• 제목/요약/키워드: Three-dimensional radiotherapy planning

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비소세포 폐암의 제한된 각도를 이용한 세기변조와 용적변조회전 방사선치료계획의 폐 선량에 관한 연구 (A Study on lung dose of Intensity modulated and volumetric modulated arc therapy plans using restricted angle of Non-small cell lung cancer)

  • 염미숙;이우석;김대섭;백금문
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.21-28
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    • 2014
  • 목 적 : 비소세포 폐암의 치료용적의 크기가 크거나 폐 용적이 작고, 몸의 정중선(Mid line)에 위치한 경우 척수의 허용선량을 고려한 방사선치료계획에서 폐 선량이 많아지게 되는데, 본 연구는 비소세포 폐암 환자의 3차원입체조형치료(Three dimensional conformal radiotherapy, 3D CRT), 제한된 각도를 이용한 세기변조방사선치료(Intensity modulated radiotherapy, IMRT)와 용적변조회전치료(Volumetric Modulated Arc therapy, VMAT) 치료계획을 각각 적용하여 전체 폐 선량을 비교 및 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : TrueBeam STx($Varian^{TM}$, USA) 10 MV 에너지를 이용하여 4명의 환자에 대하여 3D CRT, 제한된 각도를 이용한 IMRT와 VMAT 치료계획을 세우고, 총 선량 66 Gy/30 Fx 처방하였을 때, 선량용적히스토그램(Dose Volume Histogram, DVH)을 이용하여 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV), 전체 폐 그리고 척수에 들어가는 선량을 평가하였다. PTV에 대한 처방선량지수(Conformity Index, CI), 선량균질지수(Homogeneity index, HI), 처방선량포함지수(Paddick's Conformity Index, PCI)를 구하고, 폐의 30 Gy 용적($V_{30}$), $V_{20}$, $V_{10}$, $V_5$, 평균선량(Mean dose)을 평가하고, 척수의 최대선량 값을 평가하였다. 결 과 : PTV에 대한 CI, HI, PCI의 평균값은 각각 $0.944{\pm}0.009$, $1.106{\pm}0.027$, $1.084{\pm}0.016$으로 평가되었다. 전체 폐에 대한 첫 번째 환자의 $V_{20}$은 3D CRT, IMRT, VMAT 각각 30.7%, 20.2%. 21.2%, 두 번째 환자의 $V_{20}$은 33.0%, 29.2%. 31.5%, 세 번째 환자의 $V_{20}$은 51.3%, 34.3%. 36.9%, 네 번째 환자의 $V_{20}$은 56.9%, 33.7%. 40%로 제한된 각도를 이용한 IMRT 치료계획에서 가장 낮게 평가되었다. 척수에 대한 최대선량 값은 모두 허용선량 미만으로 평가되었다. 결 론 : 비소세포 폐암의 방사선치료계획에서 3D CRT와 비교했을 때, 제한된 각도를 이용한 IMRT나 VAMT을 이용하면 척수의 허용선량을 넘지 않으면서 폐 선량을 줄여줄 수 있는 치료계획을 세울 수 있었다. IMRT와 VAMT을 비교해보면 PTV의 선량포함과 척수선량을 고려했을 때 IMRT 치료계획에서 보다 좁은 각도를 이용한 치료계획이 가능하였고, 이는 폐 선량을 좀 더 줄여줄 수 있는 결과를 얻을 수 있었다.

조기유방암환자의 이차원치료계획과 삼차원치료계획의 방사선조사범위의 차이 (Difference in the Set-up Margin between 2D Conventional and 3D CT Based Planning in Patients with Early Breast Cancer)

