• Radiation Oncology Journal
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• 제33권3호
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• pp.161-171
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• 2015

Image-guided radiation therapy (IGRT) is a process of incorporating imaging techniques such as computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), Positron emission tomography (PET), and ultrasound (US) during radiation therapy (RT) to improve treatment accuracy. It allows real-time or near real-time visualization of anatomical information to ensure that the target is in its position as planned. In addition, changes in tumor volume and location due to organ motion during treatment can be also compensated. IGRT has been gaining popularity and acceptance rapidly in RT over the past 10 years, and many published data have been reported on prostate, bladder, head and neck, and gastrointestinal cancers. However, the role of IGRT in lymphoma management is not well defined as there are only very limited published data currently available. The scope of this paper is to review the current use of IGRT in the management of lymphoma. The technical and clinical aspects of IGRT, lymphoma imaging studies, the current role of IGRT in lymphoma management and future directions will be discussed.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제33권4호
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• pp.37-52
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• 2022

Over the past decades, radiation therapy combined with imaging modalities that ensure optimal image guidance has revolutionized cancer treatment. The two major purposes of using imaging modalities in radiotherapy are to clearly delineate the target prior to treatment and set up the patient during radiation delivery. Image guidance secures target position prior to and during the treatment. High quality images provide an accurate definition of the treatment target and the possibility to reduce the treatment margin of the target volume, further lowering radiation toxicity and improving the quality of life of cancer patients. In this review, the various types of image guidance modalities used in radiation therapy are distinguished into ionized (kilovoltage and megavoltage image) and nonionized imaging (magnetic resonance image, ultrasound, surface imaging, and radiofrequency). The functional aspects, advantages, and limitation of imaging using these modalities are described as a subsection of each category. This review only focuses on the technological viewpoint of these modalities and any clinical aspects are omitted. Image guidance is essential, and its importance is rapidly increasing in modern radiotherapy. The most important aspect of using image guidance in clinical settings is to monitor the performance of image quality, which must be checked during the periodic quality assurance process.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제38권4호
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• pp.327-342
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• 2006

Radiation therapy is an important part of cancer treatment in which cancer patients are treated using high-energy radiation such as x-rays, gamma rays, electrons, protons, and neutrons. Currently, about half of all cancer patients receive radiation treatment during their whole cancer care process. The goal of radiation therapy is to deliver the necessary radiation dose to cancer cells while minimizing dose to surrounding normal tissues. Success of radiation therapy highly relies on how accurately 1) identifies the target and 2) aim radiation beam to the target. Both tasks are strongly dependent of imaging technology and many imaging modalities have been applied for radiation therapy such as CT (Computed Tomography), MRI (Magnetic Resonant Image), and PET (Positron Emission Tomogaphy). Recently, many researchers have given significant amount of effort to develop and improve imaging techniques for radiation therapy to enhance the overall quality of patient care. For example, advances in medical imaging technology have initiated the development of the state of the art radiation therapy techniques such as intensity modulated radiation therapy (IMRT), gated radiation therapy, tomotherapy, and image guided radiation therapy (IGRT). Capability of determining the local tumor volume and location of the tumor has been significantly improved by applying single or multi-modality imaging fur static or dynamic target. The use of multi-modality imaging provides a more reliable tumor volume, eventually leading to a better definitive local control. Image registration technique is essential to fuse two different image modalities and has been In significant improvement. Imaging equipments and their common applications that are in active use and/or under development in radiation therapy are reviewed.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권4호
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• pp.205-212
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• 2013

Cone Beam CT (CBCT)와 On Board Imaging (OBI)를 비롯하여 최근에 개발되고 있는 방사선 치료용 영상 장치(Image Guided Radiation Therapy, IGRT)의 사용으로 방사선 치료가 더욱 정확해지고 있다. 점차 사용 범위가 넓어지면서 표준치료법으로 자리잡았고 앞으로 사용하는 기관과 빈도가 더 늘어날 것으로 전망한다. IGRT는 그러나 안전하고 용도에 맞게 사용할 때만 효능을 볼 수 있다. 이를 위해 IGRT를 임상에 적용하기 전에 장치의 특성을 이해하고 병원의 임상 요구에 적합한 지침서를 미리 만들 필요가 있다. QA 프로그램과 환자가 받을 추가 선량에 대한 고려도 미리 준비해둘 필요가 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권1호
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• pp.1-24
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• 2013

