Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การหาค่าแก้เอาท์พุทแฟคเตอร์สำหรับลำรังสีโฟตอนที่มีพื้นที่รังสีแนวยาวขนาดเล็ก

Year (A.D.)

2021

Document Type

Thesis

First Advisor

Sornjarod Oonsiri

Faculty/College

Faculty of Medicine (คณะแพทยศาสตร์)

Department (if any)

Department of Radiology (fac. Medicine) (ภาควิชารังสีวิทยา (คณะแพทยศาสตร์))

Degree Name

Doctor of Philosophy

Degree Level

Doctoral Degree

Degree Discipline

Medical Physics

DOI

10.58837/CHULA.THE.2021.255

Abstract

IAEA along with AAPM have published a code of practice TRS 483 for small field dosimetry. The field correction output factors of various detectors were introduced to correct detector response changes in relative dosimetry. However, the publication of TRS 483 has focused on symmetry field sizes, the correction factors for elongated small fields are not included in the protocol. The overall objective of this work is to determine the field output correction factor in elongated small field. The correction factors of IBA CC01, Sun nuclear EDGE, and Exradin W2 PSD for 6 MV photon beam were determined using Monte Carlo (MC) simulation. The ratio of absorbed dose of water and of detectors was calculated using egs_chamber code, both at a depth of 10 cm with 90 cm SSD. The elongated field sizes were 3x2, 2x3, 1.5x4, 4x1.5, 1x6, 6x1, 0.6x10, and 10x0.6 cm2. The phase-space files from a Varian TrueBeamTM were used as a particle source. The calculated correction factors from this study were verified against the experiment. The field output factors (FOF) were measured using the same detectors, field sizes, and linear accelerator machine that were simulated with MC method. The comparison between FOF corrected with our correction factor and from TRS 483 was analyzed using percent standard deviation (%SD). For 3x2, 2x3, 1.5x4, and 4x1.5 cm2, the maximum %SD of uncorrected FOF was 1.1%. The FOF corrected with our correction factors and TRS 483 give the comparable %SD of 0.6%. For extremely elongated field sizes (1x6, 6x1, 0.6x10, and 10x0.6 cm2), the maximum %SD was 7.3% for uncorrected FOF. When our correction factors were applied, this value dropped to 3.8%. In contrast, the corrected FOF with TRS 483 gives the %SD of 6.9%. For IBA CC01 ionization chamber the correction factors were up to 7% for the smallest side of the fields, the most important contribution to the correction factor is volume averaging effect. The correction factors for Edge detector were of the order of -3% for the smallest side of the fields. The W2 PSD the correction factors are within 1% even for extremely elongated fields due to water equivalence characteristics. TRS 483 recommended to determine the for selecting the correction factor when the field is not too elongated with the ratio of Y/X FWHM in the range between 0.7-1.4. Our results show that the range may be extended up to 0.3-2.5 due to the %SD was less than 1% when the FOF was corrected with either our correction factor or TRS 483 for 1.5x4 and 4x1.5 cm2. However, when the field size becomes extremely elongated, the definition of equivalent square small field size ( ) is no longer hold. Then, the correction factor should be determined follow TRS 483.