Proton Patient Field Calibration

현재 2008년 1월 9일 새벽 1시 46분.

암센터 지하 2층. 2번 Gantry 룸에서 난 MCR(가속기조정실)의 현상헌 선생과 밤을 지새고 있다.

현재하고 있는 일은 'XXX'환자의 Field Calibration.

쉽게 설명하면 환자에게 방사선을 전달해야하는데.
우리가 원하는 치료효과를 얻으려면 얼마의 방사선을 주어야하는지.
그 정확한 양을 결정하게 되는 작업이라고 할 수 있다.

보통의 선형가속기로 치료하는 경우는 이러한 field calibration을 계산해낼 수가 있다.
양성자는 그것을 매 환자마다 결정을 해줘야하는데.
그 이유는 양성자빔을 생성하는 조건들이 환자들마다 다르기 때문이다.
더 정확히 이야기하면 
환자 몸안에 있는 암조직이 피부에서 얼마만큼 떨어져있는지 하는 깊이(Range)와 
방사선을 균일하게 받아야하는 암조직의 두께(SOBP)가 다르기 때문이라고 할 수 있다.

선형가속기와 비교하면.
선형가속기에서 사용하는 보통 X-ray는 매질(보통 물)을 통과할 때.
깊이에 따라 항상 동일한 형태를 보인다. 이것을 PDD (Percent Depth Dose) Curve라 한다.
PDD가 항상 동일하다는 것은 이것을 바탕으로 역으로 계산할 수 있다는 이야기가 된다.
그러나 양성자는 환자에 따라 양성자빔이 다르게 생성이 되어서 
물을 통과할 때 깊이에 따라 다른 빔의 특성들이 나타나게 된다.

즉, 방사선이 개인의 조건에 따라 다른 특성을 가지고 있기 때문에.
어떤 일반적인 계산식으로 정확한 방사선량을 결정하기가 어려운 점이 존재한다.
따라서 환자별로 계획된 양성자빔을 생성해서 조사해보고
그 특성을 파악해서 정확한 방사선량을 결정해야한다. 라는 이야기가 되는 셈이다.

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두가지 과정으로 요약된다.
첫번째, 일단 환자에게 조사되는 빔을 생성해서 물에 쏘면서 PDD를 측정한다.
이것은 기본적으로 환자의 암조직의 깊이(range)와 
두께(SOBP, Spread-Out Bragg Peak)를 고려한 커브가 제대로 나오는지 파악하기 위함이다.

양성자빔의 PDD

PDD를 측정하면 위와 같은 커브가 나오게 되고, 
Range, SOBP는 maximun의 90%가 되는 양쪽의 부분을 기준으로 판단한다.
PDD 측정에 대해 더 자세한 부분이 있지만 중략! ㅋ

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PDD측정이 끝나면 가장 중요한 output factor 결정을 위한 측정을 한다.
실제 방사선량을 얼마줄 것인가. 기계 세팅에 있어서 MU(Monitor Unit)을 얼마로 정할 것인가.!
사실 간단한 컨셉인데.
보통 사용하는 방사선의 단위는 Gy(그레이)인데, 
예를 들어 환자의 암조직에 2Gy를 주려면 기계에서 얼마동안 주어야하는지(MU)를 결정하는 것!.
이것은 컴퓨터계획에서 reference 포인트를 결정한 뒤(자동으로 결정된다)
그 포인트의 방사선량(Gy)을 알고, 미리 정한 방사선량(200MU)을 주어 
그 포인트에서 교정된 ion chamber로 이온화된 current를 측정해서
우리가 원하는 Gy를 주기 위해 몇 MU를 주어야하는지 역으로 계산해주는 방법으로 진행된다. 

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보통 한 환자당 기본적으로 2 field를 사용한다.
조금 많을 경우는 3 field, 특이한 케이스(CSI)경우는 12 field를 사용하기도 한다. 
한 field를 calibration하는데 대략 1시간정도의 시간이 소모된다. 

오늘은 한 환자만 QA하면 되는데, 
이 환자는 3 field이지만 Boost가 있어서 총 6개의 field를 사용하는 셈이다.
이제 거의 끝나가는데 새벽 4시 30분경에는 끝날 듯.

낮에는 환자치료를 위해 양성자가속기가 사용되며.
환자의 field calibration은 밤 or 주말에 이루어지는 것이 일상적인 일이고 그럴 수 밖에 없다.
피곤하기도 하고. 때론 버겁기도 하지만, 
밤을 새어가며 이런 작업을 해야할 때가 종종 있는 것이다. ^^.

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시간이 지나 많은 데이터가 쌓이게 되면.
이러한 과정을 생략할 수 있을 것이라 예상한다. 
언제쯤이 될지 모르지만 그 때가 오면 지금의 이 시절이 가끔 생각날 것이다.
"아.. 그 때 그랬지~" 하면서 말이다.. ㅋ

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