• 대한방사선치료학회지
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• 제27권2호
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• pp.167-174
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• 2015

목 적 : 복잡하고 정교하게 계획된 용적변조회전 방사선치료(Volumetric Arc Therapy, VMAT)의 Portal Dosimetry를 이용한 치료 전 선량평가가 다양한 인자에 따라 재현성을 유지하는지 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 실험에는 TrueBeam STx$^{TM}$(Ver.1.5, Varian, USA), Portal dosimetry application(Ver.10, Varian)과 Portal Vision aS1000 Imager(Varian, USA)을 사용하였다. 두경부암 환자 2명, 전립샘암 환자 3명, 폐암 환자 1명, 자궁경부암 환자 1명, 총 7명의 환자에 대하여 Portal Dosimetry용 VMAT 전산화치료계획(Eclipse, Ver.10.0, Varian, USA)을 수립하였다. 오전 치료 전과 후 오후 치료 종료 후 각 4시간 간격을 두고 3회씩 5일에 걸쳐 선량평가를 시행하였다. Gamma pass rate(GPR 3%, 3mm 95%신뢰구간)와 Beam 출력의 상관관계를 확인하기 위하여 선량평가 시행 전 Beam 출력 을 물등가모형과 이온전리함(IBA dosimetry, Germany)을 이용하여 측정하였다. Electronic Portal Imaging Device(EPID) 상태에 따른 GPR 의 변화를 확인하기 위하여 EPID의 영상 교정 (Dark field correction, Flood field correction) 전과 후로 나누어 선량평가를 시행하였다. 또한 다엽콜리메이터(Multi Leaf Collimator) 상태에 따른 GPR의 변화를 확인하기 위해 다엽콜리메이터 Initialize 전과 후로 나누어 선량평가를 시행하였다. 결 과 : Portal Dosimetry를 시행하여 얻은 모든 환자들의 각 시간대 별 GPR의 평균값은 97.11%, 96.09%, 95.37% 였고 최대 차이를 보인 환자의 경우 각 시간대 별 GPR의 평균값은 95.73%, 94.20% 93.23% 였다. 선량평가 시점의 Beam 출력을 측정한 결과 각 시간대별 평균값은 100.45%, 100.46%, 100.59% 였다. EPID의 영상 교정(Dark field correction, Flood field correction)을 시행하기 전과 후의 대상 환자들의 GPR의 평균값은 95.94 %, 96.01% 였다. 또한 다엽콜리메이터 의 Initialize 를 시행하기 전과 후의 대상 환자들의 GPR 의 평균값은 95.83%, 96.40%였다. 결 론 : 치료기 사용시간이 경과됨에 따라 대상 환자들의 GPR 평균값이 0.8% 감소함을 확인할 수 있었다. Beam 출력은 각 측정시점에 0.1% 오차범위 안에서 일정한 상태를 유지하였다. EPID의 영상 교정 전, 후 의 선량평가 결과 GPR은 평균 0.1% 차이를 나타내었다. 다엽콜리메이터의 Initialize 전, 후의 선량평과 결과 Initialize 시행 후 GPR이 평균 0.6% 상승하였고 다엽콜리메이터 상태에 따라 GPR이 변화할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 복잡하고 정교하게 계획된 VMAT의 치료 전 선량평가 도구로서 재현성을 유지하며 Portal Dosimetry를 이용하기 위해서는 주기적인 장비의 점검뿐만 아니라, 선량평가에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들에 대한 관리가 이뤄져야 할 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권1호
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• pp.24-31
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• 2006

