Comparison of Air Kerma­based and Absorbed Dose to Water­based Protocols in the Dosimetry of High Energy Electron Beams

고 에너지 전자선에 대한 공기커마와 물 흡수선량에 기반한 프로토콜간의 비교

A few years ago, a proposal was made to change the dosimetry from the air kerma-based reference dosimetry to the absorbed dose-based reference dosimetry for all radiotherapy beams of ionizing radiation to improve the accuracy of dosimetry. Here, we present a dosimetry study in which the two most widespread absorbed dose­based protocols (IAEA TRS­398 and AAPM TG­51) were compared with an air kerma­based protocol (IAEA TRS-277) by measuring the absorbed dose in the same reference depth. Measurements were performed in three clinical electron beam energies using a PTW 30002 cylindrical chamber, and Markus and Roos plane­parallel chambers. $^{60}$ Co calibration factors were obtained from the KFDA. The absorbed dose differences between the air kerma­based and absorbed dose­based protocols were within 2.0% for all chambers in all beams. The results thus show that the obtained absolute dose values will be not significantly altered by changing from the air kerma­based dosimetry to the absorbed dose­based dosimetry. It was also shown that absorbed dose values between the absorbed dose­based protocols agreed by deviations of less than 0.5% for a cylindrical chamber and less than 0.7% for plane­parallel chambers using cross­calibration factors. Although the use of a cylindrical chamber and plane­parallel chambers resulted in a difference of less than 2% for all situations investigated here, to reduce errors, the plane­parallel chambers are recommended for electron energies in which the use of cylindrical chamber is not permitted in each protocol.

흡수선량 측정의 정확성을 향상시키기 위하여 기존의 공기커마 혹은 조사선량 표준에서 물 흡수선량 표준으로 선량측정의 패러다임이 변화하고 있다. 본 연구는 기존의 프로토콜에서 물 흡수선량 기반의 프로토콜로의 전환을 모색하는 입장에서 현재 임상에서 널리 사용하고 있는 IAEA TRS­277과 물 흡수선량 표준에 토대를 두고 있는 IAEA TRS­398 및 AAPM TG­51 프로토콜에 대하여 동일한 기준깊이에서 물 흡수선량을 측정하여 상호 비교하였다. Varian 2100 C/D 선형가속기로부터의 세 종류의 전자선 에너지에 대해 PTW 30002 원통형 이온함과 Markus 및 Roos 평행평판형 이온함을 사용하여 측정하였고 $^{60}$Co에서의 공기커마 및 물 흡수선량 교정정수는 식품의약품안전청으로부터 받아 사용하였다. 공기커마 표준에 기반한 프로토콜과 물 흡수선량 표준에 기반한 프로토콜간에는 2% 이내의 차이를 보임으로써 사용자 기관에서는 자체적인 확인을 거쳐 공기커마 기반의 프로토콜에서 물 흡수전량 기반 프로토콜로의 전환을 적극 검토해 볼 필요가 있다. 물 흡수선량 기반의 프로토콜간에는 원통형 이온함의 경우 0.5% 이내에서 잘 일치하였고 평행평판형 이온함의 경우에도 고 에너지 전자선을 이용한 교차 교정을 하면 0.7% 이내에서 잘 일치하였다. 사용한 모든 프로토콜과 전자선 에너지에 대해 원통형 이온함과 평행평판형 이온함간에는 2% 이내의 차이를 보였으나 선량측정의 정확성을 향상시키기 위해 물 흡수선량 표준에 기반한 프로토콜의 권고에 따라서 하한에너지 이하의 전자선의 경우는 원통형 이온함 대신에 평행평판형 이온함을 사용함이 타당하다고 사료된다.