Objective : Increased expression of angiogenic factors, such as vascular endothelial growth factor (VEGF), is associated with the pathogenesis of cerebral cavernous malformations (CCMs). The purpose of this study was to investigate plasma levels of VEGF in normal subjects and in patients with CCM and to evaluate change in these levels following stereotactic radiosurgery (SRS). Methods : Peripheral venous blood was collected from 6 patients with CCM before SRS using Gamma Knife and at the 1 week, 1 month, 3month, and 6 month follow-up visits. Plasma VEGF levels were measured using commercially available enzyme-linked immunosorbent assay kits. Peripheral blood samples were obtained from 10 healthy volunteers as controls. Results : Mean plasma VEGF level of 41.9 pg/mL (range, 11.7-114.9 pg/mL) in patients with CCM at baseline was higher than that of the healthy controls (29.3 pg/mL, range, 9.2-64.3 pg/mL), without significant differences between CCM patients and controls (p=0.828). Plasma VEGF level following SRS dropped to 24.6 pg/mL after 1 week, and decreased to 18.5 pg/mL after 1 month, then increased to 24.3 pg/mL after 3 months, and 32.6 pg/mL after 6 months. Two patients suffering from rebleeding after SRS showed a higher level of VEGF at 6 months after SRS than their pretreatment level. Conclusion : Plasma VEGF levels in patients with CCM were elevated over controls at baseline, and decreased from baseline to 1 month after SRS and increased further for up to 6 months. Theses results indicated that anti-angiogenic effect of SRS might play a role in the treatment of CCMs.
Recently, stereotactic radiosurgery plan is required with the information of 3-D image and dose distribution. A project has been doing if developing LINAC based stereotactic radiosurgery since April 1991. The purpose of this research is to develop 3-D radiosurgery planning system using personal computer. The procedure of this research is based on two steps. The first step is to develop 3-D localization system, which input the image information of the patient, coordinate transformation, the position and shape of target, and patient contour into computer system using CT image and stereotactic frame. The second step is to develop 3-D dose planning system, which compute dose distribution on image plane, display on high resolution monitor both isodose distribution and patient image simultaneously and develop menu-driven planning system. This prototype of radiosurgery planning system was applied recently for several clinical cases. It was shown that our planning system is fast, accurate and efficient while making it possible to handle various kinds of image modalities such as angiography, CT and MRI. It makes it possible to develop general 3-D planning system using beam's eye view or CT simulation in radiation therapy in future.
Park, Jisun;Choi, Yunseon;Ahn, Ki Jung;Park, Sung Kwang;Cho, Heunglae;Lee, Ji Young
Radiation Oncology Journal
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v.37
no.1
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pp.30-36
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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.
The Geant4 based Monte Carlo code for the application of stereotactic radiosurgery was developed. The probability density function and cumulative density function to determine the incident photon energy were calculated from pre-calculated energy spectrum for the linac by multiplying the weighting factors corresponding to the energy bins. The messenger class to transfer the various MLC fields generated by the planning system was used. The rotation matrix of rotateX and rotateY were used for simulating gantry and table rotation respectively. We construct accelerator world and phantom world in the main world coordinate to rotate accelerator and phantom world independently. We used dicomHandler class object to convert from the dicom binary file to the text file which contains the matrix number, pixel size, pixel's HU, bit size, padding value and high bits order. We reconstruct this class object to work fine. We also reconstruct the PrimaryGeneratorAction class to speed up the calculation time. because of the huge calculation time we discard search process of the ThitsMap and used direct access method from the first to the last element to produce the result files.
Jung, Sang Hoon;Yu, Jeong Il;Park, Hee Chul;Lim, Do Hoon;Han, Youngyih
Radiation Oncology Journal
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v.34
no.1
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pp.64-75
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2016
Purpose: In order to evaluate the relationship between the dose to the liver parenchyma and focal liver reaction (FLR) after stereotactic ablative body radiotherapy (SABR), we suggest a novel method using a three-dimensional dose distribution and change in signal intensity of gadoxetate disodium-gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriamine pentaacetic acid (Gd-EOB-DTPA)-enhanced magnetic resonance imaging (MRI) hepatobiliary phase images. Materials and Methods: In our method, change of the signal intensity between the pretreatment and follow-up hepatobiliary phase images of Gd-EOB-DTPA-enhanced MRI was calculated and then threshold dose (TD) for developing FLR was obtained from correlation of dose with the change of the signal intensity. For validation of the method, TDs for six patients, who had been treated for liver cancer with SABR with 45-60 Gy in 3 fractions, were calculated using the method, and we evaluated concordance between volume enclosed by isodose of TD by the method and volume identified as FLR by a physician. Results: The dose to normal liver was correlated with change in signal intensity between pretreatment and follow-up MRI with a median $R^2$ of 0.935 (range, 0.748 to 0.985). The median TD by the method was 23.5 Gy (range, 18.3 to 39.4 Gy). The median value of concordance was 84.5% (range, 44.7% to 95.9%). Conclusion: Our method is capable of providing a quantitative evaluation of the relationship between dose and intensity changes on follow-up MRI, as well as determining individual TD for developing FLR. We expect our method to provide better information about the individual relationship between dose and FLR in radiotherapy for liver cancer.
