• 대한핵의학회:학술대회논문집
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• 대한핵의학회 2003년도 제25차 연수교육
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• pp.55-61
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• 2003

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제17권3호
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• pp.985-992
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• 2016

Objective of the study is to evaluate volumetric and dosimetric alterations taking place during radiotherapy for locally advanced head and neck cancer (LAHNC) and to assess benefit of replanning in them. Materials and Methods: Thirty patients with LAHNC fulfilling the inclusion and exclusion criteria were enrolled in a prospective study. Planning scans were acquired both pre-treatment and after 20 fractions (mid-course) of radiotherapy. Single plan (OPLAN) based on initial CT scan was generated and executed for entire treatment course. Beam configuration of OPLAN was applied to anatomy of interim scan and a hybrid plan (HPLAN30) was generated. Adaptive replanning (RPLAN30) for remaining fractions was done and dose distribution with and without replanning compared for remaining fractions. Results: Substantial shrinkage of target volume (TV) and parotids after 4 weeks of radiotherapy was reported (p<0.05). No significant difference between planned and delivered doses was seen for remaining fractions. Hybrid plans showed increase in delivered dose to spinal cord and parotids for remaining fractions. Interim replanning improved homogeneity of treatment plan and significantly reduced doses to cord (Dmax, D2% and D1%) and ipsilateral parotid (D33%, D50% and D66%) (p<0.05). Conclusions: Use of one or two mid-treatment CT scans and replanning provides greater normal tissue sparing along with improved TV coverage.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제36권3호
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• pp.227-235
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• 2013

적응방사선치료(adaptive radiotherapy, ART)시 획득된 다단계 CT영상으로부터 변형영상정합을 이용하여 전체 처방선량에 대한 주변 정상조직의 합성선량을 획득하고, 각각의 단일 치료계획으로부터 합산되어진 선량을 비교분석하여 임상적 의의를 얻고자 한다. 2011년 5월 1부터 2012년 7월 31일까지 두경부 종양으로 3차원 입체조형치료, 세기변조방사선치료를 시행한 환자 중에서 치료기간 중 종양크기의 변화, 체중의 급격한 감소 등으로 인해 적응방사선치료를 시행한 환자를 대상으로 하였다. 변형영상정합을 이용하여 전체 처방선량에 대한 주변 정상조직의 합성선량을 획득할 수 있었으며, 단일 치료계획으로부터 합산되어진 선량과의 비교에서 하악골($48.95{\pm}3.89$ vs $49.10{\pm}3.55$ Gy), 구강($36.93{\pm}4.03$ vs $38.97{\pm}5.08$ Gy), 이하선($35.71{\pm}6.22$ vs $36.12{\pm}6.70$ Gy), 턱관절($18.41{\pm}9.60$ vs $20.13{\pm}10.42$ Gy)에서 차이의 결과를 보였다. 적응방사선치료시 변형영상정합에 의한 합성선량과 단일 치료계획으로부터 합산되어진 선량과의 유의한 차이를 확인할 수 있었으며, 다단계 CT영상을 사용하는 경우 변형영상정합에 의한 합성선량획득은 주변 정상조직에 대해 보다 정확한 평가가 가능할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제30권4호
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• pp.104-111
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• 2019

Purpose: Online magnetic resonance-guided adaptive radiotherapy (MRgART), an emerging technique, is used to address the change in anatomical structures, such as treatment target region, during the treatment period. However, the electron density map used for dose calculation differs from that for daily treatment, owing to the variation in organ location and, notably, air pockets. In this study, we evaluate the dosimetric effect of electron density override on air pockets during online ART for pancreatic cancer cases. Methods: Five pancreatic cancer patients, who were treated with MRgART at the Seoul National University Hospital, were enrolled in the study. Intensity modulated radiation therapy plans were generated for each patient with 60Co beams on a ViewrayTM system, with a 45 Gy prescription dose for stereotactic body radiation therapy. During the treatment, the electron density map was modified based on the daily MR image. We recalculated the dose distribution on the plan, and the dosimetric parameters were obtained from the dose volume histograms of the planning target volume (PTV) and organs at risk. Results: The average dose difference in the PTV was 0.86Gy, and the observed difference at the maximum dose was up to 2.07 Gy. The variation in air pockets during treatment resulted in an under- or overdose in the PTV. Conclusions: We recommend the re-contouring of the air pockets to deliver an accurate radiation dose to the target in MRgART, even though it is a time-consuming method.

