• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.123-135
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• 2012

목 적: 비소세포성 폐암 환자의 호흡 조절 방사선 치료 시 호흡에 의한 종양의 움직임을 최소화하는 것이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 자유호흡 주기와 제한호흡 주기를 각각 적용한 치료 계획을 비교, 분석하여 제한 호흡 주기의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 2011년 4월부터 12월까지 비소세포성 폐암 환자 9명(tumor n=10)을 대상으로 환자에게 평소의 호흡주기를 바탕으로 측정한 '자유호흡 주기'와 의도적으로 줄인 '제한호흡 주기'를 '신호모니터-호흡(guided-breathing)'법을 사용하여 각각 훈련을 실시한 후 RPM과 4차원 전산화 단층촬영 모의치료기를 이용해 치료계획용 4D CT를 실시하여 총 10개의 호흡 위상(respiration phase)별 CT 영상을 획득하였다. 각 호흡 주기의 CT 영상에 관측자 두 명이 각각 설정한 육안적 종양체적(Gross Tumor Volume, GTV)과 내부표적체적(Internal Target Volume, ITV)부피를 측정, 비교하였고 들숨(end-inspiration, EI)인 0%와 날숨(end-exhalation, EE)인 50% 위상에서의 center of mass (COM)를 측정하여 종양 움직임의 진폭을 측정했다. 또한 관측자 두명이 각각 두 호흡 주기를 적용한 치료계획을 수립하였고 정상 폐 평균선량(mean dose to normal lung, MDTNL)과 정상 폐 용적의 정상조직합병증확률(normal tissue complication probability, NTCP)을 비교, 분석하였으며 측정된 자료의 정량적 평가를 위해 통계 분석을 실시했다. 결 과: 관측자 두 명의 '제한호흡 주기'를 적용한 치료 계획을 분석한 결과 '자유호흡 주기'에 비해 종양의 3D 방향 움직임이 관측자 1의 경우 38.75%, 관측자 2의 경우 41.10%의 감소율을 보였고 GTV와 ITV의 부피를 측정, 비교한 결과 GTV의 부피는 관측자 1의 경우 $14.96{\pm}9.44%$, 관측자 2의 경우 $19.86{\pm}10.62%$, ITV의 부피는 관측자 1의 경우 $8.91{\pm}5.91%$, 관측자 2의 경우 $15.52{\pm}9.01%$의 감소율을 보였으며 MDTNL과 NTCP를 분석, 비교한 결과 MDTNL은 관측자 1의 경우 $3.98{\pm}5.62%$, 관측자 2의 경우 $7.62{\pm}10.29%$의 감소율을, NTCP의 경우 관측자 1의 결과 $21.70{\pm}28.27%$, 관측자 2의 결과 $37.83{\pm}49.93%$의 감소율을 나타냈다. 또한 두 관측자의 결과 값의 상관관계를 분석한 결과 '자유호흡 주기'에서는 관측자간의 유의한 차이를 보이는 데 비해 '제한호흡 주기'에서는 관측자간의 차이가 없는 감소율을 보였다. 결 론: '자유호흡 주기'에 비해 '제한호흡 주기'를 적용한 치료 계획에서 평가인자들의 상대적인 감소를 나타내어 비소세포성 폐암 환자의 호흡 조절 방사선 치료 시 '제한호흡 주기'의 유용성 및 타당성을 확인할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권4호
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• pp.455-467
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• 1998

