Study of $\textrm{IMFAST}^{TM}$ Segmentation Algorithm with CORVUS TPS for Intensity Modulated Radiation Therapy

세기조절 방사선 치료에서 CORVUS TPS를 이용한 $\textrm{IMFAST}^{TM}$ Segmentation Algorithm의 연구

The IMRT planning depends on the algorithm of each planning system and MLC performance of each Linac system. Yonsei Cancer Center introduced an IMRT System at the beginning of February, 2002. The system consists of CORVUS (Nomos, U.S.A.) treatment planning system, LANTIS, PRIMEVIEW and PRIMART (Siemens, U.S.A) linac system. The optimization of CORVUS planning system with PRIMART is an important task to make a desirable quality treatment plan. Our Step ＆ Shoot IMRT system uses Finite Size Pencil Beams (FSPB) dose model, simulated annealing optimization algorithm and IMFAST segmentation algorithm. We constructed treatment plans for four different patient cases with two basic beamlet sizes, 1.0$\times$1.0 $\textrm{cm}^2$ and 0.5$\times$1.0 $\textrm{cm}^2$, and four intensity steps, 5%, 10%, 20%, 33%. Each case's plan was evaluated with the dose volume histograms of target volumes and delivery efficiencies. The patient case of small target volume is sensitive at the change of intensity map's segmentation and it highlighted an effective treatment plan at marrow intensity step and small basic projection beamlet.

세기조절 방사선 치료는 각각의 치료계획 시스템의 도스 최적화 알고리즘과 선형 가속기의 조합에 따라 다양하게 최적의 성능을 발휘 할 수 있다. 연세 암센터는 효과적인 방사선치료를 위하여 2002년 2월에 세기조절 방사선 치료 시스템을 도입하여 운영 중에 있으며 도입된 시스템은 CORVUS (Nomos, 미국) 치료계획 시스템과 LANTIS, PRIMEVIEW, PRIMART (Siemens, 미국)의 선형가속기 시스템으로 구성되어 있다. 최적화된 치료를 위해서는 CORVUS 치료계획기와 PRIMART 선형가속기의 적절한 조합 조건을 찾아 적용하는 것이 중요한 일이다. 이 Step ＆ Shoot 방식의 세기조절 방사선 치료기는 Finite Size Pencil Beams (FSPB) 도스모델과 simulated annealing method의 도스 최적화 알고리즘 및 IMFAST의 segmentation 알고리즘을 사용하고 있다. 본 연구는 segmentation 알고리듬에 관한 것으로 두개의 기본 beamlet 크기(1.0$\times$1.0 $\textrm{cm}^2$ 와 0.5$\times$1.0$\textrm{cm}^2$)와 4가지의 빔 세기 단계(5%, 10%, 20%, 33%)의 option을 4명의 상이한 환자 case에 대하여 적용하고 비교해 보았다. 상대적으로 작은 target 부피를 갖는 경우 TPS상의 segmentation의 설정에 민감하게 target 도스분포가 변하였으며 작은 beamlet일수록 intensity step을 작게 할수록 최적의 도스분포를 보여주었다.