Analyses of the indispensible Indices in Evaluating Gamma Knife Radiosurgery Treatment Plans

The central goal of Gamma Knife radiosurgery(GKRS) is to maximize the conformity of the prescription isodose surface, and to minimize the radiation effect of the normal tissue surrounding the target volume. There are the various kinds of indices related with the quality of treatment plans such as conformity index, coverage, selectivity, beam-on time, gradient index(GI), and conformity/gradient index(CGI). As the best treatment plan evaluation tool, we must check by all means conformity index, GI, and CGI among them. Specially, GI and CGI related with complication of healthy normal tissue is more indispensible than conformity index. Then author calculated and statistically analysed CGI, the newly defined conformity/gradient index as well as GI being applied widely using the treatment planning system Leksell GammaPlan(LGP) and the verification method Variable Ellipsoid Modeling Technique(VEMT). In the study 10 patients with intracranial lesion treated by GKRS were included. Author computed the indices from LGP and VEMT requiring only four parameters: the prescribed isodose volume, the volume with dose > 30%, the target volume, and the volume of half the prescription isodose. All data were analyzed by paired t-test, which is statistical method used to compare two different measurement techniques. No statistical significance in GI at 10 cases was observed between LGP and VEMT. Differences in GI ranged from -0.14 to 0.01. The newly defined gradient index calculated by two methods LGP and VEMT was not statistically significant either. Author did not find out the statistical difference for the prescribed isodose volume between LGP and VEMT. CGI as the evaluation index for determining the best treatment plan is not significant statistically also. Differences in CGI ranged from -4 to 3. Similarly newly defined Conformity/Gradient index for GKRS was also estimated as the metric for the evaluation of the treatment plans through statistical analysis. Statistical analyses demonstrated that VEMT was in excellent agreement with LGP when considering GI, new gradient index, CGI, and new CGI for evaluating the best plans of GKRS. Due to the application of the fast and easy evaluation tool through LGP and VEMT author hopes CGI and newly defined CGI as well as gradient indices will be widely used.

감마나이프 방사선수술 치료계획의 평가에 필수불가결한 지표들의 분석

감마나이프 방사선수술(GKRS)의 핵심 목표는 병변에 처방 등선량 표면의 일치성을 최대화하고 병변 주변부 정상 조직의 방사선 효과를 최소화하는 것이다. 일치성 지표, 적용 범위, 선택성, 빔-온 시간, 기울기 지표(GI), 일치성/기울기 지표(CGI)와 같은 치료계획의 질과 관련된 다양한 종류의 지표들이 존재한다. 이 가운데 최상의 치료계획 평가 도구로서 우리는 일치성 지표, GI 및 CGI를 반드시 확인해야 한다. 특히 건강한 정상조직의 합병증과 관련된 GI 및 CGI는 일치성 지표보다 더욱더 중요하게 여겨진다. 그래서 저자는 치료계획 시스템 렉셀 감마플랜(LGP) 및 검증 방법 가변 타원체 모형화 기술(VEMT)을 사용하여 광범위하게 적용되고 있는 GI 뿐 만 아니고 CGI, 새로이 정의된 일치성/기울기 지표를 계산하고 통계적으로 분석하였다. 본 연구는 GKRS로 치료받은 두개 내 병변을 가진 10명의 환자를 대상으로 하였다. 저자는 단지네 인자들: 처방 등선량 체적, 최대 선량의 30% 이상 체적, 병변 체적, 처방 등선량 절반의 체적 만을 가지고 LGP와 VEMT를 이용해서 지표를 계산했다. 모든 데이터는 두 가지 다른 측정기법을 비교하는데 사용되는 통계적 방법인 Paired t-test로 분석되었다. 10명의 사례에서 LGP와 VEMT 사이에 GI의 통계적 유의성은 관찰되지 않았다. GI의 차이는 -0.14에서 0.01 사이의 범위였다. LGP와 VEMT의 두 가지 방법으로 계산된 새롭게 정의된 기울기 지표 또한 통계적으로 유의하지 않았다. 저자는 LGP와 VEMT 사이에 처방 등선량 체적에 대한 통계적 차이를 발견하지 못했다. 최상의 치료계획을 결정하기 위한 또 하나의 평가 지표인 CGI도 통계적으로 유의하지 않았고 CGI의 차이는 -4에서 3까지 이었다. 똑같이 GKRS에 적합하게 새로이 정의된 일치성/기울기 지표도 통계 분석을 통해서 치료계획 평가를 위한 훌륭한 측정 기준으로 여겨진다. 통계분석 결과 VEMT는 GKRS에서 최상의 치료계획을 평가하기 위해 GI, 새로운 기울기 지표, CGI 및 새로운 CGI를 고려했을 때 LGP와 우수한 일치를 보였다. 저자는 LGP 및 VEMT를 통해서 빠르고 쉬운 평가도구의 적용성으로 인하여 GI 뿐 만 아니라 CGI와 새로이 정의된 CGI가 널리 사용되기를 기대한다.