토모테라피와 선형가속기를 이용한 동일 부위의 치료 시 종양 및 정상조직의 흡수선량 평가

Incase of Same Region Treatment by using a Tomotherapy and a Linear Accelerator Absorbed Dose Evaluation of Normal Tissues and a Tumor

목 적: 상이한 치료장비를 이용하여 동일 부위에 중복하여 방사선치료 시 전산화치료계획장치간에 호환이 되지 않아 정상조직(Normal Tissue)의 총 흡수선량에 대한 평가의 한계점이 있다. 본 연구에서는 토모테라피(Tomotherapy)와 선형가속기(Linear accelerator)를 이용하여 동일 부위를 중복 치료할 때 환자가 받는 선량을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 인체모형팬텀(Anthropomorphic Phantom)을 대상으로 종양 및 정상조직을 묘사하여 선형가속기 치료계획장치 (Pinnacle 8.0: RTP)로 종양에 45 Gy 선량을 처방하고, 토모테라피 치료계획장치에서 종양에 15 Gy 선량을 처방하여 치료계획을 수립하였다. 토모테라피에서 수립된 치료계획을 통합가능 치료계획장치(Oncentra: RTP)에 전송한 후 동일한 조건으로 토모테라피 치료계획을 재현한 후 선형가속기에서 치료한 45 Gy를 합하여 총 선량 60 Gy의 치료계획을 구현하였다. 흡수선량 평가를 위해 두 개의 방사선 치료계획장치에서 얻어진 흡수선량(최소, 최대, 평균 선량) 및 관심 선량체적에 대해 서로 합(Total)한 값과 하나로 통합(Integration)하여 얻어진 값을 비교 분석하였다. 이를 바탕으로 본원에서 치료받은 환자 중 선형가속기와 토모테라피로 동일 부위에 치료 받은 5명(두경부 2명, 복부 1명, 골반부 2명)에 대하여 동일한 방법으로 종양 및 정상 조직의 흡수선량을 비교 분석하였다. 결 과: 인체모형팬텀에서 하나로 통합하여 얻어진 값과 서로 합한 값의 비교에서 최소선량은 비장(Spleen, 12.4%), 최대선량은 소장(Small bowl, 10.2%)과 척수(Spinal cord, 5.8%)에서 큰 차이를 나타냈다. 두경부 환자의 경우 최소선량은 구강(Oral cavity, 20.3%), 오른쪽 수정체(Rt lens, 7.7%)에서 큰 차이를 나타냈으며, 최대선량은 척수(22.5%), 뇌간(Brain stem; 12.0%), 시 신경교차(Optic chiasm; 8.9%), 오른쪽 수정체(11.5%), 하악골(Mandible bone, 8.1%), 뇌하수체(Pituitary gland, 6.2%)에서 뚜렷한 차이가 나타났다. 복부 환자의 경우 최대선량은 왼쪽 신장(Lt kidney, 20.3%), 위(Stomach, 8.1%)에서 큰 차이가 나타났고, 골반 부위 환자의 경우 최소 선량은 방광(Bladder, 15.2%), 최대선량은 소장(5.6%), 방광(5.5%)에서 큰 차이를 나타냈다. 또한 동일 부위 방사선치료계획 시 정량화되지 못했던 신장의 20 Gy를 받은 체적($V_{20}$)에서 37%, 간(Liver)의 25 Gy를 받은 체적($V_{25}$)에서 23%가 선량체적히스토그램(DVH)에서 나타났다. 결 론: 하나로 통합하여 얻어진 값과 서로 합한 값의 비교에서 최소선량은 높게, 최대선량은 낮게, 평균선량은 동일한 값으로 나타났다. 또한 관심장기의 선량 체적($V_{20}$)보다 낮은 선량을 처방했을 때 구현하지 못했던 종양 및 정상조직의 흡수선량에 대하여 평가를 할 수 있었다. 향후 상이한 치료 장치들을 이용한 동일 부위 치료 시 흡수선량의 통합 평가뿐만 아닌 정확한 선량분포를 구현할 수 있는 치료계획장치의 개발이 요구되어지며, 이에 관련된 연구가 진행되어져야 한다.

Purpose: Treating same region with different modalities there is a limit to evaluate the total absorbed dose of normal tissues. The reason is that it does not support to communication each modalities yet. In this article, it evaluates absorbed dose of the patients who had been treated same region by a tomotherapy and a linear accelerator. Materials and Methods: After reconstructing anatomic structure with a anthropomorphic phantom, administrate 45 Gy to a tumor in linac plan system as well as prescribe 15 Gy in tomotherapy plan system for make an ideal treatment plan. After the plan which made by tomoplan system transfers to the oncentra plan system for reproduce plan under the same condition and realize total treatment plan with summation 45 Gy linac treatment plan. To evaluate the absorbed dose of two different modalities, do a comparative study both a simple summation dose values and integration dose values. Then compare and analyze absorbed dose of normal tissues and a tumor with the patients who had been exposured radiation by above two differents modalities. Results: The result of compared data, in case of minimum dose, there are big different dose values in spleen (12.4%). On the other hand, in case of the maximum dose, it reports big different in a small bowel (10.2%) and a cord (5.8%) in head & neck cancer patients, there presents that oral (20.3%), right lens (7.7%) in minimum dose value. About maximum dose, it represents that spinal (22.5), brain stem (12%), optic chiasm (8.9%), Rt lens (11.5%), mandible (8.1%), pituitary gland (6.2%). In case of Rt abdominal cancer patients, there represents big different minimum dose as Lt kidney (20.3%), stomach (8.1%) about pelvic cancer patients, it reports there are big different in minimum dose as a bladder (15.2%) as well as big different value in maximum dose as a small bowel (5.6%), a bladder (5.5%) in addition, making treatment plan it is able us to get. Conclusion: In case of comparing both simple summation absorbed dose and integration absorbed dose, the minimum dose are represented higher as well as the maximum dose come out lower and the average dose are revealed similar with our expected values data. It is able to evaluate tumor & normal tissue absorbed dose which could had been not realized by treatment plan system. The DVH of interesting region are prescribed lower dose than expected. From now on, it needs to develop the new modality which are able to realize exact dose distribution as well as integration absorbed dose evaluation in same treatment region with different modalities.