• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제34권4호
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• pp.41-47
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• 2023

Purpose: This study aimed to dosimetrically compare the technique of three-dimensional conformal radiotherapy (3D CRT), which is a traditional prophylactic cranial irradiation method, and the intensity-modulated radiotherapy (IMRT) and volumetric modulated arc therapy (VMAT) techniques used in the last few decades with the dynamic conformal arc therapy (DCAT) technique. Methods: The 3D CRT, VMAT, IMRT, and DCAT plans were prepared with 25 Gy in 10 fractions in a Monaco planning system. The target volume and the critical organ doses were compared. A comparison of the body V₂, V₅, and V₁₀ doses, monitor unit (MU), and beam on-time values was also performed. Results: In planned target volume of the brain (PTV_Brain), the highest D99 dose value (P<0.001) and the most homogeneous (P=0.049) dose distribution according to the heterogeneity index were obtained using the VMAT technique. In contrast, the lowest values were obtained using the 3D CRT technique in the body V₂, V₅, and V₁₀ doses. The MU values were the lowest when DCAT (P=0.001) was used. These values were 0.34% (P=0.256) lower with the 3D CRT technique, 66% (P=0.001) lower with IMRT, and 72% (P=0.001) lower with VMAT. The beam on-time values were the lowest with the 3D CRT planning (P<0.001), 3.8% (P=0.008) lower than DCAT, 65% (P=0.001) lower than VMAT planning, and 76% (P=0.001) lower than IMRT planning. Conclusions: Without sacrificing the homogeneous dose distribution and the critical organ doses in IMRTs, three to four times less treatment time, less low-dose volume, less leakage radiation, and less radiation scattering could be achieved when the DCAT technique is used similar to conventional methods. In short, DCAT, which is applicable in small target volumes, can also be successfully planned in large target volumes, such as the whole-brain.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권1호
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• pp.24-33
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• 2002

목적 : 유방보존 수술 후 행하는 방사선치료인 2문 대칭조사(two tangential field technique)시 나타나는 선량분포의 불균일성을 효과적으로 개선하기 위하여, multistatic fields의 사용법과 공용보상체 사용법을 제시하고 평가하였다. 대상 및 방법 : 1) Multistatic field 방법 3차원의 치료계획용 software (RTP)를 이용하여, wedge를 사용한 2문 대칭 조사의 최적의 치료계획을 시행한 후 beam's eye view상에서 과조사가 일어나는 부분을 가리워 주도록 blocked field를 설계하고, 그 beam에 대칭되는 beam을 만들었다. 기존의 2개의 tangential field와 추가된 field의 weighting을 최적의 선량분포를 갖도록 조절하였다. 2) 공용보상체 사용법 : 1999와 2000년에 본원에서 whole-breast radiotherapy를 받은 환자 20명의 유방의 크기를 측정하고 평균하여 표준 유방 모델을 만들었다. 이 모델에 대하여 공용보상체를 설계하고, 설계된 공용보상체의 geometry를 RTP에 입력한 후 환자의 치료 계획을 수행하였다. 2문 대칭조사 치료 계획과, multistatic fields의 경우 그리고 공용 보상체를 사용한 경우의 치료계획에서의 불균일도(DII : 처방선량의 $95-105\%$를 벗어나는 PTV의 부피의 백분율), 최대선량 값$(D_{max})$ 그리고 등가선량 곡선을 각각 비교하였다. 결과 : Multistatic field 방법은 DII의 평균값을 $14.6\%$ (p value<0.000) 낮추고 $D_{max}$를 $4.7\%$ (p value<0.000) 낮춤으로써, 전통적인 2문 대칭 조사법보다 우수한 방법으로 확인되었다. 반면에 공용보상체의 사용은 평균 DII를 $3.7\%$ 낮추지만(p value=0.260) 평균 $D_{max}$는 거의동일 하여($0.3\%$ 감소, p value=0.867), 전통적인 방법보다 우수성이 크게는 없는 것으로 평가되었다. 그러나 환자의 체곡선이 보상체와 잘 일치하는 경우에는 DII가 $18\%$까지 감소하였다. 결론 : Multistatic field 방법은 모든 환자에 대하여 선량분포의 균일성을 전반적으로 향상시키는 효과적인 방법으로 평가되는 반면 공용보상체의 사용은 보상체의 크기가 환자의 체 윤곽과 잘 일치하는 경우만 효과적으로, 적용의 범위에는 한계가 있는 방법으로 평가되었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제29권1호
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• pp.28-35
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• 2011

