• 대한방사선치료학회지
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• 제31권2호
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• pp.33-41
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• 2019

목 적: 용적변조회전 방사선치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT)시, Planning Target Volume(PTV)을 중복 설정하여 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)에 인접한 PTV Coverage 감소를 개선하기 위한 연구이다. 대상 및 방법: 본원에서 전뇌(Whole Brain), 담낭(Gall Bladder), 직장(Rectum) 방사선치료를 받은 환자를 대상으로 하였으며, PTV 내 Coverage가 부족한 부분에 PTV를 중복 적용한 치료계획과 적용하지 않은 치료계획으로 구성하여 Coverage 변화와 최대선량, 선량균질지수(Homogeneity Index, H.I.), 처방선량지수(Conformity Index, C.I.)를 비교하였으며, 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)의 최대선량과 평균선량의 변화 또한 비교하였다. 결 과: 중복하여 적용한 PTV의 Coverage는 모든 환자에게서 증가하였고, 이에 따른 영향으로 전체 Coverage 또한 4명의 환자에게서 증가하였다. PTV의 최대선량은 5명의 환자에게서 증가하였으며, 모든 환자의 선량균질지수와 처방선량지수는 큰 차이를 나타내지 않았다. 수정체의 최대선량은 최대 1.12배 증가하였으나, 뇌줄기의 경우 2명의 환자에게서 최대선량이 감소하였다. 안구의 평균선량은 최대 1.15배 증가하였으며, 양측 이하선의 경우 큰 차이를 나타내지 않았다. 담낭암 환자의 경우 간과 결장의 평균선량은 각각 0.95배, 0.94배 감소하였으며, 십이지장의 평균선량은 큰 차이가 없었다. 직장암 환자의 경우 OAR로 설정한 양측 대퇴골두와 방광 모두 평균선량은 감소하였으며, 전체 MU는 1명을 제외한 4명의 환자에게서 비슷한 수준으로 나타났다. 결 론: OAR의 선량제한을 고려해가면서 적절하게 사용한다면, PTV의 Coverage 개선에 유용한 방법이라 생각한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권4호
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• pp.354-359
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• 2010

뇌하수체 종양의 치료 계획 시 다양한 영상 융합 프로토콜이 실제 PTV (planning target volume) coverage 및 OAR (organ at risk) 보호에 미치는 선량학적 영향을 확인하고자 하였다. 선량 체적 히스토그램(DVH, dose volume histogram)을 이용하여 각 프로토콜 별 실제 PTV의 coverage 및 그 변화 그리고 시각경로(optic pathway) 및 뇌간(brainstem)의 최대 흡수 선량과 임계 선량을 초과한 체적을 획득하였고 축상면(axial plane)과 관상면(coronal) 영상을 함께 사용하여 S-I (superior-inferior) 방향의 불확정도를 보정한 영상 융합 프로토콜이 축상면 만을 이용한 경우보다 시각경로 및 뇌간의 최대 흡수 선량과 임계 선량을 초과한 체적 모두 감소된 수치를 보임을 확인 하였다. 본 case에 한해 축상면 그리고 관상면 영상을 함께 사용하는 것이 OARs 보호에 가중치를 둔 방사선 수술 치료 계획 수립에 도움을 줄 수 있다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제14권10호
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• pp.5989-5993
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• 2013

