• Radiation Oncology Journal
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• 제16권4호
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• pp.357-366
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• 1998

Brachytherapy is an essential part of radiotherapy for uterine cervical cancer. The low dose rate (LDR) regimen has been the major technique of intracavitary therapy for cervical cancer. However, there has been an expansion in the last 20 years of high dose rate (HDR) machines using Ir-192 sources. Since 1979, HDR brachytherapy has been used for the treatment of uterine cervical cancer in Korea. The number of institutions employing HDR has been increasing, while the number of low dose rate system has been constant. In 1995, there was a total 27 HDR brachytherapy units installed and 1258 cases of patients with cervical cancer were treated with HDR Most common regimens of HDR brachytherapy are total dose of 30-39 Gy at point A with 10-13 fractions in three fractions per week. 24-32 Gy with 6-8 fractions in two fractions per week, and 30-35 Gy with 6-7 fractions in two fractions per week. The average fractionation regimen of HDR brachytherapy is about 8 fractions of 4.1 Gy each to Point A. In Korea, treatment results for HDR brachytherapy are comparable with the LDR series and appears to be a safe and effective alternative to LDR therapy for the treatment of cervical carcinoma. Studies from the major centers report the five-year survival rate of cervical cancer as. 78-86$\%$ for Stage 1, 68-85$\%$ for stage 11, and 38-56$\%$ for Stage III. World-wide questionnaire study and Japanese questionnaire survey of multiple institutions showed no survival difference in any stages and dose-rate effect ratio (HDR/LDR) was calculated to be 0.54 to 0.58. However the optimum treatment doses and fractionation schemes appropriate to generate clinical results comparable to conventional LDR schemes have yet to be standardized. In conclusion, HDR intracavitary radiotherapy is increasingly practiced in Korea and an effective treatment modality for cervical cancer. To determine the optimum radiotherapy dose and fractionation schedule, a nation-wide prospective study is necessary in Korea. In addition, standardization of HDR application (clinical, computer algorithms, and dosimetric aspects) is necessary.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제47권4호
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• pp.181-194
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• 2022

Internal dosimetry is a discipline which brings together a set of knowledge, tools and procedures for calculating the dose received after incorporation of radionuclides into the body. Several steps are necessary to calculate the committed effective dose (CED) for workers or members of the public. Each step uses the best available knowledge in the field of radionuclide biokinetics, energy deposition in organs and tissues, the efficiency of radiation to cause a stochastic effect, or in the contributions of individual organs and tissues to overall detriment from radiation. In all these fields, knowledge is abundant and supported by many works initiated several decades ago. That makes the CED a very robust quantity, representing exposure for reference persons in reference situation of exposure and to be used for optimization and assessment of compliance with dose limits. However, the CED suffers from certain limitations, accepted by the International Commission on Radiological Protection (ICRP) for reasons of simplification. Some of its limitations deserve to be overcome and the ICRP is continuously working on this. Beyond the efforts to make the CED an even more reliable and precise tool, there is an increasing demand for personalized dosimetry, particularly in the medical field. To respond to this demand, currently available tools in dosimetry can be adjusted. However, this would require coupling these efforts with a better assessment of the individual risk, which would then have to consider the physiology of the persons concerned but also their lifestyle and medical history. Dosimetry and risk assessment are closely linked and can only be developed in parallel. This paper presents the state of the art of internal dosimetry knowledge and the limitations to be overcome both to make the CED more precise and to develop other dosimetric quantities, which would make it possible to better approximate the individual dose.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제18권1호
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• pp.48-54
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• 2007

