• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제29권4호
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• pp.143-149
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• 2018

To verify the correlations between the clinical outcomes and physical factors of short-course chemoradiotherapy (SCRT) and long-course chemoradiotherapy (LCRT) with delayed surgery in patients with rectal cancer. Seventy-two patients with rectal cancer were enrolled in this study. Nineteen patients were treated with SCRT (25 Gy, 5 fractions) by intensity-modulated radiation therapy (IMRT), and 53 patients were treated with LCRT (50.4 Gy, 28 fractions) by three-dimensional conformal radiation therapy (3DCRT). Various physical factors for the target and organs at risk (OARs) were calculated to compare the clinical outcomes. The organ equivalent dose (OED) and lifetime attributable risk (LAR) of bowels and bladders were similar between the SCRT and LCRT groups, whereas the values of femurs were higher in the LCRT group. The equivalent uniform dose and normal tissue complication probability were higher in the LCRT than the SCRT group for most organs. Treatment complications, including anastomotic leakage, bowel adhesion, and hematologic toxicity, were not significantly different between SCRT and LCRT groups. CIs were $0.84{\pm}0.2$ and $0.61{\pm}0.1$ for SCRT and LCRT, respectively. The CVIs were $1.07{\pm}0.0$ and $1.10{\pm}0.1$, and the HIs were $0.09{\pm}0.0$ and $0.11{\pm}0.1$ for SCRT and LCRT, respectively. The sphincter-saving rates were 89.5% and 94.3% for SCRT and LCRT, respectively. The complete pathologic remission rates were 21.1% and 13.2%, and the down-staging rates were 47.4% and 26.4% for SCRT and LCRT, respectively. SCRT with IMRT is comparable to conventional LCRT in both physical indexes and clinical outcome. The preoperative SCRT, compensated by IMRT, is an effective and safe modality.

• 대한방사선치료학회지
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• 제28권2호
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• pp.171-178
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• 2016

