The Effect of Aquaplast on Surface Dose of Photon Beam

Aquaplast가 광자선의 표면선량에 미치는 영향

Purpose : To evaluate the effect on surface dose due to Aquaplast used for immobilizing the patients with head and neck cancers in photon beam radiotherapy Materials and Methods: To assess surface and buildup region dose for 6MV X-ray from linear accelerator(Siemens Mevatron 6740), we measured percent ionization value with the Markus chamber model 30-329 manufactured by PTW Frieburg and Capintec electrometer, model WK92. For measurement of surface ionization value, the chamber was embedded in $25{\times}25{\times}3cm^3$ acrylic phantom and set on $25{\times}25{\times}5cm^3$ polystyrene phantom to allow adequate scattering. The measurements of percent depth ionization were made by placing the polystyrene layers of appropriate thickness over the chamber. The measurements were taken at 100cm SSD for $5{\times}5cm^2$, $10{\times}10cm^2$ and $15{\times}15cm^2$ field sizes, respectively. Placing the layer of Aquaplast over the chamber, the same procedures were repeated. We evaluated two types of Aquaplast: 1.6mm layer of original Aquaplast(manufactured by WFR Aquaplast Corp.) and transformed Aquaplast similar to moulded one for immobilizing the patients practically. We also measured surface ionization values with blocking tray in presence or absence of transformed Aquaplast. In calculating percent depth dose, we used the formula suggested by Gerbi and Khan to correct overresponse of the Markus chamber. Results : The surface doses for open fields of $5{\times}5cm^2$, $10{\times}10cm^2$, and $15{\times}15cm^2$ were $79\%$, $13.6\%$, and $18.7\%$, respectively. The original Aquaplast increased the surface doses upto $38.4\%$, $43.6\%$, and $47.4\%$, respectively. For transformed Aquaplast, they were $31.2\%$, $36.1\%$, and $40.5\%$, respectively. There were little differences in percent depth dose values beyond the depth of Dmax. Increasing field size, the blocking tray caused increase of the surface dose by $0.2\%$, $1.7\%$, $3.0\%$ without Aquaplast, $0.2\%$, $1.9\%$, $3.7\%$ with transformed Aquaplast, respectively. Conclusion: The original and transformed Aquaplast increased the surface dose moderately. The percent depth doses beyond Dmax, however, were not affected by Aquaplast. In conclusion, although the use of Aquaplast in practice may cause some increase of skin and buildup region dose, reductioin of skin-sparing effect will not be so significant clinically.

목적 : 두경부종양 환자의 방사선치료시 두경부의 고정에 흔히 이용되는 Aquaplast가 광자선의 표면선량에 미치는 영향을 알아보기 위하여 이 실험을 시행하였다. 재료 및 방법 : 6MV X-선(Siemens Mevatron 6740)의 표면선량과 선량증가영역의 선량을 PTW Frieburg 제작의 Markus chamber와 Capintec Model WK92 Electrometer를 이용하여 측정 하였다. $25{\times}25{\times}5cm^3$ 크기 아크릴판의 중앙에 고정된 전리함을 $25{\times}25{\times}5cm^3$ 크기의 폴리스티렌 팬톰 위에 올려 놓고 표면선량을 측정한 후 적당한 두께의 폴리스티렌 팬톰판을 올려가면서 선량증가영역의 선량을 측정하였다. 1.6mm 두께의 Aquaplast(WFR Aquaplast Corp. 제작)를 원형 그대로, 그리고 실제 환자의 고정시와 비슷한 정도로 변형시킨 상태로 전리함 위에 올려 놓은 후 각각 같은 방법으로 선량을 측정하였다. 또 트레이를 장착한 후 변형된 Aquaplast가 있는 상태에서와 없는 상태에서 각각 표면선량을 측정하였다. 모든 측정은 SSD 100cm에서 시행하였으며 $5{\times}5cm^4$, $10{\times}10cm^2$, $15{\times}15cm^2$의 세 가지 크기의 조사면에 대하여 각각 측정하였다. 표면선량과 선량증가영역의 선량 백분율은 Markus chamber의 과반응을 교정하기 위하여 Gerbi와 Khan이 제시한 식을 이용하여 구하였다. 결과 : $5{\times}5cm^2$, $10{\times}10cm^2$, $15{\times}15cm^2$의 조사면에서 표면선량은 각각 $7.9\%$, $13.6\%$, $18.7\%$ 이었고 원형 그대로의 Aquaplast가 있을 경우 표면선량은 각각 $38.4\%$, $43.6\%$, $47.4\%$ 이었으며 변형된 Aquaplast가 있을 경우의 표면선량은 각각 $31.2\%$, $36.1\%$, $40.5\%$ 이었다. 최대선량점 이상의 깊이에서는 거의 비슷한 선량 백분율을 보였다. 트레이는 조사면의 크기가 증가함에 따라 Aquaplast가 없을 경우 $0.2\%$, $1.7\%$, $3.0\%$의 표면선량 증가에 기여하였으며 변형된 Aquaplast가 있을 경우 $0.2\%$, $1.9\%$, $3.7\%$의 표면선량 증가를 보였다. 결론 : Aquaplast를 사용하지 않았을 경우에 비하여 Aquaplast를 원형 그대로 사용하였을 경우 약 $30\%$, 실제 환자의 고정시와 비슷한 정도로 변형하였을 경우 약 $22\%$의 표면선랑 증가를 가져왔으며 최대선량점 깊이 이상에서의 선량 백분율에는 건의 영향을 미치지 않았다. 실제 환자에서의 Aquaplast의 사용은 피부 및 선량증가영역의 선량을 약간 증가시키지만 임상적으로 크게 문제가 되지는 않을 것으로 생각된다.