양성자치료시 Air Gap 변화에 따른 Lateral Penumbra와 선량분포 변화에 대한 비교 및 연구

Research for Lateral Penumbra and Dose Distribution When Air Gap Changing in Proton Therapy Case

목 적: 고 에너지 양성자치료에 있어서 Air gap (환자와 Beam 사출구 사이의 거리)의 변화는 Lateral Penumbra의 증가로 불필요한 조사야를 형성할 수 있고, 치료부위에서 최대선량 증가와 최소선량 감소로 선량분포의 균질성을 저하시킬 수 있다. 이에 Air gap 변화에 따른 선량분포에 대해 비교, 연구해 보고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 양성자치료를 받은 Lung, Liver 환자 6명을 선정하여 크기가 다른 조사야 A와 조사야 B에서 Air gap을 2, 4, 6, 8, 10 cm로 설정하여 Proton external beam planning system을 통해 치료계획을 세웠다. Air gap에 따른 Lateral Penumbra 영역 및 DVH (Dose Volume Histogram)를 비교하고 PCTV영역의 최대선량 및 최소선량 값을 비교하였다. 또한 PCTV내에 선량의 균질성을 알기 위하여 Homogeneity index값을 비교, 분석하였다. 결 과: 각각의 조사야에서 Air gap의 변화(2, 4, 6, 8, 10 cm)에 따른 Lateral Penumbra영역을 분석한 결과 조사야 A에서 Air gap 2~10 cm변화에 따라 평균 1.36~1.75 cm까지 약 28.7%가 지속적으로 증가하였고 조사야 B에서 평균 1.36~1.79 cm까지 약 31.6%가 지속적으로 증가하였다. DVH를 분석한 결과 최대선량의 상대선량 백분율은 Air gap 2~10 cm일 때 평균 108.1%에서 평균 110.3%까지 약 2.03%가 지속적으로 증가하였고 최소선량의 상대선량 백분율은 평균 93.9%에서 평균 90.8%까지 약 3.31%가 지속적으로 감소하였다. Homogeneity index값은 평균 Air gap 2~10 cm까지 1.09~2.6으로 2배 이상 증가하였다. 결 론: 양성자 치료에 있어서 Air gap이 증가함에 따라 Lateral Penumbra 영역이 증가함을 알 수 있었고, 치료부위에서 최대선량 값의 증가와 최소선량 값의 감소로 인하여 Homogeneity index값이 증가함으로써 PCTV내에 Beam의 균질성이 떨어지는 것을 알 수 있었다. 이에 추후 양성자치료시 Air gap을 줄이기 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다.

Purpose: In the treatment of high-energy protons Air gap (the distance between the patient and the exit Beam) Lateral Penumbra of the changes to the increase in the radiation fields can form unnecessary and Increase the maximum dose at the site of treatment and reduced the minimum dose homogeneity of dose distributions can decline. Air gap due to this change in dose distribution compared to investigate studied. Materials and Methods: Received proton therapy at our institution Lung, Liver patients were selected and the size of six other Air gap in Field A and Field B 2, 4, 6, 8, 10 cm Proton external beam planning system by setting up a treatment plan established. Air gap according to the Lateral Penumbra area and DVH (Dose Volume Histogram) to compare the maximum dose and minimum dose of PCTV areas were compared. In addition, the dose homogeneity within PCTV Homogeneity index to know the value and compared. Results: Air gap (2, 4, 6, 8, 10 cm) at each change in field size were analyzed according to the Lateral Penumbra region Field A Change in the Air gap 2~10 cm by 1.36~1.75 cm, the average continuously increased about 28.7% and Field B Change in the Air gap 2~10 cm by 1.36~1.75 cm, the average continuously increased about 31.6%. The result of DVH analysis for relative dose of the maximum dose According to Air gap 2~10 cm is the mean average of 110.3% from 108.1% to a sustained increased by approximately 2.03% and The average relative dose of minimum dose is the mean average of 93.9% percent to 90.8 percent from the continuous decrease of about 3.31 percent. The result of Homogeneity index value to the according to Air gap 2~10 cm is the 2-fold increase from 1.09 to 2.6. Conclusion: In proton therapy case, we can see the increasing of lateral penumbra area when airgap getting increase. And increasing of Dmax and decreasing Dmin in the field are making increase homogeneity index, So we can realize there are not so good homogeneity in the PCTV. Therefore we should try to minimize air gap in proton therapy case.