  • 조선미;전미선;김미화;오영택;강승희;노오규
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제28권3호
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    • pp.177-183
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    • 2010
  • 목 적: 유방암 치료를 위한 방사선치료계획에 전산화단층촬영을 이용한 모의치료가 널리 이용되고 있다. 이는 환자 개개인의 해부학적 특징에 기반하여 종양 표적과 정상 조직을 정의할 수 있다. 본 연구는 일반적으로 유방 크기가 작은 한국인 유방암 환자에서 적용하는 방사선치료계획 방법에 따라 치료용적 및 치료범위에 차이가 있는지를 알아보기 위해 시행하였다. 대상 및 방법: 2008년 11월부터 2009년 1월까지 조기유방암으로 유방보존술을 시행 받은 25명의 환자를 대상으로 통상적인 접면조사의 이차원치료 계획과 전산화단층촬영을 기반으로 한 삼차원치료계획을 시행하였다. 이차원 치료계획에서 방사선조사영역의 경계는 유방실질을 촉지하여 결정하였고 위쪽으로는 쇄골의 바로 아래, 내측은 몸의 정중선, 외측은 중심 액와선 그리고 아래쪽은 유방밑주름에서 2 cm 아래에 표시하였다. 삼차원치료계획에서 임상표적체적은 모든 유선 조직을 포함하였고 계획용 표적체적은 임상표적체적에서 피부 쪽을 제외한 모든 방향으로 1 cm의 여유를 두어 결정하였다. 이차원과 삼차원치료계획 간의 조사영역의 경계 차이 및 동등조사영역의 차이를 확인하고 신체질량지수, 폐경 여부 및 유방크기의 관련성을 평가하였다. 그리고 선량분포로 지정한 유방조사량과 삼차원 선량분포에 기반하여 측정된 조사된 폐용적과 심장용적을 평가하였다. 결 과: 2명의 환자를 제외하고 계획용표적체적(PTV)은 삼차원치료계획이 이차원치료계획보다 모든 방향에서 표시한 방사선조사영역을 감소시켰고 위쪽 경계에서 그 차이값이 가장 컸다. 동등조사영역크기는 한 명을 제외하고 삼차원치료계획에서 이차원치료계획에서보다 작았으며(평균 0.9 cm), 신체질량지수, 폐경 여부 및 유방크기(브래지어 사이즈)와의 관련성은 보이지 않았다. 조사된 폐용적은 삼차원치료계획에서 유의하게 감소하였고, 심장용적 또한 감소하였지만 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다. 결 론: 통상적인 치료계획과 비교하여 전산화단층촬영을 기반으로 한 삼차원치료계획이 작은 유방을 가진 환자에서 방사선조사영역 및 손상위험장기의 조사량을 줄이면서 수술 후 변화를 포함하여 더 정확한 종양치료가 가능할 수 있음을 보여주었다. 그러나 앞으로 임상표적체적의 정의에 대한 추가적인 연구 및 일반적인 합의가 필요하다.

유방암 환자에서 보조적 방사선치료 후의 폐 손상 (Radiation-induced Pulmonary Toxicity following Adjuvant Radiotherapy for Breast Cancer)

  • 문성호;김태정;엄근용;김지현;김성원;김재성;김인아
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제25권2호
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    • pp.109-117
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    • 2007
  • 목 적: 유방암 환자에서 보조적 방사선치료 후 호흡기 증상을 동반한 방사선 폐렴(SRP) 및 방사선학적 폐 독성(RPT)의 빈도 및 이에 영향을 미치는 예측인자를 알아보고자 하였다. 특히 3차원 방사선계획에서 얻은 선량체적히스토그람(DVH) 인자와 RTP의 상관관계를 중심으로 분석해보고자 하였다. 대상 및 방법: 2003년 9월부터 2006년 2월까지 171명의 환자가 유방암으로 수술 후 방사선치료를 받았다. 2개의 tangential photon 조사야가 통상적으로 사용되었고, 액와부 림프절 전이 정도에 따라 anterior oblique photon 조사야를 추가하였다. 유방 보존술 후 보조적 방사선치료를 받은 침윤성 유방암 환자에는 전자선을 이용한 boost가 적용되었다. 방사선 치료 후의 정기추적 흉부 단순촬영소견을 흉부방사선전문의와 함께 검토, 분석하였다. RTOG 특성기준 및 modified WHO grading system을 적용하였다. 조사받은 방사선량에 따라 $V_{15},\;V_{20},\;V_{30}$ 및 mean lung dose (MLD)를 구하되, 동측 폐를 tangential 및 SCL 영역으로 구분하여, 각각의 DVH parameters 즉 $V_{15\;TNGT},\;V_{20\;TNGT},\;V_{30\;TNGT},\;MLD_{TNGT}$$V_{15\;SCL},\;V_{20\;SCL},\;V_{30\;SCL},\;MLD_{SCL}$을 구하여 RPT와의 상관관계를 분석하였다. 결 과: 호흡기 증상을 동반한 방사선 폐렴(SRP)이 4예(2.1%)에서 발생하였다(RTOG grade 3가 3예 grade 1이 1예). 나이 흡연여부, 기존폐질환유무, 항암요법, 호르몬치료, regional RT 여부 등은 SRP와 무관하였다. 3-RTP가 시행된 137예 중 13.9%에서 tangential 영역에 RPT가 발생하였다. Regional RT를 받은 59 중 49.2%에서 SCL 영역에 RPT가 발생하였다. Regional RT 유무(p<0.001), 환자의 나이(p=0.039), V15 TNGT를 제외한 모든 DVH parameter들이 RPT와 유의한 상관관계를 나타내었다. $MLD_{TNGT}$는 TNGT 영역의 RPT를, $V_{15\;SCL}$는 SCL 영역의 RPT를 예측하기에 적합한 것으로 분석되었다. 결 론: 본 연구에서 SRP의 빈도는 매우 낮았다. Regional RT 여부와 환자의 나이, DVH parameter들이 RPT와 유의한 상관관계를 나타내었으며, $MLD_{TNGT}$는 TNGT 영역에서, $V_{15\;SCL}$는 SCL 영역에서 RPT의 유의한 예측인자였다.