Background: Radiation therapy is the mainstay of treatment for nasopharyngeal carcinoma. Importance of tumor coverage and challenges posed by its unique and critical location are well evident. Therefore we aimed to evaluate our radiation treatment plan through dose volume histograms (DVHs) to find planning target volume (PTV) dose coverage and factors affecting it. Materials and Methods: This retrospective study covered 45 histologically proven nasopharyngeal cancer patients who were treated with definitive 3D-CRT and chemotherapy between Feb 2006 to March 2013 at the Department of Oncology, Section Radiation Oncology, Aga Khan University Hospital, Karachi, Pakistan. DVH was evaluated to find numbers of shrinking field (phases), PTV volume in different phases and its coverage by the 95% isodose lines, along with influencing factors. Results: There were 36 males (80%) and 9 females (20%) in the age range of 12-84 years. Stage IVA (46.7%) was the most common stage followed by stage III (31.1). Eighty six point six-percent received induction, 95.5% received concurrent and 22.2% received adjuvant chemotherapy. The prescribed median radiation dose was 70Gy to primary, 60Gy to clinically positive neck nodes and 50Gy to clinically negative neck regions. Mean dose to spinal cord was 44.2Gy and to optic chiasma was 52Gy. Thirty seven point eight-percent patients completed their treatment in three phases while 62.2% required four to five phases. Mean volume for PTV3 was $247.8cm^3$ (50-644.3), PTV4 $173.8cm^3$ (26.5-345.1) and PTV5 $119.6cm^3$ (18.9-246.1) and PTV volume coverage by 95% isodose lines were 74.4%, 85.7% and 100% respectively. Advanced T stage, intracranial extension and tumor volume > $200cm^3$ were found to be important factors associated with decreased PTV coverage by 95% isodose line. Conclusions: 3D CRT results in adequate PTV dose coverage by 95% isodose line. However advanced T stage, intracranial extension and large target volume require more advanced techniques like IMRT for appropriate PTV coverage.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권4호
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• pp.271-277
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• 2013

전립선에 대한 IMRT 치료계획을 작성 시 CTV를 확장해서 PTV를 얻을 때 가끔 직장 내의 공기가 포함되는 경우가 있는데, 공기의 처리 여부에 따라 선량 처방에 문제가 발생한다. 이 경우 IMRT 플랜의 최적화 과정에서 다음과 같은 세 가지 가능성을 생각해 볼 수 있다: PTV에 포함된 공기를 원래의 공기밀도로 두는 경우('airOpt'), 포함된 공기의 밀도를 조직과 비슷하게 밀도 1로 하는 경우('density1Opt'), 공기 부분을 제외한 PTV를 고려하는 경우('noAirOpt'). 본 연구에서는 이 세가지 경우에 대해 7개 방향에서 10 MV 광자선으로 동일한 인자의 IMRT 플랜을 하였다. 평가를 위해서는 CTV를 복사한 후, PTV 내에서 직장 쪽으로 이동시켜 최악의 표적 위치 설정이 되도록 원래의 공기가 있는 부분에 위치하도록 해서 가상의 CTV를 만들었다. PTV의 선량커버(dose coverage)와 최대 선량값을 비교했을 때, density1Opt 플랜만이 임상적으로 적절하였다. airOpt 경우, PTV에 과도한 선량이 전달되었고 선량전달체적 또한 과도하였다. noAirOpt 경우에는 이동된 가상 CTV 위치에서 저선량을 보였다. 이 결과에 의하면, 전립선 IMRT 플랜의 작성에서 공기가 포함된 PTV의 경우 플랜의 최적화와 선량 처방을 하기 전에, PTV에 포함된 공기의 밀도를 밀도값 1로 변경하는 것이 적절하였다. 이 아이디어는 두경부 IMRT 플랜을 비롯하여, 표적체적 내에 공기가 포함된 기타 경우에도 그대로 적용가능한 것으로 판단되며, 추가연구를 진행 중이다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제17권11호
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• pp.4935-4937
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• 2016

Objective: To compare dosimetric parameters of 3 dimensional conformal radiotherapy (3 DCRT) and intensity modulated radiotherapy (IMRT) in terms of target coverage and doses to organs at risk (OAR) in the management of rectal carcinoma. Methods: In this prospective study, conducted between August 2014 and March 2016, all patients underwent CT simulation along with a bladder protocol and target contouring according to the Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) guidelines. Two plans were made for each patient (3 DCRT and IMRT) for comparison of target coverage and OAR. Result: A total of 43 patients were recruited into this study. While there were no significant differences in mean Planning Target Volume (PTV) D95% and mean PTV D98% between 3 DCRT and IMRT, mean PTV D2% and mean PTV D50% were significantly higher in 3 DCRT plans. Compared to IMRT, 3 DCRT resulted in significantly higher volumes of hot spots, lower volumes of cold spots, and higher doses to the entire OAR. Conclusion: This study demonstrated that IMRT achieves superior normal tissue avoidance (bladder and bowel) compared to 3 DCRT, with comparable target dose coverage.

