 것이다.
도 5 - 본 발명에 따른 결과로 커넬을 구하는 프로그램의 실행 모습을 나타낸 것이다.
본 발명은 방사선 치료 장치의 선량을 검증하기 위해, 소스에서 방사선 검출기까지의 거리를 달리하여 선량 프로파일을 측정하여 실제 사용되는 방사선 검출기의 커넬(kernel, K(x))을 도출해내기 위한 방법에 관한 것으로서, 방사선 검출기와 소스가 거리 L1이 되도록 설정하여 L1에서 선량 프로파일을 측정하는 제1단계와, 상기 방사선 검출기와 소스가 거리 L2가 되도록 설정하여 L2에서 선량 프로파일을 측정하는 제2단계(ρ=L1/L2<1) 및 상기 제1단계 및 제2단계에서 측정된 선량 프로파일을 이용하여 방사선 검출기의 커넬 K(x)를 도출해내는 제3단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기에서, L2에서 측정된 선량 프로파일을 L1에서 측정된 선량 프로파일로 환산하는 방식으로, 즉, 상기 커넬이 K(x)인 방사선 검출기보다 스케일이 ρ배 만큼 작아진 방사선 검출기의 커넬을 먼저 도출해내어, 상기 방사선 검출기의 커넬 K(x)를 도출해내는 것이다.
이에 의해 소스에서 방사선 검출기까지의 거리를 달리하여(L1<L2) 선량 프로파일을 측정하여 방사선 검출기의 커넬(kernel, K(x))을 용이하게 도출해내어, 이를 이용하여 측정된 프로파일로부터 실제 프로파일을 디콘블루션(deconvolution)을 통하여 정확하게 구할 수 있어 방사선 검출기의 volume effect를 완전히 없앨 수 있게 되는 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다.
본 발명에서의 소스는 방사선(X-ray)을 투사하는 타겟 또는 갠트리 헤드 일 수 있으며, 방사선이 투사되는 시작점을 소스(source)라고 하며, 본 발명에서의 방사선 검출기는 이온 전리함 검출기(ion chamber dector) 또는 이온 전리함 배열 검출기(ion chamber array dector)를 사용한다.
또한, 상기 소스와 방사선 검출기 사이에는, 물 팬텀(phantom)이 배치되며, 상기 방사선 검출기는 상기 물 팬텀을 통과한 방사선을 검출하게 되는 것이다. 여기에서, 소스와 방사선 검출기의 거리를 달리하여(L1, L2, L1/L2<1) 선량 프로파일을 측정하는 것이다.
이하에서는 본 발명에 따른 실제 방사선 치료 장치의 선량 검증을 하기 위해 사용되는 방사선 검출기의 커넬 K(x)를 도출해내는 방법에 대해 상세히 설명하고자 한다.
(1) 방사선 검출기의 커넬 구하는 방법
도 1에 도시된 바와 같이, 방사선 치료 장치의 소스(S, source)와 방사선 검출기와의 거리를 L1이라하고, L1보다 더 먼 거리를 L2라고 할 때, 소스에서 투사된 방사선이 방사선 검출기의 이온 전리함이 배치되는 영역에 도달하게 된다.
도 1에서 S는 방사선(x-ray)의 소스(source)를 나타낸다. 도 1(a)는 소스에서 방사선 검출기까지의 거리(SDD)가 L1이고, 물 팬텀(phantom)에서의 깊이가 d인 위치에서 방사선의 선량 프로파일(dose profile)을 측정하는 경우를 나타낸다.
방사선 검출기의 커넬(kernel)이 K(x)로 주어진다면 상기 방사선 검출기로 측정되는 선량 프로파일
Figure 112013085814307-pat00025
은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013085814307-pat00026
(1)
여기서
Figure 112013085814307-pat00027
는 L1에서의 실제 선량 프로파일을 나타낸다. 만일 같은 선량 프로파일을 도 1(b)처럼 L2(L2>L1)에서 같은 방사선 검출기로 측정한다면, 측정되는 선량 프로파일
Figure 112013085814307-pat00028
은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112013085814307-pat00029
(2)
위 식에서
Figure 112013085814307-pat00030
는 L2에서의 실제 선량 프로파일을 나타내고, inverse-square 법칙에 의해 다음의 관계식을 만족하게 된다.
Figure 112013085814307-pat00031
(3)
여기서
Figure 112013085814307-pat00032
이고
Figure 112013085814307-pat00033
이다. 아래와 같이 새로운 선량 프로파일인
Figure 112013085814307-pat00034
를 정의한다.
