• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제34권4호
• /
• pp.48-54
• /
• 2023

Purpose: In this study, the dosimetric characteristics of lung stereotactic body radiotherapy (SBRT) plans using the new Halcyon system were analyzed to assess its suitability. Methods: We compared the key dosimetric parameters calculated for the Halcyon SBRT plans with those of a conventional C-arm linear accelerator (LINAC) equipped with a high-definition multileaf collimator (HD-MLC)-Trilogy Tx. A total of 10 patients with non-small-cell lung cancer were selected, and all SBRT plans were generated using the RapidArc technique. Results: Trilogy Tx exhibited significant superiority over Halcyon in terms of target dose coverage (conformity index, homogeneity index, D_{0.1 cc}, and D_95%) and dose spillage (gradient). Trilogy Tx was more efficient than Halcyon in the lung SBRT beam delivery process in terms of the total number of monitor units, modulation factor, and beam-on time. However, it was feasible to achieve a dose distribution that met SBRT plan requirements using Halcyon, with no significant differences in satisfying organs at risk dose constraints between both plans. Conclusions: Results confirm that Halcyon is a viable alternative for performing lung SBRT in the absence of a LINAC equipped with HD-MLC. However, extra consideration should be taken in determining whether to use Halcyon when the planning target volume setting is enormous, as in the case of significant tumor motions.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제33권2호
• /
• pp.57-65
• /
• 2015

Stereotactic body radiotherapy (SBRT) represents a consolidated treatment option for patients with medically inoperable early stage non-small cell lung cancer (NSCLC). The clinical evidence accumulated in the past decade supports its use as an alternative to surgery with comparable survival outcomes. Due to its limited toxicity, SBRT is also applicable to elderly patients with very poor baseline pulmonary function or other severe comorbidities. Recent comparative studies in operable patients raised the issue of the possible use of SBRT also for this subgroup, with quite promising results that still should be fully confirmed by prospective trials with long-term follow-up. Aim of this review is to summarize and discuss the major studies conducted over the years on SBRT and to provide data on the efficacy and toxicity of this radiotherapy technique for stage I NSCLC. Technical aspects and quality of life related issues are also discussed, with the goal to provide information on the current role and limitations of SBRT in clinical practice.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제37권1호
• /
• pp.30-36
• /
• 2019

Purpose: This study aimed to identify the feasibility of the maximum standardized uptake value (SUVmax) on baseline 18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography-computed tomography (FDG PET/CT) as a predictive factor for prognosis in early stage primary lung cancer treated with stereotactic body radiotherapy (SBRT). Materials and Methods: Twenty-seven T1-3N0M0 primary lung cancer patients treated with curative SBRT between 2010 and 2018 were retrospectively evaluated. Four patients (14.8%) treated with SBRT to address residual tumor after wedge resection and one patient (3.7%) with local recurrence after resection were included. The SUVmax at baseline PET/CT was assessed to determine its relationship with prognosis after SBRT. Patients were divided into two groups based on maximum SUVmax on pre-treatment FDG PET/CT, estimated by receiver operating characteristic curve. Results: The median follow-up period was 17.7 months (range, 2.3 to 60.0 months). The actuarial 2-year local control, progression-free survival (PFS), and overall survival were 80.4%, 66.0%, and 78.2%, respectively. With regard to failure patterns, 5 patients exhibited local failure (in-field failure, 18.5%), 1 (3.7%) experienced regional nodal relapse, and other 2 (7.4%) developed distant failure. SUVmax was significantly correlated with progression (p = 0.08, optimal cut-off point SUVmax > 5.1). PFS was significantly influenced by pretreatment SUVmax (SUVmax > 5.1 vs. SUVmax ≤ 5.1; p = 0.012) and T stage (T1 vs. T2-3; p = 0.012). Conclusion: SUVmax at pre-treatment FDG PET/CT demonstrated a predictive value for PFS after SBRT for lung cancer.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제30권1_2호
• /
• pp.129-138
• /
• 2018