목적 : 방사선치료계획시 호흡에 의한 장기의 움직임이 고려하는 경우 호흡이 방사선치료에 따른 합병증 발생에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 3차원 입체조형치료를 받은 간암 환자 4례를 대상으로 하여 방사선치료 계획용컴퓨터상에서 재분석을 하였다. 호흡주기에 따라 방사선치료를 시행 받는다고 가정하여 계획용표적체적의 상하 범위를 줄여 기존의 2-차원 치료계획을 시행한 경우와 자유롭게 호흡하면서 계획된 3-차원 입체조형치료에서 정상간과 주변정상장기의 선량체적히스토그람과 normal tissue complication probability(NTCP)를 비교하였다. 결과 : 간의 호흡에 의한 상하 운동범위는 2-3cm 이었고 호흡주기에 따른 기존의 2차원 방사선치료 방법과 자유롭게 호흡하면서 시행된 3-차원적 입체조형치료 간의 계획용표적체적과 잔여정상간, 주변정상장기의 선량체적히스토그람의 뚜렷한 차이는 관찰할 수 없었다. 또한 정상잔여간의 NTCP의 차이도 관찰할 수 없었다. 결론 : 간에 대한 방사선치료시 호흡에 의해 장기의 움직임을 고려한 방사선치료계획은 방사선치료에 따른 합병증 발생에 매우 중요한 역할을 할 것으로 생각되었고 향후 이 문제점을 극복할 수 있는 많은 연구가 필요 할것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제25권4호
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• pp.261-267
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• 2007

목적: 방사선 폐렴과 체적-선량 히스토그램(dose-volume hlstogram, DVH) 변수들 사이의 연관성을 평가하고, 내유림프절이 포함된 유방암의 방사선치료에서 방사선 폐렴을 방지할 수 있는 실제적인 지침을 제공하고자 한다. 대상 및 방법: 부분유방절제술을 받은 초기 유방암 환자 20명이 본 연구에 포함되었다. 전체 유방, 상부쇄골림프절, 내유림프절에 총 28회 50.4 Gy가 조사되었다. 방사선 폐렴은 방사선 영상에서의 폐 변화(radiological pulmonary change; RPC)와 증상이 있는 방사선 폐렴(symptomatic radiation pneumonitis)에 의해 평가되었다 DVH 변수들은 grade<2 RPC와 grade${\geq}$2 RPC로 나누어 비교되었다. 이 때, DVH 변수들은 평균 폐 선량(mean lung dose), V10 (10 Gy 이상 받는 폐의 백분율 부피), V20, V30, V40, 그리고 정상 조직 합병증 확률(normal tissue complication probability, NTCP)이다. 결 과: 20명의 환자 중 9명(45%)에서 grade 2 RPC가 발생하였고, 11명(55%)에서는 발생하지 않았다 1명의 환자에서 grade 1의 증상이 있는 방사선 폐렴이 발생하였다. 단변량 분석에서 DVH 변수 중, NTCP가 두 RPC grade군 간에 유의한 차이를 보여주고 있다 (p<0.05) Fisher의 정확한 검증(exact test)은 NTCP값 45%가 RPC의 threshold level로서 적합함을 보여준다. 결 론: 본 연구는 NTCP가 유방암의 내유림프절 방사선치료 후 RPC 예측인자 중 한가지로 쓰일 수 있음을 보여준다. 임상적으로 이는 NTCP 45% 이상에서 RPC가 발생하기 용이함을 의미한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권2호
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• pp.89-94
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• 2008