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ไอเออีเอ (IAEA) และ เอเอพีเอ็ม (AAPM) ได้ตีพิมพ์ทีอาร์เอส (TRS) 483 เป็นมาตรฐานสำหรับการวัดปริมาณรังสีสำหรับพื้นที่รังสีขนาดเล็ก ซึ่งมีค่าแก้ฟีลด์เอาท์พุตแฟคเตอร์ (field output facto)r สำหรับหัวรังสีหลายชนิด สามารถนำมาแก้ค่าการตอบสนองต่อรังสีของหัววัดที่เปลี่ยนไปเวลาวัดปริมาณรังสีแบบสัมพัทธ์ (relative) อย่างไรก็ตามค่าแก้ในทีอาร์เอส 483 มีเฉพาะพื้นที่ลำรังสีสมมาตรเป็นสี่เหลี่ยมจตุรัสเท่านั้น ไม่มีค่าแก้สำหรับลำรังสีที่มีพื้นที่ไม่สมมาตรลักษณะแนวยาว วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการหา ค่าฟีลด์เอาท์พุตแฟคเตอร์เมื่อพื้นที่ลำรังสีมีลักษณะแนวยาวขนาดเล็ก การศึกษาเริ่มจากการหาค่าแก้ของหัววัดรังสีสามชนิดได้แก่ หัววัดชนิดไอออไนเซชั่น ซีซีโอวัน (Ionization chamber CC01) หัววัดชนิดไดโอด เอดจ์ (EDGE diode detector) และ หัววัดชนิดพลาสติกเปล่งแสง เอ็กราดิน ดับบลิวทู (Plastic scintillator Exradin W2) ที่ลำรังสีโฟตอนพลังงาน 6 เม็กกะโวลต์ (MV) โดยใช้การจำลองมอนตี คาร์โล (Monte Carlo simulation) มีการคำนวณอัตราส่วนของปริมาณรังสีดูดกลืนในน้ำและในหัววัดรังสีโดยใช้โค้ด อีจีเอสแชมเบอร์ (egs_chamber) ที่ระยะจากแหล่งกำเนิดรังสีถึงผิวเท่ากับ 90 เซนติเมตรและความลึก 10 เซนติเมตร พื้นที่รังสีแนวยาวขนาดเล็กที่ใช้ในการคำณวนคือ 3x2 2x3 1.5x4 4x1.5 1x6 6x1 0.6x10 และ 10x0.6 ตารางเซนติเมตร มีเฟสสเปซไฟล์ (phase-space file) ของเครื่องเร่งอนุภาคทรูบีม (TrueBeamTM) จากบริษัทแวเรียน (Varian) เป็นแหล่งกำเนิดรังสี มีการตรวจสอบค่าแก้ที่คำณวนได้โดยการวัดค่าฟีลด์เอาท์พุตแฟคเตอร์ (Field output factor; FOF) โดยใช้หัววัดรังสี พื้นที่ลำรังสี เครื่องเร่งอนุภาคชนิดเดียวกับที่ทำการจำลองมอนตี คาร์โล มีการเปรียบเทียบค่าฟีลด์เอาท์พุตแฟคเตอร์ ที่ใช้ค่าแก้จากการศึกษานี้และค่าแก้จาก TRS 483 โดยใช้เปอร์เซนต์ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (%SD) ในการประเมิน จากการศึกษาพบว่าสำหรับพื้นที่ลำรังสีขนาด 3x2 2x3 1.5x4 และ 4x1.5 ตารางเซนติเมตรมีค่า %SD สูงที่สุดเท่ากับ 1.1% เมื่อฟีลด์เอาท์พุตแฟคเตอร์ ไม่ถูกแก้ค่า ส่วนฟีลด์เอาท์พุตแฟคเตอร์ ที่ใช้ค่าแก้จากการศึกษานี้และทีอาร์เอส 483 ให้ค่า %SD ที่เทียบเคียงกันเท่ากับ 0.6% สำหรับพื้นที่รังสีลักณะเป็นแนวยาวขนาดเล็กอย่างมาก (1x6 6x1 0.6x10 และ 10x0.6 ตารางเซนติเมตร) พบ %SD สูงที่สุดเท่ากับ 7.3% เมื่อฟีลด์เอาท์พุตแฟคเตอร์ไม่ถูกแก้ค่า และลดลงเหลือ 3.8% เมื่อฟีลด์เอาท์พุตแฟคเตอร์ ใช้ค่าแก้จากการศึกษานี้ ในทางกลับกัน %SD มีค่าเท่ากับ 6.9% เมื่อใช้ค่าแก้จาก TRS 483 จากการศึกษาค่าแก้ของหัววัดรังสีแต่ละชนิดพบว่า หัววัดรังสีซีซีโอวัน ให้ค่าแก้ที่สูงถึง 7% สำหรับด้านที่เล็กที่สุดของลำรังสีเนื่องจาก volume averaging effect ส่วนหัววัดรังสีนิดไดโอด เอดจ์ ให้ค่าแก้ต่ำเท่ากับ -3% สำหรับหัววัดชนิดพลาสติกเปล่งแสง เอ็กราดิน ดับบลิวทู ให้ค่าแก้ที่อยู่ใน 1% ถึงแม้ว่าพื้นที่ลำรังสีนั้นจะมีลํกษณะเป็นแนวยาวขนาดเล็กอย่างมากก็ตาม เนื่องมากจากหัววัดรังสีชนิดนี้มีคุณสมบัติเทียบเท่าน้ำ การเลือกค่าแก้ฟีลด์เอาท์พุตแฟคเตอร์ ในทีอาร์เอส 483 ถูกกำหนดโดยด้านของพื้นที่รังสีจัตุรัสขนาดเล็ก (equivalent square small field ; ) วิธีนี้สามารถใช้ได้เมื่อพื้นที่ลำรังสีมีลักษณะสมมาตร มีอัตราส่วนของด้านกว้างและยาวอยู่ในช่วง 0.7-1.4 ผลการศึกษาพบว่า อัตราส่วนของกว้างและยาวสามารถขยายได้ถึง 0.3-2.5 เนื่องจาก %SD ของพื้นที่ลำรังสี 1.5x4 และ 4x1.5 ตารางเซนติเมตรมีค่าน้อยกว่า 1% เมื่อใช้ค่าแก้จากการศึกษานี้และจากทีอาร์เอส 483 อย่างไรก็ตามเมื่อพื้นที่ลำรังสีเป็นแนวยาวและเล็กอย่างมาก ไม่สามารถนำมาใช้ในการเลือกค่าแก้ในทีอาร์เอส 483 ได้จึงต้องมีการหาค่าแก้ของพื้นที่ลำรังสีเหล่านี้โดยใช้วิธีตามที่ทีอาร์เอส 483 กำหนด

Download

Share

COinS
 
 

To view the content in your browser, please download Adobe Reader or, alternately,
you may Download the file to your hard drive.

NOTE: The latest versions of Adobe Reader do not support viewing PDF files within Firefox on Mac OS and if you are using a modern (Intel) Mac, there is no official plugin for viewing PDF files within the browser window.