Bladder And Rectum Dose Define 3D Treatment Planning for Cervix Cancer Brachtherapy Comparison of Dose-Volume Histograms for Organ Contour and Organ Wall Contour

Purpose: To analyze the correlation between dose volume histograms(DVH) based on organ outer wall contour and organ wall delineation for bladder and rectum, and to compare the doses to these organs with the absorbed doses at the bladder and rectum. Material and methods: Individual CT based brachytherapy treatment planning was performed in 13 patients with cervical cancer as part of a prospective comparative trial. The external contours and the organ walls were delineated for the bladder and rectum in order to compute the corresponding dose volume histograms. The minimum dose in 0.1 $cm^3$, 1 $cm^3$, 2 $cm^3$, 5 $cm^3$, 10 $cm^3$ volumes receiving the highest dose were compared with the absorbed dose at the rectum and bladder reference point. Results: The bladder and rectal doses derived from organ outer wall contour and computed for volumes of 2 $cm^3$, provided a good estimate for the doses computed for the organ wall contour only. This correspondence was no longer true when large volumes were considered. Conclusion: For clinical applications, when volumes smaller than 5 $cm^2$ are considered, the dose-volume histograms computed from external organ contours for the bladder and rectum can be used instead of dose -volume histograms computed for the organ walls only. External organ contours are indeed easier to obtain. The dose at the ICRU rectum reference point provides a good estimate of the rectal dose computed for volumes smaller than 2 $cm^2$ only for a midline position of the rectum. The ICRU bladder reference point provides a good estimate of the dose computed for the bladder wall only in cases of appropriate balloon position.

자궁경부암의 고선량률 근접치료시 장기묘사 방법에 따른 직장과 방광의 선량비교 분석

직장과 방광 장기의 내부공간을 뺀 나머지 실질적 용적에 얼마큼의 방사선이 조사되는지를 묘사방법에 따라 직장과 방광의 볼륨에 따른 흡수선량을 dose-volume histogram(DVH)를 이용하여 선량을 비교 분석 하였다. 자궁경부암 환자 중 고선량률 근접치료기를 이용하여 치료 받는 13명(tandem and ovoid used 13명)을 대상으로 강내치료계획은 외부방사선치료(50.4 Gy)가 끝난 후 수립되었으며 모든 환자에 컴퓨터 단층촬영(computed tomography, CT) 모의치료가 시행되었고 치료계획장비는 PLATO BPS v13.7를 이용하여 3D plan을 하였다. 치료계획에서 직장, 방광의 organ outer wall contour(OOWC)와 organ wall contour(OWC)를 묘사 후 ICRU 38에 근거하여 A점에 100 %를 조사하는 치료계획을 수립하였다. 분석방법으로 치료계획장비의 Dose-Volume Histogram(DVH)을 이용하여 직장과 방광의 묘사방법에 따라 0.1 $cm^3$, 1 $cm^3$, 2 $cm^3$, 5 $cm^3$, 10 $cm^3$ 볼륨이 받는 선량을 비교분석 하였고, 장기의 평균볼륨, 최대볼륨, 최소볼륨을 비교하였다. 방광의 OOWC의 묘사방법에 따른 평균볼륨 202 $cm^3$이며, 최대볼륨은 457 $cm^3$, 최저볼륨은 90 $cm^3$를 나타내고 있으며, OWC의 묘사방법에서 평균볼륨은 35 $cm^3$, 최대볼륨은 66 $cm^3$, 최소볼륨은 20 $cm^3$의 결과를 나타내고 있으며, 방광의 OOWC와 OWC 볼륨에 대한 선량비율(organ outer dose/organ wall dose)은 0.1 $cm^3$에서는 $1.00{\pm}0.01$이고, 1 $cm^3$는 $1.03{\pm}0.03$, 2 $cm^3$는 $1.07{\pm}0.05$, 5 $cm^3$는 $1.22{\pm}0.08$, 10 $cm^3$는 $1.9{\pm}0.23$ 이다. 용적이 증가할수록 차이가 늘어나는 경향이 나타나고 있으며, 2 $cm^3$에서부터 OOWC 묘사방법의 선량과 OWC 묘사방법의 선량 차이가 늘어나는 것을 알 수 있다. 직장에서의 OOWC와 OWC 볼륨의 선량 차이는 0.1 $cm^3$에서는 $1.01{\pm}0.02$이고, 1 $cm^3$는 $1.03{\pm}0.04$, 2 $cm^3$에서는 $1.11{\pm}0.06$, 5 $cm^3$에서 $1.35{\pm}0.17$, 10 $cm^3$에서 $1.78{\pm}0.25$를 나타내고 있다. 마찬가지로 볼륨이 2 $cm^3$에서부터 OOWC의 묘사방법 선량과 OWC 묘사방법의 선량 차이가 늘어나는 것을 알 수 있다. 본 연구는 자궁경부암 환자의 고선량률 근접치료 시 방광과 직장의 볼륨 2 $cm^3$까지 받는 선량이 묘사방법에 따라 일정한 선량을 보이며 그 이상의 볼륨에서는 선량 차이가 증가 하였다. 따라서 임상적으로 나타나는 합병증인 천공과 출혈의 원인을 유추 할 수 있는 선량은 기존에 사용되는 묘사방법으로는 볼륨 2 $cm^3$까지 결과를 사용해야 될 것이다. 하지만 치료계획장비에 사용되는 OWC의 묘사방법이 기존에 묘사방법에 비해 3배~5배 이상의 시간이 소요가 되므로 치료계획장비의 묘사방법의 개선이 이루어진다면 정확한 선량평가 방법이 될 수 있을 것이다.