Dose Characteristics of Stereotactic Radiosurgery in High Energy Linear Accelerator Proton Beam

고에너지 선형가속기에 의한 입체방사선수술의 선량특성

Three-dimensional dose calculations based on CT images are fundamental to stereotactic radiosurgery for small intracranial tumor. In our stereotactic radiosurgery program, irradiations have been performed using the 6 MV photon beam of linear accelerator after stereotactic CT investigations of the target center through the beam's-eye view and the coordinates of BRW frame converted to that of radiosurgery. Also we can describe the tumor diameter and the shape in three dimensional configuration. Non-coplanar irradiation technique was developed that it consists of a combination of a moving field with a gantry angle of $140^{\circ}$, and a horizontal couch angle of $200^{\circ}C$ around the isocenter. In this radiosurgery technique, we provide the patient head setup in the base-ring holder and rotate around body axis. The total gantry moving range shows angle of 2520 degrees via two different types of gantry movement in a plane perpendicular to the axis of patient. The 3-D isodose curves overlapped to the tumor contours in screen and analytic dose profiles in calculation area were provided to calculate the thickness of $80\%$ of tumor center dose to $20\%$ of that. Furtheremore we provided the 3-D dose profiles in entire calculation plane. In this experiments, measured isodose curves in phantom irradiation have shown very similiar to that of computer generations.

전산화단층촬영에 근거를 둔 3차원선량계산은 소형의 뇌종양에 대한 방사선수술에 있어서 가장 기본이 된다. 본 연구의 방사선수술 프로그램은 전산화단층촬영을 통해 표적 위치, 크기와 모양을 3차원공간에서 결정하고 최적조사면적을 구할 수 있었다. 방사선수술의 선량은 선형가속기의 6메가볼트 고에너지 광자선을 이중 비공면의 회전조사를 가상두부에 실시하여 계산된 3차원적 선량분포와 필름선량계의 실측선량을 비교한 바 거의 일치됨을 확인하였다. 본 연구의 방사선수술에서 $80\%$에서 $50\%$까지 선량곡선의 기울기는 전회전각이 1120도 일때 10 mm 조사면적에서 약 $16.7\%$/mm 였고 30 mm 에서 는 $13.0\%$/mm를 보였다. 또한 표적 주위의 선량분포는 표적내 최대선량값이 $90\%$ 에서 $50\%$ 까지 선량분포의 최대폭은 직경 10 mm조사면에서 2.3 mm를 나타내었으며, $90\%$에서 $20\%$까지의 거리는 5.6 mm를 나타내었으며, 30 mm직경의 조사면에서는 각각 3.5 mm와 9.8 mm를 보였다. 이러한 선량분포의 급격한 기울기는 방사선수술시 표적주위의 치명부위의 손상을 최소화하기 위한 선량최적화 작업에 지침이 될 것으로 생각되며, 또한 방사선수술방법의 차이에 따라 비교자료가 될 수 있을 것으로 생각된다.