• Radiation Oncology Journal
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• 제10권2호
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• pp.137-145
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• 1992

전산화단층촬영에 근거를 둔 3차원선량계산은 소형의 뇌종양에 대한 방사선수술에 있어서 가장 기본이 된다. 본 연구의 방사선수술 프로그램은 전산화단층촬영을 통해 표적 위치, 크기와 모양을 3차원공간에서 결정하고 최적조사면적을 구할 수 있었다. 방사선수술의 선량은 선형가속기의 6메가볼트 고에너지 광자선을 이중 비공면의 회전조사를 가상두부에 실시하여 계산된 3차원적 선량분포와 필름선량계의 실측선량을 비교한 바 거의 일치됨을 확인하였다. 본 연구의 방사선수술에서 $80\%$에서 $50\%$까지 선량곡선의 기울기는 전회전각이 1120도 일때 10 mm 조사면적에서 약 $16.7\%$/mm 였고 30 mm 에서 는 $13.0\%$/mm를 보였다. 또한 표적 주위의 선량분포는 표적내 최대선량값이 $90\%$ 에서 $50\%$ 까지 선량분포의 최대폭은 직경 10 mm조사면에서 2.3 mm를 나타내었으며, $90\%$에서 $20\%$까지의 거리는 5.6 mm를 나타내었으며, 30 mm직경의 조사면에서는 각각 3.5 mm와 9.8 mm를 보였다. 이러한 선량분포의 급격한 기울기는 방사선수술시 표적주위의 치명부위의 손상을 최소화하기 위한 선량최적화 작업에 지침이 될 것으로 생각되며, 또한 방사선수술방법의 차이에 따라 비교자료가 될 수 있을 것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제11권1호
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• pp.167-174
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• 1993

Recently, stereotactic radiosurgery plan is required with the information of 3-D image and dose distribution. A project has been doing if developing LINAC based stereotactic radiosurgery since April 1991. The purpose of this research is to develop 3-D radiosurgery planning system using personal computer. The procedure of this research is based on two steps. The first step is to develop 3-D localization system, which input the image information of the patient, coordinate transformation, the position and shape of target, and patient contour into computer system using CT image and stereotactic frame. The second step is to develop 3-D dose planning system, which compute dose distribution on image plane, display on high resolution monitor both isodose distribution and patient image simultaneously and develop menu-driven planning system. This prototype of radiosurgery planning system was applied recently for several clinical cases. It was shown that our planning system is fast, accurate and efficient while making it possible to handle various kinds of image modalities such as angiography, CT and MRI. It makes it possible to develop general 3-D planning system using beam's eye view or CT simulation in radiation therapy in future.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권1호
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• pp.24-33
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• 2002

목적 : 유방보존 수술 후 행하는 방사선치료인 2문 대칭조사(two tangential field technique)시 나타나는 선량분포의 불균일성을 효과적으로 개선하기 위하여, multistatic fields의 사용법과 공용보상체 사용법을 제시하고 평가하였다. 대상 및 방법 : 1) Multistatic field 방법 3차원의 치료계획용 software (RTP)를 이용하여, wedge를 사용한 2문 대칭 조사의 최적의 치료계획을 시행한 후 beam's eye view상에서 과조사가 일어나는 부분을 가리워 주도록 blocked field를 설계하고, 그 beam에 대칭되는 beam을 만들었다. 기존의 2개의 tangential field와 추가된 field의 weighting을 최적의 선량분포를 갖도록 조절하였다. 2) 공용보상체 사용법 : 1999와 2000년에 본원에서 whole-breast radiotherapy를 받은 환자 20명의 유방의 크기를 측정하고 평균하여 표준 유방 모델을 만들었다. 이 모델에 대하여 공용보상체를 설계하고, 설계된 공용보상체의 geometry를 RTP에 입력한 후 환자의 치료 계획을 수행하였다. 2문 대칭조사 치료 계획과, multistatic fields의 경우 그리고 공용 보상체를 사용한 경우의 치료계획에서의 불균일도(DII : 처방선량의 $95-105\%$를 벗어나는 PTV의 부피의 백분율), 최대선량 값$(D_{max})$ 그리고 등가선량 곡선을 각각 비교하였다. 결과 : Multistatic field 방법은 DII의 평균값을 $14.6\%$ (p value<0.000) 낮추고 $D_{max}$를 $4.7\%$ (p value<0.000) 낮춤으로써, 전통적인 2문 대칭 조사법보다 우수한 방법으로 확인되었다. 반면에 공용보상체의 사용은 평균 DII를 $3.7\%$ 낮추지만(p value=0.260) 평균 $D_{max}$는 거의동일 하여($0.3\%$ 감소, p value=0.867), 전통적인 방법보다 우수성이 크게는 없는 것으로 평가되었다. 그러나 환자의 체곡선이 보상체와 잘 일치하는 경우에는 DII가 $18\%$까지 감소하였다. 결론 : Multistatic field 방법은 모든 환자에 대하여 선량분포의 균일성을 전반적으로 향상시키는 효과적인 방법으로 평가되는 반면 공용보상체의 사용은 보상체의 크기가 환자의 체 윤곽과 잘 일치하는 경우만 효과적으로, 적용의 범위에는 한계가 있는 방법으로 평가되었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권4호
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• pp.300-308
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• 2006

