• Radiation Oncology Journal
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• 제35권1호
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• pp.90-100
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• 2017

Purpose: To Study the dosimetric advantage of the Jaw tracking technique in intensity-modulated radiotherapy (IMRT) and volumetric-modulated arc therapy (VMAT) for Head and Neck Cancers. Materials and Methods: We retrospectively selected 10 previously treated head and neck cancer patients stage (T1/T2, N1, M0) in this study. All the patients were planned for IMRT and VMAT with simultaneous integrated boost technique. IMRT and VMAT plans were performed with jaw tracking (JT) and with static jaw (SJ) technique by keeping the same constraints and priorities for a particular patient. Target conformity, dose to the critical structures and low dose volumes were recorded and analyzed for IMRT and VMAT plans with and without JT for all the patients. Results: The conformity index average of all patients followed by standard deviation (${\bar{x}}{\pm}{\sigma}_{\bar{x}}$) of the JT-IMRT, SJ-IMRT, JT-VMAT, and SJ-VMAT were $1.72{\pm}0.56$, $1.67{\pm}0.57$, $1.83{\pm}0.65$, and $1.85{\pm}0.64$, and homogeneity index were $0.059{\pm}0.05$, $0.064{\pm}0.05$, $0.064{\pm}0.04$, and $0.064{\pm}0.05$. JT-IMRT shows significant mean reduction in right parotid and left parotid shows of 7.64% (p < 0.001) and 7.45% (p < 0.001) compare to SJ-IMRT. JT-IMRT plans also shows considerable dose reduction to thyroid, inferior constrictors, spinal cord and brainstem compared to the SJ-IMRT plans. Conclusion: Significant dose reductions were observed for critical structure in the JT-IMRT compared to SJ-IMRT technique. In JT-VMAT plans dose reduction to the critical structure were not significant compared to the SJ-IMRT due to relatively lesser monitor units.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제17권12호
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• pp.5107-5111
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• 2016

Background: Epidemiological studies have indicated an increasing incidence of radiation induced secondary cancer (SC) in breast cancer patients after radiotherapy (RT), most commonly in the contra-lateral breast (CLB). The present study was conducted to estimate the SC risk in the CLB following 3D conformal radiotherapy techniques (3DCRT) including wedge field and forward intensity modulated radiotherapy (fIMRT) based on the organ equivalent dose (OED). Material and Methods: RT plans treating the chest wall with conformal wedge field and fIMRT plans were created for 30 breast cancer patients. The risks of radiation induced cancer were estimated for the CLB using dose-response models: a linear model, a linear-plateau model and a bell-shaped model with full dose response accounting for fractionated RT on the basis of OED. Results: The plans were found to be ranked quite differently according to the choice of model; calculations based on a linear dose response model fIMRT predict statistically significant lower risk compared to the enhanced dynamic wedge (EDW) technique (p-0.0089) and a non-significant difference between fIMRT and physical wedge (PW) techniques (p-0.054). The widely used plateau dose response model based estimation showed significantly lower SC risk associated with fIMRT technique compared to both wedge field techniques (fIMRT vs EDW p-0.013, fIMRT vs PW p-0.04). The full dose response model showed a non-significant difference between all three techniques in the view of second CLB cancer. Finally the bell shaped model predicted interestingly that PW is associated with significantly higher risk compared to both fIMRT and EDW techniques (fIMRT vs PW p-0.0003, EDW vs PW p-0.0032). Conclusion: In conclusion, the SC risk estimations of the CLB revealed that there is a clear relation between risk associated with wedge field and fIMRT technique depending on the choice of model selected for risk comparison.