토모치료기는 선형가속기에서 사용되는 세기 변조방사선치료와 Mega-voltage Computed Tomography (MVCT) 3차원 영상정보에 의한 영상유도방사선치료(Image Guide Radiation Therapy, IGRT)가 가능하고 나선식 빔 조사를 통해 표적과 정상조직에 효율적으로 선량(dose)을 집중하고 분산할 수 있다는 장점을 가진다. 이에 본 논문에서는 2006년 9월부터 운용을 시작한 국립암센터의 토모치료기를 이용하여 10명의 두경부암 환자를 대상으로 토모치료계획과 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획의 선량분포를 비교하였으며 또한, 영상유도 방사선치료장치가 구비되지 못하여 환자의 위치보정이 부정확한 구형 세기변조방사선치료기에 대해 표적의 움직임에 따라 균일성(Homogeneity)과 정상조직부작용율(Normal Tissue Complication Probability, NTCP)이 상대적으로 어떻게 변화하는지 연구하였다. 이 연구를 위하여 토모치료기의 치료계획용 시스템인 Hi-Art (Hi-Art2_2_4 2.2.4.15, TomoTherapy Incorporated, 1240 Doming Way, Madison, WI S3717-1954, USA)와 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획용 시스템인 CadPlan (CadPlan R.6.4.7, Varian Medical System Inc. 3100 Hansen Way, Palo Alto, CA 94304-1129, USA)을 이용한 역치료계획(inverse Planning)이 수행되었으며 치료계획은 각각의 환자에 대해 같은 표적과 최적화조건을 가지도록 고려되었다. 총 10명의 환자를 대상으로 한 연구결과, 환자의 신체내 외부가 완전히 고정되어 있는 이상적인 경우에 대해서 토모치료기를 이용한 치료계획이 선형가속기에 의한 세기 변조 방식보다 표적에 대해 보다 높고 일정한 선량분포를 주면서도 주변 장기의 선량이 선량체적 히스토그램(Dose Volume Histogram, DVH)에서 오히려 감소함을 보여 주었다 또한 토모치료기의 MVCT를 이용하여 한 달간 토모 환자의 표적위치변화를 측정하였고, 이를 토대로 평균 표적위치변화를 고려하였을 경우 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획인 CadPlan에서 표적의 등가균질선량(Equivalant Uniform Dose, EUD)이 감소하고 정상조직의 부작용율의 발생가능성이 상대적으로 증가함을 발견하였다.

• 대한방사선협회지
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• 제27권2호
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• pp.212-221
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• 2001

Ⅰ. Purpose : The aim of this study is to investigate geometrical and volumetrical changes of liver due to breathing and its impact to NTCP. In order to attain better treatment results it should be considered deliberately during planning session. Ⅱ. Method

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권1호
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• pp.1-16
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• 2002

Purpose : Three dimensional conformal radiotherapy planning is being used widely for the treatment of patients with brain tumor. However, it takes much time to develop an optimal treatment plan, therefore, it is difficult to apply this technique to all patients. To increase the efficiency of this technique, we need to develop standard radiotherapy plant for each site of the brain. Therefore we developed several 3 dimensional conformal radiotherapy plans (3D plans) for tumors at each site of brain, compared them with each other, and with 2 dimensional radiotherapy plans. Finally model plans for each site of the brain were decide. Materials and Methods : Imaginary tumors, with sizes commonly observed in the clinic, were designed for each site of the brain and drawn on CT images. The planning target volumes (PTVs) were as follows; temporal $tumor-5.7\times8.2\times7.6\;cm$, suprasellar $tumor-3\times4\times4.1\;cm$, thalamic $tumor-3.1\times5.9\times3.7\;cm$, frontoparietal $tumor-5.5\times7\times5.5\;cm$, and occipitoparietal $tumor-5\times5.5\times5\;cm$. Plans using paralled opposed 2 portals and/or 3 portals including fronto-vertex and 2 lateral fields were developed manually as the conventional 2D plans, and 3D noncoplanar conformal plans were developed using beam's eye view and the automatic block drawing tool. Total tumor dose was 54 Gy for a suprasellar tumor, 59.4 Gy and 72 Gy for the other tumors. All dose plans (including 2D plans) were calculated using 3D plan software. Developed plans were compared with each other using dose-volume histograms (DVH), normal tissue complication probabilities (NTCP) and variable dose statistic values (minimum, maximum and mean dose, D5, V83, V85 and V95). Finally a best radiotherapy plan for each site of brain was selected. Results : 1) Temporal tumor; NTCPs and DVHs of the normal tissue of all 3D plans were superior to 2D plans and this trend was more definite when total dose was escalated to 72 Gy (NTCPs of normal brain 2D $plans:27\%,\;8\%\rightarrow\;3D\;plans:1\%,\;1\%$). Various dose statistic values did not show any consistent trend. A 3D plan using 3 noncoplanar portals was selected as a model radiotherapy plan. 2) Suprasellar tumor; NTCPs of all 3D plans and 2D plans did not show significant difference because the total dose of this tumor was only 54 Gy. DVHs of normal brain and brainstem were significantly different for different plans. D5, V85, V95 and mean values showed some consistent trend that was compatible with DVH. All 3D plans were superior to 2D plans even when 3 portals (fronto-vertex and 2 lateral fields) were used for 2D plans. A 3D plan using 7 portals was worse than plans using fewer portals. A 3D plan using 5 noncoplanar portals was selected as a model plan. 3) Thalamic tumor; NTCPs of all 3D plans were lower than the 2D plans when the total dose was elevated to 72 Gy. DVHs of normal tissues showed similar results. V83, V85, V95 showed some consistent differences between plans but not between 3D plans. 3D plans using 5 noncoplanar portals were selected as a model plan. 4) Parietal (fronto- and occipito-) tumors; all NTCPs of the normal brain in 3D plans were lower than in 2D plans. DVH also showed the same results. V83, V85, V95 showed consistent trends with NTCP and DVH. 3D plans using 5 portals for frontoparietal tumor and 6 portals for occipitoparietal tumor were selected as model plans. Conclusion : NTCP and DVH showed reasonable differences between plans and were through to be useful for comparing plans. All 3D plans were superior to 2D plans. Best 3D plans were selected for tumors in each site of brain using NTCP, DVH and finally by the planner's decision.

