Utilization of Tissue Compensator for Uniform Dose Distribution in Total Body Irradiation

전신방사선조사시 균등한 선량분포를 이루기 위한 조직보상체의 이용

Purpose : This study was performed to verify dose distribution with the tissue compensator which is used for uniform dose distribution in total body irradiation(TBI). Materials and methods : The compensators were made of lead(0.8mm thickness) and aluminum(1mm or 5mm thickness) plates. The humanoid phantom of adult size was made of paraffin as a real treatment position for bilateral total body technique. The humanoid phantom was set at 360cm of source-axis distance(SAD) and irradiated with geographical field size(FS) $144{\times}144cm^2(40{\times}40cm^2$ at SAD 100cm) which covered the entire phantom. Irradiation was done with 10MV X-ray(CLINAC 1800, Varian Co., USA) of linear accelerator set at Department of Therapeutic Radiology, Chonnam University Hospital. The midline absorbed dose was checked at the various regions such as head, mouth, mid-neck, sternal notch, mid-mediastinum, xiphoid, umbilicus, pelvis, knee and ankle with or without compensator, respectively. We used exposure/exposure rate meter(model 192, Capintec Inc., USA) with ionization chamber(PR 05) for dosimetry, For the dosimetry of thorax region TLD rods of $1x1x6mm^3$ in volume(LiF, Harshaw Co., Netherland) was used at the commercially available humanoid phantom. Results : The absorbed dose of each point without tissue compensator revealed significant difference(from $-11.8\%\;to\;21.1\%$) compared with the umbilicus dose which is a dose prescription point in TBI. The absorbed dose without compensator at sternal notch including shoulder was $11.8\%$ less than the dose of umbilicus. With lead compensator the absorbed doses ranged from $+1.3\%\;to\;-5.3\%$ except mid-neck which revealed over-compensation($-7.9\%$). In case of aluminum compensator the absorbed doses were measured with less difference(from $-2.6{\%}\;to\;5.3\%$) compared with umbilicus dose. Conclusion : Both of lead and aluminum compensators applied to the skull or lower leg revealed a good compensation effect. It was recognized that boost irradiation or choosing reference point of dose prescription at sternal notch according to the lateral thickness of patient in TBI should be considered.

연구목적 : 전신방사선조사시 인체내에 균등한 선량분포를 얻기 위하여 조직보상체를 제작하고 그에따른 선량 분포를 확인하고자 하였다. 대상 및 방법 : 0.8mm두께의 납판을 이용한 조직보상체와, 1mm 및 5mm 두에의 알루미늄판을 이용한 조직보상체를 두경부와 하지 두 부분에 대하여 각각 제작하였다. 좌우 대향전신조사시 각 신체부위에 따른 선량분포의 측정을 위하여 파라핀으로 성인 크기의 인체 모형을 실제 치료시의 체위와 비슷하게 만들어 사용하였다. 방사선은 10MV X-ray(CLIAC 1800. Varian Co., USA)를, 측정기구는 exposure/exposure rate meter(model 192, Capintec, Inc., USA)with ionization chamber(PR 05)를 이용하였고 SAD 360cm에 파라핀 팬텀의 정중선을 맞추고 기하학적 방사선조사야는 $144{\times}144cm^2$으로하여 전신이 포함되도록 하였으며 head, mouth, mid-neck, sternal notch. mid-mediastinum, xiphoid, umbilicus. pelvis. thigh. knee 및 ankle부위에서 midline absorbed dose를 각각 측정하였다. 흉부의 선량 측정에는 조직등가물질로 제작된 상업용 humanoid 팬텀에서 $1{\times}1{\times}6mm^3$부피의 TLD rod(LiF, Harshaw Co.. Netherland)를 이용하였다. 결과 : Umbilicus를 기준으로 하였을때 조직보상체를 적용하지 않은 경우 흡수선량은 $-11.8\%$에서 $21.1\%$까지의 차이를 보였다. 어깨가 포함되는 sternal notch에서의 선량은 $11.8\%$감소하였다. 조직보상체를 적용한 경우의 흡수선량은 0.8mm 납보상체의 경우 mid-neck에서 $-7.9\%$, 그외 다른 부위는 $+1.3\%$에서 $-5.3\%$가지 였다. 그리고 1mm 및 5mm 알루미늄 보상체를 적용한 경우 ankle부위에서 $5.3\%$. 그외 다른 부위는 $-2.6\%$에서 $2.6\%$가지의 흡수선량 차이를 보였다. 결론 : 납과 알루미늄으로 제작한 전신방사선조사용 조직보상체는 선량기준점인 umbilicus선량에 비교하였을 때 두경부와 하지에 있어서 비교적 만족할만한 보상효과를 나타내었다. 어깨가 있는 상흉부에서는 선량이 $11.8\%$ 정도 감소하므로 환자의 lateral thickness 차이에 따라 선량기준점을 sternal notch로 선택하거나 boost irradiation이 고려되어야함을 알 수 있었다.