목 적 : 직장암 방사선 치료 시 대퇴골두의 선량을 최소화하기 위해, 보편적인 치료방법인 3문 입체조형치료계획(3D Conformal radiation therapy)과 5문 입체조형치료계획 그리고 용적변조방사선치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, 이하 VMAT) 계획의 유용성을 비교, 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 21EX(Varian Medical Systems, USA)를 이용하여 치료 받은 직장암 환자 10명을 대상으로 3문, 5문 입체조형치료계획과 VMAT 전산화치료계획을 각각 세우고 이에 대한 선량분포를 비교분석하였다. 전산화 치료계획은 Eclipse(Ver 10.0.42, Varian, USA)를 이용하였으며, 선량계산을 위해 PRO3(Progressive Resolution Optimizer 10.0.28), AAA(Anisotropic Analytic Algorithm Ver 10.0.28) 알고리즘을 사용하였다. 3문 치료계획은 6MV POST field 와 15MV LT, RT field를 갠트리 각도 $0^{\circ}$, $270^{\circ}$, $90^{\circ}$로 구성하였고, 5문 치료계획은 6MV POST field와 15MV RAO, RPO, LAO, LPO field를 갠트리 각도 $0^{\circ}$, $95^{\circ}$, $45^{\circ}$, $315^{\circ}$, $265^{\circ}$ 로 환자 체표면을 감싸는 형태로 구성하였다. VMAT 치료계획은 갠트리 회전반경이 $360^{\circ}$인 1개의 ARC를 이용하여 수립하였다. 처방선량은 30회에 걸쳐 직장에 총 선량이 54Gy가 되도록 하였다. VMAT 치료계획시 최적화(Optimization) 과정에서 나타나는 선량 차이의 무작위성을 최소화하기 위하여 2회의 최적화와 선량계산과정을 거쳤으며 처방선량의 100%가 표적용적의 95%를 포함할 수 있도록 Plan normalization을 조절하였다. 각 치료 계획의 Total MU, 대퇴골두와 acetabular fossa의 최대선량, PTV의 H.I. (Homogeneity Index), C.I.(Conformity Index)를 평가 지표로 설정하였고, 전자영상유도장치를 이용하여 임상 적용 가능 여부 확인을 위한 IMRT verification Q.A. (Gamma test)를 실시하였다. 결 과 : Rt. femoral head 최대선량은 3문, 5문, VMAT 치료계획 순으로 평균 53.08 Gy, 50.27 Gy, 30.92 Gy를 나타냈다. 마찬가지로 Lt. femoral head 에서도 같은 순으로 평균 53.68 Gy, 51.01 Gy, 평균 29.23 Gy를 나타냈다. Rt. Aceta fossa 의 최대선량은 3문, 5문, VMAT 치료계획 순으로 평균 54.86 Gy, 52.40 Gy, 30.37 Gy의 값을 보였다. Lt. Aceta fossa에서 또한 같은 순으로 평균 54.90 Gy, 52.77 Gy, 평균 31.79 Gy를 나타내어, both femoral head 와 aceta fossa의 최대선량이 3문, 5문, VMAT 치료계획 순으로 높았다. PTV에 대한 H.I.는 모두 서로 비슷한 결과를 나타냈고, C.I.는 3문, 5문, VMAT 치료계획 순으로 평균 1.64, 1.48, 평균 0.99로 VMAT 치료계획이 가장 낮은 것으로 나타났다. Total MU는 VMAT 치료계획이 3문과 5문 치료계획에 비해 각각 평균 124.4MU, 299MU 더 많이 사용하는 것으로 나타났다. VMAT 치료계획에 대한 IMRT verification Q.A. 결과 2mm / 2%, Gamma pass rate 90.0% 기준을 모두 초과하여 통과하였다. 결 론 : VMAT 치료계획은 3D 치료계획과 비교하여 대부분의 평가지표에서 우수한 것으로 나타났다. 특히 대퇴골두의 선량을 크게 감소 시켰으며, 저선량 영역에서는 소장이 받는 선량이 증가 하였으나 오히려 고선량 영역에서는 우수한 선량분포를 보였다. 하지만 VMAT을 지원하지 않는 장비와 치료계획 시 추가되는 Contouring, 그리고 정도관리에 관한 수고 등의 현실적인 제약 때문에 VMAT 치료계획을 선택하기 어려운 경우가 있을 수 있다. 5문 치료계획은 기존 3문 치료계획에 비해, 추가적인 문제에 구애받지 않고 대퇴골두의 선량을 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서 각 병원 상황에 맞게 치료계획을 선택하여 방사선 치료 효과를 높인다면, 직장암 환자의 효율적인 방사선치료 및 생존 기간의 연장뿐만 아니라 삶의 질 향상에도 도움이 될 것으로 판단한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제15권1호
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• pp.35-40
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• 2003