유방암 환자의 방사선치료에 있어 치료도중(intrafractional) 및 분할 치료 간(intefractional)에 발생되는 오차를 측정하는 자동분석소프트웨어를 개발하였다. 오차 분석 결과는 3차원 입체조형 방사선치료를 임상에 적용하기에 앞서 적절한 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV)을 설정하는 데 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 전자포탈영상장치(Electrical Portal imaging Device, EPID)로써 Portal Vision LC250 액체 충전형 이온화 검출기를 사용하였다(fast frame-averaging 모드, 초당 1.4 프레임, 256X256 픽셀). 12명의 환자에 대해 최소 7일 이상씩 영상을 획득하였다. 매 치료마다 평균 8 내지 9개의 영상을 각 빔에 대해 얻었다(분당 400 MU 선량률). 총 2,931 (720 측정을 포함하는)개의 영상을 정량적으로 분석할 수 있는 자동화 영상 분석 소프트웨어를 개발하였다. 이를 통해 호흡으로 인해 발생하는 치료도중 오차와 분할 치료간 발생하는 분할치료오차의 표준편차($\sigma$)들을 계산하였다. 신뢰 구간 95%로 임상표적체적(Clinical Target Volume, CTV)을 포함할 수 있는 PTV 마진은 $2\;(1.96\;{\sigma})$으로 계산되었다. 주로 호흡으로 인해 유발되는 치료도중오차를 보상하기 위해 필요한 PTV 마진은 2 mm에서 4 mm이었다. 반면에 분할 치료간 오차를 보상하기위해 필요한 PTV 마진은 7 mm에서 31 mm이었다. 12명의 환자에 대한 전체 평균오차는 17 mm이었다. 분할치료 간 오차는 호흡에 의해 유발되는 치료도중 오차에 비해 2배에서 15배까지 더 크게 나타났다. 유방암 치료에 있어 3차원 입체정형조사나 세기조절방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)를 적용하기에 앞서 반드시 셋업 오차의 크기를 측정하여 PTV에 적절히 반영되어야 한다. 유방에 대한 3차원 입체정형조사나 세기조절방사선치료를 위해 반드시 필요한 것은 아니지만, 큰 PTV 마진을 줄여주기 위해서는 영상유도방사선치료(Image Guided Radiation Therapy, IGRT)가 매우 유용하게 이용될 수 있다. 전자포탈영상장치 들은 본 보고서에서 기술한 바와 같은 자동분석소프트웨어를 반드시 포함하여야 한다. 이를 통해 수많은 EPID 영상들을 자동화 처리하고 오차분석을 시행함으로써 각 병원의 임상적용 방법 및 환경에 따라 상이하게 나타날 수 있는 오차의 크기를 감안한 적절한 PTV마진을 구하는데 도움을 얻을 수 있다. 이러한 장치들은 또한 최소의 노력으로 환자 치료를 관찰할 수 있는 귀중한 정보를 제공해 준다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제16권2호
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• pp.1-8
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• 2004

목적 : 전신 정위적 방사선 수술환자 치료 시 환자의 set up을 정확히 확인하고 평가하는 것은 치료 성적을 좌우 하는데 중요한 요소이다. 특히 폐암 환자의 경우 호흡 등에 의한 종양의 움직임으로 인해서 L-gram이나 EPID를 이용하여 정확한 위치를 확인하는데는 여러 가지 어려움이 있다. 이러한 문제점들에 대하여 verification system(exactrac)을 이용하여 set up의 정확성을 확인해 보고자 한다. 대상 및 방법 : Body frame(elekta, sweden)을 이용하여 전신 정위적 방사선 수술을 받는 폐암 환자 6명을 대상으로 (ABC tool을 사용한 환자 5명과 사용 안한 환자1명) 기존의 L-gram과 EPIDs로 image를 획득하여 Ant, Lat image를 비교하여 환자의 set-up을 확인하고 CT에서 얻은 DRR image와 Verification system(exactrac)의 X-ray image를 얻어서 두image를 3차원적으로 fusion하여 그 좌표 값(vertical, longitudinal, lateral)을 분석하고 기존의 방법과의 차이를 확인하였다. 결과 : L-gram과 EPIDs로는 정확한 좌표 값보다는 주관적으로 Set up의 정확성 여부를 판단하여 치료할 수 있었지만 Verification system(exactrac)을 이용하여 확인한 결과 치료환자의 Set up 전, 후의 좌표 값(vertical, longitudinal, lateral)이 0.5cm이내에 포함되는 것을 볼 수 있었고 좌표 값의 차이를 시각적이고 객관적으로 평가할 수 있어서 Set up의 정확성을 판단하는 데 유용했다. 결론 : Verification system(exactrac)을 사용하면 환자의 Set up이 정확한 지 치료 전 또는 중간에도 시각적인 확인이 가능한 장점이 있지만 기존의 방법보단 확인과정이 조금 복잡하고 CT scan 시 3mm 이내로 해야 하며 X-ray image가 선명하게 나타나야 된다는 단점이 있다. 이러한 문제점만 해결된다면 Set up의 정확성을 쉽게 확인할 수 있어서 치료 시 많은 도움이 되리라고 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.297-303