Comparison of Three Dimensional Conformal Radiation Therapy, Intensity Modulated Radiation Therapy and Volumetric Modulated Arc Therapy for Low Radiation Exposure of Normal Tissue in Patients with Prostate Cancer

  • Cakir, Aydin;Akgun, Zuleyha;Fayda, Merdan;Agaoglu, Fulya
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권8호
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    • pp.3365-3370
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    • 2015
  • Radiotherapy has an important role in the treatment of prostate cancer. Three-dimensional conformal radiation therapy (3D-CRT), intensity modulated radiation therapy (IMRT) and volumetric modulated arc therapy (VMAT) techniques are all applied for this purpose. However, the risk of secondary radiation-induced bladder cancer is significantly elevated in irradiated patients compared surgery-only or watchful waiting groups. There are also reports of risk of secondary cancer with low doses to normal tissues. This study was designed to compare received volumes of low doses among 3D-CRT, IMRT and VMAT techniques for prostate patients. Ten prostate cancer patients were selected retrospectively for this planning study. Treatment plans were generated using 3D-CRT, IMRT and VMAT techniques. Conformity index (CI), homogenity index (HI), receiving 5 Gy of the volume (V5%), receiving 2 Gy of the volume (V2%), receiving 1 Gy of the volume (V1%) and monitor units (MUs) were compared. This study confirms that VMAT has slightly better CI while thev olume of low doses was higher. VMAT had lower MUs than IMRT. 3D-CRT had the lowest MU, CI and HI. If target coverage and normal tissue sparing are comparable between different treatment techniques, the risk of second malignancy should be a important factor in the selection of treatment.

Three-dimensional dose reconstruction-based pretreatment dosimetric verification in volumetric modulated arc therapy for prostate cancer

  • Jeong, Yuri;Oh, Jeong Geun;Kang, Jeong Ku;Moon, Sun Rock;Lee, Kang Kyoo
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제38권1호
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    • pp.60-67
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    • 2020
  • Purpose: We performed three-dimensional (3D) dose reconstruction-based pretreatment verification to evaluate gamma analysis acceptance criteria in volumetric modulated arc therapy (VMAT) for prostate cancer. Materials and Methods: Pretreatment verification for 28 VMAT plans for prostate cancer was performed using the COMPASS system with a dolphin detector. The 3D reconstructed dose distribution of the treatment planning system calculation (TC) was compared with that of COMPASS independent calculation (CC) and COMPASS reconstruction from the dolphin detector measurement (CR). Gamma results (gamma failure rate and average gamma value [GFR and γAvg]) and dose-volume histogram (DVH) deviations, 98%, 2% and mean dose-volume difference (DD98%, DD2% and DDmean), were evaluated. Gamma analyses were performed with two acceptance criteria, 2%/2 mm and 3%/3 mm. Results: The GFR in 2%/2 mm criteria were less than 8%, and those in 3%/3 mm criteria were less than 1% for all structures in comparisons between TC, CC, and CR. In the comparison between TC and CR, GFR and γAvg in 2%/2 mm criteria were significantly higher than those in 3%/3 mm criteria. The DVH deviations were within 2%, except for DDmean (%) for rectum and bladder. Conclusions: The 3%/3 mm criteria were not strict enough to identify any discrepancies between planned and measured doses, and DVH deviations were less than 2% in most parameters. Therefore, gamma criteria of 2%/2 mm and DVH related parameters could be a useful tool for pretreatment verification for VMAT in prostate cancer.

