Assessment of dosimetric and mechanical quality assurance using KIRAMS phantom for Gamma Knife radiosurgery

Abstract

Gamma Knife (GK) is a radiosurgery equipment with 192 or 201 Cobalt-60 (60Co) sources, placed in a symmetrical hemispherical configuration, that simultaneously focus high-dose gamma rays on intracranial lesions to treat tumors. So, the quality assurance (QA) for GK is essential for ensuring that target radiation doses reach intended sites. At domestic institutions that installed GK, Elekta GK tools are utilized for QA purposes. However, these are associated with problems, such as cost. For film dosimetry, the tool cannot conduct axial plane measurement and cannot verify the accuracy of calculated film center. Thus, a new GK QA tools are needed to address these limitations. This study aimed to assess the performance of the new GK tools, fabricated by Korea Institute of Radiological & Medical Science (KIRAMS), in terms of QA to present it as a new QA tools. To evaluate the performance, we compared it with Elekta GK tools in terms of five QA items: output, time linearity, time error, dose profile and beam accuracy. As a results, the KIRAMS GK tools yielded similar QA results to the Elekta GK tools, so we expect that the KIRAMS GK tools to be a feasible new alternative to the Elekta GK tools. 감마나이프는 장비에 따라 192개 또는 201개의 코발트-60(60Co)을 반구형 대칭 형태로 배치하여, 두개 내 병변 부위에 고선량 감마선을 한 번에 집속시켜 종양을 치료하는 방사선 수술 장비 중 하나이다. 그래서, 정확한 위치에 계획된 방사선량이 조사될 수 있도록 주기적으로 품질관리를 수행하는 것이 중요하다. 국내 감마나이프 기관은 품질관리 시, Elekta의 품질관리 툴을 이용하고 있다. 하지만 이 툴은 비싼 제작비용, axial plane 에 대한 측정 불가능, 그리고 장치 중심점에 대한 검증이 어렵다는 단점이 있다. 이와 같은 단점을 해결하는 새로운 감마나이프 품질관리 툴이 필요한 상황이다. 본 연구는 품질관리 측면으로 한국원자력의학원에서 제작된 감마나이프 툴의 성능평가를 하고 나아가 새로운 품질관리 툴로 제안하는 것이 목적이다. 다섯 가지 품질관리 항목에 대해 제작된 툴의 유용성이 평가되었고, 그 결과 Elekta 툴의 결과와 유사한 결과를 얻었다. 따라서, 본 연구진은 새롭게 제작된 감마나이프 툴이 새로운 감마나이프 품질관리 툴로 활용될 수 있을 것이라 기대한다.