• 제목/요약/키워드: Bolus-Helmet

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Total Scalp의 방사선 치료 시 Helmet Bolus 제작방법에 관한 연구 (Comparison of Three Different Helmet Bolus Device for Total Scalp Irradiation)

  • 송용민;김종식;홍채선;주상규;박주영;박수연
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.31-37
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    • 2012
  • 목 적: Total Scalp의 방사선 치료 시 표면선량(surface dose)을 증가시키기 위해 조직보상체(bolus)를 사용한다. 이에 본 저자는 두피(scalp) 전체를 덮는 조직보상체로서 Bolx-II, paraffin wax, solid thermoplastic물질을 각각 적용한 Helmet bolus를 제작하여 유용성을 비교 평가해보고자 한다. 대상 및 방법: Rando 팬톰을 이용하여 두피 고정용구(mask)를 만든 후 전체 두피에 Bolx-II (Action Products, USA), paraffin wax (Densply, USA), solid thermoplastic 물질(Med-Tec, USA)을 0.5 cm 두께로 동일하게 적용한 Helmet bolus를 각각 제작 하였다. 각 Helmet bolus에 대한 물리적 특성을 평가하기 위해 전산화 단층촬영(computed tomography) (GE, Ultra Light Speed16)을 시행 후 방사선치료계획시스템(radiation therapy planning system) (Philips, Pinnacle)을 이용하여 최적의 치료 계획(radiationtherapy plan)을 세웠으며, 각 조직 보상체(bolus)에 대한 밀도 변화(density variation)화를 분석하였다. 선량 분포(dose distribution)평가(evaluation)를 위해 선량체적히스토그램(Dose-Volume Histogram) (DVH)을 이용해 임상표적체적(Clinical Target Volume) (CTV)에 대한 Dose-homogeneity index (DHI, $D_{90}/D_{10}$), Conformity index (CI, $V_{95}/TV$)를, 정상 뇌 조직(Normal brain tissue)에 있어$V_{20}$, $V_{30}$을 각각 구하여 비교 하였다. 또한 총 제작시간을 측정하여 제작과정에서의 효율성을 평가하였고, 열형광선량계 (Thermoluminescent Dosimeter)를 사용하여 실제 치료 시 각 두피의 표면선량을 확인 하였다. 결 과: Bolx-II, paraffin wax, solid thermoplastic 물질에 대한 밀도측정(density measurement) 결과 $0.952{\pm}0.13g/cm^3$, $0.842{\pm}0.17g/cm^3$, $0.908{\pm}0.24g/cm^3$로 Bolx-II의 밀도변화(density variation)가 가장 작았다. Bolx-II, paraffin wax, solid thermoplastic 물질을 적용한 각 Helmet bolus DHI는 0.89, 0.85, 0.77, CI는 0.86, 0.78, 0.74로 Bolx-II가 가장 우수 하였으며, 정상조직에 있어 뇌(braintissue)의 $V_{20}$은 11.50%, 10.80%, 10.07%, $V_{30}$은 7.62%, 7.40%, 7.31%로 나타났다. 제작 시 총 소요 시간은 30분, 120분, 90분 이였으며, Bolx-II를 적용한 Helmet bolus 제작과정이 가장 간단하였다. 열형광선량계(Thermoluminescent Dosimeter) 측정 결과세 Helmet bolus 모두 ${\pm}7%$ 이내의 선량오차를 보였다. 결 론: Total Scalp의 방사선치료 시 Bolx-II를 사용한 Helmet bolus의 적용은 CTV (Clinical Target Volume)에 대한 Homogeneity와 Conformity를 높여 줄 뿐만 아니라 제작시간 및 제작방법이 간단하여 임상 적용 시 유용하리라 생각된다.

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악성두피종양환자에게 사용되는 보루스헬멧(Bolus-helmet)의 제작방법 및 유용성에 관한 연구 (A study on the manufacturing method and usefulness of Bolus-helmet used for malignant scalp tumor patients)

