고선량률 강내조사선원을 이용한 근접조사선량계획전산화 개발
Development of Dose Planning System for Brachytherapy with High Dose Rate Using Ir-192 Source
소속 상세정보
최태진/Tae Jin Choi
예지원/김진희/김옥배/이호준/한현수/Ji Won Yei/Jin Hee Kim/Ok Kim /Ho Joon Lee/Hyun Soo Han
KMID : 0859320020200030283
Abstract
목적: 고선량률의 Ir-192 선원을 이용한 근접조사의 모의촬영 영상을 개인컴퓨터(PC)에 입력하여 해부학적 영상에 선량분포를 구현하고 히스토그램, 선량-용적히스토그램 및 3차원 선량분포를 전산화하였다.
대상 및 방법: 선량전산화에 이용된 선원은 원격근접조사장치(Buchler 3K, 독일)의 Co-60 대체선원으로 한국원자력연구소와 공동으로 개발한 Ir-192이다. 선원 모양에 의존하는 선량분포의 비등방성은 선원을 미소 분할하여 구한 선량과 선원 중심에서 측방
기준점의 공중선량을 기준으로 규격화한 값을 이용하였다. 선원 주위의 조직선량은 선원 중심에서 측방으로 실측된 조직감쇠와 산란에 의한 보정계수와 에너지에 따른 공기 저지능에 대한 조직의 저지능 비로 공중-조직선량 변환계수를 적용하고 기준점에 대해
규격화한
선량률표를 검색하여 얻도록 하였다. 선량계획 전산화 과정에 모의촬영 영상입력, 선원입력과 선원의 축면 결정과 해부학적 영상을 이용한 선량분포와 점선량, 히스토그램 및 선량-용적 히스토그램을 구현하였다.
결과: 저자들이 개발한 근접조사 선량계획시스템에는 선원모의촬영 영상을 스켄하여 비트맵 파일로 저장하고, 좌표원점과 확대율을 정해, 선원위치를 결정하고 선량분포와 선량분석 프로그램을 포함한 선량전산화를 구현하였다. 실험에 이용된 Ir-192 선원의
조직내
선량은 공중선량율과 조직에 의한 감쇠 및 산란에 의한 실험식을 이용하였다. 선원 중심에서 축상의 거리와 축에서 떨어진 거리에 따른 선량률표에서 행렬 검색하여 얻도록 하였다. 근접조사선량계획은 선원좌표 입력과 선원의 축면(principal plane)을 결정하여
선원이
포함된 평면상의 선량을 구현하였으며, 시뮬레이션 영상인 관상면과 시상면에 선량분포를 구현하였다. 선량-히스토그램에 의한 선량분포 분석은 임의의 해부학적 영상면 위에 커서가 놓인 위치의 선량 스켓치로 얻었다. 임상에 필요한 선량분석은 선원의 축에서
면의
깊이를 이동하여 선량분포를 구할 수 있게 하였으며, 선량-용적 히스토그램과 3차원 선량분포를 구현하였다.
결론: 고선량률 Ir-192를 이용하여 근접조사선량계획을 전산화하였으며, 선량분포의 분석에는 해부학적 영상의 선량분포와 선량-히스토그램, 선량-용적히스토그램을 구현하였으며, 선량분포의 면을 임의 선택할 수 있고 3차원 선량분포를 포함한
선량계획시스템을
준비하였다.
Purpose: A PC based brachytherapy planning system was developed to display dose distributions on simulation images by 2D isodose curve including the dose profiles, dose-volume histogram and 3D dose distributions.
Materials and Methods: Brachytherapy dose planning software was developed especially for the Ir-192 source, which had been developed by KAERI as a substitute for the Co-60 source. The dose computation was achieved by searching for a
pre-computed
dose matrix which was tabulated as a function of radial and axial distance from a source. In the computation process, the effects of the tissue scattering correction factor and anisotropic dose distributions were included. The computed dose
distributions were displayed in 2D film image including the profile dose, 3D isodose curves with wire frame forms and dose- volume histogram.
Results: The brachytherapy dose plan was initiated by obtaining source positions on the principal plane of the source axis. The dose distributions in tissue were computed on a 200×200 (㎟) plane on which the source axis was located at the
center
of the plane. The point doses along the longitudinal axis of the source were 4.5∼9.0% smaller than those on the radial axis of the plane, due to the anisotropy created by the cylindrical shape of the source. When compared to manual calculation,
the
point doses showed 1∼5% discrepancies from the benchmarking plan. The 2D dose distributions of different planes were matched to the same administered isodose level in order to analyze the shape of the optimized dose level. The accumulated
dose-volume
histogram, displayed as a function of the percentage volume of administered minimum dose level, was used to guide the volume analysis.
Conclusion: This study evaluated the developed computerized dose planning system of brachytherapy. The dose distribution was displayed on the coronal, sagittal and axial planes with the dose histogram. The accumulated DVH and 3D dose
distributions provided by the developed system may be useful tools for dose analysis in comparison with orthogonal dose planning.
키워드
근접조사 선량계획; Ir-192 선원; 3D선량분포; 선량-용적 히스토그램; Dose planning system; Ir-192 source; 3-D dose plan; Dose-volume histogram;
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