목 적: 초기 비소세포성 폐암 환자에서 수술적 절제 이외의 국소 치료로 최근 방사선 수술의 사용이 늘고 있다. 이에 저자들은 초기 혹은 재발한 비소세포성 폐암 환자를 대상으로 시행한 체부 방사선 수술의 치료 결과를 분석하여 그 유용성을 알아 보고하고자 한다. 대상 및 방법: 비소세포성 폐 종양에 대하여 방사선 수술이 시행되었던 24명의 환자, 28 lesion에 대하여 후향적 분석을 시행하였다. 이 중 원발성 종양은 19명 재발한 환자는 5명이었고 재발한 환자 5명 중 3명이 이전 치료 부위에서 재발한 환자 이었다. 원발성 종양 19명 중에서 4명은 외부 방사선 치료 후 추가로 방사선 수술을 시행 받았다. 24명의 초기 병기는 IA, IB, IIA, IIB, IIIA, IIIB, IV가 각각 7, 3, 2, 2, 3, 1, 6명이었고, 방사선 수술 당시의 T 병기는 T1 lesion이 13곳, T2가 12곳, T3가 3곳이었다. 방사선 수술은 6 MV X-ray를 이용하였고 planning target volume 1 (PTV1)에 총 방사선량 15~60 Gy(median, 50 Gy)를 3회 혹은 5회에 걸쳐 처방하여 시행하였다. 중앙 추적관찰기간은 469일이었다. 결 과: 28곳의 GTV는 0.7~108.7 mL (median, 22.9 m L)이었고, PTV1 은 5.3~184.8 mL (median, 65.4 m L)이었다. 3개월 반응률은 complete response (CR) 14곳, partial response (PR) 11곳, stable disease (SD) 3곳이었고, 마지막 추적에서의 치료반응은 CR 13곳, PR 9곳, SD 2곳, progressive disease (PD) 4곳이었다. 원발종양으로 초기 병기 IA, IB 10명에서는 50일만에 1명이 폐렴으로 사망하였고 1명이 국소재발 하였으나 나머지 환자는 6개월에서 2년간 국소재발 없이 추적관찰 되고 있으며, IIA-IIB 환자는 4명으로 환자 수가 적어서 뚜렷한 결론을 내리기 어려웠고, 재발성 폐암 환자 5명을 포함하는 10명의 IIIA-IV 병기에서는 사망 3명, 국소재발 1명, loco-regional failure 1명, regional failure 2명으로 좋지 않은 치료 결과를 보였다. 이 중에서 방사선 수술을 시행한 장소에서 재발한 경우는 총 28 1esion 중 4곳으로 85.8%의 국소제어율을 보였다. 방사선치료 양은 biologically equivalent dose (BEd) 100 $Gy_{10}$ 이하인 8 lesion 중에서 3 lesion에서 국소 재발하여 100 $Gy_{10}$ 이상인 20 lesion 중에서는 1 lesion에서만 재발한 경우보다 나빴다. 또한 중앙부의 종양과 방사선수술 당시의 병기가 T2 이상인 경우가 재발이 많았다. 결 론: 비소세포성 폐암환자에서 사이버나이프를 이용한 체부 방사선 수술은 부작용이 적으면서 높은 국소제어율을 얻을 수 있는 치료이며, 주변부의 T1 병기의 폐암에 대해서 BED 100 $Gy_{10}$ 이상의 방사선 치료가 국소제어율을 높이는데 도움이 된다고생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권3호
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• pp.275-286
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• 2001

