Assessment of the Usefulness of an IMRT Plan Using a Shell-Type Pseudo Target with Patients in Stage III or IV of NSCLC

비소세포폐암 III, IV기 환자에 있어서 Shell-Type Pseudo Target을 이용한 세기 조절 방사선치료계획기법의 유용성 평가

Purpose: The objective of this study was to investigate the usefulness of an IMRT treatment plan according to whether there was a shell-type pseudo target during radiation therapy for patients in Stage III or IV of non-small cell lung cancer (NSCLC). Materials and Methods: After setting an IMRT (Intensity-Modulated Radiation Therapy, IMRT) plan for when there was a shell-type pseudo target (SPT) and when there was none (WSPT) with 22 patients in Stage III or IV of NSCLC, the investigator analyzed dose-volume histograms (DVHs) and made assessment with dosimetric comparisons such as homogeneity index (HI) inside the tumor target, conformity index (CI) of the tumor target, spinal cord maximum dose, Esophagus $V_{50%}$, mean lung dose (MLD), and $V_{40%}$, $V_{30%}$, $V_{20%}$, $V_{10%}$, $V_{5%}$. Results: The mean CI of WSPT and SPT was $1.22{\pm}0.04$ and $1.16{\pm}0.032$ ($.000^*$), respectively, and the mean HI of WSPT and SPT was $1.06{\pm}0.015$ and $1.07{\pm}0.014$ ($.000^*$), respectively. In SPT, the mean of each CI difference decreased by $-5.16{\pm}2.54%$, while HI increased by average $0.81{\pm}0.47%$. Esophagus $V_{50%}$ recorded $14.54{\pm}12.01%$ (WSPT) and $12.14{\pm}11.09%$ ($.000^*$, SPT) with the mean of SPT differences dropping by $-26.37{\pm}25.05%$. Mean spinal cord maximum dose was $3,898.44{\pm}1,075.0$ cGy (WSPT) and $3,810.8{\pm}1,134.9$ cGy ($.004^*$, SPT) with SPT dropping by average $-3.36{\pm}5.81%$. As for lung $V_{X%}$, the mean of $V_{5%}$ and $V_{10%}$ differences was $-1.62{\pm}2.29%$ ($.006^*$) and $-1.98{\pm}5.02%$ ($.005^*$), respectively with SPT making a decrease. The mean of V20%, V30%, and V40% differences was $-3.51{\pm}3.07%$ ($.000^*$), $-4.84{\pm}6.01%$ ($.000^*$), and $-6.16{\pm}8.46%$ ($.001^*$), respectively, with SPT making a decrease with statistical significance. In MLD assessment, SPT also dropped by average $-2.83{\pm}2.41%$ ($.000^*$). Those results show that SPT allows for mean 169 cGy (Max: 547 cGy, Min: 6.4 cGy) prescription dose. Conclusion: An IMRT treatment plan with SPT during radiation therapy for patients in Stage III or IV of NSCLC will help to reduce the risk of lung toxicity and radiation-induced pneumonia by cutting down radiation doses entering the normal lung, reduce the local control failure rate during radiation therapy due to increasing prescription doses to a certain degree, and increase treatment effects.

목 적: 비소세포폐암(Non-Small Cell Lung Cancer, NSCLC) III, IV기 환자의 방사선 치료 시 Shell-Type Pseudo Target의 유무에 따른 IMRT 치료계획의 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: NSCLC III, IV기 환자 22명을 대상으로 Shell-Type Pseudo Target이 있을 때와(SPT) Shell-Type Pseudo Target이 없을 때(WSPT) 각각의 세기변조방사선치료(Intensity-Modulated Radiation Therapy, IMRT)계획을 세운 후, 선량-체적 히스토그람(Dose-Volume Histogram, DVH) 분석을 통해 종양 표적 내의 균일성 지수(Homogeneity Index, HI), 종양 표적에 대한 선량조형 지수(Conformity Index, CI), 척수 최대선량(Spinal Cord Maximum Dose), 식도에 대한 $V_{50%}$, 평균 폐 선량(Mean Lung Dose, MLD), 폐에 대한 $V_{40%}$ $V_{30%}$ $V_{20%}$ $V_{10%}$ $V_{5%}$ 등의 선량학적인 비교를 통해서 평가하였다. 결 과: WSPT와 SPT에 따른 각각의 CI 값은 평균 $1.22{\pm}0.04$, $1.16{\pm}0.032$ (.000*), HI 값은 평균 $1.06{\pm}0.015$, $1.07{\pm}0.014$ (.000*)로 나타났으며, CI 값은 SPT의 경우에서 각각의 차이 값에 대한 평균은 $-5.16{\pm}2.54%$의 감소를 보였으며, HI 값은 SPT의 경우에서 평균 $0.81{\pm}0.47%$ 증가된 것으로 나타났다. 식도에 대한 $V_{50%}$에서는 각각 $14.54{\pm}12.01%$ (WSPT), $12.14{\pm}11.09%$ (.000*, SPT)로 SPT에서 차이 값에 대한 평균이 $-26.37{\pm}25.05%$ 감소되었고, 척수 최대선량에서도 평균 선량이 각각 $3,898.44{\pm}1,075.0$ cGy (WSPT), $3,810.8{\pm}1,134.9$ cGy (.004*, SPT)로 SPT의 경우 평균 $-3.36{\pm}5.81%$ 감소되었다. 폐에 대한 $V_{X%}$에서는 $V_{5%}$, $V_{10%}$의 경우 차이 값에 대한 평균이 $-1.62{\pm}2.29%$ (.006*), $-1.98{\pm}5.02%$ (.005*)로 SPT의 경우에서 감소됨을 보여 주었고, 마찬가지로 $V_{20%}$, $V_{30%}$, $V_{40%}$에서도 각각 $-3.51{\pm}3.07%$ (.000*), $-4.84{\pm}6.01%$ (.000*), $-6.16{\pm}8.46%$ (.001*)로 SPT 경우에서 통계학적으로 유의함을 보이면서 감소한 것으로 나타났다. MLD의 평가에서도 SPT의 경우에서 평균 $-2.83{\pm}2.41%$ (.000*)의 감소를 보여주었으며, 이는 평균 169 cGy (Max: 547 cGy, Min: 6.4 cGy)의 처방선량을 SPT 사용 시 올릴 수 있는 결과를 보여주었다. 결 론: NSCLC III, IV기 환자의 방사선 치료 시 SPT를 이용한 IMRT 치료계획이 정상 폐에 들어가는 방사선량을 줄임으로 인해 방사선치료로 유발되는 폐렴의 위험을 감소시킬 수 있을 거라 생각되고, 또한 얼마간의 처방선량 증가로 인한 방사선치료 국소제어실패율을 감소시키는 동시에 치료효과를 증대 시킬 수 있을 것이라 사료된다.