  • 이정진;문재희;김희성;김군주;서정민;최재훈;김성기;장인기
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제33권
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    • pp.15-24
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    • 2021
  • 본 연구는 악성두피종양 환자를 대상으로 자체 개발한 보루스헬멧(bolus-helmet)의 제작방법에 관한 소개 및 유용성 평가에 관한 연구이다. 두피종양환자의 치료를 위한 헬멧제작(helmet-production)에 있어 매우 창의적이고 다양한 방법의 연구들이 시도되어 왔고, 앞으로도 지속되어져 나갈 것이지만, 보고된 대부부분에 연구자료에서 헬멧(helmet)의 제작에 소요되는 시간적 경제적인 비용이나 제작의 편의성과 과정의 복잡성으로 인해 환자가 부담해야 하는 심리적인 부담감과 신체적 물리적 불편함은 크게 감소되지 않았으며, 치료효과를 높이기 위한 방안으로 최근 연구되고 있는 3D-프린터(printer) 기술과 같이 보다 첨단화된 기술과 장비를 사용하는 등에 연구들이 소개되고 있는데 이러한 방안들 또한 시간적 경제적인 소요비용과 심리적 물리적 부담을 오롯이 환자의 몫으로 보다 가중되고 있는 것은 아닌가? 하는 우려의 생각 또한 지울 수 없는 것이 현실이다. 이에 본원에서는 보루스(bolus)가 가진 물리적 성질을 그대로 유지하고 사용함으로 별도의 추가비용의 발생이 없이, 보루스(bolus)를 이용해 헬멧(helmet)을 제작함으로 환자에게 발생된 물리적 신체적인 불편함을 감소시키고자 하였으며, 헬멧의 제작에 요구되는 절차와 시간을 줄이고자 안내서(guide-line)를 제작하여 공유함으로 약 3~40분의 시간이면 누구나 쉽게 제작이 가능한 시스템을 마련하도록 했다. 헬멧(helmet)의 제작에 소요되는 시간과 환자가 부담해야 하는 경제적 비용 및 물리적인 불편함을 감소시킴으로 보이지 않게 발생되는 환자의 심리적 부담 또한 최소화할 수 있었다고 사료되며, 추가적으로 헬멧의 유용성 평가에 있어서도 공기층(air-gap)의 발생간격을 줄이는 방안을 지속적으로 모색하고 발전시켜 나감으로 결과적으로 2.0mm이내로 유지하는 방안을 본 연구를 통해 제작방법과 함께 소개할 수 있게 되어 매우 반갑게 생각된다. 본원에서 제공한 헬멧의 제작에 관한 안내서(guide-line)을 통해 방사선종양학과에 종사하는 누구나 보루스(bolus)를 이용하여 방사선 치료에 요구되는 헬멧(helmet)을 쉽게 제작할 수 있게 되기를 바라며, 제작과정에서 생기는 궁금한 사항이나 문의가 있다면 언제든지 본 연구자의 메일과 휴대폰을 통해 문의해 주시기를 적극적으로 바라고 소망합니다.

Fabrication of a Patient-Customized Helmet with a Three-Dimensional Printer for Radiation Therapy of Scalp

  • Oh, Se An;Lee, Chang Min;Lee, Min Woo;Lee, Yeong Seok;Lee, Gyu Hwan;Kim, Seong Hoon;Kim, Sung Kyu;Park, Jae Won;Yea, Ji Woon
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제28권3호
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    • pp.100-105
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    • 2017
  • The purpose of the present study was to develop and evaluate patient-customized helmets with a three-dimensional (3D) printer for radiation therapy of malignant scalp tumors. Computed tomography was performed in a case an Alderson RANDO phantom without bolus (Non_Bolus), in a case with a dental wax bolus on the scalp (Wax_Bolus), and in a case with a patient-customized helmet fabricated using a 3D printer (3D Printing_Bolus); treatment plans for each of the 3 cases were compared. When wax bolus was used to fabricate a bolus, a drier was used to apply heat to the bolus to make the helmet. $3-matic^{(R)}$ (Materialise) was used for modeling and polyamide 12 (PA-12) was used as a material, 3D Printing bolus was fabricated using a HP JET Fusion 3D 4200. The average Hounsfield Unit (HU) for the Wax_Bolus was -100, and that of the 3D Printing_Bolus was -10. The average radiation doses to the normal brain with the Non_Bolus, Wax_Bolus, and 3D Printing_Bolus methods were 36.3%, 40.2%, and 36.9%, and the minimum radiation dose were 0.9%, 1.6%, 1.4%, respectively. The organs at risk dose were not significantly difference. However, the 95% radiation doses into the planning target volume (PTV) were 61.85%, 94.53%, and 97.82%, and the minimum doses were 0%, 77.1%, and 82.8%, respectively. The technique used to fabricate patient-customized helmets with a 3D printer for radiation therapy of malignant scalp tumors is highly useful, and is expected to accurately deliver doses by reducing the air gap between the patient and bolus.