목적 : 세기조절방사선치료의 임상적용을 위한 정도보증 절차를 확립하고, 실제 치료환자 1례에 대한 적용 과정을 보고하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서는 세기조절방사선치료를 시행하기 위해 역방향 치료계획(inverse planning) 시스템으로 $P^3IMRT$ (ADAC, 미국)와 다엽콜리메이터(Multileaf collimator, MLC)가 부착된 방사선치료용 선형가속기 Primus (Siemens, 미국)를 사용하였다. 먼저 다엽콜리메이터에 대한 위치의 정확성, 재현성, leaf transmission factor를 측정하였다. 또한 소조사면에 대한 치료계획시스템의 commissioning을 실시하였다. 이를 이용하여 C자 형태의 가상 PTV (Planning Target Volume)에 대해 9개의 빔을 사용하여 세기변조 조사빔을 설계하여, 이를 팬톰 내에서 절대선량 및 상대선량을 측정하여 비교, 분석하였다. 실제 6개의 세기변조 조사빔을 사용하여 치료를 시행한 전립선암 환자를 대상으로, 팬톰내에서 재 계산된 선량계산 결과를 0.015 cc 미소전리함, 다이오드선량계(Scanditronix, 스웨덴), 필름 선량계, 그리고 선형배열다중검출기(array detector) 등을 사용하여 절대선량 및 상대선량을 평가하였다. 결과 : MLC 위치 정확도는 1 mm 이내이었으며, 재현성은 0.5 mm 내외로 평가되었고, leaf transmission 인자는 10MV 광자선에 대해서 interleaf leakage의 경우, $1.9\%$, midleaf leakage의 경우, $0.9\%$로 측정되었다. 필름, 다이오드선량계, 미소전리함, 물팬톰용 전리함(0.125 cc) 등의 반음영을 측정해 본 결과, 물팬톰용 전리함으로 측정된 반음영 영역$(80\~20\%)$은 필름에 비해 2 mm 가량 크며, 최소 beamlet 크기가 5 mm 임을 감안할 때 부적합한 것으로 판명되었다. RTP commissioning 후 계산 선량은 $1\times1\;cm^2$ 크기 소조사면에서의 측정치와 $2\%$ 범위 내에서 일치하였다. C자 형태의 PTV에 대한 9개의 세기변조된 조사빔에 대한 2회에 걸친 치료중심점에서의 절대선량 측정결과 개별 조사빔에 대하여는 $10\%$ 이상 차이를 보였으나 총 선량은 $2\%$ 이내에서 일치하였다. 필름을 이용한 선량분포도도 계산치와 비교적 잘 일치하였다. 실제 치료환자의 팬톰 내에서의 절대선량 측정 결과 총 선량은 $1.5\%$ 차이를 보였다. 각 조사빔에 대해 중심 leaf의 측방선량분포도를 필름 및 선형배열다중검출기를 사용하여 측정하였으며, 조사면 밖에서 계산선량이 $2\%$ 내외로 작게 나타났으나, 특정 위치를 제외하고는 $3\%$ 이내로 잘 일치함을 확인하였다. 결론 : 세기조절방사선치료를 위해서는 다엽콜리메이터의 위치에 대한 보다 정밀한 정도관리 절차가 개발되어야 될 것으로 판단되며, 조사빔내 세기패턴을 효율적으로 확인할 수 있는 정도보증 절차가 필요할 것으로 사료된다. 본원에서는 팬톰 내에서의 치료중심점과 같이 특정 지점에서의 절대선량 확인 및 필름 혹은 선형배열다중검출기를 사용한 세기분포 패턴의 확인 과정을 통하여, 이를 적절히 병행하여 사용함으로써 세기조절방사선치료에 적합한 정도관리를 시행할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제22권3호
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• pp.165-176
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• 2004