The Leksell frame-based transcerebellar approach was proposed with the arc support frame attached upside down to the Z coordinate. This study presented practical tips and considerations for obtaining adequate tissue samples for deep-seated cerebellar lesions or lower brainstem lesions specifically those accessible via the cerebellar peduncle. For practical insights, the Leksell coordinate frame G was fixed to prevent the anterior screw implantation within the temporalis muscle, to avoid interference with the magnetic resonance (MR)-adapter, and taking into account the magnetic field of MR in close proximity to the tentorium. After mounting of indicator box, the MR imaging evaluation should cover both the indicator box and the infratentorial region that deviated from it. The coordinates [X, Y, Za, Arc0, Ringa0] obtained from Leksell SurgiPlan® software (Elekta, Stockholm, Sweden) with arc 00 located on the patient's right side were converted to [X, Y, Zb=360-Za, Arc0, Ringb0=Ringa0-1800]. The operation was performed in the prone position under general anesthesia in four patients with deep cerebellar (n=3) and brainstem (n=1) tumors. The biopsy results showed two cases of diffuse large B-cell lymphoma, one metastatic braintumor and one glioblastoma. One patient required frame repositioning as a complication. Drawing upon the methodology outlined in existing literature, we anticipate that imparting supplementary expertise could render the stereotactic biopsy of infratentorial tumors more consistent and manageable for the practitioner, thereby facilitating adequate tissue samples and minimizing patient complications.
Eight patients with intracranial tumors or arteriovenous malformation (AVM)s which were less than 3 cm in diameter were treated by a technique of stereotactic radiotherapy during the 4months period from July 1988 through October 1988 at the Division of Radiation Therapy, Kang-Nam St. Mary's Hospital, Catholic University Medical College. The patients were diagnosed as AVMs in 3 cases, acoustic neurinoma, craniopharyngiom (recurrent), hemangioblastoma, pineocytoma, and pituitary microadenoma in each case. There are several important factors in this procedure, such as localization system, portal, field size, radiation dose, and perioperative supportive care. It is suggested that stereotactic radiotherapy may be peformed safely with a radiation dose of 12-30 Gy. So this nonivasive procedure can be used to treat unresectable intracranial tumors or AVMs. Of these, clinical symptoms had been regressed in AVMs in 2 cases at 3 months and 2 months after Stereotactic radiotherapy, one of whom was confirmed slightly regressed on the follow-up angiogram. And also craniopharyngioma and pineocytoma was minimally regressed on 3 month follow-up CT.
Purpose :To develop a method for verifying a treatment setup in stereotactic radiotherapy by ma- tching portal images to DRRs. Materials and Methods : Four pairs of orthogonal portal images of one patient immobilized by a thermoplastic mask frame for fractionated stereotactic radiotherapy were compared with DRRs. Portal images are obtained in AP (anteriorfposterior) and lateral directions with a target localizer box containing fiducial markers attached to a stereotactic frame. DRRs superimposed over a planned iso-center and fiducial markers are printed out on transparent films. And then, they were overlaid over onhogonal penal images by matching anatomical structures. From three different kind of objects (isgcenter, fiducial markers, anatomical structure) on DRRs and portal images, the displacement error between anatomical structure and isocenters (overall setup error), the displacement error between anatomical structure and fiducial markers (irnrnobiliBation error), and the displacement error between fiducial markers and isocenters (localization error) were measured. Results : Localization error were 1.5$\pm$0.3 mm (AP), 0.9$\pm$0.3 mm (lateral), and immobilization errors were 1.9$\pm$0.5 mm (AP), 1.9$\pm$0.4 mm (lateral). In addition, overall setup errors were 1.0$\pm$0.9 mm (AP), 1.3$\pm$0.4 mm (lateral). From these orthogonal displacement errors, maximum 3D displacement errors($\sqrt{(\DeltaAP)^{2}+(\DeltaLat)^{2}$)) were found to be 1.7$\pm$0.4 mm for localization, 2.0$\pm$0.6 mm for immobilization, and 2.3$\pm$0.7 mm for overall treatment setup. Conclusion : By comparing orthogonal portal images with DRRs, we find out that it is possible to verify treatment setup directly in stereotactic radiotherapy.
