• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권10호
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• pp.3816-3823
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• 2022

This work analyzed the dosimetric difference between the intensity modulated radiotherapy (IMRT), partial/single/double-arc volumetric modulated arc therapy (PA/SA/DA-VMAT) techniques in treatment planning for treating more than one target of lung cancer at different isocenters. IMRT and VMAT plans at different isocenters were created systematically using a Harold heterogeneous lung phantom. The conformity index (CI), homogeneity index (HI), gradient index (GI), dose-volume histogram and mean and maximum dose of the PTV were calculated and analyzed. Furthermore, the dose-volume histogram and mean and maximum doses of the OARs such as right lung, contralateral lung and non GTV were determined from the plans. The IMRT plans showed the superior target dose coverage, higher mean and maximum values than other VMAT techniques. PA-VMAT technique shows more lung sparing and DA-VMAT increases the V_5/10/20 values of contralateral lung than other VMAT and IMRT techniques. The IMRT technique achieves highly conformal dose distribution to the target than other VMAT techniques. Comparing to the IMRT plans, the higher V_5/10/20 and mean lung dose were observed in the contralateral lung in the DA-VMAT.

• 대한안전경영과학회지
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• 제17권1호
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• pp.125-130
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• 2015

Techniques, using physical wedge filter and using dynamic wedge filter and FIF(Field in Field) and ISCT(Irregular Surface Compensating Technique), have been developed according to progress of radiation therapy of breast cancer. Measurement of dose was done to judge the usefulness of technique using three cases, non tissue loss after breast conserving operating and tissue loss after breast conserving operating and mastectomy. Dose indexes of breast tissue, CI (Conformity Index), HI (Homogeneity Index) and QOC (Quality of Coverage), dose index of skin, or dose indexes of lung, volume of 50 percent dose and 20 percent dose were estimated and compared. Using dynamic wedge filter is useful plan at non tissue loss allowing for high dose of lung. FIF and ISCT are useful plan at tissue loss. ISCT is useful plan at mastectomy. Henceforth, we need to apply to valid plan and body type and thorax size.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권17호
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• pp.7795-7801
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• 2015

The aim of the present research was to establish primary characteristics of electron beams for a Varian 2100C/D linear accelerator with recently developed PRIMO Monte Carlo software and to verify relations between electron energy and dose distribution. To maintain conformity of simulated and measured dose curves within 1%/1mm, mean energy, Full Width at Half Maximum (FWHM) of energy and focal spot FWHM of initial beam were changed iteratively. Mean and most probable energies were extracted from validated phase spaces and compared with related empirical equation results. To explain the importance of correct estimation of primary energy on a clinical case, computed tomography images of a thorax phantom were imported in PRIMO. Dose distributions and dose volume histogram (DVH) curves were compared between validated and artificial cases with overestimated energy. Initial mean energies were obtained of 6.68, 9.73, 13.2 and 16.4 MeV for 6, 9, 12 and 15 nominal energies, respectively. Energy FWHM reduced with increase in energy. Three mm focal spot FWHM for 9 MeV and 4 mm for other energies made proper matches of simulated and measured profiles. In addition, the maximum difference of calculated mean electrons energy at the phantom surface with empirical equation was 2.2 percent. Finally, clear differences in DVH curves of validated and artificial energy were observed as heterogeneity indexes were 0.15 for 7.21 MeV and 0.25 for 6.68 MeV. The Monte Carlo model presented in PRIMO for Varian 2100 CD was precisely validated. IAEA polynomial equations estimated mean energy more accurately than a known linear one. Small displacement of R50 changed DVH curves and homogeneity indexes. PRIMO is a user-friendly software which has suitable capabilities to calculate dose distribution in water phantoms or computerized tomographic volumes accurately.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권1호
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• pp.7-15
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• 2019