방사선 치료 시 보다 정확한 환자자세 및 종양위치 확인을 위해 다양한 형태의 방사선영상장치들이 사용되면서 이에 따른 환자 피폭 관리의 필요성이 증대되고 있다. 진단영상의학 분야에서는 의료방사선 이용의 급격한 증가로 인해 이에 의한 2차 암발생률 증가에 대한 보고들이 사회적인 반향을 일으켰고, 투시촬영 및 CT 등에 의한 과다 피폭 사례가 밝혀지면서 이를 막기 위해 image gently, image wisely 캠페인이 수년전부터 미국을 중심으로 확산되고 있다. 반면에 방사선 종양학 분야에서는 방사선치료로 받는 선량에 비해 영상선량은 무시할 수준이어서 아직까지 이에 대한 관심이 상대적으로 작은 게 사실이다. 하지만 암의 조기 발견, 방사선치료 성적의 향상 등으로 환자의 기대수명이 증대되고 있고, 특히 소아의 경우 상대적으로 높은 방사선 민감도 및 기대 수명을 고려할 때 방사선장해방어를 위해 ALARA (As Low As Reasonably Achievable) 원칙에 입각하여 영상유도 방사선치료에 수반되는 영상선량의 적절한 관리가 필요하다고 사료된다. 하지만 영상유도기법으로 인해 방사선치료의 정확도를 높이고 고 선량이 피폭되는 치료범위를 더 작게 할 수도 있기 때문에 단순한 최소화가 아닌 최적화가 이루어져야 하겠다. 이러한 맥락에서 본 가이드라인에서는 (1) 영상유도기술 및 수반되는 영상선량에 대해 정리하고, (2) 영상유도 장비 및 이용실태에 대한 국내 현황을 파악, (3) 적절한 영상유도를 위한 최적화 방안들을 모색하여 권고안을 제시하고자 한다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제41권3호
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• pp.209-214
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• 2018

The results of CBCT was obtained using image guided radiation therapy for radiation therapy in 5 prostate cancer patients. Using these results, we compared and evaluated the dose changes according to the treatment plan depending on the volume and position of bladder, rectum, and prostate. The 28 images of CBCT were acquired using On-Board Imaging device before radiotherapy. After the outline of bladder, rectum, and PTV, pCT images and CBCT images for radiotherapy were treated respectively. The volume of the bladder was increased by 105.6% and decreased by 45.2%. The volume of the rectum was increased by 30.5% and decreased by 20.3%. Prostate volume was increased by 6.3% and decreased by 12.3%. The mean dose of the rectum was higher in the CBCT than in the pCT, and V40 (equivalent to 40 Gy) of the bladder showed a reduction in all treatment regimens in the CBCT than in the pCT. Conformity treatment and homogeneity index of PTV showed better results in all treatment regimens using pCT than CBCT. It was found that the dose distribution of the pelvic internal organs varied greatly according to the patient 's condition and pretreatment.

• Radiation Oncology Journal
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• 제36권4호
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• pp.254-264
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• 2018

This article reviewed new trends and controversial issues, including the intensification of chemotherapy and recent brachytherapy (BT) advances, and also reviewed recent consensuses from different societies on the management of locally advanced cervical cancer (LACC). Intensive chemotherapy during and after radiation therapy (RT) was not recommended as a standard treatment due to severe toxicities reported by several studies. The use of positron emission tomography-computed tomography (PET-CT) and magnetic resonance imaging (MRI) for pelvic RT planning has increased the clinical utilization of intensity-modulated radiation therapy (IMRT) for the evaluation of pelvic lymph node metastasis and pelvic bone marrow. Recent RT techniques for LACC patients mainly aim to minimize toxicities by sparing the normal bladder and rectum tissues and shortening the overall treatment time by administering a simultaneous integrated boost for metastatic pelvic lymph node in pelvic IMRT followed by MRI-based image guided adaptive BT.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권3호
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• pp.281-290
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• 2010