Figure 112013085814307-pat00035
(4)
여기서
Figure 112013085814307-pat00036
이다. 이 함수는 L2에서 커넬 K(x)로 주어지는 방사선 검출기로 선량 프로파일을 측정한
Figure 112013085814307-pat00037
로부터 구할 수 있다.
식(4)에 식(2)을 대입하고 식(3)을 사용하면 식(4)는 다음과 같이 된다.
Figure 112013085814307-pat00038
(5)
여기서
Figure 112013085814307-pat00039
(6)
이고, 커넬 K(x)인 방사선 검출기보다 스케일(scale)이 ρ배만큼 작아진 방사선 검출기의 커넬을 나타낸다. 앞의 상수
Figure 112013085814307-pat00040
은 normalization factor이다.
따라서 식(5)는
Figure 112013085814307-pat00041
이 L1에서 스케일이 ρ배만큼 작아진 방사선 검출기로 측정한 선량 프로파일이 되는 것이다.
즉, 식 (4)를 이용하면
Figure 112013085814307-pat00042
을 L2에서 커넬이
Figure 112013085814307-pat00043
로 주어지는 방사선 검출기로 측정한 선량 프로파일
Figure 112013085814307-pat00044
로부터 구할 수 있으므로, 실제 측정한 방사선 검출기보다 스케일이 ρ배만큼 작아진 방사선 검출기로 측정한 선량 프로파일을 얻을 수 있게 되어 방사선 검출기의 volume effect를 줄일 수 있게 된다.
또한 식(4)에서
Figure 112013085814307-pat00045
이고
Figure 112013085814307-pat00046
이기 때문에 data사이의 간격이 줄어들게 되어 공간 분해능(spatial resolution)이 늘어나게 된다. 이 방법을 사용하면 MatriXX(IBA dosimetry, USA)와 같은 이온 챔버 배열 검출기(ion chamber array)의 분해능(resolution)을 실제보다 더 좋게 측정 할 수 있게 되는 것이다.
한편, 식(5)를 푸리에변환을 하면 convolution theorem에 의해 다음과 같이 된다.
Figure 112013085814307-pat00047
(7)
여기서
Figure 112013085814307-pat00048
는 함수
Figure 112013085814307-pat00049
의 푸리에변환을 나타낸다.
식(1)을 푸리에변환을 하면
Figure 112013085814307-pat00050
(8)
로 주어지고 식(7)을 식(8)로 각각의 변을 나누고 식 (6)을 사용하면
Figure 112013085814307-pat00051
(9)
이 된다. 식(9)에서 좌변은 방사선 검출기로 측정한 값에서 구할 수 있고 우변은 방사선 검출기의 커넬에 대한 정보를 주기 때문에 이 식을 이용하면 커넬을 구할 수가 있다.
기존의 연구 결과에 따르면 방사선 검출기(여기에서는 이온 챔버)의 커넬은 Gaussian 함수의 형태를 가지는 것으로 알려져 있고 선량 프로파일은 다음과 같은 error function의 linear combination으로 정확하게 근사할 수 있는 것으로 알려져 있다.
Figure 112013085814307-pat00052
(10)
여기서 L은 field size를 나타내고
Figure 112013085814307-pat00053
는 penumbra의 모양을 나타낸다. 방사선 검출기의 커넬이 다음과 같이 Gaussian으로 주어진다고 가정하면
Figure 112013085814307-pat00054
(11)
Figure 112013085814307-pat00055
(12)
이고, 식(10)을 푸리에변환하면
Figure 112013085814307-pat00056
(13)
로 주어진다. 식(12), 식(13)을 식(9)에 대입하면 다음 식을 얻을 수 있다.
Figure 112013085814307-pat00057
(14)
여기서
Figure 112013085814307-pat00058
(15)
이다.
식(13)은 식(10)의 푸리에변환이고 식(14)의 함수 형태가 식(13)과 같으므로 다음 식을 얻을 수 있다.
Figure 112013085814307-pat00059
(16)
선량 프로파일인
Figure 112013085814307-pat00060
을 측정하고 측정된 값을 가장 정확하게 근사할 수 있는(
Figure 112013085814307-pat00061
,
Figure 112013085814307-pat00062
, L, c) 값들을 식(10)을 이용하여 구할 수 있다. 다음
Figure 112013085814307-pat00063
값을 측정하고 이 값을 가장 정확하게 근사할 수 있는 식(16)의 형태의 함수를 구한다. 식(16)에서 (
Figure 112013085814307-pat00064
,
Figure 112013085814307-pat00065
, L, c) 값들은 이미 정해졌기 때문에 식(15)에서 보여지는 바와 같이 가장 잘 근사할 수 있는
Figure 112013085814307-pat00066
값만 구하면 된다. 이렇게 하여
Figure 112013085814307-pat00067
를 구하게 되면 방사선 검출기의 커넬은 식(11)과 같이 주어지게 된다.