• Radiation Oncology Journal
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• 제33권2호
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• pp.117-125
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• 2015

Purpose: To investigate the relationship between early treatment response to definitive chemoradiotherapy (CRT) and survival outcome in patients with limited stage small cell lung cancer (LS-SCLC). Materials and Methods: We retrospectively reviewed 47 patients with LS-SCLC who received definitive CRT between January 2009 and December 2012. Patients were treated with systemic chemotherapy regimen of etoposide/carboplatin (n = 15) or etoposide/cisplatin (n = 32) and concurrent thoracic radiotherapy at a median dose of 54 Gy (range, 46 to 64 Gy). Early treatment volume reduction rate (ETVRR) was defined as the percentage change in gross tumor volume between diagnostic computed tomography (CT) and simulation CT for adaptive RT planning and was used as a parameter for early treatment response. The median dose at adaptive RT planning was 36 Gy (range, 30 to 43 Gy), and adaptive CT was performed in 30 patients (63.8%). Results: With a median follow-up of 27.7 months (range, 5.9 to 75.8 months), the 2-year locoregional progression-free survival (LRPFS) and overall survival (OS) rates were 74.2% and 56.5%, respectively. The mean diagnostic and adaptive gross tumor volumes were 117.9 mL (range, 5.9 to 447 mL) and 36.8 mL (range, 0.3 to 230.6 mL), respectively. The median ETVRR was 71.4% (range, 30 to 97.6%) and the ETVRR >45% group showed significantly better OS (p < 0.0001) and LRPFS (p = 0.009) than the other group. Conclusion: ETVRR as a parameter for early treatment response may be a useful prognostic factor to predict treatment outcome in LS-SCLC patients treated with CRT.

• 대한방사선치료학회지
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• 제20권2호
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• pp.83-89
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• 2008

목 적: 두경부 암 환자 치료 시 표적 및 주변 장기(Target 및 Structure)를 확인하는 방법으로 MVCBCT, KVCBCT, CT On-rail System, Ultrasound 등이 이용된다. 이 중 MVCBCT의 경우는 뼈를 이용한 표적 및 주변 장기의 확인에는 유용하나, 연부조직으로 구성된 표적 및 주변 장기의 확인에는 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 CT On-rail System을 이용하여 두경부 암 환자의 이하선의 움직임에 대한 파악과 체적의 변화에 따른 선량의 변화를 연구해 보고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 두경부 암으로 치료받는 환자 5명을 대상으로 하였다. 선택된 환자는 시멘스사 ARTISTE CT Vision (CT On-rail System)을 이용하여 주당 3회씩 CT 스캔을 시행하였다. CT 스캔 후 이하선의 움직임을 치료 계획시의 영상과 비교하여 이동된 좌표를 얻었으며, 이하선의 체적을 확인하기 위하여 획득한 CT영상을 치료계획 시스템(RTP System)에 전송하여 변화된 체적에 따른 선량분포의 차이를 확인하였다. 결 과: 이하선의 움직임에 의한 표적 좌표의 변화는 X: -0.4~0.4 cm, Y: -0.4~0.3 cm, Z: -0.3~0.3 cm이었다. GTV의 체적은 평균 7.11%/week로 감소되었으며 이하선의 체적과 선량의 변화는 평균적으로 좌측 이하선의 체적은 평균 4.81%/week, 우측 이하선의 체적은 2.91%/week, 선량은 좌측 이하선의 선량은 3.66%/week, 우측 이하선 선량은 2.01%/week 감소하였다. 결 론: CT On-rail System에서 얻어진 영상을 이용하여 표적 및 주변 장기를 확인한 결과 MVCBCT를 이용한 영상에 비해 연부조직의 관찰에 우수함을 알 수 있었다. 또한, 획득한 영상으로 재 치료계획(Replanning)을 한 후 선량의 재분포를 획득한 결과 단순한 움직임의 보정뿐 아니라 체적의 변화를 고려한 정확한 선량분포를 얻을 수 있었으며, 이렇게 보정된 선량의 전달은 Adaptive Targeting Radiotherapy가 가능할 수 있다고 사료된다. 향후 선량의 전달까지 걸리는 시간을 단축할 수 있는 Real Time Adaptive Targeting Radiotherapy가 구축되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권2호
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• pp.79-86
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• 2015

