Evaluate the implementation of Volumetric Modulated Arc Therapy QA in the radiation therapy treatment according to Various factors by using the Portal Dosimetry

용적변조회전 방사선치료에서 Portal Dosimetry를 이용한 선량평가의 재현성 분석

  • Kim, Se Hyeon (Department of Radiation Oncology, ASAN Medical Center) ;
  • Bae, Sun Myung (Department of Radiation Oncology, ASAN Medical Center) ;
  • Seo, Dong Rin (Department of Radiation Oncology, ASAN Medical Center) ;
  • Kang, Tae Young (Department of Radiation Oncology, ASAN Medical Center) ;
  • Baek, Geum Mun (Department of Radiation Oncology, ASAN Medical Center)
  • 김세현 (서울아산병원 방사선종양학과) ;
  • 배선명 (서울아산병원 방사선종양학과) ;
  • 서동린 (서울아산병원 방사선종양학과) ;
  • 강태영 (서울아산병원 방사선종양학과) ;
  • 백금문 (서울아산병원 방사선종양학과)
  • Received : 2015.10.02
  • Accepted : 2015.12.09
  • Published : 2015.12.31

Abstract

Purpose : The pre-treatment QA using Portal dosimetry for Volumetric Arc Therapy To analyze whether maintaining the reproducibility depending on various factors. Materials and Methods : Test was used for TrueBeam STx$^{TM}$ (Ver.1.5, Varian, USA). Varian Eclipse Treatment planning system(TPS) was used for planning with total of seven patients include head and neck cancer, lung cancer, prostate cancer, and cervical cancer was established for a Portal dosimetry QA plan. In order to measure these plans, Portal Dosimetry application (Ver.10) (Varian) and Portal Vision aS1000 Imager was used. Each Points of QA was determined by dividing, before and after morning treatment, and the after afternoon treatment ended (after 4 hours). Calibration of EPID(Dark field correction, Flood field correction, Dose normalization) was implemented before Every QA measure points. MLC initialize was implemented after each QA points and QA was retried. Also before QA measurements, Beam Ouput at the each of QA points was measured using the Water Phantom and Ionization chamber(IBA dosimetry, Germany). Results : The mean values of the Gamma pass rate(GPR, 3%, 3mm) for every patients between morning, afternoon and evening was 97.3%, 96.1%, 95.4% and the patient's showing maximum difference was 95.7%, 94.2% 93.7%. The mean value of GPR before and after EPID calibration were 95.94%, 96.01%. The mean value of Beam Output were 100.45%, 100.46%, 100.59% at each QA points. The mean value of GPR before and after MLC initialization were 95.83%, 96.40%. Conclusion : Maintain the reproducibility of the Portal Dosimetry as a VMAT QA tool required management of the various factors that can affect the dosimetry.

목 적 : 복잡하고 정교하게 계획된 용적변조회전 방사선치료(Volumetric Arc Therapy, VMAT)의 Portal Dosimetry를 이용한 치료 전 선량평가가 다양한 인자에 따라 재현성을 유지하는지 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 실험에는 TrueBeam STx$^{TM}$(Ver.1.5, Varian, USA), Portal dosimetry application(Ver.10, Varian)과 Portal Vision aS1000 Imager(Varian, USA)을 사용하였다. 두경부암 환자 2명, 전립샘암 환자 3명, 폐암 환자 1명, 자궁경부암 환자 1명, 총 7명의 환자에 대하여 Portal Dosimetry용 VMAT 전산화치료계획(Eclipse, Ver.10.0, Varian, USA)을 수립하였다. 오전 치료 전과 후 오후 치료 종료 후 각 4시간 간격을 두고 3회씩 5일에 걸쳐 선량평가를 시행하였다. Gamma pass rate(GPR 3%, 3mm 95%신뢰구간)와 Beam 출력의 상관관계를 확인하기 위하여 선량평가 시행 전 Beam 출력 을 물등가모형과 이온전리함(IBA dosimetry, Germany)을 이용하여 측정하였다. Electronic Portal Imaging Device(EPID) 상태에 따른 GPR 의 변화를 확인하기 위하여 EPID의 영상 교정 (Dark field correction, Flood field correction) 전과 후로 나누어 선량평가를 시행하였다. 또한 다엽콜리메이터(Multi Leaf Collimator) 상태에 따른 GPR의 변화를 확인하기 위해 다엽콜리메이터 Initialize 전과 후로 나누어 선량평가를 시행하였다. 결 과 : Portal Dosimetry를 시행하여 얻은 모든 환자들의 각 시간대 별 GPR의 평균값은 97.11%, 96.09%, 95.37% 였고 최대 차이를 보인 환자의 경우 각 시간대 별 GPR의 평균값은 95.73%, 94.20% 93.23% 였다. 선량평가 시점의 Beam 출력을 측정한 결과 각 시간대별 평균값은 100.45%, 100.46%, 100.59% 였다. EPID의 영상 교정(Dark field correction, Flood field correction)을 시행하기 전과 후의 대상 환자들의 GPR의 평균값은 95.94 %, 96.01% 였다. 또한 다엽콜리메이터 의 Initialize 를 시행하기 전과 후의 대상 환자들의 GPR 의 평균값은 95.83%, 96.40%였다. 결 론 : 치료기 사용시간이 경과됨에 따라 대상 환자들의 GPR 평균값이 0.8% 감소함을 확인할 수 있었다. Beam 출력은 각 측정시점에 0.1% 오차범위 안에서 일정한 상태를 유지하였다. EPID의 영상 교정 전, 후 의 선량평가 결과 GPR은 평균 0.1% 차이를 나타내었다. 다엽콜리메이터의 Initialize 전, 후의 선량평과 결과 Initialize 시행 후 GPR이 평균 0.6% 상승하였고 다엽콜리메이터 상태에 따라 GPR이 변화할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 복잡하고 정교하게 계획된 VMAT의 치료 전 선량평가 도구로서 재현성을 유지하며 Portal Dosimetry를 이용하기 위해서는 주기적인 장비의 점검뿐만 아니라, 선량평가에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들에 대한 관리가 이뤄져야 할 것으로 판단된다.

Keywords

References

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