• Radiation Oncology Journal
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• 제36권4호
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• pp.276-284
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• 2018

Purpose: Traditionally, three-dimensional conformal radiation therapy (3D-CRT) is used for neoadjuvant chemoradiation in locally advanced rectal cancer. Intensity-modulated radiation therapy (IMRT) was later developed for more conformal dose distribution, with the potential for reduced toxicity across many disease sites. We sought to use the National Cancer Database (NCDB) to examine trends and predictors for IMRT use in rectal cancer. Materials and Methods: We queried the NCDB from 2004 to 2015 for patients with rectal adenocarcinoma treated with neoadjuvant concurrent chemoradiation to standard doses followed by surgical resection. Odds ratios were used to determine predictors of IMRT use. Univariable and multivariable Cox regressions were used to determine potential predictors of overall survival (OS). Propensity matching was used to account for any indication bias. Results: Among 21,490 eligible patients, 3,131 were treated with IMRT. IMRT use increased from 1% in 2004 to 22% in 2014. Predictors for IMRT use included increased N stage, higher comorbidity score, more recent year, treatment at an academic facility, increased income, and higher educational level. On propensity-adjusted, multivariable analysis, male gender, increased distance to facility, higher comorbidity score, IMRT technique, government insurance, African-American race, and non-metro location were predictive of worse OS. Of note, the complete response rate at time of surgery was 28% with non-IMRT and 21% with IMRT. Conclusion: IMRT use has steadily increased in the treatment of rectal cancer, but still remains only a fraction of overall treatment technique, more often reserved for higher disease burden.

• 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.

• 대한방사선치료학회지
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• 제15권1호
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• pp.41-52
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• 2003

I. 목적 방사선 치료계획에 있어서 정상조직의 선량과 치료부위 선량의 분포는 매우 중요하다. 또한 치료부위의 균일한 선량분포를 얻기 위하여 여러 가지 방법을 이용하고 있다. 특히 두경부(Head & Neck) 종양의 방사선 치료 시 체표 윤곽의 변화가 심하여 이에 따른 선량 불균일 보정이 필요하다. 기존의 치료방법으로는 parotid gland 와 spinal cord 의 tolerance dose 이하를 유지하면서 planning target volume(PTV)에 충분한 치료 선량을 전달하기에는 여러 가지 어려움이 있다. 이에 본원에서는 Forward IMRT를 이용한 방사선 치료의 유용성 및 실용적인 정도관리 방법에 관한 연구를 하였다. II. 대상 및 방법 본 연구는 두경부(Head & Neck) 종양 비인두암(nasophrygeal cancer)의 방사선 치료가 요구되는 환자를 대상으로 하여 2차원적인 치료계획과 dynamic Mulit-Leaf Collimator(dMLC)를 이용하여 partial block technique(PBT)방법을 적용한 Forward IMRT를 위한 치료계획을 dose volume histogram(DVH)로 비교 분석하였다. 또한 정도관리(quality assurance, QA)를 위하여 필름과 pinpoint chamber를 이용하여 정확한 선량 평가를 실시하였다. III. 결과 2차원적인 치료계획과 Forward IMRT를 적용한 치료계획의 DVH를 비교 분석한 결과 Forward IMRT를 적용한 치료계획이 Rt, Lt parotid gland와 spinal cord에 들어가는 선량을 좀더 줄일 수 있었다. 이러한 Forward IMRT의 시도로 조사면의 방사선 세기가 정상조직의 보호를 개선시키고 치료의 최적화를 이룰 수 있었다. Inverse IMRT에 비해 기존의 3차원적 치료계획 장치를 이용할 수 있고 비교적 단순한 방사선 세기 패턴이므로 정도관리가 용이하였다. IV. 결론 Forward IMRT는 2차원적인 치료법에 비하여 PTV에는 균일한 선량분포를 이루면서 정상조직에는 tolerance dose 이하로 선량을 전달 할 수 있는 치료기법이었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.225-232
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• 2014

전유방절제술을 시행하고 방사선치료시 조사야에 흉벽과 IMNs이 포함되어 심장과 동측 폐에 고선량의 방사선이 흡수되어 만성이환율에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 전유방절제술을 시행한 유방암 환자의 방사선 치료시 IMRT와 VMAT 기법을 이용하여 선량분포양상을 비교하고자 한다. 유방암 진단을 받고 전유방절제술과 방사선 치료를 시행 받은 환자 중 PTV내에 IMNs가 포함되는 10명의 환자를 선택하여 환자의 흉벽조직, SCL, IMNs을 포함하여 각각 IMRT와 VMAT를 이용하여 치료계획을 실시한 후 PTV의 일치성과 심장 및 폐에 입사되는 선량을 서로 비교하고자 하였다. 그 결과 IMRT와 VMAT에서 모두 PTV의 일치성은 동일 양상(p<0.05)을 보였으며, 좌측유방암 환자인 경우 심장의 고선량 영역은 VMAT이 더 적은 체적으로 관찰(p<0.05)되었다. 폐선량의 경우 IMRT 보다 VMAT시 선량이 더 적게 관찰(p<0.05)되었다. IMNs을 포함하여 치료하는 경우 VMAT가 IMRT보다 방사선 치료 효율이 높을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6346-6352
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• 2013