악성 두피 종양(Scalp) 환자의 M3 Wax Bolus를 이용한 방사선치료 (Radiation Therapy Using M3 Wax Bolus in Patients with Malignant Scalp Tumors)

  • 권다은;황지혜;박인서;양준철;김수진;유아영;원영진;권경태
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.75-81
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    • 2019
  • 목 적: 두피 악성종양의 치료에 광자선을 사용할 때 필요한 Bolus 재질들의 단점으로 인하여 3D Printer용 헬멧형 bolus가 제작되고 있다. 하지만 사용되는 재질인 PLA은 조직등가물질에 비해 높은 밀도를 가지고 있으며 환자가 착용할 경우 불편한 점들이 발생한다. 이에 본 연구에서는 3D Printer를 이용한 M3 wax 헬멧을 제작하여 악성 두피종양을 치료하는 방법을 시도해 보고자 한다. 대상 및 방법: 헬멧형 M3 wax의 모델링을 위해 두부인체모형팬텀을 CT로 촬영해 DICOM file로 획득하고, 두피 위에 헬멧이 위치할 부위를 Helmet contour로 제작하였다. M3 Wax 헬멧의 제작은 paraffin wax를 녹이고, 산화마그네슘, 탄산칼슘을 섞어 용해시킨 후 PLA 3D 헬멧의 내부에 넣고 표면의 PLA 3D 헬멧을 제거하였다. 치료계획은 총 10 Portal의 Intensity-Modulated Radiation Therapy(IMRT)로 세웠으며, 치료선량은 200 cGy로 eclipse의 Analytical Anisotropic Algorithm(AAA)를 사용하였다. 그 후 EBT3 film과 Mosfet(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor: USA)를 이용해 선량검증을 실시하였으며, CT 모의치료실과 동일한 조건으로 두부인체모형팬텀을 재현해 IMRT Plan을 측정하였다. 결 과: CT상에서 측정된 Bolus의 Hounsfield unit(HU)는 $52{\pm}37.1$으로 나타났다. M3 wax bolus 측정점 A, B, C에서 TPS의 선량은 186.6 cGy, 193.2 cGy, 190.6 cGy으로 확인되었고, Mostet으로 3회 측정한 선량은 $179.66{\pm}2.62cGy$, $184.33{\pm}1.24cGy$, $195.33{\pm}1.69cGy$, 오차율은 -3.71 %, -4.59 %, +2.48 %였다. EBT3 Film으로 측정된 선량은 $182.00{\pm}1.63cGy$, $193.66{\pm}2.05cGy$, $196{\pm}2.16cGy$이었으며, 오차율은 -2.46%, +0.23 %, +2.83 %로 확인되었다. 결 론: M3 wax bolus는 2 cm의 두께로 제작되어 뇌 부분의 선량을 보다 쉽게 낮추어 치료계획을 수립할 수 있었다. 치료선량 검증에서의 EBT3 Film과 Mosfet의 선량계의 A, B, C 측정값에서도 두피의 표면선량 최대 오차율은 5 % 이내로 측정되었으며, 일반적으로 3 % 이내로 정확하게 측정되었다. M3 wax bolus는 제작과정 기간이 3D Printer보다 빠르고 비용이 저렴하며, 재사용 가능하고, 인체조직 등가물질로서 두피 악성종양 치료에 매우 유용한 Bolus이다. 따라서 3D Printer의 대용량 Bolus, Compensator의 제작시간 및 비용이 비싼 단점을 극복하는 주조형 M3 wax bolus의 사용이 추후 확대될 것으로 사료된다.

두피에 발생한 혈관육종 : 증례보고와 방사선치료방법에 대한 고찰 (Angiosarcoma of the Scalp : A Case Report and the Radiotherapy Technique)

  • 김주영;최진호
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제16권3호
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    • pp.351-355
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    • 1998
  • 혈관육종은 전체 악성종양의 빈도에서 약 1$\%$를 차지하는 매우 드문 종양이다. 이 중 반 수 정도는 두경부에 발생하며 특히 장년 층의 남자에서 두피에 호발하는 경향을 보인다. 권고되는 치료방법으로는 수술적 제거와 방사선치료가 있으나 넓은 범위의 종양이 전 두피에 퍼져있을 때는 수술적 방법이 적용되기 힘들다. 여기 방사선 치료만으로 완전 관해를 보인 두피 혈관육종의 경우를 보고하며 엑스선과 전자선을 이용하여 간단하면서도 재현성 있는 방사선치료방법을 소개한다. 볼루스는 표면선량을 증가시키고 뇌조직의 정상세포에 대한 방사선량을 최소화시키기 위하여 사용할 수 있지만 두경부와 같이 굴곡이 심한 환자의 표면에 밀착시키기는 어렵다 Thermoplastic과 파라핀을 이용하여 제작한 헬멧을 혈관육종의 방사선 치료에 사용한 결과 전체 두피에 대한 열형광선량계에 의해 측정한 방사선량은 7$\%$ 이내의 고른 선량분포를 얻을 수 있었다.

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