I. 목적 방사선 치료에서 인접한 두 target을 가진 두경부 환자의 target간의 이동시, 육안으로 판별하여 수동으로 couch를 이동하는 방식에서 나타날 수 있는 오차를 확인하기 위하여, couch의 좌표값을 분석하고 target간의 이동에 대한 재현성의 정확성을 평가하고자 한다. II. 대상 및 방법 방사선 치료에 있어서 치료하고자 하는 인접한 두 target간의 이동시 operator에 의한 수동이동에서 나타날 수 있는 이동오차를 확인하기 위하여, couch의 좌표값(vertical, longitudinal, lateral 세 방향)을 이용, 수동으로 위치잡이시 이동거리에 대한 정확도를 평가하기 위해 치료장비( CL 2100C, Varian, USA) 의 console monitor에 나타난 좌표값을 기록하였다. 매 치료마다 vertical, longitudinal, lateral 세 방향에서 기록된 좌표의 이동거리를 구한 후에, 이를 RTP(Pinnacle, ADAC, USA)에 의한 target간의 거리와 비교하여 오차값을 구하였다. 동일환자를 10회에 걸쳐 실제 set-up시의 좌표이동의 평균값과 오차정도, 그리고 표준편차를 구하였다. III. 결과 환자의 skin mark를 육안으로 확인하며 수동으로 couch를 이동하는 방식에서 두 target간 이동의 평균 표준편차가 각 방향에서 vertical 1.4mm, longitudinal 0.9mm, lateral 2.2mm로 나타났고, 직선상의 이동오차는 평균 약 3.6mm, 최대 5.1mm의 오차가 나타났다. Lateral 방향에서 오차정도가 가장 커서 최대 5mm까지 오차가 발생하였으며, 각 방향에서 오차평균값은 vertical 1mm, longitudinal 0.7mm, lateral 2.7mm이고 이중에서 가장 오차가 큰 lateral방향의 오차평균값을 크게 넘어서는 경우는 전체의 $30\%$정도로 나타났다. IV. 결론 Couch를 수동으로 이동하여 target간을 이동시, 평균 약 3.6mm정도의 오차가 발생하였다. 3D conformal therapy나 IMRT처럼 높은 정밀도를 요구하는 치료의 경우에는 인접한 target간의 정확한 이동을 요구하므로, couch의 실제 좌표의 오차를 확인하는 일이 중요하다. 따라서 couch의 좌표확인을 이용한 치료의 재현성과 정확성 평가를 더욱 발전시켜 응용한다면 양질의 방사선 치료를 실시할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권2호
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• pp.106-113
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• 2012

본 연구에서는 종양이 간원개에 위치한 환자들을 대상으로 Eclipse 치료계획시스템(treatment planning system V8.9 : TPS, Varian)에서 쓰이는 두 종류의 선량계산 알고리즘(pencil beam convolution : PBC, anisotropic Analytical algorithm : AAA)들을 적용하여 육안적종양체적(gross tumor volume : GTV), 내부표적체적(internal target volume : ITV), 계획용표적체적(planning target volume : PTV) 및 주요 관심장기에 전달되는 선량의 변화를 정량적으로 평가하고, 선량분포에 영향을 미칠 수 있는 인자들을 분석하고자 하였다. 본원에서 치료받은 간암환자 20명을 대상으로 하였고 그 중 10명의 환자들에 대해서는 정위적 방사선치료(stereotactic body radiation therapy : SBRT) 기술을 적용, 다른 10명의 환자들에 대해서는 3차원 입체조형 방사선치료(three-dimensional conformal radiation therapy : 3DCRT) 기술을 적용하여 치료하였다. 조사선량은 우선적으로 PBC 알고리즘을 적용하여 선량계산을 하였고 동일한 빔 정렬 및 콜리메이터(Collimator), Monitor Unit (MU) 그리고 Field 가중치를 적용시켜서 AAA 선량계산법으로 다시 계산 한 후, 두 알고리즘에 대한 처방선량 100%에 해당하는 체적(V100)의 lesion coverage factor (CVF) 들을 비교하였다. SBRT 기술을 이용한 환자들의 치료계획에서 전체 PTV에 대한 CVF의 경우, 두 선량계산 알고리즘사이 통계학적으로 유의한 상관관계(p=0.018)를 보였다. 또한, 3DCRT 기술을 이용한 환자들의 치료계획에서는 전체 PTV (p=0.006), 간원개에 위치한 PTV (p=0.013), 전체 ITV (p=0.024)에 대하여 각각 통계학적으로 유의한 상관관계를 보였다. 복부에 위치한 주요 관심장기에 대하여 SBRT 기술을 이용한 환자들의 치료계획에서 정상 간과 신장에 조사되는 최대선량에 대하여 통계학적으로 각각 유의한 상관관계(정상간: p=0.009, 신장: p=0.037)를 보였다. 본 연구에서 선택한 선량변화 예측인자들에 대하여 대응표본 T-검정(paired T-test)을 시행한 결과, 전체 PTV에 대한 간원개에만 위치하는 PTV의 비율($PTV_{dome}$/PTV)과 두 알고리즘에 의한 CVF 비율의 상관관계에 있어서 통계학적으로 유의미한 상관관계를 보였다(p<0.01). 또한, 종양의 크기에 대한 두 알고리즘의 CVF 비율에 있어서 통계학적으로 의미가 있는 상관관계를 보였다(SRS환자 p=0.017, 3DCRT환자 p=0.023). 본 연구에서는 15MV x-ray beam으로 선량을 계산할 때 PBC와 AAA간의 선량계산 차이를 분석하여 선택한 선량변화 예측인자 중 간원개에 위치한 종양의 크기와 계획용 표적체적에 대한 관계성을 알아내었다. 일반적으로 15MV x-ray beam에 의한 선량분포를 정확하게 알아내는 것은 AAA으로도 불충분하다는 것이 일반적인 사실로 받아들여지고 있어 이를 AAA와 PBC간의 차이로 그 정확성을 간접적으로 유추하여 실질적인 선량분포에 대한 치료계획단계에서의 선량분포의 차이의 경향성을 보고자 하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.17-25
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• 2018