목 적 : 임상적으로 많이 시행하는 치료부위에 고차원 치료기법 적용 시 선형가속기에 장착된 다엽콜리메이터(Multi leaf collimator, MLC)의 형태가 치료계획에 미치는 영향을 연구해 보고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 척추암, 폐암 정위적체부방사선치료(Stereotactic body radiation therapy, SBRT)를 받은 환자와 전립선암, 폐암, 두경부암, 전골반암, 유방암의 용적변조회전치료(Volumetric modulated arc therapy, VMAT)를 시행한 환자들을 부위별로 10명씩 총 70명 선정하였다. Truebeam STx(Varian Medical system, Palo Alto, CA)의 high definition MLC(HD MLC)와 Vitalbeam(Varian Medical system, Palo Alto, CA)에 장착된 millenium MLC(M MLC)를 사용하였고, 치료계획은 Eclipse(Version 13.7, Varian Palo Alto USA, CA)를 이용하여 동일한 조건으로 환자마다 각각 2개씩 수립하였다. MLC의 형태에 따른 치료계획을 평가하기 위해 PTV coverage, conformity index(CI), homogeneity index(HI)를 비교하였고, 정상조직은 각 부위별로 임상에서 사용하는 평가 지표를 분석하였으며, 정상조직에서 저 선량 영역을 비교하기 위하여 $V_{30%}$을 평가하였다. 추가적으로 각 부위별로 치료표적의 길이 및 체적을 조사하였다. 결 과 : PTV coverage는 HD MLC를 적용한 폐암 SBRT에서 평균선량이 0.52 %, 척추암 SBRT에서 평균 선량과 최대선량이 각각 0.68 %, 1.13 %로 M MLC에 비해 감소하였다. CI와 HI는 척추암 SBRT 치료계획에서 HD MLC가 1.144, 1.079로 M MLC의 1.160, 1.092 보다 낮은 수치를 나타냈다(p<0.05). 결정장기의 선량 평가는 폐암 SBRT 치료계획에서 치료받는 쪽 폐의 평균선량이 HD MLC에서 1.48 %로 낮아졌다. 전립선암 VMAT은 HD MLC를 적용한 치료계획에서 방광의 $V_{30}$과 평균선량이 0.53 %, 1.42 %, 직장의 $V_{25}$와 평균선량이 0.97 %, 0.69 %로 감소하였다(p<0.05). 유방암 VMAT은 오히려 HD MLC를 사용한 치료계획에서 심장의 평균선량이 0.83 %로 높아졌다. 다른 치료부위 평가지표들은 두 MLC를 적용한 치료계획 사이에 큰 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 결 론 : 본 연구 결과 SBRT나 전립선암 VMAT과 같이 치료표적의 길이가 짧고 크기가 작은 경우 HD MLC를 사용하는 것이 PTV coverage 및 정상조직 보호 효과 면에서 다소 이점이 있는 것으로 나타났으나, 그 외 상대적으로 길고, 큰 폐암, 두경부암, 전골반암, 유방암 VMAT에서는 MLC의 형태가 치료계획에 미치는 영향은 크지 않았다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제25권2호
• /
• pp.100-109
• /
• 2014

정위신체방사선치료(SBRT)에서 환자의 호흡에 대한 정확한 치료위치의 확보는 필수적으로 고려되어야 하며 그 정확성에 관련하여 많은 연구들이 진행되어왔다. 본 연구에서는 실제 호흡에 의한 움직임과 실제 환자 폐의 형태를 고려한 팬텀실험으로 실제 치료에서 일어나는 임상적 상황을 모사함으로 호흡 동조 부피적조절회전 방사선치료(Volumeric Modulated Arc Therapy, VMAT) 기법을 이용한 폐부 SBRT의 정확성을 분석하는 방법을 제시하고자 하였다. SBRT을 받은 폐암 환자의 CT 영상을 기반으로 3D 프린터를 이용하여 치료부위와 유사하게 폐 팬텀을 제작하였고 환자 호흡과 동일하게 움직임을 재현할 수 있도록 $QUASAR^{TM}$ 호흡 동조 구동 팬텀(Modus Medical Devices, London, Canada)에 장착하여 호흡동조 VMAT에서의 2차원 선량 분포를 평가할 수 있는 시스템을 구축하였다. 폐 팬텀은 종양부위를 중심으로 2등분하여 EBT3 필름을 삽입하고 선량분포를 측정할 수 있도록 제작되었다. 비균질 조건에서의 선량계산의 정확성을 확인하기 위하여 균질한 플라스틱 팬텀과 제작된 비균질 폐 팬텀에서 Analytical Anisotropic Algorithm (AAA)와 AcurosXB (AXB) 두가지 알고리즘으로 선량계산을 하여 비교, 분석하였다. 움직임에 대한 치료의 정확성을 평가하기 위하여 호흡동조와 비 호흡동조의 경우, 그리고 움직임이 없는 조건에서 선량분포를 취득하여 치료계획 선량에 대한 감마지표를 분석하였다. 치료부위 GTV에서의 CT number는 실제 환자의 경우 78 HU를 나타내었고 모사된 폐 팬텀의 경우 92 HU를 나타내었다. 팬텀 내 폐 조직부분은 3D프린터로 적층하는 과정에서 격자구조의 형태를 이용하여 구현하였다. 측정된 필름선량은 AAA 알고리즘을 이용한 치료계획 선량에 대하여 움직이는 팬텀에서 호흡동조의 유무에 따라 3%/3 mm 감마지표 조건하에서 각각 88%와 78%의 감마합격률을 나타내었으며, 움직임이 없는 경우 95% 이상의 감마합격률을 보였다. AXB 알고리즘을 적용하였을 경우에는 모든 경우에서 98% 이상의 합격률을 나타내었다. 균질한 플라스틱 팬텀에 대하여 측정하였을 때 두가지 선량계산 알고리즘을 포함한 모든 조건에서 99% 이상의 감마합격률을 나타내었다. 선택된 환자의 호흡 진폭이 비교적 작고 inhale보다는 exhale에 더 오래 머무르는 호흡패턴 때문에 3%/3 mm 감마 기준에서는 호흡에 따른 차이가 거의 나타나지 않은 것으로 이해되었다. 선량계산의 정확성에서는 AAA 알고리즘을 적용하였을 때보다 AXB 알고리즘을 적용하였을 때가 균질과 비균질 환경에서의 선량 분포에 따른 감마 합격률의 차이가 적게 나타남을 확인 할 수 있었다. 본 논문에서는 환자와 유사하게 제작된 폐 팬텀에 실제 환자 호흡 패턴을 연동함으로 새로운 4D 치료선량 분포 검증 방법을 제시하였고 보다 사실적인 선량분포를 반영한 개별 환자 치료의 정확성 검증이 가능할 것으로 평가되었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.17-25
• /
• 2016