• 대한방사선치료학회지
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• 제13권1호
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• pp.14-22
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• 2001

Purpose: The aim of this study is to investigate geometrical and volumetrical changes of liver due to breathing and its impact to NTCP. In order to attain better treatment results it should be considered deliberately during planning session. Mehtods and Materials : Seven patients were examined in this study who have done TACE for accurate tumor margin drawing. After contrast media injection, C-T scan data were obtained in supine position during breathing free, inhalation and exhalation, respectively. For all patients C-T scan were done with same scanning parameters- 5 mm index, 5 mm thickness and pitch 1. Based on C-T data we have measured differences of each variables between breathing status such as changes of total and remained liver volumes, GTV, beam path length and superior to inferior shift. NTCP were calculated using Lyman's effective volume DVH reduction scheme and for this NTCP calculation, the V50 was computed from DVH and each m, n value were referred from Burmans data. Results : The measured total tilter volume and the remained liver volume changed between inspiration and expiration about $1.2-7.7\%(mean+2.7\%)$ and $2.5-13.23\%(mean=5.8\%)$ respectively, and these results were statistically significant(p>0.1). The GTV difference in each patient varied widely from $1.17\%\;to\;30.69\%$, but this result was not statistically significant. Depending on the breathing status, the beam path length was changed from 0.5 cm to 1.1 cm with the average of 0.7 cm, and it was statistically significant(p=0.006). The measured superior to inferior shifts were ranged from 0.5 cm to 3.74 cm. The NTCPs were changed relatively small in each patient, but the variation was large between the patients. The mean NTCP difference was $10.5\%$, with the variation ranged from $7\%\;to\;23.5\%$. Conclusion : Variations of liver volume and of beam path length were changed significantly depending on the breathing statues and the range of variation itself was very different between the patients. Since this variance could seriously affect the clinical outcomes of radiation treatments, the breathing of patients need to be accounted when a final treatment planning is derided.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.416-423
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• 2015