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• 2014

목 적 : Deep inspiration breath-hold(DIBH) 기법을 이용한 좌측 유방암의 방사선치료 중 환자의 호흡과 심장 위치의 변화에 대한 분석을 통해 DIBH 기법의 치료 재현성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 유방보존수술 후 DIBH 기법을 적용한 좌측 유방암 환자 3명을 대상으로 하였다. 전산화치료계획시스템(Eclipse version 10.0, Varian, USA)을 이용하여 자유호흡상태 Computed Tomography(CT)와 DIBH CT에서 동일한 전산화치료계획을 수립하여 심장의 체적과 선량을 비교하였고, RPM (Real-time Position Management) Respiratory Gating System (version 1.7.5, Varian, USA)의 데이터를 이용하여 환자의 호흡을 분석하였다. 치료 중 Electronic portal imaging device(EPID)를 이용한 Cine Acquisition 방법으로 영상을 획득하여 Varian 사의 Offline Review (ARIA 10, Varian, USA)에서 심장의 장축 거리를 측정하였다. 조사야 내 심장의 포함 정도를 비교 평가하기 위하여 동일한 3개(A, B, C)의 지점에서 길이 측정을 진행하였다. 결 과 : 자유호흡상태와 DIBH를 적용한 두 가지 전산화치료계획에서 심장평균선량 (6.82 vs 1.91 Gy), 심장의 V30 (68.57 vs $8.26cm^3$), V20(76.43 vs $11.34cm^3$)의 차이를 확인 할 수 있었다. 각 환자의 치료 중 DIBH 구간에서 호흡 진폭에 대한 표준편차의 평균값은 각각 ${\pm}0.07cm$, ${\pm}0.04cm$, ${\pm}0.13cm$로 분석되었다. 치료 중 획득한 영상에서 조사야 내에 포함되는 심장의 길이를 측정한 후 전산화치료계획에서의 심장의 길이와 비교한 결과 최대값은 0.32 cm, 최소값은 0.00 cm로 확인 되었다. 결 론 : 좌측 유방암 환자 치료 시 DIBH를 적용할 경우 심장에 들어가는 선량을 줄이기 위한 전산화치료계획을 수립하는데 용이할 뿐만 아니라, 실제 치료 중에도 심장의 위치에 대한 정확한 재현성과 심장 선량을 감소시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 EPID의 Cine acquisition 방법은 치료 선량 외에 추가적인 선량 없이 DIBH의 재현성 평가를 위한 매우 효과적인 방법이라고 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권3호
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• pp.139-142
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• 2014

본 연구의 목적은 흡수선량 재구성, 방사선 치료간의 재구성된 선량의 등록, 선량-체적 히스토그램의 생산등을 수행하는 선량 재구성의 임상적 응용시스템을 만들고 그것을 변형된 전립선 팬텀에 적용하는 것이다. 이를 위해 변형가능한 전립선 팬텀을 20 cm 깊이와 40 cm너비의 물팬텀에 집에 넣었다. 이것의 영상을 얻고, 전립선, 정낭 및 항문의 윤곽을 그렸다. 동일 평면에서 네개의 조사문을 이용하여 세기 변조계획을 세웠다.항문에 20 ml의 물풍선을 삽입하여 장기를 변형시켰다. 영상을 다시 획득하여 위 장기의 윤곽을 그렸다. XVMC몬테칼로 코드를 사용하여 두 팬텀및 EPID내에서 선량반응 인자를 계산하였다. 세기변조계획에서 얻어진 방사선을 두팬텀에 조사하여 EPID에서 적분형 영상을 얻었다. Demons 방법을 사용하여 변형된 팬텀을 변형전 팬텀에 등록시켰다. 이를 통해 단위체적별 위치변이 정보를 얻었고 이를 이용해 두 팬텀의 재 구성된 선량을 합하여 변형전 팬텀에 생산해 냈다. 순방향으로 계산된 치료계획 선량을 합산된 재구성된 선량과 비교하였다. 200 cGy에서 전립선과 정낭이 받든 체적은 차이를 거의 보이지 않았으나, 210 cGy 이상에서는 3%가량 차이를 보였다. 항문에서는 150-200 cGy영역에서 재구성된 선량에 의하여 받은 체적은 치료 계획과 비교하여 3% 이상 적었다. 본 연구를 통하여 선량 재구성의 임상적 응용시스템이 성공적으로 만들어 졌다. 변형된 전립선 팬텀에 적용되어 작지 않은 선량의 차이를 목표장기와 보호 장기에 보였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제25권1호