본 연구는 MOSFET (Metal Oxide Semiconductors Fleid Effect Transistors) 선량계의 교정과 특성분석을 위해서, 자체 팬톰을 개발하고 이 팬톰을 적용하여 표준감도와 고감도 두 종류의 MOSFET선량계의 특성을 비교 평가하는 것이다. 본 연구에서 개발한 팬톰은 직경 10cm의 반구형 모양인 팬톰과 1cm 두께 $30{\times}30cm^2$의 평판형의 팬톰으로 아크릴로 제작되었다. 평판형 팬톰은 MOSFET 선량계의 교정과 선량재현성, 선량직선성, 선량률 의존성을 측정하는데 사용하였으며 반구형 팬톰은 빔 입사각도 및 선량계 방향에 대한 MOSFET 선량계 특성을 분석하기 위해서 사용하였다. 모든 측정과정은 선형가속기(CL21EX, Varian, USA)의 6 MV 광자선, SSD 100cm, 조사면 $10{\times}10 cm^2$에서 수행하였다 선량계 교정과 선량재현성 평가에 사용된 5개의 표준감도와 고감도 MOSFET 선량계에 각각 200 cGy로 5번 반복 조사하여 $1.09{\pm}0.01{\sim}1.12{\pm}0.02,\;2.81{\pm}0.03{\sim}2.85{\pm}0.04mV/cGy$. 범위의 평균 교정계수가 결정되었고 선론쌔현성은 두 선량계 모두 2%이내로 거의 동일하였다. $5{\sim}600\;cGy$ 범위에서의 선량직선성은 두 MOSFET 선량계 모두 결정계수 $R^2=0.997$, 0.999인 좋은 선량직선성을 나타내었다. 200 cGy로 $100{\sim}600\;MU/min$ 범위의 선량률 의존성도 1%이내로 두 선량계가 동일하게 나타났다. 그러나 빔 입사각도와 선량계 방향의 의존성 평가에서, 표준감도와 고감도 MOSFET선량계는 평균적으로 빔 입사각도에 대해 13%, 10%의 변동폭과 ${\pm}4.4%$와 ${\pm}2.1%$의 표준편차가 있었으며, 선량계 방향에 대해 5%, 2%의 변동폭, ${\pm}2.1%$와 ${\pm}1.5%$의 표준편차로 두 선량계 간 현저한 차이를 나타났다 그러므로 여러 방향의 치료빔을 사용하는 방사선 치료의 선량검증을 위해서는 빔 입사각도와 선량계 방향의 의존성이 적은 고감도 MOSFET 선량계를 사용하는 것이 표준감도 WOSFET 선량계를 사용하는 것보다는 더 정확한 선량검증을 수행할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권2호
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• pp.79-88
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• 2014

내부표적체적을 기반으로 계획된 간암 환자의 세기조절방사선치료에서 호흡에 의한 장기의 움직임 영향을 적용하여 체내 실제 종양 부피와 중요 장기 부피에서의 선량분포를 재계산하고, 호흡동조 방식의 세기조절방사선치료 계획 결과와 비교를 통한 선량적 특성을 분석하였다. 내부표적체적은 MIM 프로그램을 사용하여 형성하였고, 호흡에 의한 장기 움직임을 모사할 수 있는 구동 팬텀을 사용하였다. 체내 선량분포는 세기조절방사선치료의 품질보증 과정에서 2차원 다이오드 검출기 배열 장치인 MapCHECK2로 측정한 조사면 별 측정 결과를 기반으로 3DVH 프로그램으로 재계산 하였다. 내부표적체적 기반의 세기조절방사선치료 수행 시 계획표적체적에 충분히 처방선량이 조사되었지만, 선량의 균일도는 호흡동조 방식의 세기조절방사선치료와 비교 시 열등한 결과를 보였다. 상대적으로 더 큰 조사면을 사용하는 내부표적체적 기반의 세기조절방사선치료에서 손상위험장기체적에 더 높은 선량이 조사됨을 확인할 수 있었지만, 척수에 증가된 선량은 부작용 발생확률에 큰 영향을 주지 않는 적은 양이었고, 정상 간이나 신장 부위의 증가된 선량도 최적화 과정에서 좀 더 선량감소 조건을 강화한다면 큰 영향이 없을 것으로 평가되었다. 호흡동조 방식의 세기조절방사선치료가 치료계획에서는 더 좋은 선량분포를 보이고 있으나, 실제 구현 과정에서 다엽콜리메이터의 움직임 오류로 인한 선량의 오차와 치료시간의 증가 측면의 단점이 있으므로, 환자 호흡 상태 및 손상위험장기의 선량제한 값에 대한 사전 분석을 통해 환자 별 최적의 세기조절방사선치료 기법을 선정하여 적용하는 것이 타당하다고 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.269-276
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• 2009