본 연구에서는 내부표적체적을 통한 방사선치료계획을 분석하여 호흡연동방사선치료에 주로 이용되는 호기상태의 치료계획체적과 비교 분석하여 정상조직이 받은 선량을 알아보았다. 2013년 12월부터 2014년 6월까지 모 대학교병원 방사선종양학과에서 복부부위에 호흡연동방사선치료를 받은 환자 25명을 대상으로 하였으며, 암의 종류는 liver(64%), CBD(8%), gastric(8%), GB(8%), pancreas(8%), SMA(4%)이었다. ITV와 PTV 체적의 평균치는 $471.44cm^3$, $425.48cm^3$ 로 체적의 증가를 알 수 있었고, PTV구간에서 ITV구간으로 선택한 구간의 증가로 인해 정상조직체적 또한 증가함을 알 수 있었다. 그리고 정상조직체적의 증가, target volume 증가, 치료조사야 면적증가의 차이와 정상조직이 받은 선량평균치의 차이에서는 right kidney가 유의한 증가를 보였다. 호흡평균치에 따른 정상조직이 받은 선량평균치의 차이는 없었고 target moving과 정상조직의 선량평균치의 차이에서는 both kidney가 유의한 차이를 나타내었다. 결론적으로 PTV구간과 ITV구간 체적 설정을 통한 치료방법이 모두 정상조직의 보호선량에 적합하였으며, 처방선량의 95% 이상이 분포하였으므로 환자의 치료목적에 따라 선택적으로 사용되어도 무방할 것이라 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제21권1호
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• pp.82-93
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• 2003

목적 : 유방암의 수술 후 방사선조사 시 폐나 심장 등 정상 증기에 대한 합병증을 줄이고자 흉벽에 대한 전자선 치료 시 조사야 내 전체 흉벽 두께를 균일하도록 보상할 수 있는 개별화된 조직보상체를 제작하였으며, 3차원 입체조형치료계획을 통하여 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 :유방전절제술 후 방사선치료를 받는 10명의 환자를 대상으로 하였다 우측 유방암 환자가 3명, 좌측유방암 환자가 7명이었다. 모든 환자는 조사야를 결정하기 위한 모의치료를 시행한 후 치료계획용 컴퓨터단층촬영을 하였으며, 이를 바탕으로 1 cm$^{2}$ 간격으로 흉벽 두께를 세밀히 측정하였다. 이후 주로 내유방림프절 근방인 가장 두꺼운 흉벽 부위를 기준으로 그 곳의 전방 흉막면에 80% 선량이 조사될 수 있는 방사선에너지를 설정하고, 이 부위를 기준으로 보다 얇은 흉벽을 보상하기 위한 개별화된 조직보상체를 제작하였으며, 제작된 조직보상체를 적용하여 다시 치료계획용 컴퓨터단층촬영을 시행하였다. 이후 각 환자의 영상자료를 이용하여 3차원 치료계획용 프로그램으로 설계하였다. 매 환자에서 조직보상체 적용 전후로 등선량곡선 분포 및 선량체적히스토그램을 비교하였고, 정상조직합병증발생률(normal tissue complication probability, NTCP)의 변화 및 기타 선량통계값도 분석 비교하였다. 결과 : 조직보상체를 적용하였을 때 모든 예에서 처방선량의 80% 등선량곡선의 깊이가 흉벽 두께와 거의 일치하였다. 조직보상체를 사용하지 않았을 때는 90% 이상의 등선량 곡선이 전방 흉막면을 지나 폐 실질 부위에 깊이 걸쳐 있는 경우가 많았으며, 특히 좌측 유방암의 경우에는 심장에도 불필요하게 높은 선량이 조사됨을 관찰할 수 있었다. 선량체적히스토그램을 조직보상체 적용 전후로 동측 폐, 반대측 폐 및 심장에 대하여 각각 비교하였는데 모든 예에서 조직보상체를 사용하였을 때 동측 폐의 선량체적히스토그램이 크게 향상된 소견을 보였으만 심장의 경우 좌측 유방암 환자에서 특히 두드러진 향상을 보였다. 동측 페의 경우 조직보상체를 적용하지 않았을 때 평균NTCP 값이 80.2${\pm}$3.43%이고, 조직보상체를 사용한 경우에는 평균 NTCP 값이 47.7${\pm}$4.61%로 개별화된 조직보상체의 사용으로 24.5~40.5%의 정상조직합병증발생률을 줄일 수 있었다. 동측 폐와 심장에 대해서 평균 선량, V$_{50}$ (처방선량 50% 이상의 선량이 조사되는 체적의 백분율), V$_{95}$ (처방선량 95% 이상의 선량이 조사되는 체적의 백분율), 최대 선량, 최소 선량 등을 구하여 보았을 때 평균 선량, V$_{50}$, V$_{95}$은 조직보상체 적용 전후에 두드러진 변화를 보였으나 최대선량 및 최소 선량값은 별다른 차이를 보이지 않았다. 결론 : 조직보상체를 적용하였을 때 적용하지 않은 경우에 비해 등선량곡선분포, 선량체적히스토그램, Lymankutcher 모델에 의한 정상조직합병증발생률 및 기타 선량통계값 등 모든 면에 있어서 우월성을 확인할 수 있었다. 향후 이러한 결과가 임상에서 실질적인 합병증 발생률 감소와 잘 연계되는지 계속적인 추적관찰 및 연구가 필요할것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권1호
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• pp.14-24
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• 2016

