심부선량 분포

방사선치료 방법에는 선원-피부 간 거리 (source skin distance, SSD)를 기준으로 한 치료 방법과 초점-회전 축간거리(source axis distance, SSD)를 기준으로 한 치료 방법이 있습니다. SSD를 이용해 선량의 변화를 측정하는 심부선량 백분율(percent depth dose)과 SAD를 유지한 상태에서 선량의 변화를 측정하는 조직-공중 선량 비(tissue-air ratio, TAR), 조직 최대선량 비(tissue maximum dose, TMR), 조직-팬텀 비(tissue-phantom ratio, TPR)가 있습니다.

 

심부선량 분포

 

선원-표면거리(source skin distance: SSD) 치료 시 심부선량

 

 

심부선량 백분율(percentage depth dose: PDD)

 

 

심부선량 백분율(PDD)은 SSD를 일정하게 유지했을 때, 선량의 변화를 나타내는 지표이며 방사선치료를 할 때 피부로부터 종양까지의 거리와 피부 표면에서의 조사 면의 변화를 보정하기 위해 측정합니다.

 

심부선량 백분율은 고에너지 광자선의 경우, 팬텀 표면의 흡수 선량을 팬텀 내 기준깊이에서의 흡수 선량으로 나눈 값을 백분율화한 것입니다. 기준깊이란 팬텀 내부에서 2차 전자평형이 되는 깊이를 의미합니다.

 

심부선량 백분율은 광자선의 에너지, 조사 면의 크기가 커질수록 증가하며 기준깊이가 깊어질수록 감소합니다. 흡수 선량은 선원에부터 거리가 증가할수록 감소하지만, 심부선량 백분율은 기준깊이와 표면의 흡수 선량의 비율서이기 때문에 SSD가 증가할수록 증가합니다.

 

22MV의 베타트론 X선에서는 측방 산란선보다 전방 산란선이 많아지며, 산란선이 조사면의 크기에 따라 변하지 않기 때문에, 조사 면에 따라 심부선량 백분율은 변하지 않습니다.

 

저에너지 X선에서는 측방 산란선이 많아서 조사 면의 크기에 따른 심부선량 백분율의 변화율이 높습니다.

 

또한 조사 면과 팬텀 내 깊이가 같고 SSD만 다른 2개의 PDD가 있을 때, 2개의 심부선량 백분율의 비율을 Mayneord F factor라고 합니다. 이것을 이용해 1개의 PDD만 알고 나머지 PDD는 모를 경우, Mayneord F factor를 곱하여 나머지 PDD를 알 수 있습니다.

 

 

후방산란계수(backscatter factor, BSF)

 

 

후방산란계수는 광자선의 에너지, 조사 면적의 크기, 조직 또는 팬텀의 두께에 따라 다르며, 선원과 표면 사이 거리(SSD)에는 영향을 받지 않습니다. 하지만 후방산란계수는 같은 방사선에너지나 기하학적 조건에서도, 방사선 발생장치의 콜리메이터에서 발생하는 산란선에 영향을 받아서 장치마다 달라집니다, 따라서 다른 장치의 데이터를 이용할 때는 주의해야 합니다.

 

고에너지 광자선(400kV 이상): 선속 중심축 상에서 흡수 선량이 최대일 때의 깊이와, 동일한 위치의 공기 중 흡수 선량 비율입니다. 공중 선량을 측정할 때는 Build up cap을 씌어 원통형 이온함 내에서 2차 전자평형이 되게 한 후 측정합니다.

 

저 에너지 광자선(400kV 이하): 최대 흡수 선량 깊이(d)가 팬텀 표면에 있어서 0이 되고, 따라서 공기 중에서의 선량은 build-up cap이 없는 상태에서 공기 중 흡수 선량(D)을 측정합니다.

 

 

초점-회전 축간거리(source axis distance, SSD) 치료 시 심부선량

 

 

조직-공기 중 선량 비(tissue-air ratio: TAR)

 

 

종양을 치료할 때는 종양을 중심점으로 삼아 회전 조사를 하여 치료합니다. 이때 종양이 인체의 중심에 있지 않기 때문에 SSD는 회전 조사할 경우, 매번 달라지지만, 종양을 중심으로 조사하기 때문에 종양과 선원 사이 거리(SAD)는 일정하므로 회전 조사 치료 선량을 계산할 때 사용합니다.

 

TAR은 SSD에 영향을 거의 받지 않지만 광자선의 에너지, 측정점의 깊이, 조사면 등에 영향을 받습니다.

 

주로 SAD를 이용한 회전조사법이나 다문 조사법의 심부선량 계산에 이용합니다.

 

 

산란-공기 중 선량 비(scatter-air ratio: SAR)

 

 

산란-공기 중 선량 비는 매질 내에서 발생하는 산란선의 양을 계측하기 위해 사용합니다. 그래서 부정형 치료 조사 면에서 기준점과 지정된 지점에서 거리와 깊이에 따른 산란선과 1차 방사선을 계산할 경우 사용합니다.

 

산란-공기중 선량 비는 같은 지점의, 공기 중에서 발생하는 산란 선량과 매질에서 발생하는 산란 선량의 비로 나타냅니다.

 

TAR와 같이 깊이, 에너지, 조사 면에 영향을 받지만, SSD에는 영향을 받지 않습니다.

 

조직 내 임의 지점의 산란 선량은 TAR에서 1차 방사선을 뺀 값과 같습니다.

 

 

부정형 조사 면의 계산

 

 

TAR이나 심부선량 백분율 등의 측정은 모두 정방형 조사 면에서 측정합니다. 임상에서 적용되는 대다수의 수치는 정방형 조사 면에서 측정합니다. 그 이유는, 만약 정방형 조사면 뿐만 아니라 장방형 조사면까지 측정한다면, 자료가 많아지며 측정하는 시간도 오래 걸립니다. 따라서 대부분의 심부선량을 측정할 경우, 정방형 조사 면에서 이루어집니다.

 

하지만 실제로는, 모든 종양을 정방형 조사면 만으로 치료할 수는 없습니다. 대부분의 조사 면이 장방형 조사면이나 블록으로 정상조직을 차폐한 변형조사면을 사용합니다. 따라서 심부선량 측정자료를 치료에 적용하려면 장방형이나 변형조사면을 정방형 조사 면으로 변환하여야 합니다.