Accuracy Evaluation of Treatment Planning System Using Irregular-surface Water Phantom

요철 표면 팬텀을 이용한 치료계획시스템 선량계산 정확성 평가

We evaluated on the calculation accuracy of treatment planning system (TPS) with phantom having convex and concave surface. The TPS is Eclipse (Varian, USA) using both algorithms AAA and PBC for photon dose calculations. PBC algorithms have three corrections of Batho, modified Batho (M-Batho), and equivalent TAR (E-TAR). The field sizes were $10{\times}10\;cm^2$ and $20{\times}20\;cm^2$, and MLC-shaped fields for these fields. We measured doses at three depths 5, 10 and 15cm in phantom of SSD=90cm in the condition of inserted farmer chamber. For given conditions, we have calculated dose with these algorithms and compared them with measured doses. In AAA the calculated doses (dose/MU) were agreed to measured doses within ${\pm}1%$ in flat and convex surface and were under estimated with -1.9% maximum in concave surface. In PBC the calculated doses were over estimated with +1.7% and +4.1% respectively in flat and convex surface and the differences were from -3.1% to +2.1% in concave surface. In comparison of criteria from AAPM and IAEA reports, and statistical analysis for these results, it is found that the AAA's results are in good agreement with measured values and the M-Batho's results are generally good agreed with measured values among PBC algorithms.

본 연구에서는 방사선치료에 사용되고 있는 치료계획시스템 중 AAA와 PBC (Batho, M-Batho, E-TAR)의 알고리즘이 내장된 Eclipse (Varian, USA)을 이용하여 요철 표면을 가진 팬텀에 대한 선량계산 정확성을 평가하였다. 측정 조사면은 $10{\times}10\;cm^2$과 $20{\times}20\;cm^2$, 그리고 각각에 대한 MLC 차폐 조사면을 대상으로 하였다. 팬텀 속 측정점은 SSD=90 cm에서 깊이 5, 10, 15 cm에서 전리함을 이용한 6MV X-선에 대한 측정값과 선량계산을 알고리즘 별로 수행하고 비교하였다. AAA알고리즘을 이용한 계산 값들은 평탄표면과 양각표면에서 ${\pm}1%$이내로 측정과 일치하였으며, 음각표면에서 단위 MU당 선량을 최대 -1.9%까지 낮게 평가하였다. PBC알고리즘을 이용한 계산 값들은 평탄표면과 양각표면에서 측정과 각각 최대 +1.7% 및 +4.1%의 차이로서 대체로 단위 MU당 선량을 높게 평가하였으며, 음각표면의 경우에 측정과 차이가 -3.1%에서 ${\pm}2.1%$ 범위를 보였다. 계산 값들을 AAPM과 IAEA 허용기준과 비교하고 또한 통계적으로 분석할 때, AAA의 결과가 측정과 가장 잘 일치하는 것으로 나타났으며, PBC의 경우에 Modified Batho 알고리즘이 비교적 측정과 잘 일치하는 것으로 평가되었다.