목 적: 본 연구에서는 선형가속기 갠트리 헤드에 부착된 무선 CCTV 카메라를 이용한 영상처리를 통하여 환자 고정과 치료에 있어서의 정확성과 재현성 향상 방안을 개발하고자 하였다. 대상 및 방법: 선형가속기의 유사-빔 방향상(semi-beams eye view, semi-BEV)을 얻기 위하여 무선 CCTV 모듈을 자체 제작된 아크릴 어플리케이터를 이용하여 갠트리 헤드에 부착하였다. CCTV 카메라의 영상은 2.4 GHz의 고주파를 통해 치료실 벽면의 수신기로 전송된다. 선형가속기 작동 시 발생하는 무선 주파수에 의한 간섭현상(RF interference)과 누설 방사선으로 영상에 잡음이 발생하는데, 구리 호일로 카메라를 차폐하고 미디안 필터링과 같은 영상처리 기법을 이용하여 이러한 잡음을 최소화할 수 있었다. 스테레오 정합 기법과 Gauss-Newton 최적화 방법론을 기반으로 자체 제작된 소프트웨어를 통해, 환자의 고정 상태를 나타내는 3차원적 위치, 이동, 회전 정도를 정량적으로 평가하였다. 시스템의 정확도를 평가하기 위하여 팬톰 실험을 수행하였다. 또, 환자 호흡에 대한 실시간 영상분석을 통해 호흡 동기 시스템(respiratory gating system)을 구현하기 위한 방법론을 개발하였다. 결 과: 구리 호일 차폐와 영상처리를 통해 잡음을 80% 이상 줄일 수 있었다. 3차원 위치정보의 오차는 팬톰 실험을 통해 $1.5{\pm}0.7\;mm$로 나타났고, 이동 및 회전량에 대한 오차는 각각, 1 mm, $1^{\circ}$ 미만으로 나타났다. 환자 호흡에 따른 호흡 동기 시스템을 구현한 결과, 0.2초의 오차 범위 내에서 실시간 모니터링이 가능한 것으로 나타났다. 결 론: 선형가속기에 부착된 CCTV를 이용한 환자 고정 보조기술은 기존의 높은 비용을 필요로 하는 타 IGRT 기법에 비하여 설치와 이용이 간편하다. 시스템이 선형가속기와 근접해 있기 때문에 야기되는 문제점은 본 연구에서 제시된 방법을 통해 해결될 수 있었다. 시스템의 정확도를 평가해 볼 때, 임상적으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권1호
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• pp.1-16
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• 2002

Purpose : Three dimensional conformal radiotherapy planning is being used widely for the treatment of patients with brain tumor. However, it takes much time to develop an optimal treatment plan, therefore, it is difficult to apply this technique to all patients. To increase the efficiency of this technique, we need to develop standard radiotherapy plant for each site of the brain. Therefore we developed several 3 dimensional conformal radiotherapy plans (3D plans) for tumors at each site of brain, compared them with each other, and with 2 dimensional radiotherapy plans. Finally model plans for each site of the brain were decide. Materials and Methods : Imaginary tumors, with sizes commonly observed in the clinic, were designed for each site of the brain and drawn on CT images. The planning target volumes (PTVs) were as follows; temporal $tumor-5.7\times8.2\times7.6\;cm$, suprasellar $tumor-3\times4\times4.1\;cm$, thalamic $tumor-3.1\times5.9\times3.7\;cm$, frontoparietal $tumor-5.5\times7\times5.5\;cm$, and occipitoparietal $tumor-5\times5.5\times5\;cm$. Plans using paralled opposed 2 portals and/or 3 portals including fronto-vertex and 2 lateral fields were developed manually as the conventional 2D plans, and 3D noncoplanar conformal plans were developed using beam's eye view and the automatic block drawing tool. Total tumor dose was 54 Gy for a suprasellar tumor, 59.4 Gy and 72 Gy for the other tumors. All dose plans (including 2D plans) were calculated using 3D plan software. Developed plans were compared with each other using dose-volume histograms (DVH), normal tissue complication probabilities (NTCP) and variable dose statistic values (minimum, maximum and mean dose, D5, V83, V85 and V95). Finally a best radiotherapy plan for each site of brain was selected. Results : 1) Temporal tumor; NTCPs and DVHs of the normal tissue of all 3D plans were superior to 2D plans and this trend was more definite when total dose was escalated to 72 Gy (NTCPs of normal brain 2D $plans:27\%,\;8\%\rightarrow\;3D\;plans:1\%,\;1\%$). Various dose statistic values did not show any consistent trend. A 3D plan using 3 noncoplanar portals was selected as a model radiotherapy plan. 2) Suprasellar tumor; NTCPs of all 3D plans and 2D plans did not show significant difference because the total dose of this tumor was only 54 Gy. DVHs of normal brain and brainstem were significantly different for different plans. D5, V85, V95 and mean values showed some consistent trend that was compatible with DVH. All 3D plans were superior to 2D plans even when 3 portals (fronto-vertex and 2 lateral fields) were used for 2D plans. A 3D plan using 7 portals was worse than plans using fewer portals. A 3D plan using 5 noncoplanar portals was selected as a model plan. 3) Thalamic tumor; NTCPs of all 3D plans were lower than the 2D plans when the total dose was elevated to 72 Gy. DVHs of normal tissues showed similar results. V83, V85, V95 showed some consistent differences between plans but not between 3D plans. 3D plans using 5 noncoplanar portals were selected as a model plan. 4) Parietal (fronto- and occipito-) tumors; all NTCPs of the normal brain in 3D plans were lower than in 2D plans. DVH also showed the same results. V83, V85, V95 showed consistent trends with NTCP and DVH. 3D plans using 5 portals for frontoparietal tumor and 6 portals for occipitoparietal tumor were selected as model plans. Conclusion : NTCP and DVH showed reasonable differences between plans and were through to be useful for comparing plans. All 3D plans were superior to 2D plans. Best 3D plans were selected for tumors in each site of brain using NTCP, DVH and finally by the planner's decision.