Abstract
Purpose : The goal of this study was to compare and analysis the dose distribution and treatment time between Tomotherapy planning with fixed jaw(FJ) and dynamic jaw(DJ). Materials and Methods : Seven patients were selected in the study including five common clinical cases(brain, head and neck(HN), lung, prostate, spine). 1) Helical Tomotherapy plans with FJ and DJ were generated with the same planning parameters such as Modulation factor, Pitch and Field width. 2) Tomo_edge plans with a larger field width were generated to compare to conventional HT delivery with fixed jaw. Dosimetric evaluation indices for target coverage are Dmin, Conformity index(CI) and for whole body including target are $V_{10%}$, $V_{25%}$, $V_{50%}$, $V_{75%}$ using Dose-volume histogram(DVH). Also, Treatment time and Cumulative MU were used for clinical review on Tomo_edge. Results : In case of using the same field width of Tomotherapy planning with FJ and DJ, the averaged variations were $V_{10%}$: -11.91%, $V_{25%}$: -7.6%, $V_{50%}$ :-4.75%, $V_{75%}$: -1.04%. Tomo_edge with a larger field width provides the averaged variations for target coverage: Dmin: -0.72%, CI: -1.25% and also shows the tendency of a sharp $V_{x%}$ decline in low dose area. The clinical improvements in the larger field width with DJ were observed in the treatment time, ranging from -51.21% to -15.11, and the Cumulative MU decrease, ranging from -57.74% to -15.31%. Conclusion : Target coverage achieved by FJ and DJ with the same field width has little differences. But integral doses on whole body efficiently decreased. Compared to the conventional HT delivery, Tomo_edge with a larger field width presents a little worse target coverage. However, it provides faster treatment delivery and improved cranial-caudal target dose conformity. Therefore, Tomo_edge mode is efficient in improving the treatment time and integral dose while maintaining comparable plan quality in clinic.
목 적 : 토모테라피(Tomotherapy)의 두 가지 빔 모드(fixed jaw, dynamic jaw)에 따른 선량 분포 특성과 치료 시간의 차이를 분석하여 dynamic jaw(DJ)를 이용한 Tomo_edge 모드의 임상적 유용성을 고찰하고자 하였다. 대상 및 방법 : 토모테라피를 이용하여 치료받은 환자 7명을 대상으로 임상에서 보편적으로 사용되는 fixed jaw(FJ)를 이용하여 치료 계획을 수립하였다. 각각의 환자에서 모두 동일한 선량계획조건을 부여하였고, 토모테라피의 치료계획 인자인 Modulation Factor(MF), Pitch를 동일하게 유지한 상태에서 1) 동일한 조사면을 적용하고 FJ 와 DJ를 적용한 치료 계획을 비교하였다. 2) FJ를 적용한 치료 계획과 한 단계 큰 조사면과 DJ를 적용한 치료 계획을 비교하였다. 각 실험의 결과는 선량분포의 특성을 확인하기 위하여 종양체적 내 최소값(Dmin)과 선량 조형지수(CI=$V_{95%}$/TV)를 비교하고 표적을 포함한 조사영역 내 체적의 누적선량을 분석하였다. 또한, 임상적 유용성을 확인하기 위하여 빔 조사시간과 MU의 증감을 비교 분석하였다. 결 과 : 동일한 조사면을 적용하고 FJ와 DJ를 적용한 경우, $V_{75%}$은 1.04%, $V_{50%}$은 4.75% 감소하였고, $V_{25%}$은 7.6%, $V_{10%}$은 11.91% 감소하였다. FJ를 적용한 치료계획보다 한 단계 큰 조사면과 DJ를 적용한 경우에 Dmin은 0.72%, CI는 1.25% 줄어들었고, 동일 조사면을 적용한 경우와 마찬가지로 $V_{x%}$는 저선량 영역으로 갈수록 크게 감소하여 $V_{10%}$이 6.13%의 감소 값을 나타냈다. 빔 조사시간과 누적 MU는 동일 조사면 적용 시 각각 3.66%와 3.77%의 값으로 증가하였으나, 한 단계 큰 조사면을 적용한 경우, 빔 조사시간이 31.55%로 누적 MU는 32.28%으로 크게 감소하였음을 보여준다. 결 론 : 동일한 조사면을 사용하면서 DJ를 사용하는 경우, 표적의 선량분포를 거의 변화시키지 않으면서 환자의 용적선량을 효과적으로 감소시킬 수 있었다. 보다 큰 조사면을 사용하는 것과 동시에 DJ를 사용하는 경우는 일부 선량조형성의 저하를 나타내었으나 환자의 용적선량이 감소하고 치료 시간을 감소시킴으로써 Tomo-edge 모드는 임상적으로 유용한 것으로 사료된다.