두 경부 내부에는 많은 결정장기(organ at risk, OAR)들이 밀집 되어있어 방사선 치료 시 정상조직에 전달되는 선량을 최소화 하는 것은 매우 중요하다. 복잡한 해부학적 구조를 가진 두 경부 종양(Brain tumor)환자 10명을 대상으로 head angle을 기울여 치료계획을 수립 후 해마를 비롯한 정상장기를 보호하기 위한 최적의 두 경부 거상각도(head elevation angle)를 찾고 각도 별 선량특성을 비교 분석하였다. 또한 거상각도에 의한 3차원 입체조형치료(3D-CRT), 세기조절방사선치료(IMRT), 그리고 토모테라피(TomoTherapy)기술을 이용한 장비 별 선량 특성을 비교하였다. 각 치료 계획은 종양체적의 95%에 40 Gy를 10회 분할 조사되도록 하였으며 세기조절방사선치료(IMRT)에서는 step-and-shoot 기법을 이용하여 총 9개의 빔을 사용하여 방사선을 조사하였고, 입체조형치료계획과 토모테라피 치료계획에서는 동일한 처방선량이 종양체적에 전달되도록 하였다. 두 경부 각도/장비별 선량특성을 비교하기 위해 종양체적의 균질성지수(homogeneity index), 균일성지수(conformity index), 정상조직의 흡수선량 및 정상조직합병증확률(NTCP)을 계산하였다. 두 경부각도 $0^{\circ}$와 비교하여 두 경부 각도를 $30^{\circ}$거상 시 종양표적과 iso-dose curve의 일치성은 각 modality의 CI 평균값이 53%, 8%, 그리고 5.4% 향상됨을 확인할 수 있었으며, 3차원 입체조형치료(3D CRT)에서 뇌간(Brain stem)의 경우 $0^{\circ}$와 비교하여 $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, 그리고 $40^{\circ}$에서 결정장기에 전달되는 선량이 감소되는 것을 확인할 수 있었다. NTCP의 경우 해마(Hippocampus)에서 각 Modality를 비교 한 결과, 일반적으로 임상에서 사용하는 두 경부 각도 $0^{\circ}$의 NTCP 값이 가장 높았고 $30^{\circ}$거상 시 부작용 발병률이 가장 낮은 결과를 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 두 경부 각도를 거상하여 종양의 선량분포곡선(isodose curve)의 일치성과 종양제어율을 향상시켜 선량의 균일성을 확보할 수 있었으며 정상조직 측면에서도 두 경부 각도를 거상한 경우 종양 체적과 인접한 정상조직이 분리되어 OAR과 hippocampus의 흡수선량을 줄여주고, 정상조직 부작용 발병률(NTCP)이 낮아지는 효과를 확인 할 수 있었다.