목 적: 본 연구에서는 lung SBRT가 적용되는 작은 계획 표적 용적(PTV)에 처방 선량이 정확히 전달되는지 실험을 통하여 알아보고자 한다. 치료계획 시스템에서 계산된 선량분포와 실험을 통하여 필름에 측정된 선량분포를 비교 분석하여 정확성을 평가해보고, 폐 실질 조직 내에서 계획 표적 용적의 margin 유용성 평가를 하고자 한다. 대상 및 방법: CT 촬영으로 얻은 Rando phantom 3D 영상의 우측 폐에 직경 2, 3, 4, 5 cm인 가상의 구 표적을 만들어 계획 표적 용적에 처방선량의 95 %가 전달될 수 있도록 6MV-FFF VMAT Arc 2개로 치료계획을 수립하였으며, Eclipse TPS와 동일한 위치에서 선량 비교하기 위해서, 필름을 가상 표적의 회전중심점에 횡단면 방향으로 삽입하고 방사선을 조사하였다. Dose profile을 Eclipse에서 획득하고, 측정값과 계산값을 비교하기 위해 Center point에서의 절대 선량값을 계산하였으며, off-axis 선량 분포를 얻어 RMSE, Coverage ratio 등 비교 인자를 통해 상대 선량 및 선량분포를 비교 분석하였다. 결 과: 직경 2, 3, 4, 5 cm 크기별로 center point에서의 %difference 값은 직경 2 cm에서 -4.65 %로 가장 차이가 큰 값을 보였고, 직경 5 cm일 때 -1.46 %로 가장 차이가 작은 값을 보였다. RMSE값은 직경 2 cm일 때 3.43으로 가장 큰 값을 보였고. 직경 5 cm일 때 2.85로써 가장 작은 값을 보였다. 표적 커버리지를 비교하기 위해 처방선량 95 %가 들어가는 용적의 길이($D_{95}$)를 구하였고, 직경 2 cm일 때, TPS와 필름에서 각각 2.02 cm, 1.86 cm로 커버리지 비율이 92 %로 나타났고 가장 큰 차이를 보였다. 또한 계획 표적 용적 100% 이내에 들어가는 평균선량($D_{mean}$)을 비교했을 때, 직경 2 cm 인 경우 측정 평균선량이 95.72 %로 가장 낮은 값을 보였다. 결 론: 본 연구에서는 실험을 통하여 작은 계획 표적 용적에 처방 선량이 충분히 전달되는지 알아보았다. 실험 결과 모든 비교 인자에서 직경 2 cm인 용적이 가장 큰 차이를 보였다. 이는 표적 용적 중심에서의 선량 감소가 주요인이라 판단된다. 따라서 선량계산 시스템에서 저밀도 조직 내의 작은 용적 치료 계획시 2 mm 이상의 마진(margin)을 더 두거나, 치료 계획 최적화(optimization)시 최대선량을 제한하지 않는 방법으로 표적 내 중심 선량을 높일 수 있을 것이라 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권2호
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• pp.113-122
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• 2007

목 적: 토모테라피 치료 계획 시 여러 가지 다양한 빔 조절 인자들의 수정으로 얻어진 각각의 치료 계획 결과를 특정한 선량체적 히스토그램 표지자(DVH-Index)를 이용하여 치료 전에 비교 함으로써 최적의 치료 계획을 효율적으로 도출할 수 있는 방안을 제시하고자 하는데 목적이 있다. 대상 및 방법: 토모테라피 적응증례를 가진 3명의 환자(두경부, 복부, 골반부)를 대상으로 치료 전 PQ 5000 (CT simulator, Philips)을 이용하여 전산화 단층 촬영영상을 얻었고, pinnacle ver 7.6c (3D RTP, ADAC)에서 종양 조직과 정상조직의 윤곽선을 묘사하여 토모 치료계획 장비(hi-art system ver 2.0)로 전송한 후 빔 조사야, 피치 혹은 중요도를 각기 다르게 설정하고 치료 계획을 실시하였다. 각각의 치료 계획은 종양 부위와 정상 부위의 선량 통계량(최대선량, 최소선량, 평균선량, 선량체적)을 구하여 치료 적절성을 비교하였고 또한 선량 체적 히스토그램을 이용하여 종양 표적 내의 균일성 지수(homogeneity index, HI), 종양 표적에 대한 선량 조형 지수(conformity index, CI), 정상 조직에서의 선량 감소 지수(dose gradient index, DGI)를 이용하여 치료 계획을 비교한 후 두 가지 비교 결과의 유사성을 확인 하였다. 결 과: 3명의 환자를 대상으로 각각 시행한 3가지 치료 계획을 등 선량 분포와 선량 통계량을 통해 비교한 결과와 선량 체적 히스토그램 표지자를 이용한 치료 계획의 비교 결과 두부, 복부와 골반부에 치료 부위를 가진 환자에 있어서 모두 동일한 치료계획을 우월하게 판정하였다. 결 론: 토모테라피의 치료 계획 비교 시 선량 체적 히스토그램의 표지자를 이용한 방법은 특정한 치료 목표에 따라 다소간의 차이를 나타낼 순 있으나 종양 조직에 대한 선량분포의 적절성과 전체적인 정상조직의 고 선량 위험도를 반영함으로써 다수의 치료계획을 단시간에 상호 비교 검증 할 수 있는 적절한 방법으로 사료 된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권2호
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• pp.153-158
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• 2013