Lee Kang Kyoo;Park Kyung Ran;Lee Jong Young;Lee Yong Ha
Radiation Oncology Journal
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v.15
no.3
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pp.215-224
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1997
Purpose : Stereotactic radiosurgery with external beam irradiation successfully obliterates carefully selected intracranial arteriovenous malformation (AVM) . We Present clinical and radiological long term results after treatment with a single high dose irradiation using a linear accelerator. Materials and Methods : Rrom January 1991 to June 1994, fifteen patients with intracranial AVM were treated in our hospital with the stereotactic radiosurgery using a linear accelerator. The radiation was delivered using a 6 MV linear accelerator. The prescribed doses at the isocenter varied from 1800 to 2500cGy (median : 2000cGy) and were given as a sin91e fraction. The radiation doses at the periphery of the lesion typically corresponded to the 80-90% isodose line. In 14 patients, complete clinical and/or radiological follow-up examination were available. Results : Angiography was available in 13 patients with a follow-up Period from 18 months to 27 months. Of 13 patients, the overall complete obliteration rate was 92.3% (12 patients). This incidence did not correlate with lesion size. Seizure, headache and progressive neurologic deficit were complete recovered. One Patient experienced hemorrhage at 2 months after treatment. One patient developed radiation induced brain edema in the white matter surrounding nidus at 16 months after treatment and showed complete resolution of the edema in MR image obtained at 27 months after treatment. After a follow-up period of up to 6 years, no radiation induced severe late complications occurred. Conclusion : We conclude that stereotactic radiosurgery using a linear accelerator is an effective and safe therapy for symptomatic and surgically inaccessible intracranial AVMs and the results compare favorably to the more expensive and elaborate systems that are currently available for stereotactic radiosurgery.
Oh, Se An;Kang, Min Kyu;Kim, Sung Kyu;Yea, Ji Woon
Progress in Medical Physics
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v.24
no.3
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pp.145-153
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2013
Stereotactic body radiation therapy (SBRT) is increasingly used to treat spinal metastases. To achieve the highest steep dose gradients and conformal dose distributions of target tumors, intensity-modulated radiation therapy (IMRT) and volumetric-modulated arc therapy (VMAT) techniques are essential to spine radiosurgery. The purpose of the study was to qualitatively compare IMRT and VMAT techniques with International Spine Radiosurgery Consortium (ISRC) contoured consensus guidelines for target volume definition. Planning target volume (PTV) was categorized as TB, $T_{BPT}$ and $T_{ST}$ depending on sectors involved; $T_B$ (vertebral body only), $T_{BPT}$ (vertebral body+pedicle+transverse process), and $T_{ST}$ (spinous process+transverse process). Three patients treated for spinal tumor in the cervical, thoracic, and lumbar region were selected. Eacg tumor was contoured by the definition from the ISRC guideline. Maximum spinal cord dose were 12.46 Gy, 12.17 Gy and 11.36 Gy for $T_B$, $T_{BPT}$ and $T_{ST}$ sites, and 11.81 Gy, 12.19 Gy and 11.99 Gy for the IMRT, RA1 and RA2 techniques, respectively. Average fall-off dose distance from 90% to 50% isodose line for $T_B$, $T_{BPT}$, and $T_{ST}$ sites were 3.5 mm, 3.3 mm and 3.9 mm and 3.7 mm, 3.7 mm and 3.3 mm for the IMRT, RA1 and RA2 techniques, respectively. For the most complicated target $T_{BPT}$ sites in the cervical, thoracic and lumbar regions, the conformity index of the IMRT, RA1 and RA2 is 0.621, 0.761 and 0.817 and 0.755, 0.796 and 0.824 for rDHI. Both IMRT and VMAT techniques delivered high conformal dose distributions in spine stereotactic radiosurgery. However, if the target volume includes the vertebral body, pedicle, and transverse process, IMRT planning resulted in insufficient conformity index, compared to VMAT planning. Nevertheless, IMRT technique was more effective in reducing the maximum spinal cord dose compared to RA1 and RA2 techniques at most sites.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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