전립선암에서 강도변조방사선치료 (Intensity Modulated Radiation Therapy)의 적용 (Application of Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) in Prostate Cancer)

  • 박석원;오도훈;배훈식;조병철;박재홍;한승희
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제20권1호
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    • pp.68-72
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    • 2002
  • 최근 들어 새로운 방사선치료법인 강도변조방사선치료가 많은 종류의 종양치료에 적용되어 치료에 따른 부작용을 줄이고 치료율을 향상시키려는 노력들이 이루어지고 있다. 특히 전립선암에서 강도변조방사선치료법을 적용하여 삼차원입체조형치료에 비해 향상된 선량분포와 이로 인한 주위 정상조직의 방사선량을 줄임으로써 더욱 많은 양의 방사선을 전립선에 투여할 수 있고 이로 인하여 치료율의 상승을 기대할 수 있게 되었다. 저자들은 강도변조방사선치료를 전립선암에 적용하였기에 이에 대한 문헌고찰과 함께 치료과정을 보고하고자 한다.

토모다이렉트를 이용한 3차원 전뇌 방사선치료에서 두상 각도에 따른 치료계획평가: 팬톰 실험 (Evaluation of Treatment Planning for Head Tilting in WBRT 3D-CRT by TomoDirect mode: a Phantom Study)

  • 김대건;김상현
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제16권7호
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    • pp.857-862
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    • 2022
  • 본 연구의 목적은 토모다이렉트를 이용한 토모테라피 방사선치료에서 두상 각도(head tilting)에 따라 3차원 입체조형 전뇌 방사선치료 계획을 평가하고 자 하였다. 총 다섯 가지 두상 각도(-20°, -10°, 0°, +10°, +20°)를 비교 평가하였다. 두상 각도에 따라 표적에 대한 선량균질지수(homogeneity index, HI)와 처방선량지수(conformity index, CI)를 계산하였고, 정상 장기인 수정체, 안구, 귀밑샘에 대한 최대선량과 평균 선량을 구하였다. 선량균질지수와 처방선량지수는 두상 각도가 +10°와 +20°에서 수치 1에 가까웠다. 두상 각도 +10°에서 수정체와 안구의 선량은 기준 두상각도(0°)에 비해 각각 약 74%와 30% 감소하였다. 턱을 올린 상태의 +10°의 두상 각도는 표적에 대한 선량균일지수와 처방선량지수가 적합하며 렌즈와 안구의 선량을 줄일 수 있는 각도로써 권장한다.

ANALYSIS BY SYNTHESIS FOR ESTIMATION OF DOSE CALCULATION WITH gMOCREN AND GEANT4 IN MEDICAL IMAGE

  • Lee, Jeong-Ok;Kang, Jeong-Ku;Kim, Jhin-Kee;Kim, Bu-Gil;Jeong, Dong-Hyeok
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제37권3호
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    • pp.146-148
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    • 2012
  • The use of GEANT4 simulation toolkit has increased in the radiation medical field for the design of treatment system and the calibration or validation of treatment plans. Moreover, it is used especially on calculating dose simulation using medical data for radiation therapy. However, using internal visualization tool of GEANT4 detector constructions on expressing dose result has deficiencies because it cannot display isodose line. No one has attempted to use this code to a real patient's data. Therefore, to complement this problem, using the result of gMocren that is a three-dimensional volume-visualizing tool, we tried to display a simulated dose distribution and isodose line on medical image. In addition, we have compared cross-validation on the result of gMocren and GEANT4 simulation with commercial radiation treatment planning system. We have extracted the analyzed data of dose distribution, using real patient's medical image data with a program based on Monte Carlo simulation and visualization tool for radiation isodose mapping.

유방암 환자의 3D-CRT, TOMO 방법에 따른 선량 분포 평가 (Dosimetric Comparison of Three Dimensional Conformal Radiation Radiotherapy and Helical Tomotherapy Partial Breast Cancer)