세기조절방사선치료(IMRT)뿐만 아니라 3차원 입체조형치료(3D-CRT)와 같이 광자선을 이용한 방사선 치료 기술은 방사선을 받아야 하는 표적의 면적을 충분히 증가시키면서, 동시에 정상 조직은 방사선으로부터 보호하기 위하여 정확한 선량 계산을 필요로 한다. Jaw 콜리메이터와 다엽 콜리메이터가 그러한 목적을 위해서 사용되어 왔다. 우리 기관에서 사용하는 피나클 치료계획시스템은 모델기반의 광자선량 알고리듬을 사용하기 때문에 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)와 같은 모델변수들의 집합이 측정된 데이터로부터 결정된다. 그러나, 이러한 자동모델화과정에 의해서 얻어진 모델변수들이 직접 측정하여 얻은 것들과 다를 수 있는데, 이는 선량분포에 영향을 줄 수 있다. 그래서, 이 연구에서 우리는 피나클 치료계획시스템에서 자동모델화과정에 의해 얻은 JTF와 MLCTF를 평가하였다. 먼저 우리는 이 연구에서 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)를 직접 측정하여 얻었는데, 이것은 물팬톰 내 기준깊이에서 조사면이 $0{\times}0\;cm^2$일 때의 선량과 $10{\times}10\;cm^2$일 때의 선량의 비로 얻었다. 또한, JTF와 MLCTF는 치료계획시스템내 자동모델화 과정에 의해서도 얻어서, 이 값들이 3차원 입체조형치료시에 선량에 어떠한 영향을 끼치는지 팬톰 연구와 환자 연구를 통해서 평가하였다. 직접 측정한 경우 JTF는 6 MV의 경우에 0.001966, 10 MV의 경우에는 0.002971이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.01657, 10 MV의 경우에 0.01925이었다. 한편, 자동모델화 과정에 의해 얻은 경우, JTF는 6 MV의 경우에 0.001983, 10 MV의 경우에는 0.010431이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.00188, 10 MV의 경우에 0.00453이었다. JTF와 MLCTF의 경우에 직접 측정한 것은 자동모델화 과정에 의해 얻은 값과 큰 차이를 보였으나, 6 MV와 10 MV의 선질을 고려하면, 보다 합리적이었고, 이러한 값의 차이는 낮은 선량의 영역에서 선량에 영향을 미쳤다. JTF와 MLCTF의 잘못된 값은 선량의 오차를 다소 발생시킬 수도 있기 때문에, JTF와 MLCTF를 자동모델화과정에 의해서 얻은 값과 직접 측정하여 얻은 값을 비교하는 것은 빔커미셔닝 단계에서 도움이 될 것이다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제13권4호
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• pp.391-396
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• 1995

목적 : 컴퓨터의 발달에 힘입어 3-D Conformal Radiotherapy(3-D CRT)가 가능하게 되었고 3-D CRT를 위해서는 다엽콜리메이터(MLC)가 필수적인 장치이다. 이에 본 저자들은 MLC 사용시 반그림자(Penumbra)의 크기와 그 특성을 알아보고 기존의 합금납(lead alloy block)을 사용할 때의 반그림자와 차이를 비교 분석하여 임상에서 다엽콜리메이터(MLC)의 이용에 도움이 되고자 본 연구를 계획하였다. 방법 : MLC와 합금납의 반그림자를 측정하기 위해 6MV 와 10MV 에너지의 방사선을 이용하여 필름선량분석을 시행하였다. 필름에 각에너지의 dmax와 10cm 두께의 폴리스탈린 판톰을 올려 놓고 측정하였고, MLC의 종단면과 조사면의 y축과 이루는 각도를 변화시키면서 Effective penumbra($20{\%}-80{\%}$)와 $10{\%}-90{\%}$ 반그림자를 측정하였다. 결과 : MLC의 각도가 0o에서 75o로 증가함에 따라 반그림자의 크기가 증가 하였고, 반그림자 영역에서 등선량곡선의 부채살모양이 심화 되었다. dmax에서 보다 10cm 깊이에서 반그림자의 크기가 약간 증가하였고, 에너지가 증가 하면서 약간 반그림자가 커지는 경향성만 보였다. 합금납을 사용할 경우의 반그림자보다 MLC를 사용할경우 최대 4.8mm가 더 크게 측정되었다. 결론 : 3-D CRT를 시행함에 있어서 반그림자 영역에서는 기존의 합금납 차폐물을 대신하여 MLC를 사용하여도 무방하리라는 결론을 얻을 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제14권4호
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• pp.333-338
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• 1996