(2) 본 발명의 일실시예로, 빔 데이타(beam data) 측정용으로 많이 사용되는 이온 전리함(ion chamber) 검출기인 CC13(IBA dosimetry, Germany)의 커넬을 구해 보았다.
CC13은 active volume이 0.13cm3으로 선량 프로파일 측정 방향의 크기가 외부 직경은 6.8mm, 내부 직경은 6.0mm이다. 선형가속기 IX(Varian, USA)의 6MV의 x-ray를 사용하였으며 field size는 6x6cm2을 사용하였다. 소스에서 팬텀 표면까지의 거리(SSD)=100cm과 SSD=120cm, 깊이 5cm에서 transverse 방향의 선량 프로파일을 측정하였다. 이것은 L1=105cm이고 L2=125cm에서 측정한 것이다.
선량 프로파일의 측정은 3차원 물 팬텀 장비인 Blue Phantom(IBA dosimetry, Germany)과 측정 software인 OmniPro Accept 7.4(IBA dosimetry, Germany)를 사용하여
Figure 112013085814307-pat00068
과
Figure 112013085814307-pat00069
을 측정하였고
Figure 112013085814307-pat00070
은 식(4)를 이용하여 측정된
Figure 112013085814307-pat00071
로부터 얻었다.
Figure 112013085814307-pat00072
와
Figure 112013085814307-pat00073
를 근사하기 위해 식(10)과 식(16)을 사용하였는데
Figure 112013085814307-pat00074
로도 충분히 정확한 근사를 하여 이 값을 사용하였다. 근사 방법은 non-linear least squares 방법인 Levenberg-Marquardt algorithm을 사용하였다.
이렇게 구한 커넬을 검증하기 위하여 L1=105cm에서 측정한 선량 프로파일을 커넬을 이용하여 deconvolution을 하여 실제 선량 프로파일을 구하였고 이를 0.8X0.8mm2의 측정 영역을 가지는 Edge detector(Standard Imaging, USA)를 이용하여 측정한 선량 프로파일과 비교하였다.
이온 전리함 검출기의 volume effect에 관한 연구에서 0.5mm~ 0.7mm까지의 크기를 가지는 이온 전리함 검출기는 선량 프로파일 측정에 있어서 volume effect를 무시할 수 있다는 결과가 있다. Edge detector는 이 기준보다 0.1mm정도 크지만 충분히 실제 선량 프로파일을 반영하는 것으로 가정하였다.
(3) 한편, 커넬을 구하는 프로그램은 IDL 8.2(ITT Visual Information Solutions, USA)를 사용하여 개발하였다. 측정한
Figure 112013085814307-pat00075
,
Figure 112013085814307-pat00076
의 정보를 OmniPro Accept 7.4 format의 ASCII 형태로 읽어 fitting function을 구하고 이를 측정값과 같이 그래프로 그려서 보여준다. 선량 프로파일에 관한 정보와 fitting function의 parameter값, 커넬의
Figure 112013085814307-pat00077
와 FWHM 값을 표시해 준다.
(4) 상기 일실시예에 대한 이온 전리함 검출기 CC13의 커넬
Figure 112014110613719-pat00078
의 측정값과 fitting function의 그래프를 도 2에 나타내었다.
Figure 112014110613719-pat00079
의 경우는 도 3에 나타내었다. 측정값과 fitting function이 잘 일치하는 것을 볼 수 있다. 특히 이온 전리함 검출기의 volume effect가 잘 나타나는 penumbra를 살펴보면
Figure 112014110613719-pat00080
은 측정과 fitting function 모두 5.7mm로 같게 나왔다.
Figure 112014110613719-pat00081
의 경우에는 측정은 4.9mm, fitting function은 5.0mm로 나와서 잘 일치하고 있음을 알 수 있다. fitting function의 parameter값은
Figure 112014110613719-pat00082
=88.6,
Figure 112014110613719-pat00083
=13.4,
Figure 112014110613719-pat00084
=7.38,
Figure 112014110613719-pat00085
=58.7,
Figure 112014110613719-pat00086
=63.5,
Figure 112014110613719-pat00087
=0.944이고, 커넬의
Figure 112014110613719-pat00088
여서 FWHM=6.315 mm로 나왔다. L은 field size와 관계있는 값으로 L1=105cm이고 field size가 66cm2이므로 63.0mm 정도의 값을 가져야 한다.