목 적 : 전립선 암 환자의 입체적세기변조방사선치료(VMAT)시 복부체형 및 에너지 변화에 따른 선량을 비교하였다. 대상 및 방법 : 전립선암으로 본원에 내원한 7명의 환자를 대상으로 하였으며, 복부체형을 -2.0 cm에서 2 cm까지 0.5 cm씩 변화시키는 동시에 6, 10, 15 MV 각각의 에너지에서 VMAT 치료계획을 수립하였다. 체형변화에 따른 표적장기 내 선량변화를 평가하기 위해 PTV의 선량도(Conformal index, CI), 선량균등도(Homogeneous index, HI), $D_{max}$ $D_{95%}$, $D_{50%}$, $D_{2%}$를 조사하였고, 정상조직 내 선량 변화를 평가하기 위해 직장과 방광의 $V_{70Gy}$, 대퇴부 머리의 $D_{max}$를 분석하였다. 결 과 : PTV 내의 $D_{max}$ 값 중 6 MV에서는 1.0 cm의 체형 감소에서 107.2 %로 선량이 상승하였고, 10 MV와 15 MV에서는 1.5 cm 체형 감소에서 각각 107.1 %, 107.0 %로 선량이 증가하였다. PTV 내의 $D_{50%}$ 값 중 6MV에서는 1.0 cm의 체형 증가에서 99.64 %로 선량이 감소하였고, 10 MV와 15 MV에서는 1.5 cm 체형 증가에서 각각 99.78 %, 99.97 %로 선량이 감소하였다. 2.0 cm 체형 증가에서는 각각 99.30 %, 99.52 %로 선량 감소를 보였다. 직장과 방광에 대한 선량은 체형이 감소됨에 따라 점차적으로 선량이 증가하였고, 체형이 증가됨에 따라 선량이 감소하였다. 6 MV에서 가장 급격한 선량 감소를 보였으며, 10 MV에서 직장 $V_{70Gy}$는 체형이 2.0 cm 줄어들 때 11.50 %에서 12.76 %로 증가했다. 방광 $V_{70Gy}$도 14.0 %에서 15.2 %로 증가했다. 또한 대퇴부 머리에서도 체형이 감소됨에 따라 선량이 증가함을 나타내었다. 결 론 : VMAT 치료시 복부체형 변화에 따라 선량분포 결과가 바뀔 수 있는데, 치료 시 SSD 및 CBCT를 이용하여 6 MV에서는 체형이 1 cm 이상 감소되거나 1.0 cm 이상 증가되었을 때, 10 MV와 15 MV에서는 1.5 cm 감소 또는 1.5 cm 증가되었을 시 re-simulation을 통해 치료계획을 새로 세워야 할 것으로 사료되어진다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권1호
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• pp.37-45
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• 2016