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• pp.31-36
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• 2000

방사선치료시 환자자세의 변화에 따라 방사선조사영역이 불일치하게 되어 주변의 정상조직에 불필요한 방사선조사가 생길수 있다. 본 연구에서는 골반부위 방사선 치료환자를 대상으로 Elecrtronic portal imaging device(EPID)로 고정기구를 사용한 방사선조사영역의 영상을 획득하여 고정기구사용에 따른 조사영역변화에 대한 오차를 분석하고자 한다 충남대학교병원 치료방사서과에서 1998년 8월부터 1999년 8월까지 21명의 골반부위 방사선치료환자를 대상으로 하였다. 환자들은 모두 앙와위자세를 유지하면서 치료를 받았고 고정기구를 사용하지 않은 11명과 고정기구를 사용한 10명으로 각각 나누어서 연구를 실행하였다 고정기구는 스터로폼을 이용하였다. 전체 치료과 정중 EPID를 이용하여 전면조사시 x(right-left)축, y(longitudinal)방향을, 측면조사는 z축(vertical) y축(longitudinal)방향을 대상으로 영상을 얻었다. 전체 치료과정중 얻은 영상들을 모의치료시 촬영한 기준필름과 matching기법을 이용하여 오차를 측정하였다. 고정기구를 사용하지 않은 11명 환자의 전면 조사영역의 경우 x축, y축으로의 평균이동값은 각각 0.19 mm, 0.48 mm이었고 계통이동과 우연이동은 평균이동으로부터 표준편차가 x축, y축으로 각각 2.38 mm, 2.19 mm와 1.92 mm, 1.29 mm이었다. 측면조사영역에서 z축, y축으혹의 평균이동값은 각각 -3.61 mm, 2.07 mm이었고 계통이동과 우연이동은 표준편차가 z축, y축므로 각각 3.20 mm, 2.29 mm와 2.73 mm, 1.62 mm이었다. 한편 고정기구를 사용란 10명 환자의 전면 조사영역에서 x축, y축으로의 평균이동값은 각각 0.71 mm, -1.07 mm이었고 계통이동과 우연이동은 표준편차가 x축, y축으로 각각 1.80 mm, 2.26 mm와 1.56 mm, 1.27 mm이었다. 측면조사영역에서 z축, y축으로의 평균이동값은 각각 -1.76 mm 1.08 mm 이었고 계통이동과 우연이동은 평균이동으로부터 표준편차가 x축, y축으로 각각 1.87 mm 2.83 mm와 1.68 mrn, 1.65 mm이었다. 본 연구에서는 고정기구를 사용한 환자군의 조사영역의 오차는 고정기구를 사용하지 않은 환자군의 조사영역의 오차에 비해 약간 감소됨을 확인할 수 있었다. 그리고 두그룹간의 우연오차는 감소하고 계통오차는 크게 변화하지 않는 경향을 보였다. 그러므로 골반부위 방사선 치료사 고정기구를 사용함으로써 방사선 조사영역에 대한 오차유발의 원인을 줄일 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제35권3호
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• pp.249-254
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• 2012

본 논문은 유방암 환자의 접선 조사 시, 치료 전 수행하는 electronic portal image와 치료 계획용 2-D reconstruction image를 비교하는 방법으로 자세의 정확성을 평가하고자 한다. 방사선 치료 중 접선조사(tangential breast treatment)만을 받는 22명의 유방암 환자를 대상으로 자세 정렬의 정확성을 확인 하였다. electronic portal image와 치료 계획용 2-D reconstruction image의 해부학적 기준 매개 변수를 비교하여 그 오차 도를 평가 하였다. 접선조사 환자의 44매 2-D reconstruction image와 110매의 EPID image 상의 비교 기준 매개 변수는 치료 조사면 중심부(field center)의 폐 길이, CLD(central lung distance), 치료 조사면 중심부의 연부조직 길이, CSTD(central soft tissue distance), 상부 총 폐 길이, ALD (above lung distance), 하부 총 폐 길이, BLD(below lung distance)이며, 내측 접선조사면(medial tangential field)에서 각 매개 변수의 오차 평균값은 1.0, -6.4, -2.1, 2.0, 각각의 표준편차(${\sigma}$)는 1.5, 2.3, 4.1, 1.1 이다. 