A Study on Prospective Plan Comparison using DVH-index in Tomotherapy Planning

토모 테라피 치료 시 선량 체적 히스토그램 표지자를 이용한 치료계획 비교에 관한 연구

Purpose: We proposed the method using dose-volume Histogram index to compare prospective plan trials in tomotherapy planning optimization. Materials and Methods: For 3 patients in cranial region, thorax and abdominal region, we acquired computed tomography images with PQ 5000 in each case. Then we delineated target structure and normal organ contour with pinnacle Ver 7.6c, after transferred each data to tomotherapy planning system (hi-art system Ver 2.0), we optimized 3 plan trials in each case that used differ from beam width, pitch, importance. We analyzed 3 plan trials in each region with isodose distribution, dose-volume histogram and dose statistics. Also we verified 3 plan trials with specialized DVH-indexes that is dose homogeneity index in target organ, conformity index around target structure and dose gradient index in non-target structures. Results: We compared with the similarity of results that the one is decide the best plan trial using isodose distribution, dose volume histogram and dose statistics, and the another is using DVH-indexes. They all decided the same plan trial to better result in each case. Conclusion: In some of case, it was appeared a little difference of results that used to DVH-index for comparison of plan trial in tomotherapy by special goal in it. But because DVH-index represented both dose distribution in target structure and high dose risk about normal tissue, it will be reasonable method for comparison of many plan trials before the tomotherapy treatments.

목 적: 토모테라피 치료 계획 시 여러 가지 다양한 빔 조절 인자들의 수정으로 얻어진 각각의 치료 계획 결과를 특정한 선량체적 히스토그램 표지자(DVH-Index)를 이용하여 치료 전에 비교 함으로써 최적의 치료 계획을 효율적으로 도출할 수 있는 방안을 제시하고자 하는데 목적이 있다. 대상 및 방법: 토모테라피 적응증례를 가진 3명의 환자(두경부, 복부, 골반부)를 대상으로 치료 전 PQ 5000 (CT simulator, Philips)을 이용하여 전산화 단층 촬영영상을 얻었고, pinnacle ver 7.6c (3D RTP, ADAC)에서 종양 조직과 정상조직의 윤곽선을 묘사하여 토모 치료계획 장비(hi-art system ver 2.0)로 전송한 후 빔 조사야, 피치 혹은 중요도를 각기 다르게 설정하고 치료 계획을 실시하였다. 각각의 치료 계획은 종양 부위와 정상 부위의 선량 통계량(최대선량, 최소선량, 평균선량, 선량체적)을 구하여 치료 적절성을 비교하였고 또한 선량 체적 히스토그램을 이용하여 종양 표적 내의 균일성 지수(homogeneity index, HI), 종양 표적에 대한 선량 조형 지수(conformity index, CI), 정상 조직에서의 선량 감소 지수(dose gradient index, DGI)를 이용하여 치료 계획을 비교한 후 두 가지 비교 결과의 유사성을 확인 하였다. 결 과: 3명의 환자를 대상으로 각각 시행한 3가지 치료 계획을 등 선량 분포와 선량 통계량을 통해 비교한 결과와 선량 체적 히스토그램 표지자를 이용한 치료 계획의 비교 결과 두부, 복부와 골반부에 치료 부위를 가진 환자에 있어서 모두 동일한 치료계획을 우월하게 판정하였다. 결 론: 토모테라피의 치료 계획 비교 시 선량 체적 히스토그램의 표지자를 이용한 방법은 특정한 치료 목표에 따라 다소간의 차이를 나타낼 순 있으나 종양 조직에 대한 선량분포의 적절성과 전체적인 정상조직의 고 선량 위험도를 반영함으로써 다수의 치료계획을 단시간에 상호 비교 검증 할 수 있는 적절한 방법으로 사료 된다.