직장암의 방사선치료는 정지된 영상을 이용하였다. 하지만 방사선치료 시 환자의 움직임이 발생된다. 이에 직장암 환자 14명을 대상으로 치료시간과 체형에 따른 기법별 자세오차를 비교하고자 하였다. 또한 평균오차에 대한 기법별 선량학적 변화량을 비교하였다. 비교를 통해 치료기법 선택의 기준을 마련하고자 하였다. 측정결과 3DCRT와 VMAT은 치료시간 및 자세오차가 비슷하였다. 이에 비해 IMRT는 치료시간이 약 2배, 자세오차는 약 4배 증가하였다. 체형에서는 비만형일수록 모든 치료기법에서 자세오차가 증가하였다. 선량평가에서는 소장측면에서는 동일한 오차에 대해 IMRT와 VMAT이 3DCRT에 비해 큰 폭의 선량증가를 보였다. 따라서 비만형인 직장암 환자의 경우 치료시간이 짧은 3DCRT를 적용하여야 한다. 소장의 피폭이 많을 경우에는 IMRT보다는 VMAT을 선택하여야 한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.469-476
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• 2016

본 논문에서는 움직이는 타깃을 대상으로 처방선량과 치료기법에 따른 흡수선량을 유리선량계를 이용하여 평가하였다. 타깃의 움직임에 따라 조사야에서 벗어나는 정도에 따른 선량을 MCNPX를 이용하여 모의모사하였으며 그 결과 조사야에서 이격하는 거리에 비례하여 감소하는 것으로 나타났다. 처방선량에 따른 흡수선량의 결과는 3D CRT의 경우 저선량에서 IMRT보다 흡수선량이 높은 것으로 나타났으며, 대선량에서는 IMRT가 더 높은 비율을 보였다. 치료기법에 따른 결과는 3D CRT가 가장 우수한 것으로 나타났으며, IMRT의 sliding window방식이 가장 낮은 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 3D CRT가 움직이는 타깃에 가장 높은 선량을 조사할 수 있는 기법으로 평가되었다. 하지만 정상조직의 보호효과와 환자의 상태 등을 고려한 적절한 치료기법의 선택으로 치료효과를 높일 수 있는 노력이 필요할 것이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제34권
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• pp.7-12
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• 2022

목 적: 볼루스 적용이 어려운 코와 같은 요철 부위 치료 시 피부 선량 확보에 어려움이 있는 경우, IMRT(Intensity Modulated Radiation Therapy)전달 기법 과 평균 에너지가 낮은 FFF(Flattening Filter Free)를 조합한 치료 계획으로 피부 선량 증가 여부를 팬텀 실험을 통해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 두경부암 치료시 가장 흔하게 사용하는 6MV-FF(Flattening Filter) VMAT(Volumetric-Modulated Arc Therapy) 치료계획을 기준으로 정하고, VMAT와 IMRT, FF와 FFF, 5 mm 볼루스 적용 유무를 조합하여 비교군을 생성하였다. 란도 팬텀 콧등에 가상 타겟을 생성하였고, 5 mm 의 가상의 볼루스를 란도 팬텀 콧등 위에 완전 밀착을 가정하여 적용하였다. 팬텀의 코를 기준으로 5개 측정지점을 정하고 각각의 치료계획 을 치료테크닉과 bolus 적용유무에 맞게 치료계획 당 3회를 조사하여 흡수선량을 측정하였다. 결 과: FF vs FFF 에서의 피부선량 차이는 VMAT bolus off에서 FFF인 경우 증가하였고, IMRT bolus off의 경우 차이를 나타내지 않았다. VMAT bolus 5 mm, IMRT bolus 5 mm에서는 FFF에서 오히려 피부선량이 감소되는 것을 확인 할 수 있었다. VMAT vs IMRT 피부선량 차이는 FFF bolus off 의 경우에만 피부선량이 증가했고, 나머지는 통계적 차이가 없었다. bolus off vs bolus 5 mm 에서의 피부선량 차이는 IMRT FFF 을 사용했을 경우만 제외하고는 모두 bolus 5 mm 에서 피부선량이 증가하는 것을 확인하였다. IMRT와 FFF를 조합한 치료 계획은 통상적으로 사용되는 VMAT와 FF를 사용하여 5 mm 볼루스를 적용한 치료 계획 피부선량의 측정값을 분석한 결과 통계적으로 유의미한 차이를 발견하지 못했다. 따라서 IMRT_FFF 를 사용함으로써 VMAT_FF 에 5 mm 볼루스 적용한 것과 비슷한 수준의 피부선량 전달이 가능할 것이라 사료되며, 이는 높은 피부선량이 필요하지만, 볼루스 적용이 어려운 환자와 같은 경우에 유용할 수 있다. 결 론: 볼루스 적용이 어려운 환자의 경우, VMAT와 FF에 비교하여 IMRT와 FFF를 적절히 조합한 치료 계획으로 피부 선량 증가를 기대할 수 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.365-371
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• 2012