최근 디지털 단층영상합성법을 영상유도 방사선 치료에 활용하기 위한 연구가 활발히 시도되고 있다. 적은 수의 투사영상으로 삼차원 영상재구성이 가능하기 때문에 환자에 대한 피폭선량을 줄일 수 있으며, 환자의 움직임을 최소화할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 그러나 단층영상의 화질이 스캔 각도(${\beta}_{scan}$) 및 사용한 투사영상의 수 등 촬영조건에 크게 의존하는 단점이 있다. 본 연구에서는 필터링 후 역투사법을 이용한 디지털 단층영상합성의 구현에 대해 자세히 논하였으며, 이에 대한 최적 촬영조건에 대해 살펴 보았다. 이를 위해 시스템 성능을 신호 대 잡음비, 잔상퍼짐함수, 연산횟수를 조합한 이득함수로 정의하였으며, 다양한 촬영조건에 대해 실험을 통해 각 지표를 구한 후 평가하였다. 평가 결과 및 분석으로부터 큰 단위 스캔 각도(${\Delta}{\beta}$)로 60도 이상의 넓은 범위에 걸쳐 스캔을 할수록 높은 화질의 단층영상을 얻을 수 있다는 결론을 얻었다. 대략적으로 시스템 성능이 $\sqrt{{\Delta}{\beta}}{\times}{\beta}^{2.5}_{scan}$에 비례하였다. 만약 각 평가지표에 명확한 가중치를 부여할 수 있다면 보다 엄밀하고 구체적인 촬영조건을 구할 수 있을 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.305-314
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• 2023

의료기술의 발전과 방사선 치료 장비의 발전으로 세기변조방사선치료와 같은 고 정밀 방사선치료의 빈도수가 증가하였다. 정밀하고 복잡한 치료계획에서 방사선 치료 시 영상유도방사선치료는 필수가 되었다. 특히 선형가속기에 진단용 영상장비의 도입으로 CBCT스캔이 가능해졌으며 이는 3차원 이미지를 통해 환자의 자세를 검·교정할 수 있게 되었다. 보다 정밀한 환자 자세의 재현이 가능해졌지만, 영상획득과정에서 환자에게 전달되는 피폭선량은 무시할 수 없다. 방사선 치료분야에서 방사선 방호최적화는 필요하며 피폭저감화를 위한 노력은 필요하다. 하지만 3차원 CBCT영상 획득 시 피폭저감화를 위해 촬영조건을 변경하여 촬영할 경우 환자의 위치정렬을 할 수 없을 정도의 화질이나 인공물이 발생해서는 안 된다. 본 연구에서Rando phantom을 활용해 각 촬영조건별 영상을 스캔하고 평가하였다. 100 kV, 80 mA, 25 ms, F1 filter 180° 조건에서 가장 높은 SNR이 나타났다. 관전압, 관전류가 높아질수록 Noise가 감소했으며 보우타이필터는 높은 관전류에서 최적의 효과를 나타냈다. 실제 스캔된 이미지를 토대로 환자위치정렬이 모든 촬영조건에서 가능했으며 가장 낮은 SNR을 나타낸 70 kV, 10 mA, 20 ms, F0 filter 180° 조건에서 충분히 환자자세정렬을 위한 영상유도방사선치료는 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 촬영조건에 따른 영상평가를 실시하였으며 피폭 저감화를 위해 낮은 관전압과 관전류, 작은 회전각 스캔이 선량 저감화에 효과적일 것으로 보인다. 이를 토대로 CBCT촬영 시 환자의 피폭선량을 가능한 낮게 해야 할 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제44권4호
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• pp.149-155
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• 2019

Background: Magnetic resonance (MR) image guided radiation therapy system, enables real time MR guided radiotherapy (RT) without additional radiation exposure to patients during treatment. However, MR image lacks electron density information required for dose calculation. Image fusion algorithm with deformable registration between MR and computed tomography (CT) was developed to solve this issue. However, delivered dose may be different due to volumetric changes during image registration process. In this respect, synthetic CT generated from the MR image would provide more accurate information required for the real time RT. Materials and Methods: We analyzed 1,209 MR images from 16 patients who underwent MR guided RT. Structures were divided into five tissue types, air, lung, fat, soft tissue and bone, according to the Hounsfield unit of deformed CT. Using the deep learning model (U-NET model), synthetic CT images were generated from the MR images acquired during RT. This synthetic CT images were compared to deformed CT generated using the deformable registration. Pixel-to-pixel match was conducted to compare the synthetic and deformed CT images. Results and Discussion: In two test image sets, average pixel match rate per section was more than 70% (67.9 to 80.3% and 60.1 to 79%; synthetic CT pixel/deformed planning CT pixel) and the average pixel match rate in the entire patient image set was 69.8%. Conclusion: The synthetic CT generated from the MR images were comparable to deformed CT, suggesting possible use for real time RT. Deep learning model may further improve match rate of synthetic CT with larger MR imaging data.