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

• 대한방사선치료학회지
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• 제32권
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• pp.61-71
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• 2020

목 적: 대동맥 주위 림프절(PAN)을 포함한 전골반암의 다중치료 중심점(multi-isocenter) 용적 변조 회전 방사선 치료 계획 시 콜리메이터 각도의 변화가 치료 계획의 질, 접합부에서의 선량 재현성, 그리고 접합부의 환자 자세 오차에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다. 대상 및 방법: PAN을 포함한 전골반암 환자 10명을 대상으로 하였다. Eclipse(version 13.7) 치료계획 시스템에서 HD MLC가 장착된 Truebeam STx를 사용하여, 기본으로 설정된 콜리메이터 각도인 10° 외에 20°, 30°, 45°로 변화시키고, 그 외 모든 치료 계획 조건은 동일하게 설정하여 치료 계획을 수립하였다. 수립된 치료 계획은 계획표적용적의 coverage와 조사범위지표(CVI), 균질성 지표(HI)를 평가하였고, 정상조직은 각 부위별로 임상에서 사용하고 있는 지표로 비교하였다. 접합부의 선량 재현성 평가를 위해 파머형 전리함을 삽입한 고체물 팬텀을 이용하여 절대 선량을 측정하였다. 환자 자세 오차에 따른 영향을 알아보기 위해 치료계획 시스템에서 각도별로 등중심점의 위치를 종축방향(in, out)으로 1~3mm 임의로 이동하고 접합부에 가상의 체적을 설정하여 선량 변화를 평가하였다. 결 과: CVI 평균값은 45°에서 PTV-45 0.985±0.004, PTV-55 0.998±0.003, HI 평균값은 45°에서 PTV-45 1.140±0.074, PTV-55 1.031±0.074로 1에 가장 가까운 값을 보였다. 결정 장기는 10°와 비교하여 45°에서 콩팥의 V20Gy이 9.66%, 방광의 평균선량과 V30이 1.88%, 2.16% 감소하였다. 치료 계획과 실측정한 접합부의 선량값의 차이는 0.3% 이내로 모두 허용오차범위 내에 들어왔다. 환자 자세 오차로 인한 접합부에서 선량변화량은 in 3mm 이동시 최대 선량이 10°, 20°, 30°, 45°에서 14.56%, 9.88%, 8.03%, 7.05%로 증가하였으며, out 3mm 이동시 최소 선량은 10°, 20°, 30°, 45°에서 13.18%, 10.91%, 8.42%, 4.53%로 감소하였다. 결 론: PTV의 CVI, HI 및 결정 장기 보호 면에서 콜리메이터 각도가 증가할수록 전반적으로 개선된 수치를 보였다. 접합부의 환자 자세 오차 영향은 각도가 커질수록 그 차이가 줄어들어 환자 자세 오차에 대한 불안함을 어느 정도 개선하는데 도움이 될 것이라 생각한다. 결론적으로 콜리메이터 각도는 다중치료 중심점 VMAT 치료 계획의 질 및 접합부 선량에 영향을 줄 수 있는 인자임을 인지하고 치료계획 시 콜리메이터 각도 설정에 신중을 기해야 할 것으로 사료된다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제14권4호
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• pp.2243-2248
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• 2013