이 연구는 조기 폐암의 정위방사선치료에서 육안적종양체적(Gross tumor volume, GTV) 변화에 따른 적응방사선치료(ART)의 효과 및 가능성을 보기 위해 시행되었다. 영남대학교 의료원에서 정위방사선치료를 시행한 22개의 종양을 대상으로 연구를 진행하였다. 정위방사선치료는 2주에 걸쳐 48 혹은 60 Gy를 4회에 나누어 조사하는 방법으로 시행되었다. 종양체적 변화를 측정하기 위해 매 콘빔시티마다 육안적종양체적에 대한 윤곽선 그리기를 시행하였다. 그 다음 첫 번째 콘빔시티에 기준 치료계획으로 사용할 세기조절방사선치료 계획을 시행하였다. 적응방사선치료 계획을 하기 위해, 2, 3, 4번째 콘빔시티에 기준 치료계획과 동일한 빔 각도와 제약을 적용하여 각각 재 최적화 과정을 진행하였다. 이후 적응방사선치료 계획은 기준치료계획을 각각의 콘빔시티에 복사하여 생성한 비적응방사선치료 계획과 비교되었다. 평균 육안적종양체적은 10.7 cc였다. 평균 종양체적 변화는 두 번째, 세 번째, 네 번째 콘빔시티에서 각각 -1.5%, 7.3%, 25.1%였으며 세 번째 이후 변화는 통계적으로 유의하였다(p<0.05). 하지만 두 번째 콘빔시티에서는 9개의 종양 체적이 증가하였다. 적응방사선치료 계획을 시행하였을 때, 폐에서 $V_{20\;Gy}$, $D_{1500\;cc}$, $D_{1000\;cc}$가 유의하게 감소하였으며, 흉벽에 대한 $V_{30\;Gy}$와 $V_{32\;Gy}$ 역시 유의하게 감소하였다(p<0.05). 두 번째 콘빔시티의 종양체적이 증가한 환자들에서, 기준치료 계획에 비해 적응치료방사선치료 계획을 시행하지 않았을 때, 계획용 표적체적에 대한 선량 범위 변수 중 $D_{min}$은 8.3% 감소한 반면 (p=0.021), 적응방사선치료계획을 시행한 경우에는 차이가 없었다. 이러한 결과를 보았을 때, 적응방사선치료 계획을 함으로서 표적 선량 커버는 개선시키면서 손상위험장기에 대한 선량을 감소시킬 수 있을 것이다. 그러므로, 콘빔시티를 이용한 적응방사선치료 방법은 조기 폐암의 정위방사선치료에서 고려되어야 하겠다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제33권4호
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• pp.142-149
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• 2022

Purpose: This study seeks to compare the dosimetric parameters of the bulk electron density (ED) approach and synthetic computed tomography (CT) image in terms of position variation of the air cavity in magnetic resonance-guided radiotherapy (MRgRT) for patients with pancreatic cancer. Methods: This study included nine patients that previously received MRgRT and their simulation CT and magnetic resonance (MR) images were collected. Air cavities were manually delineated on simulation CT and MR images in the treatment planning system for each patient. The synthetic CT images were generated using the deep learning model trained in a prior study. Two more plans with identical beam parameters were recalculated with ED maps that were either manually overridden by the cavities or derived from the synthetic CT. Dose calculation accuracy was explored in terms of dose-volume histogram parameters and gamma analysis. Results: The D_95% averages were 48.80 Gy, 48.50 Gy, and 48.23 Gy for the original, manually assigned, and synthetic CT-based dose distributions, respectively. The greatest deviation was observed for one patient, whose D_95% to synthetic CT was 1.84 Gy higher than the original plan. Conclusions: The variation of the air cavity position in the gastrointestinal area affects the treatment dose calculation. Synthetic CT-based ED modification would be a significant option for shortening the time-consuming process and improving MRgRT treatment accuracy.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권4호
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• pp.472-478
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• 2015

The patient dose incurred from diagnostic procedures during advanced radiotherapy has become an important issue. Many researchers in medical physics are using computational simulations to calculate complex parameters in experiments. However, extended computation times make it difficult for personal computers to run the conventional Monte Carlo method to simulate radiological images with high-flux photons such as images produced by computed tomography (CT). To minimize the computation time without degrading imaging quality, we applied a deterministic adaptation to the Monte Carlo calculation and verified its effectiveness by simulating CT image reconstruction for an image evaluation phantom (Catphan; Phantom Laboratory, New York NY, USA) and a human-like voxel phantom (KTMAN-2) (Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA). For the deterministic adaptation, the relationship between iteration numbers and the simulations was estimated and the option to simulate scattered radiation was evaluated. The processing times of simulations using the adaptive method were at least 500 times faster than those using a conventional statistical process. In addition, compared with the conventional statistical method, the adaptive method provided images that were more similar to the experimental images, which proved that the adaptive method was highly effective for a simulation that requires a large number of iterations-assuming no radiation scattering in the vicinity of detectors minimized artifacts in the reconstructed image.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.83-95
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• 2018