목 적: 전립선암 양성자치료 시 Double Scattering mode (DS)와 Pencil Beam Scanning mode (PBS)에서의 Dose-volume histograms (DVHs)를 분석하여, Conformity Number (CN), Homogeneity indexes (HI)와 선량 별 정상장기의 %Volume을 구하여 선량적합성과 정상장기 보호효과를 비교 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 양성자치료를 받은 9명의 전립선암 환자를 대상으로 Eclipse proton external beam planning system을 사용해 일일선량 2.5 Gy씩 28회, 총 70 Gy가 PTV에 95%가 들어가도록 치료계획을 세웠다. 치료 계획된 DS와 PBS 각각의 DVHs로 PTV의 CN과 HI을 구하여 비교하고 정상장기에 들어가는 선량별 %Volume을 비교하였다. 결 과: PTV의 평균 CN은 DS $0.68{\pm}0.07$에서, PBS $0.79{\pm}0.01$로 16.63% 증가하였다. 평균 HI는 DS $0.12{\pm}0.03$에서, PBS $0.09{\pm}0.01$로 -22.66% 감소하였다. 직장을 제외한 전 관찰자의 모든 정상장기에서 DS보다 PBS에서 들어가는 %Volume이 감소하였고, PBS에서 평균 왼쪽 대퇴골 두에 30 Gy 이상 들어가는 %Volume이 -79.93%로 가장 많이 감소하였으며, 평균 직장에 70 Gy 이상 들어가는 %Volume이 -3.03%로 가장 적게 감소하였다. 결 론: 따라서 전립선암 환자 양성자 치료 시 PBS가 DS보다 선량 적합성에 도달하는데 효과적이며, 정상장기에 들어가는 불필요한 선량을 낮추는데 좋고 특히 대퇴골 두에 들어가는 불필요한 저 선량을 감소시키는데 탁월한 것으로 사료된다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권17호
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• pp.7785-7788
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• 2015

Utilization of high energy photons (>10MV) with an optimal weight using a mixed energy technique is a practical way to generate a homogenous dose distribution while maintaining adequate target coverage in intact breast radiotherapy. This study represents a model for estimation of this optimal weight for day to day clinical usage. For this purpose, treatment planning computed tomography scans of thirty-three consecutive early stage breast cancer patients following breast conservation surgery were analyzed. After delineation of the breast clinical target volume (CTV) and placing opposed wedge paired isocenteric tangential portals, dosimeteric calculations were conducted and dose volume histograms (DVHs) were generated, first with pure 6MV photons and then these calculations were repeated ten times with incorporating 18MV photons (ten percent increase in weight per step) in each individual patient. For each calculation two indexes including maximum dose in the breast CTV ($D_{max}$) and the volume of CTV which covered with 95% Isodose line ($V_{CTV,95%IDL}$) were measured according to the DVH data and then normalized values were plotted in a graph. The optimal weight of 18MV photons was defined as the intersection point of $D_{max}$ and $V_{CTV,95%IDL}$ graphs. For creating a model to predict this optimal weight multiple linear regression analysis was used based on some of the breast and tangential field parameters. The best fitting model for prediction of 18MV photons optimal weight in breast radiotherapy using mixed energy technique, incorporated chest wall separation plus central lung distance (Adjusted R2=0.776). In conclusion, this study represents a model for the estimation of optimal beam weighting in breast radiotherapy using mixed photon energy technique for routine day to day clinical usage.