Verification of Clinical Usefulness of Jaw Tracking in IMRT

Intensity-modulated radiotherapy(IMRT) has disadvantages such as increasing the low doses of irradiation to normal tissues and accumulated dose for the whole volume by leakage and transmission of the Multi Leaf Collimator (MLC). The accumulated dose and low dose may increase the occurrence of secondary malignant neoplasms. For this reasons, the jaw tracking function of the TrueBeam (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA) was developed to reduce the leakage and transmission dose of the MLC with existing linear accelerators. But quantitative analysis of the dose reduction has not been verified. Therefore, in the present study, we intended to verify the clinical possibility of utilizing the jaw tracking function in brain tumor with comparison of treatment plans. To accomplish this, 3 types of original treatment plans were made using Eclipse11 (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA): 1) beyond 2 cm distance from the Organs At Risk (OARs); 2) within 2 cm distance from the OARs; and 3) intersecting with the OARs. Jaw tracking treatment plans were also made with copies of the original treatment planning using Smart LMC Version 11.0.31 (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA). A comparison between the 2 types of treatment planning methods was performed using the difference of the mean dose and maximum dose to the OARs in cumulative Dose Volume Histogram (DVH). In the DVH comparison, the maximum difference of 0.5 % was observed between the planning methods in the case of over 2 cm distance, and the maximum of 0.6 % was obtained for within the 2 cm distance. For the case intersecting with the OAR, the maximum difference of 2 % was achieved. According to these results, it could be realized that the differences of mean dose and maximum dose to the OARs was larger when the OARs and PTV were closer. Therefore, treatment plans with the jaw tracking function consistently affected the dose reduction and the clinical possibility could be verified.

IMRT에 있어 Jaw Tracking 의 임상적 유용성 검증

세기조절방사선치료(IMRT)는 치료범위의 선량분포를 향상시키고 주변 정상조직을 보호한다는 점에서 두경부, 전립선, 뇌와 같은 부위에 널리 사용되고 있다. 그러나 이러한 세기조절방사선치료는 입체조형방사선치료에 비해 많은 방사선조사량으로 인해 누적선량이 증가하고 다엽콜리메이터의 누설선량이나 투과선량으로 인한 저선량이 증가하는 양상을 보인다. 이러한 누적선량이나 저선량의 증가는 악성 종양의 재발생율을 증가시키는 것으로 보고되고 있다. 본 논문에서는 뇌종양의 방사선치료에 있어 기존 선형가속기의 단점을 보완하고 다엽콜리메이터의 누설선량이나 투과선량을 줄이기 위해 개발된 Varian사의 TRUEBEAM 의 Jaw Tracking 기능의 임상적인 유용성을 검증하고자 하였다. Jaw tracking 기능의 임상적 유용성을 검증하기 위해 Varian사의 Eclipse11을 이용하여 치료범위에서 1) Organ At Risk(OAR)에 2 cm 이상 떨어진 경우 2) OAR에 2 cm 이하로 떨어진 경우 3) OAR를 포함하는 경우 3 가지의 원본 치료계획을 만들고 이를 복사한 후, Smart LMC Version 11.0.31을 이용하여 Jaw tracking 기능을 사용한 치료계획을 만들었다. 비교는 두 치료계획 간의 Cumulative Dose Volume Histogram(DVH) 에서 OAR의 평균선량 및 최대선량의 차이를 통해 평가하였다. 두 치료계획 간의 DVH 비교 결과 PTV가 OAR에 2 cm 이상 떨어진 경우 두 치료계획 간의 차는 최대 0.5 % 차이, 2 cm 이하로 떨어진 경우 최대 0.6 % 차이, PTV가 OAR을 포함하는 경우 최대 2.3 % 차이를 가졌다. 이 결과에 의하면 OAR과 PTV 간의 거리가 가까워짐에 따라 인접해있는 OAR 평균선량 및 최대선량에 있어 두 치료계획간 차가 커짐을 알 수 있다. 따라서 Jaw Tracking을 사용한 경우 일관성 있게 선량 감소가 있고 표면선량이 증가하지 않으므로 임상적인 유용성을 검증할 수 있었다. 향후 본 연구결과를 토대로 뇌, 두경부, 전립선과 같은 부위에 방사선 치료 시 선량감소 정도에 대한 추가 연구를 진행하여 각 부위에 따른 Jaw Tracking의 임상적 유용성 검증이 가능할 것으로 사료된다.