목적: 두개척수조사(Craniospinal irradiation) 후 전두엽 하방에서 재발(Subfrontal recurrence) 한 수모세포종 두 예를 경험하고, 방사선치료 측면에서 재발의 원인을 분석하고자 하였으며, 효과적인 구제 치료 방법을 모색 하고자 하였다. 대상 및 방법: 두 예 모두 고위험군(T3bMl, T3bM3) 수모세포종으로 수술, 항암화학제 및 방사선 병합요법을 시행 받았으며, CT-Simulation으로 방사선치료계획이 이루어졌다. 한 예는 방사선치료 후 16개월에 재발하여 구제수술을 시행하고, 세기조절방사선치료로 30.6 Gy의 방사선을 재조사하였다 다른 한 예는 12개월에 재발하여 구제수술만 시행하였다. 재발인자 확인을 위해 초기 방사선치료 시 사용되었던 모의치료사진을 확인하였고, 안구차폐의 과다 여부 및 가능한 원인 인자의 분석과 재발을 방지하기 위한 대안을 찾고자 하였다. 한 예에서 방사선재조사에 대한 부담과 주변 중요정상장기의 인접성 때문에 전두엽하방재발 종양에 대한 구제 치료로서 세기조절방사선치료를 계획하였으며, 표적체적에 대해서 7문 조사, 평균선량 30.6 Gy (1.8 Gy 분할, 최대선량의 85$\%$)를 처방하고, 주변 정상중요장기인 시신경은 평균선량을 25 Gy, 안구는 10 Gy로 제한하였다. 결과: 두 예 모두에서 모의치료사진상 정상장기 보호를 위한 안구차폐과다로 인한 전두엽하방 표적체적 일부에서의 저선량점을 확인할 수 있었다. CT-Simulation 상에서 automatic organ drawing 기능을 이용하여 전뇌와 안구의 외측 경계를 모의치료사진 화면에 같이 올릴 경우 차폐의 적절성을 판단하기가 더 용이하였다. 세기조절방사선치료계획 결과 표적체적에는 평균선량 31.1 Gy, 최대선량 36 Gy, 좌측 및 우측 시신경의 평균선량은 각각 13.9 Gy와 14.7 Gy, 좌우측 안구의 평균선량은 각각 5.5 Gy와 6.9 Gy로 우수한 치료계획을 획득하였다. 구제치료로 수술 및 세기변조방사선치료를 시행한 환자는 이후 방사선치료에 의한 부작용 없이 1년간 무병상태이다. 결론: 수모세포종의 전두엽하방 재발을 방지하기 위한 노력으로 두개척수조사 시 전두엽하방 및 체판 부위에 대한 각별한 주의를 기울여 차폐를 실시하여야 하겠고, 일단 재발하여 방사선재조사의 필요가 있는 경우 주변정상장기와의 방사선 선량 차이를 극대화할 수 있는 세기조절방사선치료를 통해 방사선치료 부작용의 부담을 줄일 수 있을 것으로 기대된다

• Radiation Oncology Journal
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• 제33권3호
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• pp.233-241
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• 2015

Purpose: To compare volumetric modulated arc therapy of RapidArc with robotic stereotactic body radiation therapy (SBRT) of CyberKnife in the planning and delivery of SBRT for hepatocellular carcinoma (HCC) treatment by analyzing dosimetric parameters. Materials and Methods: Two radiation treatment plans were generated for 29 HCC patients, one using Eclipse for the RapidArc plan and the other using Multiplan for the CyberKnife plan. The prescription dose was 60 Gy in 3 fractions. The dosimetric parameters of planning target volume (PTV) coverage and normal tissue sparing in the RapidArc and the CyberKnife plans were analyzed. Results: The conformity index was $1.05{\pm}0.02$ for the CyberKnife plan, and $1.13{\pm}0.10$ for the RapidArc plan. The homogeneity index was $1.23{\pm}0.01$ for the CyberKnife plan, and $1.10{\pm}0.03$ for the RapidArc plan. For the normal liver, there were significant differences between the two plans in the low-dose regions of $V_1$ and $V_3$. The normalized volumes of $V_{60}$ for the normal liver in the RapidArc plan were drastically increased when the mean dose of the PTVs in RapidArc plan is equivalent to the mean dose of the PTVs in the CyberKnife plan. Conclusion: CyberKnife plans show greater dose conformity, especially in small-sized tumors, while RapidArc plans show good dosimetric distribution of low dose sparing in the normal liver and body.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.136-139
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• 2004