CC13은 측정방향으로 외경이 6.8mm이고 내경이 6.0mm 이기 때문에 FWHM 값이 이 두 값의 사이 값으로 나온 것으로 생각된다. 도 4는
Figure 112013085814307-pat00089
을 CC13의 커넬을 사용하여 deconvolution하여 실제의 dose profile을 구한 결과와 Edge detector로 직접 측정한 dose profile과 비교한 그래프이다. 두 개의 그래프가 비교적 잘 일치하여 CC13의 커넬이 정확하게 구해졌음을 알 수 있다. Edge detector로 측정한 선량 프로파일의 penumbra(2.9mm)가 커넬을 이용하여 구한 실제 선량 프로파일의 penumbra(2.5mm)보다 0.4mm정도 크게 나와 volume effect가 약간 나타난 것을 알 수 있다. 이것은 Edge detector가 volume effect를 무시할 만한 크기보다 0.1mm 정도 크기 때문에 나타난 것으로 판단된다.
(5) 커넬 구하는 프로그램
개발한 프로그램의 GUI를 도 5에 나타내었다. 오른쪽 두 개의 + 버튼을 클릭하여 두 개의 선량 프로파일 정보를 읽고 calculate 버튼을 클릭하여 계산하게 된다. 왼쪽에 두 개의 선량 프로파일에 대하여 측정된 값과 fitting function의 그래프가 함께 그려지고 오른쪽 아래에 parameter값과 커넬에 대한 정보가 표시된다.

Claims (7)

  1. 방사선 치료 장치의 선량을 검증하기 위한 방법에 있어서,
    방사선 검출기와 소스가 거리 L1이 되도록 설정하여 L1에서 선량 프로파일을 측정하는 제1단계;
    상기 방사선 검출기와 소스가 거리 L2가 되도록 설정하여 L2에서 선량 프로파일을 측정하는 제2단계(ρ=L1/L2<1); 및
    상기 제1단계 및 제2단계에서 측정된 선량 프로파일을 이용하여 방사선 검출기의 커넬 K(x)를 도출해내는 제3단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 커넬이 K(x)인 방사선 검출기보다 스케일이 ρ배 만큼 작아진 방사선 검출기의 커넬을 먼저 도출해내어, 상기 방사선 검출기의 커넬 K(x)를 도출해내는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기의 커넬 도출 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 방사선 검출기의 커넬이 K(x)이면,
    L1에서 측정된 방사선의 선량 프로파일은
    Figure 112013085814307-pat00090
    로 주어지고,
    L2에서 측정된 방사선의 선량 프로파일은
    Figure 112013085814307-pat00091
    로 주어지며,
    여기서
    Figure 112013085814307-pat00092
    ,
    Figure 112013085814307-pat00093
    는 L1, L2에서의 실제 선량 프로파일이고,
    Figure 112013085814307-pat00094
    ,
    Figure 112013085814307-pat00095
    를 측정함으로써 방사선 검출기의 커넬을 도출해내는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기의 커넬 도출 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 실제 선량 프로파일
    Figure 112013085814307-pat00096
    ,
    Figure 112013085814307-pat00097
    는,
    Figure 112013085814307-pat00098
    의 관계식을 만족하며,
    여기에서
    Figure 112013085814307-pat00099
    이고
    Figure 112013085814307-pat00100
    것을 특징으로 하는 방사선 검출기의 커넬 도출 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기
    Figure 112013085814307-pat00101
    의 관계식으로부터
    Figure 112013085814307-pat00102
    를 정의하고,
    여기서
    Figure 112013085814307-pat00103
    이며,
    상기
    Figure 112013085814307-pat00104
    를 대입하여
    Figure 112013085814307-pat00105
    를 얻고,
    여기서
    Figure 112013085814307-pat00106
    이며, 커넬이 K(x)인 방사선 검출기보다 스케일이 ρ배 만큼 작아진 방사선 검출기의 커넬을 도출해내는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기의 커넬 도출 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 방사선 검출기는,
    이온 전리함 검출기 또는 이온 전리함 배열 검출기인 것을 특징으로 하는 방사선 검출기의 커넬 도출 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 소스와 방사선 검출기 사이에는,
    물 팬텀(phantom)이 배치되며,
    상기 방사선 검출기는 상기 물 팬텀을 통과한 방사선을 검출하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기의 커넬 도출 방법.
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