목적 : 반복되는 환자 치료에서 환자의 Setup 오차가 Multi-leaf Collimator의 scallop penumbra에 미치는 효과와 이의 임상적 의미를 살펴보고자 하였다. 대상 및 방법 : MLC의 leaf 방향에 대해 $0^{circ},{\;}15^{circ},{\;}30^{circ},{\;}45^{circ},{\;}60^{circ},{\;}75^{circ}$ block 모양을 MLC와 통상적인 block으로 만들었다. 팬톰내에서 필름 측정법으로 통상적인 블록과 MLC가 만든 치료면의 penumbra 차이를 비교하였다. 방사선 치료는 30회 반복할 때의 setup 오차가 고려된 선량분포를 중첩방식으로 구하였다. 위치 변화값은 연구보고 수치를 근거하여 구하였다. 결과 : 평균 4mm setup error를 갖는 모델에서 1cm 폭분해능을 갖는 MLC가 만든 penumbra은 기존 차폐 블록에서 생긴 penumbra 보다 차폐 모양에 따라 $0\~3mm$ 증가하는 효과를 볼 수 있었다. 결론 : 치료 조사면을 결정할 때 MLC를 사용하더라도 ICRU 50에 따라 환자의 움직임을 고려하여 치료조사면을 결정하였다면, 기존의 방식과 동일하게 치료면을 정할 수 있으며, 필요에 따라 3mm의 여유를 두면 MLC 치료 조사면 내에 치료 부위가 충분히 포함된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.288-297
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• 2014

Dynamic conformal arc therapy (DCAT) and flattening-filter-free (FFF) beams are commonly adopted for efficient conformal dose delivery in stereotactic body radiation therapy (SBRT). Off-axis geometry (OAG) may be necessary to obtain full gantry rotation without collision, which has been shown to be beneficial for peripheral targets using flattened beams. In this study dose distributions in OAG using FFF were evaluated and the effect of mechanical rotation induced uncertainty was investigated. For the lateral target, OAG evaluation, sphere targets (2, 4, and 6 cm diameter) were placed at three locations (central axis, 3 cm off-axis, and 6 cm off-axis) in a representative patient CT set. For each target, DCAT plans under the same objective were obtained for 6X, 6FFF, 10X, and 10FFF. The parameters used to evaluate the quality of the plans were homogeneity index (HI), conformality indices (CI), and beam on time (BOT). Next, the mechanical rotation induced uncertainty was evaluated using five SBRT patient plans that were randomly selected from a group of patients with laterally located tumors. For each of the five cases, a plan was generated using OAG and CAG with the same prescription and coverage. Each was replanned to account for one degree collimator/couch rotation errors during delivery. Prescription isodose coverage, CI, and lung dose were evaluated. HI and CI values for the lateral target, OAG evaluation were similar for flattened and unflattened beams; however, 6FFF provided slightly better values than 10FFF in OAG. For all plans the HI and CI were acceptable with the maximum difference between flattened and unflattend beams being 0.1. FFF beams showed better conformality than flattened beams for low doses and small targets. Variation due to rotational error for isodose coverage, CI, and lung dose was generally smaller for CAG compared to OAG, with some of these comparisons reaching statistical significance. However, the variations in dose distributions for either treatment technique were small and may not be clinically significant. FFF beams showed acceptable dose distributions in OAG. Although 10FFF provides more dramatic BOT reduction, it generally provides less favorable dosimetric indices compared to 6FFF in OAG. Mechanical uncertainty in collimator and couch rotation had an increased effect for OAG compared to CAG; however, the variations in dose distributions for either treatment technique were minimal.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제44권1호
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• pp.26-31
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• 2019

