모델기반 광자선량 계산방식을 사용하는 전산화치료계획장치의 모델변수 결정에 있어 몬테카를로 모사법에 의해 유도된 방사선 물리량의 직접 적용 가능성에 대한 연구

The Feasibility Study on the Direct Use of the MC-derived Physical Quantities to Determine the Model Parameters of RTPS with -Model-Based Photon Dose Calculation Algorithm

모델 기반으로 광자선 선량을 계산하는 전산화치료계획장치를 취역검사(commissioning)하기 위해서는 많은 파라미터들을 조절해가면서 측정된 심부선량 및 가로방향선량분포 등을 맞추어야한다. 우리는 몬테카를로 전산 모사를 이용하여 Pinnacle$^3$ 시스템의 취역검사에 필요한 광자선의 에너지 스펙트럼, 오염 전자(contaminant electron), 축외선질연화(off-axis softening) 및 입자 유량 증가 등을 기술하는 파라미터들을 구하였다. 몬테칼로 계산을 통해 실험으로는 측정이 쉽지 않은 이러한 양들의 변화량을 알 수 있었으나 축외선질연화 및 입자 유량 증가 변수의 경우에는 Pinnacle$^3$ 시스템을 이용한 계산과 측정값에 불일치를 보였다. 전산화치료계획장치의 취역검사에 몬테카를로 방식으로부터 얻은 파라미터 값을 그대로 이용하는 문제는 추가 연구가 필요하다.

The commissioning of a model-based treatment planning system requires many parameters to fit the measured depth doses and transverse profiles. For the commissioning of the Pinnacle$^3$ system, through the Monte Carlo (MC) simulation, the necessary parameters, including the photon spectrum, contaminant electrons, off-axis softening and fluency of photons, were observed. Through the simulation the parameters contained valuable information, but the calculated results of the Pinnacle$^3$ using the MC-derived parameters showed discrepancies with those measured for the off-axis softening and the fluency of photons. Even though the MC calculation produces reasonable values for the commissioning, the thorough physical basis of the Pinnacle$^3$'s commissioning process is needed in order to directly use the MC derived parameters.