Background: To compare the dosimetric coverage of target volumes and organs at risk in the radical treatment of nasopharyngeal carcinoma (NPC) between intensity-modulated radiotherapy (IMRT) and three-dimensional conformal radiotherapy (3DCRT). Materials and Methods: Data from 10 consecutive patients treated with IMRT from June-October 2011 in Penang General Hospital were collected retrospectively for analysis. For each patient, dose volume histograms were generated for both the IMRT and 3DCRT plans using a total dose of 70Gy. Comparison of the plans was accomplished by comparing the target volume coverage (5 measures) and sparing of organs at risk (17 organs) for each patient using both IMRT and 3DCRT. The means of each comparison target volume coverage measures and organs at risk measures were obtained and tested for statistical significance using the paired Student t-test. Results: All 5 measures for target volume coverage showed marked dosimetric superiority of IMRT over 3DCRT. V70 and V66.5 for PTV70 showed an absolute improvement of 39.3% and 24.1% respectively. V59.4 and V56.4 for PTV59.4 showed advantages of 18.4% and 16.4%. Moreover, the mean PTV70 dose revealed a 5.1 Gy higher dose with IMRT. Only 4 out of 17 organs at risk showed statistically significant difference in their means which were clinically meaningful between the IMRT and 3DCRT techniques. IMRT was superior in sparing the spinal cord (less 5.8Gy), V30 of right parotid (less 14.3%) and V30 of the left parotid (less 13.1%). The V55 of the left cochlea was lower with 3DCRT (less 44.3%). Conclusions: IMRT is superior to 3DCRT due to its dosimetric advantage in target volume coverage while delivering acceptable doses to organs at risk. A total dose of 70Gy with IMRT should be considered as a standard of care for radical treatment of NPC.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제30권4호
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• pp.94-103
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• 2019

Purpose: To evaluate the clinical feasibility of knowledge-based planning (KBP) for volumetric-modulated arc radiotherapy (VMAT) in spine stereotactic body radiotherapy (SBRT). Methods: Forty-eight VMAT plans for spine SBRT was studied. Two planning target volumes (PTVs) were defined for simultaneous integrated boost: PTV for boost (PTV-B: 27 Gy/3fractions) and PTV elective (PTV-E: 24 Gy/3fractions). The expert VMAT plans were manually generated by experienced planners. Twenty-six plans were used to train the KBP model using Varian RapidPlan. With the trained KBP model each KBP plan was automatically generated by an individual with little experience and compared with the expert plan (closed-loop validation). Twenty-two plans that had not been used for KBP model training were also compared with the KBP results (open-loop validation). Results: Although the minimal dose of PTV-B and PTV-E was lower and the maximal dose was higher than those of the expert plan, the difference was no larger than 0.7 Gy. In the closed-loop validation, D_1.2cc, D_0.35cc, and D_mean of the spinal cord was decreased by 0.9 Gy, 0.6 Gy, and 0.9 Gy, respectively, in the KBP plans (P<0.05). In the open-loop validation, only D_mean of the spinal cord was significantly decreased, by 0.5 Gy (P<0.05). Conclusions: The dose coverage and uniformity for PTV was slightly worse in the KBP for spine SBRT while the dose to the spinal cord was reduced, but the differences were small. Thus, inexperienced planners could easily generate a clinically feasible plan for spine SBRT by using KBP.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제13권12호
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• pp.6133-6137
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• 2012

Purpose: To study the effect of bolus versus no bolus in the coverage of the nodal tumour volume with intensity-modulated radiotherapy (IMRT) for the treatment of nasopharyngeal carcinoma (NPC). Methods and Materials: This retrospective study used data from 5 consecutive patients with NPC who were treated with bolus for large neck nodes using IMRT from November 2011-January 2012 in our institute. All these patients were treated radically with IMRT according to our institution's protocol. Re-planning with IMRT without bolus for these patients with exactly the same target volumes were done for comparison. Comparison of the plans was done by comparing the V70 of PTV70-N, V66.5 of PTV70-N, V65.1 of PTV70-N and the surface dose of the PTV70-N. Results: The mean size of the largest diameter of the enlarged lymph nodes for the 5 patients was 3.9 cm. The mean distance of the GTV-N to the skin surface was 0.6 cm. The mean V70 of PTV70-N for the 5 patients showed an absolute advantage of 10.8% (92.4% vs. 81.6%) for the plan with bolus while the V66.5 of PTV70-N had an advantage of 8.1% (97.0% vs. 88.9%). The mean V65.1 also had an advantage of 7.1% (97.6% vs. 90.5%). The mean surface dose for the PTV70-N was also much higher at 61.1 Gy for the plans with bolus compared to only 23.5 Gy for the plans without bolus. Conclusion: Neck node bolus technique should be strongly considered in the treatment of NPC with enlarged lymph nodes treated with IMRT. It yields a superior dosimetry compared t o non-bolus plans with acceptable skin toxicity.