치료용 선형가속기를 이용한 방사선 치료시 몬테칼로 전산모사에 의한 피폭선량 평가 방법의 검증

Abstract

목적 방사선 치료 시에 환자의 피폭선량을 평가하기 위해 일반적으로 사용되는 방법은 몬테칼로 전산코드로 치료용 선형가속기와 체적소 모델을 모델링하고 장기선량과 유효선량을 계산하는 방법이다. 본 연구에서는 이러한 몬테칼로 전산모사에 의한 선량 평가 방법이 얼마나 정확한가를 측정을 통하여 검증하고자 한다.

재료 및 방법 먼저 사용되는 치료용 선형가속기(SIEMENS ONCOR)는 BEAMnrc 코드로 모델링되었다. 이 때, 모델링된 선형가속기는 6 MV 광자빔에 대한 PDD와 profile 분포를 DOSXYZnrc 코드로 계산한 결과와 실제 물팬텀에서 측정한 결과를 비교하여 검증되었다. 다음으로 ATOM 인형 모의피폭체의 체적소 모델은 CTCREATE 코드를 이용하여 ATOM 인체 모델의 CT 영상을 기반으로 제작되었다. 제작된 체적소 모델은 측정과 동일한 조건에서 장기선량과 유효선량을 계산하기 위해서 DOSXYZnrc 코드에 입력되었다. 또한, 실제 방사선 치료에서 장기선량과 유효선량을 측정하기 위해서 본 연구에서는 ATOM 인형 모의피폭체 내부에 14개의 주요 장기를 정의하였으며 총 105개의 열형광선량계(TLD-100, LiF:Mg,Ti)를 사용하였다.

결 과 본 연구에서는 10 x 10 cm2의 6 MV 광자빔을 ATOM 모의피폭체의 복부에 4 방향으로 조사하는 방사선 치료에 대해 몬테칼로 전산모사와 측정을 수행하였다. 이때의 장기선량과 유효선량은 전산모사와 측정 방법으로 각각 평가되었으며 그 결과를 비교하였다. 장기선량은 치료 부위와 거리가 먼 일부 장기들을 제외하고 대부분 큰 차이를 나타내지 않았다. 몬테칼로 전산모사에 의해 계산된 유효선량은 실제 측정으로 평가한 유효선량과 근소한 차이를 나타내었다.

결 론 본 연구에서는 몬테칼로 전산모사를 이용한 피폭선량 평가 방법의 정확성을 검증하기 위해 6 MV 광자빔에 의한 방사선 치료에서 측정과 전산모사 방법으로 장기선량과 유효선량을 평가하고 이를 비교하였다. 향후에는 IMRT 및 고에너지 광자 빔 등의 다양한 방사선 치료에 대해 추가적인 연구를 수행할 예정이다.

감사의 글 본 연구는 교육과학기술부의 기초공동연구소 사업(BAERI, M20508050003-05B0805-00310)과 지식경제부(2008-P-EP-HM-E-06-0000) 및 선광원자력안전(주)의 지원으로 수행되었습니다.