Background: Stereotactic ablative radiotherapy (SABR) plans in prostate cancer are compared and analyzed to investigate the low magnetic effect (0.35 T) on the dose distribution, with various dosimetric parameters according to low magnetic field. Materials and Methods: Twenty patients who received a 36.25 Gy in five fractions using the MR-IGRT system (ViewRay) were studied. For planning target volume (PTV), the point mean dose ($D_{mean}$), maximum dose ($D_{max}$), minimum dose ($D_{min}$) and volumes receiving 100% ($V_{100%}$), 95% ($V_{95%}$), and 90% ($V_{90%}$) of the total dose. For organs-at-risk (OARs), the differences compared using $D_{max}$, $V_{50%}$, $V_{80%}$, $V_{90%}$, and $V_{100%}$ of the rectum; $D_{max}$, $V_{50%}$, $V_{30Gy}$, $V_{100%}$ of the bladder; and $V_{30Gy}$ of both left and right femoral heads. For both the outer and inner shells near the skin, $D_{mean}$, $D_{min}$, and $D_{max}$ were compared. Results and Discussion: In PTV analysis, the maximum difference in volumes ($V_{100%}$, $V_{95%}$, and $V_{90%}$) according to low magnetic field was $0.54{\pm}0.63%$ in $V_{100%}$. For OAR, there was no significant difference of dose distribution on account of the low magnetic field. In results of the shells, although there were no noticeable differences in dose distribution, the average difference of dose distribution for the outer shell was $1.28{\pm}1.08Gy$ for $D_{max}$. Conclusion: In the PTV and OARs for prostate cancer, there are no statistically-significant differences between the plan calculated with and without a magnetic field. However, we confirm that the dose distribution significantly increases near the body shell when a magnetic field is applied.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권1호
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• pp.15-25
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• 2012

부피적조절회전방사선치료(VMAT)의 정도관리를 TG-119에서 제시된 권고안을 통해 평가하고자 하였다. 또한 선택적 최적화 변수에 따른 치료계획의 평가와 그에 따른 선량학적 특성을 평가하고자 하였다. Varian사의 iX선형가속기와 Nucletron사의 Oncentra MasterPlan 치료계획장치를 결합하여 VMAT 치료계획을 수립하였다. TG-119에 제시된 5가지의 구조세트를 이용하여 아크 수, 겐트리 간격, 치료 시간 등의 선택적 최적화 변수(selectable optimization parameters)를 변화하여 치료 계획의 평가와 선량검증을 통해 정확성을 평가하였다. 치료계획의 평가는 선량체적히스토그램을 이용하여 표적과 위험장기의 평균값과 표준편차를 이용하였으며 선량검증은 이온 전리함과 $Delta^{4PT}$ bi-planar diode array를 이용하였다. 치료계획의 평가에서 싱글 아크의 경우 C-shape (hard)를 제외한 다른 구조세트에서 목표한 선량에 근접하는 결과를 보였으며 듀얼 아크의 경우에는 C-shape (hard)를 제외한 다른 구조세트에서 제시한 목표 선량에 도달하였다. 또한 선택 변수에 대한 평가에서는 전립선과 같은 간단한 구조 세트에서는 아크 수에 따른 치료계획의 차이는 거의 나타나지 않았으나, 두경부와 같은 복잡한 구조에서는 듀얼 아크가 위험장기에 대하여 좀 더 우수한 결과를 나타내었다. 겐트리 간격의 크기 변화에 의한 선량분포는 $6^{\circ}$에 비해 $4^{\circ}$의 겐트리 간격이 우수하였으나 $2^{\circ}$ 간격과는 거의 차이가 없었다. 점선 량의 정확성 평가에서는 표적과 위험장기에 대한 점선량의 측정값과 계산값의 평균오차는 싱글 아크와 듀얼 아크 모두 3% 이내였으며, 신뢰구간은 싱글아크와 듀얼 아크가 4% 내로 허용범위 안에 포함되었다. 겐트리 간격의 크기에 따른 점선량의 정확성 평가에서는 $2^{\circ}$, $4^{\circ}$, $6^{\circ}$ 모두 3% 이내였으며, 표적과 위험장기에 대한 신뢰한계(Confidence limit)는 5% 내로 허용범위 안에 포함되었다. $Delta^{4PT}$를 이용한 싱글 아크와 듀얼 아크의 선량분포 측정에서는 허용기준 3 mm/3%를 통과하는 감마인덱스는 평균 $98.72{\pm}1.52%$와 $98.30{\pm}1.50%$이었으며 신뢰한계는 2.99%와 3.74%로 허용범위 내에 포함되었다. 겐트리 간격의 크기에 따른 선량의 정확성은 간격이 적을수록 우수한 결과를 나타냈다. 본 연구에서는 VMAT의 정도관리를 TG-119에서 제시된 시험을 수행하였으며 제시된 모든 구조 세트에 대하여 허용기준을 모두 만족하였다. 또한 사용자가 선택할 수 있는 최적화 변수의 변화에 대한 치료계획과 선량학적 영향을 분석하였으며 각 상황에 따른 임상적 특성에 맞는 변수를 선택하는 것이 중요하다고 사료된다.