양성자 치료 시 양성자 빔의 특성을 이용하여 치료 부위에 국부적인 선량을 부여하고 정상조직에 불필요한 선량을 줄이기 위해서는 인체 내 양성자 빔의 비정을 실시간으로 확인하는 것이 중요하다. 이를 위해 본 연구팀은 24개의 섬광검출기 배열 및 24채널의 신호 처리 시스템으로 구성된 즉발감마선 카메라 모듈을 개발하고 있다. 본 연구에서는 다채널의 섬광 검출기 신호를 처리하기 위하여 이중모드 다채널 신호 처리 모듈을 개발하여 그 성능을 평가해보았다. 성능을 평가한 결과 에너지 교정 모드를 통해 다채널의 섬광검출기에 대하여 동시에 에너지 교정이 가능함을 확인하였고, 이를 통하여 정확하게 3 MeV에 해당하는 측정 하한 값을 결정할 수 있었다. 고속 데이터 획득 모드를 통해 45 MeV 양성자 빔에서 발생한 즉발감마선 분포를 측정한 결과 $3{\times}10^9$개의 양성자 빔에서도 양성자 선량 분포와 유사한 결과를 얻을 수 있었고, 빔 비정을 평가한 결과 $17.13{\pm}0.76mm$로 EBT film을 통하여 측정한 비정인 16.15 mm와 굉장히 밀접한 관련이 있음을 확인하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제20권2호
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• pp.115-122
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• 2008

목 적: 암 치료를 위한 방사선치료 기술은 끊임없이 발전되어 왔으며 특히, 컴퓨터와 전자기 공학의 발달과 더불어 급속하게 방사선 치료분야에서 많은 발전을 하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 발전된 치료기술에 대한 치료 원리와 방법들을 중심으로 그 특징들을 고찰하려고 한다. 대상 및 방법: 발전된 치료기술에 관한 이론적인 고찰을 위하여 관련된 문헌조사를 실시하였으며 임상에서의 자료를 광범위하게 조사 연구하였다. 결 과: 방사선을 이용한 암에 대한 치료는 눈부신 발전을 거듭하고 있다. 과거에는 2차원적인 방법으로 방사선치료를 하였으나 현재는 3차원적인 입체조형치료, 세기변조방사선치료를 병행한 4차원적인 치료기술이 도입되었으며 이는 과거 방사선치료의 난제였던 정상조직보호와 방사선에 의한 합병증 해결을 가능하게 하였다. 결 론: 발전된 방사선치료인 3, 4차원적 현대적 치료는 방사선치료의 목적에 부합되고 있으며 정상조직의 보호가 거의 완벽하게 이루어지고 있으며 방사선을 이용한 암 치료에 대한 평가도 다시 되어야 한다고 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.471-476
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• 2022

전립샘암의 방사선치료법인 3D CRT와 IMRT 5 portals, IMRT 9 portals에서 정상장기인 대장과 갑상샘의 광중성자 선량 피폭으로 인하여 암이 발생할 확률을 연구하고자 한다. 전립샘암 총 처방선량 6600 cGy로 1회당 220 cGy, 총 횟수는 30회의 분할조사를 적용하였다. 실험에 사용한 의료용 선형가속기의 치료테이블(couch)위에 Rando phantom을 setup 한 후에 phantom의 대장, 갑상샘의 해당부위에 중성자 광자극발광선량계 (Optically stimulated luminescence albedo neutron dosimeter)를 위치시켜 측정하였다. 전립샘암 3D CRT시 정상장기인 대장과 갑상샘의 광중성자 선량으로 인한 2차 암의 발생확률은 10,000명 당 1.8명 이었다. 그리고 IMRT 5 portals은 10,000명 당 8.7명으로, 3D CRT에 비해서 약 5배 컸다. IMRT 9 portals는 1,000명 당 1.2명이 암이 발생할 확률이 있음의 결과를 도출하였다. 본 연구를 바탕으로 방사선 치료 시 발생하는 광중성자 선량으로 인하여 2차 방사선 피폭선량의 위험성을 연구하여, 향후 방사선의 확률적 영향과 방사선 방호에 관련하여 유용한 자료로 활용될 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.250-257
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• 2015