본 연구에서는 직장풍선을 사용하여 전립선의 내부 움직임을 최소화함으로써 계획용표적체적 내에 정상장기의 포함을 최소화고, 직장체적의 일정부분을 고선량 분포 영역에서 떨어뜨림으로써 방사선치료의 선량한계를 극복하고자 하였다. 이를 위해 직장풍선을 사용하여 환자 Setup 시 직장풍선의 위치 재현성을 분석하였고 세기조절방사선치료계획수립을 통해 임상치료에서의 유용성을 연구하였다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2005년도 제30회 춘계학술대회
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• pp.68-70
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• 2005

To precisely localize target in prostate cancer, image-guided radiotherapy was performed using the $ExacTrac^{\circledR}$ x-ray system (Brainlab, Germany) with implanted markers. For three prostate cancer patients, three gold markers were implanted into prostate. Orthogonal portal images were acquired every treatment and CT scans were repeated 3～5 times during the course of treatment. After correcting setup errors calculated by the system, the position of the implanted markers and the distance between them were detected in daily portal images and in CT images, and analyzed retrospectively. Deviation of the relative position of the implanted markers and the distance between them were less than 1 mm in lateral, longitudinal, and vertical direction for three patients, both in portal images and CT images. This study reveals that image-guided radiotherapy using the $ExacTrac^{\circledR}$ system is useful to verify positioning errors and localize prostate target with implanted markers, reducing the planning target volume (PTV) margin as well as irradiation to rectum and bladder.

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

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권3호
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• pp.167-175
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• 2014

본 연구는 IMRT가 적용된 성문암 환자에 대하여 CBCT영상과 변형영상 정합기법을 이용하여 치료기간 동안 실제 환자에게 전달되는 선량 변화를 평가하고자 하였다. B-spline 알고리즘을 사용한 변형영상정합 시스템을 통해 치료 중 1주 간격으로 얻은 CBCT를 재구성하고 치료계획을 재계산하여 종양과 결정장기의 선량 분포를 비교하였다. 체중에 따른 체적변화는 3~5 주부터 평균 1.38~2.04 kg로 증가하였으며 체표면의 변화는 평균 2.1 mm로 감소하였다. 또한, 3주 이후의 경동맥에 전달된 선량은 계획되었던 값보다 최대 8.76%로 증가하였고, 갑상선샘은 26.4%로 감소하였다. 종양의 물리적의 평가인자인 PITV, TCI, rDHI, mDHI 그리고, CN은 치료 계획된 값보다 각각 평균 4.32%, 5.78%, 44.54%, 12.32% 그리고, 7.11%로 감소하였다. PTV에 대한 $D_{max}$는 평균 2.99% 증가하였고, $D_{mean}$, $V_{67.50}$, $D_{95}$는 각각 평균 1.52%, 5.78%, 11.94%로 감소하였다. 체중변화에 따른 체적의 변화가 없더라도 체형변화는 발생하였고, 좁은 여유마진을 가지는 IMRT는 이러한 변화에 민감하게 반응하였다. 성문암에 대한 IMRT 적용 시 환자의 체중변화를 관찰과 함께 변화를 기록하고 치료 중 변형영상정합 시스템을 이용하여 선량분포를 평가할 필요가 있다. 최종적으로 치료 중 실제 전달되는 선량평가는 적응형치료계획을 통하여 확인하고 정확한 선량전달이 필요하다고 사료된다.