목 적 : 정위적체부방사선치료(Stereotactic Body Radiation Therapy, SBRT)를 시행하는 폐암환자의 호흡 변화에 따른 종양 움직임의 재현성을 비교 분석하고, 치료 중 환자 호흡의 안정도를 확인하여 호흡 신호 확인 과정의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 호흡연동방사선치료(Respiratory Gated Radiation Therapy, RGRT)를 실시한 30명과 RGRT를 시행하지 않는 30명을 그룹1, 2로 정하고, 4-Dimensional Computed Tomography (4-DCT), Cone-Beam CT (CBCT), 투시 영상에서 측정한 종양의 움직임 차이를 비교하였다. 그룹2를 대상으로 치료 중 호흡의 안정도를 확인하기 위해서 Real-time Position Management (RPM) System (version 1.7.5, Varian, USA)을 이용하여 호흡 신호의 기준 구간을 설정하고 치료 중 환자의 호흡이 정해진 구간에서 벗어난 횟수를 측정하였다. 결 과 : 4DCT에서 측정한 평균 움직임과 CBCT에서 평균 움직임의 차이가 그룹1은 전 후 방향, 축 방향, 측 방향 각각 1.0 mm, 1.1 mm, 1.9 mm, 그룹2는 0.3 mm, 0.9 mm, 0.4 mm로 확인되었다. 4DCT와 투시 영상의 축 방향에 대한 평균 움직임 차이는 그룹1에서 0.6 mm, 그룹2에서는 2.3 mm였고, CBCT와 투시 영상의 축 방향에 대한 차이는 그룹1에서 1.7 mm, 그룹2에서 1.4 mm의 차이를 보였다. 그룹2에서 1회 치료(15Gy)를 시행하는 동안 호흡 기준을 벗어나지 않고 치료가 시행된 경우는 대상 환자 30명의 총 120회 중 32회였고, 가장 많이 벗어난 환자는 1회 치료 시 최대 108번 설정 기준을 벗어난 것으로 확인되었다. 결 론 : 전체 대상 환자의 종양 움직임은 각각의 영상에서 평균적으로 5 mm 미만의 차이를 보였지만 특정 환자의 경우 13 mm이상의 차이가 있었고, RGRT를 적용하지 않은 환자들의 치료 중 호흡이 불안정한 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 고 선량이 전달되는 폐암 환자의 SBRT 시 RGRT를 적용하지 않는 환자에 대해서도 종양 움직임을 확인하고 RPM system 을 이용한 치료 중 호흡 관찰을 실시한다면, 치료 중 계획된 선량 전달의 정확성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

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

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제31권4호
• /
• pp.247-251
• /
• 2013