양성자 치료를 위해서는 Snout이 부착된 받침대(gantry)를 사용하는데 빔의 형태를 만들기 위해 환자 종양의 크기와 거리에 맞게 황동 차폐체(aperture)가 많이 사용된다. 또한 빔의 거리를 보정하기 위해 PMMA를 이용한 거리 보상체도 사용된다. 이렇게 황동으로 만들어진 차폐체의 경우 가공하는데 많은 시간이 소요되며 비용 발생이 높다. 또한 치료 사용되었던 차폐체의 방사선 노출에 따라 재사용이 어렵다. 이러한 단점을 보안하기 위해 황동 차폐체 대신 X-선 치료에서 사용되는 수동형 다엽 콜리메이터 시스템을 도입하였다. 수동형 다업 콜리메이터는 여러 개의 황동판을 조립하여 차폐체를 제작하는 방식이다. 본 연구는 제작된 수동형 다엽 콜리메이터의 방사화 실험 및 필름을 이용해 선량측정을 진행하였다. 다엽 콜리메이터를 투과한 2차 발생 선량 1% 이하였으며, 여러 번의 230 MeV의 빔에서도 방사화가 2시간 이내에서 감소하였다. 이렇게 개발된 수동형 다엽 콜리메이터를 임상에 적용하여 일반 차폐체와 수동형 다엽 콜리메이터를 감마지표 분석을 했을 시 99.74%의 높은 일치도가 측정되었다. 또한, 일반 황동 차폐체에 비해 수동형 다엽 콜리메이터를 제작하는데 소요되는 비용과 시간을 1/10 이상 단축시킬 수 있다. 개발된 수동형 다엽 콜리메이터는 성공적으로 양성자 환자치료에 사용하고 있다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제36권1호
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• pp.17-24
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• 2018

Purpose: This study aimed to assess complications and outcomes of a new approach, that is, combining short course radiotherapy (SRT), concurrent and consolidative chemotherapies, and delayed surgery. Materials and Methods: In this single arm phase II prospective clinical trial, patients with T3-4 or N+ M0 rectal adenocarcinoma were enrolled. Patients who received induction chemotherapy or previous pelvic radiotherapy were excluded. Study protocol consisted of three-dimensional conformal SRT (25 Gy in 5 fractions in 1 week) with concurrent and consolidation chemotherapies including capecitabine and oxaliplatin. Total mesorectal excision was done at least 8 weeks after the last fraction of radiotherapy. Primary outcome was complete pathologic response and secondary outcomes were treatment related complications. Results: Thirty-three patients completed the planned preoperative chemoradiation and 26 of them underwent surgery (24 low anterior resection and 2 abdominoperineal resection). Acute proctitis grades 2 and 3 were seen in 11 (33.3%) and 7 (21.2%) patients, respectively. There were no grades 3 and 4 subacute hematologic and non-hematologic (genitourinary and peripheral neuropathy) toxicities and perioperative morbidities such as anastomose leakage. Grade 2 or higher late toxicities were observed among 29.6% of the patients. Complete pathologic response was achieved in 8 (30.8%) patients who underwent surgery. The 3-year overall survival and local control rates were 65% and 94%, respectively. Conclusion: This study showed that SRT combined with concurrent and consolidation chemotherapies followed by delayed surgery is not only feasible and tolerable without significant toxicity but also, associated with promising complete pathologic response rates.