외측 접선조사면(lateral tangential field)의 각 매개 변수 오차 평균값은 -1.5, -4.3, -2.7, -1.3 이며, 각각의 표준편차(${\sigma}$)는 3.3, 2.1, 2.9, 그리고 2.5로 나타났다. 접선조사 치료를 받는 유방암 환자의 EPID image 상에서 CLD, CSTD, ALD 그리고 BLD의 인식은 매우 용이하며 이를 근거로 자세 정렬 오차를 판단하는 것이 시간과 숙련도의 단축을 이끌어 낼 수 있다고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제30권3호
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• pp.65-73
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• 2019

Purpose: We evaluated the motion-induced dosimetric effects on the field-in-field (FIF) technique for whole-breast irradiation (WBI) using actual patient organ motion data obtained from cine electronic portal imaging device (cine EPID) images during treatment. Materials and Methods: Ten breast cancer patients who received WBI after breast-conserving surgery were selected. The static FIF (SFIF) plan involved the application of two parallel opposing tangential and boost FIFs. To obtain the amplitude of the internal organ motion during treatment, cine EPID images were acquired five times for each patient. The outside contour of the breast (OCB) and chest wall (CW) contour were tracked using in-house motion analysis software. Intrafractional organ motion was analyzed. The dynamic FIF (DFIF) reflecting intrafractional organ motion incorporated into the SFIF plan was calculated and compared with the SFIF in terms of the dose homogeneity index (DHI_90/10) for the target and V₂₀ for the ipsilateral lung. Results: The average motion amplitudes along the X and Y directions were 1.84±1.09 mm and 0.69±0.50 mm for OCB and 1.88±1.07 mm and 1.66±1.49 mm for CW, respectively. The maximum motion amplitudes along the X and Y directions were 5.53 and 2.08 mm for OCB and 5.22 and 6.79 mm for CW, respectively. Significant differences in DHI_90/10 values were observed between SFIF and DFIF (0.94 vs 0.95, P<0.05) in statistical analysis. The average V₂₀ for the lung in the DFIF was slightly higher than that of the SFIF in statistical analysis (19.21 vs 19.00, P<0.05). Conclusion: Our findings indicate that the FIF technique can form a safe and effective treatment method for WBI. Regular monitoring using cine EPID images can be effective in reducing motion-induced dosimetric errors.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-5