  • 김대웅;김종원;최윤경;김정수;황재웅;정경식;최계숙
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.11-15
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    • 2008
  • 목 적: 방사선치료계획에 있어서 정상조직과 치료부위의 선량 분포는 매우 중요하다. 이에 본원에서는 유방암 환자를 대상으로 Three-dimensional conformal radiation therapy (3D-CRT), Helical tomotherapy (TOMO)의 방법으로 방사선치료계획을 세웠으며 이에 선량분포를 분석하여 실제 임상에서의 적용여부를 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 20명의(좌측: 10명, 우측: 10명) 유방보존절제술 환자를 대상으로 시행하였으며 방법으로는 같은 조건에서 3D-CRT는 Philips사의 Pinnacle을, TOMO는 TomoTherapy사의 TOMO Planning System을 이용해 치료계획을 세웠다. Dose-Volume Histogram (DVH)의 prescribed dose (PD)에 대한 PTV의 Homogeneity index (HI)와 Conformity index (CI)를 구하였고, 정상조직의 dose- volume 관계를 비교하였다. 결 과: Homogeneity index (HI)와 Conformity, index (CI)는 TOMO에서 우수한 결과를 나타났다. $V_{-50-IB-NPTV}$ (the percentage ipsilateral non-PTV breast volume that was delivered 50% of the prescribed dose)는 3D-CRT: 40.4%, TOMO: 18.3%, $V_{20-IL}$ (the average ipsilateral lung volume percentage receiving 20% of the prescribed dose)는 3D-CRT: 4.8%, TOMO: 14.2%, $V_{20-10H}$ (the average heart volume percentage delivered 20% and 10% of the prescribed dose in left breast cancer)는 3D-CRT: 1.6%, 3% TOMO: 9.7%, 26.3%의 결과를 보여준다. 결 론: 유방암 환자의 방사선치료계획 방법들은 PTV에서 원하는 선량분포를 보여줬다. 그러나 TOMO는 좋은 Homogeneity index (HI), Conformity index (CI)와 Breast를 보호하는 장점이 있는 반면에 Lung과 Heart에서는 많은 피폭선량이 있음을 알 수 있기에 TOMO의 방사선치료계획시 주의해야 할 점으로 사료된다.

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유방암의 방사선치료에서 방사선학적 지표에 따른 폐 및 심장의 부작용 확률 (Probabilities of Pulmonary and Cardiac Complications and Radiographic Parameters in Breast Cancer Radiotherapy)

  • 노오규;박성호;안승도;최은경;이상욱;송시열;윤상민;김종훈
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제28권1호
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    • pp.23-31
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    • 2010
  • 목 적: 정상 장기의 부작용 확률(normal tissue complication probability, NTCP) 모델을 이용하여, 중심폐거리(central lung distance, CLD)와 최대심장거리(maximal heart distance)와 같은 이차원 방사선치료의 방사선학적 지표들과 삼차원 입체조형방사선치료의 부작용확률 사이의 관계를 평가해 보고자 하였다. 대상 및 방법: 2006년 11월부터 2007년 8월까지 서울아산병원에서 유방암으로 진단받고 수술 후 방사선치료를 시행 받은 110명을 무작위로 추출하여 분석하였다. 방사선치료는 2문 빗면 조사법, 3문 조사법, Reverse Hockey Stick법을 사용하였고, 유방 및 흉벽에는 5,040 cGy/28회, 쇄골 상부에는 4,500 cGy/25회로 조사하였고, 유방보존술을 시행한 경우에는 원발 병소에 1,000 cGy/4회의 추가치료를 하였다. 모든 환자에서 전산화단층촬영모의치료를 시행하였고, Eclipse Planning System을 사용하여 선량 계산을 시행 후 폐와 심장의 선량 부피 곡선(dose volume histogram, DVH)을 추출하였다. 추출된 DVH를 사용하여 modified Lymam model과 relative seriality model을 통해 NTCP를 계산하고 분석하였다. 결 과: 전체 환자의 방사선 폐렴과 심장 사망의 NTCP 값은 각각 0.5%, 0.7%로 낮은 수치를 보였다. 방사선 폐렴의 NTCP는 2문 조사법과 3문 조사법에 비해 Reverse Hockey Stick 법에서 높았다(0%, 0%, 3.1%, p<0.001). 방사선 폐렴의 NTCP 값은 중심폐거리가 커질수록 증가하였고, 심장 사망의 NTCP는 최대심장거리가 커질수록 증가하였다($R^2=0.808$). 결 론: 이차원 방사선치료의 방사선학적 지표들과 삼차원 입체조형방사선치료의 NTCP 값 사이에는 밀접한 관계가 있다. 이러한 연관성을 통해 과거의 부작용학률에 대한 자료들을 이차원 방사선치료의 방사선학적 지표들을 이용하여 NTCP 모델의 관점에서 재분석하는데 유용할 것으로 생각된다.