Purpose: This study aimed to investigate efficient approaches for determining internal target volume (ITV) from four-dimensional computed tomography (4D CT) images used in stereotactic body radiotherapy (SBRT) for patients with early-stage non-small cell lung cancer (NSCLC). Materials and Methods: 4D CT images were analyzed for 15 patients who received SBRT for stage I NSCLC. Three different ITVs were determined as follows: combining clinical target volume (CTV) from all 10 respiratory phases ($ITV_{10Phases}$); combining CTV from four respiratory phases, including two extreme phases (0% and 50%) plus two intermediate phases (20% and 70%) ($ITV_{4Phases}$); and combining CTV from two extreme phases ($ITV_{2Phases}$). The matching index (MI) of $ITV_{4Phases}$ and $ITV_{2Phases}$ was defined as the ratio of $ITV_{4Phases}$ and $ITV_{2Phases}$, respectively, to the $ITV_{10Phases}$. The tumor motion index (TMI) was defined as the ratio of $ITV_{10Phases}$ to $CTV_{mean}$, which was the mean of 10 CTVs delineated on 10 respiratory phases. Results: The ITVs were significantly different in the order of $ITV_{10Phases}$, $ITV_{4Phases}$, and $ITV_{2Phases}$ (all p < 0.05). The MI of $ITV_{4Phases}$ was significantly higher than that of $ITV_{2Phases}$ (p < 0.001). The MI of $ITV_{4Phases}$ was inversely related to TMI (r = -0.569, p = 0.034). In a subgroup with low TMI (n = 7), $ITV_{4Phases}$ was not statistically different from $ITV_{10Phases}$ (p = 0.192) and its MI was significantly higher than that of $ITV_{2Phases}$ (p = 0.016). Conclusion: The $ITV_{4Phases}$ may be an efficient approach alternative to optimal $ITV_{10Phases}$ in SBRT for early-stage NSCLC with less tumor motion.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제25권2호
• /
• pp.110-115
• /
• 2014

원발성 폐암의 정위적 체부 방사선치료(Stereotatic Body Radiation Therapy; SBRT)시에, 종양주위의 빔 배열을 균등하게 한 $360^{\circ}$회전각도(Equally angles; EA)와 종양주위의 빔 배열을 부분각도(Partially angles; PA)로 배열한 치료계획의 선량차이를 확인하기 위하여, 세기조절방사선치료(Intensity-modulated radiation therapy, IMRT)와 체적변조회전치료(Volumetric-modulated arc therapy, VMAT)의 종양의 선량, 동측 폐의 선량, 반대측 폐의 선량, 손상위험장기(Organ at risk, OAR)의 선량, 치료효율 등을 비교분석 하였다. 12명의 환자에서 각각 4종류($IMRT_{EA}$, $IMRT_{PA}$, $VMAT_{EA}$, $VMAT_{PA}$)의 치료계획을 생성하였으며, 처방선량은 총 선량 60 Gy, 4회 분할치료로 표적체적 95%에 대해 100% 선량이 포함되게 하였다. IMRT와 VMAT의 치료계획 평가에서 $360^{\circ}$회전각도의 빔 균등배열과 부분각도 빔 배열에서 변수중 선량일치지수, 균질성지수, 고선량 유출, $D_{2cm}$, $R_{50}$은 빔 배열에 따라 크게 차이가 나지 않았다. 또한 손상위험장기인 척수, 기관지, 식도의 최고선량은 각각의 방법에 따라 차이를 나타내었다. 특히 $HDS_{location}$에서 21.63%와 26.46%의 큰 차이를 나타내었다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
• /
• 제17권5호
• /
• pp.2573-2577
• /
• 2016

Objective: The aim of this study was to determine a method of dose prescription that minimizes normal tissue irradiation outside the planning target volume (PTV) during stereotactic body radiotherapy (SBRT) for patients with non-small cell lung cancer. Methods: Previous research and patients with typical T1 lung tumors with peripheral lesions in the lung were selected for analysis. A PTV and several organs at risk (OARs) were constructed for the dose calculated; six treatment plans employing intensity modulated radiotherapy (IMRT) were produced, in which the dose was prescribed to encompass the PTV, with the prescription isodose level (PIL) set at 50, 60, 70, 80, 90 or 95% of the isocenter dose. Additionally, four OARs around the PTV were constructed to evaluate the dose received in adjacent tissues. Results: The use of higher PILs for SBRT resulted in improved sparing of OARs, with the exception of the volume of lung treated with a lower dose. Conclusions: The use of lower PILs is likely to create significant inhomogeneity of the dose delivered to the target, which may be beneficial for the control of tumors with poor conformity indices.