Khan 13 Treatment Planning III: Field Shaping, Skin Dose, and Field Separation

13.1 Field Blocks

Methods: Blocks, Jaw, MLC

A. Block Thickness

Primary beam transmission of <5% through the block is considered acceptable

B. Block Divergence

To accomplish <5%, 4-5 xHVL might be needed.

13.2 Field Shaping

A. Custom blocking

Lipowitz metal or Cerrobend가 사용되었음.
Cerrobend는 melting point가 70도 정도로 낮고, 납보다 다소 두꺼워진다.

만들어 둔 구멍에 Cerrobend를 부어서 제작.

B. Independent Jaws

X1, X2, Y1, Y2 Jaw
좀 더 두꺼운 금속 물질로 되어있어서 transmission <1%

C. Multileaf collimators

각각 모터가 달려있어서 제어 가능.
Tungsten으로 이뤄짐. Leaf transmission ~2%, interleaf tranmission ~3%

  • True Beam stx (TBX)
    • ‘High definition MLC’
    • 60 each side
    • Resolution: 2.5mm central (8cm) & 5mm outer (7cm both)
      → SABR 등에 활용 중.
    • Field size & max leaf spead: 22 x 40 & 2.5cm/sec
      → 치료 부위가 넓은 경우 활용하기 어려움
  • Trilogy (TRG)
    • ‘Millenium MLC’
    • 60 each side
    • Resoultion: 5mm central (20cm) & 10mm outer (10cm both)
    • Field size & max leaf spead: 40 x 40 & 2.5cm/sec

단점

  • MLC가 x축을 따라 움직이기 때문에, 섬처럼 block 하고 싶은 region이 생겨도 어렵다.
  • Leaf 두께에 따라 dose 분포가 계단형으로 나타나기도.

13.3 Skin Dose

A. Electron contamination of photon beams

  • Skin sparing is highly desirable feature of MV beams
    kV beam은 별로 안그런데, MV beam이 되면 skin sparring effect가 두드러짐
    → Photon E 증가할 수록 skin dose는 줄어든다. 
  • Secondary electron contamination of photon beams may reduce this effect.
    Sources of secondary electrons: beam shaping equipment, patient

B. Measurement of dose distribution in the buildup region

C. Skin sparing as a function of photon energy

D. Effect of absorber to skin distance

E. Effect of field size

Field가 커지면 buildup region이 커진다.

F. Electron filter

G. Skin sparring at oblique incidence

Angle이 90도에 가까워지면서 factor가 많게는 3배까지 factor 증가

13.4 Separation of adjacent fields

Junction을 사용하여 치료할 때에는 주의를 요함. plan과 달리 해당 부위 2-3배까지도 dose가 들어갈 수 있다.

A. Methods of field separation

(Fig 13.12) Field를 분리하면 양쪽의 beam이 대칭적으로 입사하게 할 수 있다. 한쪽 방향을 차단할 수도

B. Orthogonal field junctions

B.1 Craniospinal Fields

Brain은 양쪽에서, spine은 한쪽에서 조사하는 방법을 써왔다.

Independent Jaw의 움직임이 어려울 경우, couch를 돌려서 divergence를 이용할 수 있다. 

Guideline for field matching

  • The sit eof maching should be over an area that does not c ontain tumor or critical organs
  • If the tumor is superficial at the junction site, the fields should not be seperated because a cold spot on the tumor will risk recurrence.
  • Beam splitter or beam tilting can be used to eliminate beam divergence
  • For deep-seated tumors, the fields are sperated at the skin so that the junction point lies at the appropriate depth.
  • Move the junction jaws few times.~

Patient plan에 들어가면 PTV에 beam이 겹쳐서 들어가는 것 처럼 보이지만, 실제로는 opimisation이 되는걸로.