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• 2007

목적: 방사선치료 시 OBI (on board imager) 시스템으로 환자 셋업 오차(set-up error)를 확인, 보정한 결과를 분석하여, 셋업 오차(set-up error)의 경향 및 원인을 살펴보고, 기존 필름과 EPID (electronic portal imaging device)를 사용한 방법에 비해 OBI의 정확성과 유용성에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 2006년 3월부터 2006년 5월까지 본원에 내원한 3차원 치료계획 환자 130명을 대상으로 주 1회 이상 OBI를 이용하여 치료전 셋업 영상의 분석을 시행하였다. 직각으로 획득한 2개의 영상을 모의 치료실에서 획득한 기준영상(reference image)과 합성(Fusion) 후 분석을 하였다. 분석 후 Vertical, Lateral, Longitudinal 방향으로 변위(Shift)거리를 측정하여 오차를 분석했다. 또한, 주요 부위별, 방향별로 구분하여 셋업 오차(set-up error) 요인들을 비교, 평가하였다. 결과: OBI를 적용하여 분석한 환자 41.5%에서 변위가 없이 Setup이 정확하였고, 52.3%에서 $1{\sim}5mm$정도의 오차가 존재하였다. 5 mm오차 이상인 환자도 6.1%가 확인되었다. 5 mm이상의 오차를 보인 환자들은 치료실내에서 확인한 결과 환자의 움직임이나 모의치료 자세와의 차이에서 오는 결과임을 알 수 있었다. 또한, 3 mm이상의 오차 경향이 3번 이상 지속될 경우에는 모의 치료실로 이동하여 보정후 치료를 시행하였다. 결론: 치료 전 2인의 근무자가 셋업을 정확히 하고 3면의 레이저와 조사야를 확인하였지만, 직각의 KV 영상으로 분석한 결과 셋업 오차가 발생할 수 있음을 확인하였다. 기존의 EPID에 의한 MV 영상은 낮은 영상의 특성과 환자의 피폭선량 증가라는 단점이 존재하지만, 본 연구에서 분석한 OBI는 모의 치료와 같은 높은 화질의 영상으로 셋업 오차의 정확한 계산과 객관적인 셋업 보정이 가능하여 영상유도 방사선치료의 정확도와 유용성을 입증할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제18권2호
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• pp.114-119
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• 2000

목적 : small bowel displacement system (SBDS)을 이용한 골반부 방사선 치료시 치료간(intertreatment) 및 치료중(intratreatment) 중심점 위치변동의 편차를 분석하고, 그 결과를 임상적으로 이용하고자 하였다. 대상 및 방법 :자궁경부암 7명, 직장암 4명의 총 11명의 환자를 대상으로 electronic portal imaging device (EPID)를 이용하여 302건의 후-전문(postero-anterior port) 영상과 232건의 측문(lateral port) 영상을 얻었다. 모든 환자는 복와위 자세로 하복부에 SBDS를 사용하였다 방사선 조사야의 중심점과 배율을 맞추기 위하여 5개의 금속 기준점을 영상탐지판(image detection unit)에 부착시켰으며, EPID 영상의 골 기준점(bony landmark)을 정하여 모의치료시 촬영한 영상과 비교하여 정렬시킨 후 우-좌문, 두-미문, 그리고 후-전문 방향으로 중심점의 이동방향 및 거리를 분석하였다. 결과 : 우-좌문, 두-미문, 그리고 후-전문 방향으로의 치료간 중심점 이동의 평균값은 각각 1.2 mm ($\pm$1.6 mm), 1.0mm ($\pm$3.0 mm), 0.9 mm ($\pm$4.4 mm)이었으며, 각 방향으로의 5 mm 이상의 치료간 중심점 이동은 각각 2, 12, 24$\%$, 그리고 10 mm 이상의 치료간 중심점 이동은 각각 0, 0, 5$\%$이었다 큰 폭의 위치변동을 보인 방향은 후-전문 방향이었으며, 최대값은 11.5 mm 이었다. 우-좌문, 두-미문, 그리고 후-전문 방향으로의 치료중 중심점 이동의 평균값은 각각 0 mm ($\pm$0.9 mm), 0.1 mm ($\pm$1.9 mm), 0 mm ($\pm$1.6 mm)이었다. 5 mm 이상의 치료중 중심점 이동은 각각 0, 1 , 1$\%$이었다. 결론 : SBDS를 이용한 골반부 방사선 조사시 폭과 빈도가 가장 큰 치료간 위치변동은 후-전문 방향이므로, 측면의 후-전문 방향으로 추가적인 여유를 두는 것이 바람직할 것으로 판단된다.