암환자의 방사선 치료기술은 3D-CRT, IMRT, Tomotherapy로 발전해 가고 있으며 이 3가지의 치료법은 임상에서 가장 많이 쓰이는 방사선 치료기술이다. 본 연구에서는 3D-CRT, IMRT(Linac Based) 그리고 Tomotherapy 치료시 정상조직과 종양조직의 선량분포를 비교해 보고자 한다. 실험방법으로는 조직 등가물질로 이루어진 인체모형팬톰 (Anthropomorphic Phantom)을 대상으로 CT simulation을 실시(Slice Thickness : 3mm)하여 획득된 영상에 GTV를 비인두 부위로 정하고 PTV는 GTV에 2mm정도의 영역을 포함시켜 치료계획용 장비(ADAC-Pinnacle3. Tomotherapy Hi-Art System)으로 전송한다. 치료계획은 PTV의 처방선량을 7020 cGy로 설정한 후 PTV에 부여되는 선량값과 정상조직인 이하선, 구강, 척수에 흡수되는 선량값을 산출하였다. 실험결과 PTV에 분포된 선량값은 Tomotherapy, Linac Based - IMRT, 3D-CRT가 각각 6923 cGy, 6901 cGy, 6718 cGy의 선량분포를 보여 종양조직 처방선량값인 7020 cGy의 95%이상 부여되어 종양제어측면(TCP)에 부합하였으며 정상조직(이하선, 구강, 척수)은 각각 1966 cGy (Tomotherapy), 2405 cGy(IMRT), 2468 cGy(3D-CRT)[이하선], 2991 cGy(Tomotherapy), 3062 cGy(IMRT), 3684 cGy(3D-CRT)[구강], 1768 cGy(Tomotherapy), 2151 cGy(IMRT), 4031 cGy(3D-CRT)[척수]의 선량이 분포되었으며 이는 정상조직 합병증발생율(NTCP)의 선량을 넘지 않았다. 모든 치료기법에서 종양조직과 정상조직이 선량분포측면에 부합하였다. 3D-CRT의 치료법이 선량분포 면에서 가장 양호하지 않았지만 종양조직제어율(TCP)과 정상조직합병증율(NTCP)을 고려해 볼 때 기준치를 벗어나지 않는 선량이 분포 되었다. 상대적으로 선량분포가 우수한 Tomotherapy, IMRT는 오랜 치료시간 때문에 폐쇄공포증환자나 호흡불량 환자가 치료받는데 어려울 수 있다. 특히 토모테라피의 경우 치료 전에 고에너지 컴퓨터 단층촬영을 매일 실시하기 때문에 불필요한 방사선 피폭을 초래할 수 있다. 결론적으로 Tomotherapy가 선량분포에서 가장 우수한 치료기법으로 평가되었으며, IMRT, 3D-CRT의 순으로 방사선치료의 적합성을 보였다. 하지만 실제 치료시 환자의 상태에 따라 제한적으로 3차원 입체조형치료를 시행하여도 무방하다고 사료된다.