목 적 : 폐암의 호흡동조방사선치료(Respiratory Gated Radiotherapy, RGRT)계획수립 후 표적 주변에 위치하고 있는 정상장기의 경우에는 움직임과 용적변화가 고려되지 않은 상태에서 선량평가가 이루어지는 경우가 많다. 본 연구에서는 적응형방사선치료(Adaptive Radiotherapy, ART)에서 많이 사용되는 변형영상정합(Deformable Image Registration, DIR)을 이용하여 호흡동조방사선치료 시 특정 위상에서의 정상장기의 움직임을 반영한 4차원-선량평가를 진행하였으며, 3차원 선량평가와의 차이를 연구하였다. 또한, 폐암의 치료계획평가 시 환자 호흡에 따른 정상장기의 움직임과 용적변화에 대한 분석 및 고려가 필요한 지 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 호흡동조방사선치료를 받은 폐암 환자 10명을 대상으로 하였다. Eclipse(Ver 13.6 Varian, USA)로 최고 위상 CT영상에 그려진 구조물을 모든 위상영상에 Propagation($Eclipse^{TM}$)이나 Segmentation Wizard($Eclipse^{TM}$)의 메뉴로 동일하게 설정하였으며, Center-to-Center 방식으로 구조물의 움직임 및 용적을 분석하였다. 또한, 4차원 선량평가를 위해 VELOCITY 프로그램(VELOCITY Ver 4.0, Varian, USA)을 이용하여 각 위상의 영상과 선량분포를 최고 위상 CT영상에 변형하였으며, 선량을 합산하여 정상장기의 4차원 선량평가를 실시하고, 3차원 선량평가와 비교분석을 하였다. 또한, 4차원 선량분포의 검증을 위해 $QUASAR^{TM}$ Phantom(Modus Medical Devices)과 $GAFCHROMIC^{TM}$ EBT3 Film(Ashland, USA)을 사용하여 4차원 감마분석을 시행하였다. 결 과 : 들숨과 날숨 구간의 움직임은 우측 폐가 축 방향 $0.989{\pm}0.34cm$로 가장 컸으며, 척수가 측 방향 -0.001 cm로 가장 작았다. 30~70 % 구간의 움직임은 식도가 축 방향 $0.52{\pm}0.21cm$로 가장 컸으며, 척수가 전후방향 $0.013{\pm}0.01cm$로 가장 작았다. 용적은 우측 폐가 33.5 %로 가장 큰 변화율을 보였다. 3차원 선량평가와 4차원 선량평가에서의 PTV 선량균질지수(Conformity Index, CI) 값과 처방선량지수(Homogeneity Index, HI) 값의 차이는 각각 최대 0.076, 0.021, 최소 0.011, 0.0으로 평가되었다. 정상장기의 경우 4차원 선량평가에서 0.0045~2.76 % 차이를 보였다. 모든 환자의 4차원 감마통과율은 평균 $98.1{\pm}0.42%$로 확인되었고, 모두 기준 95 %를 통과하였다. 결 론 : 모든 환자의 PTV 선량균질지수 값은 4차원 선량평가 시 더 유의한 값임을 확인할 수 있었으며, 처방 선량지수는 두 선량평가에서 차이를 보이지 않았다. 호흡에 의한 움직임이 고려된 4차원 선량분포에서 PTV 경계부분이 채워져 3차원 선량분포에서보다 선량이 더욱 균질한 것을 확인할 수 있었다. 정상장기의 4차원 선량평가에서 0.004~2.76 % 차이가 있었으며, 척수를 제외한 모든 정상장기에서 두 평가방법의 차이유의를 확인할 수 있었다. 정상장기의 3차원 선량평가 시 과소평가가 이루어 질 수 있다는 사실을 본 연구를 통해 알 수 있었으며, 호흡에 의한 정상장기의 선량변화가 예상되는 경우 변형영상정합을 이용한 4차원 선량평가를 고려할 수 있을 것이다. 변형영상정합을 이용한 4차원 선량평가는 환자의 호흡에 의한 정상장기의 움직임과 용적 변화를 반영하는 조금 더 현실적인 선량평가방법이 될 것이라고 사료된다.