• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.177-178
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• 2006

Digital holographic particle tracking velocimetry (HPTV) is developed by single high-speed camera and single continuous laser with long coherent length. This system can directly capture 4000 hologram fringe images for 1 second through a camera computer memory. The 3D particle location is made of the reconstruction by using a computer hologram algorithm. This system can successfully be applied to instantaneous 3D velocity measurement in the water flow inside a micro-tube. The average of 100 instantaneous velocity vectors is obtained by reconstruction and tracking with the time of evolution of recorded fringes images. In the near future, we will apply this technique to measure 3D flow information inside various micro structures.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.161-167
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• 2018

목 적 : 동일 선상축(co-axial image)의 다발성 뼈 전이암에 대한 하이브리드 세기변조(modified hybrid-VMAT) 계획의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 동일 선상축의 다발성 뼈 전이암환자 총 5명을 대상으로 치료계획시스템(Ray station, 5.0.2.35, Sweden)을 이용하여 치료계획을 수립하였다. 치료계획용적(planning target volume, PTV) 처방 선량은 30 Gy로 설정하여 총 3가지 치료계획: 용적변조회전치료계획(volumetric modulated arc therapy, VMAT); 배경방사선(background)을 고려하지 않은 하이브리드 용적변조회전치료계획(hybrid VMAT, VMAT(h)); 배경방사선을 고려한 하이브리드 용적변조회전치료계획(modified hybrid VMAT, VMAT(mh))을 비교하였다. 선량용적히스토그램(dose volume histogram, DVH)을 이용하여 PTV의 maximum dose($D_{max}$), mean dose($D_{mean}$), 처방선량지수(conformity index, CI), 선량균질지수(homogeneity Index, HI) 및 손상위험장기(organ at risk, OAR)의 선량을 분석하였다. 또한 monitor unit(MU)와 치료시간(beam on time)을 분석하였다. 결 과 : VMAT, VMAT(h)과 VMAT(mh)의 PTV $D_{max}$는 3188.33 cGy, 3526 cGy, 3285.67 cGy이고, $D_{mean}$은 3081 cGy, 3252 cGy, 3094 cGy이고, CI는 $1.35{\pm}0.19$, $1.43{\pm}0.12$, $1.30{\pm}0.06$이고, HI는 $1.06{\pm}0.01$, $1.14{\pm}0.06$, $1.09{\pm}0.02$로 평가되었다. VMAT(h)과 VMAT(mh)의 OAR은 3 % 증가와 18 % 감소하는 것으로 평가되었다. 추가적으로 평균 MU는 904.90, 911.73, 1202.13 그리고 평균 Beam on time은 $128.67{\pm}10.97$초, $167.33{\pm}7.57$초, $190.33{\pm}4.51$초 소요되었다. 결 론 : 다중표적 치료 시에는 modified Hybrid-VMAT를 적용하면 선량의 겹침이 보정되어 과선량(over dose) 조사되는 것을 방지하는 다중표적을 치료할 수 있다. 그리고 PTV의 선량포함을 만족하면서 주위의 정상장기를 더 효과적으로 보호할 수 있는 치료계획이 가능하다. 또한 modified Hybrid-VMAT의 임상적 효능을 확인하기 위해 많은 수의 환자를 대상으로 한 장기 추적 관찰이 필요하다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권12호
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• pp.5019-5024
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• 2015

Background: The purpose of this study was to assess the dosimetric and clinical feasibility of volumetric modulated arc based hypofractionated stereotactic radiotherapy (RapidArc) treatment for large acoustic schwannoma (AS >10cc). Materials and Methods: Ten AS patients were immobilized using BrainLab mask. They were subject to multimodality imaging (magnetic resonance and computed tomography) to contour target and organs at risk (brainstem and cochlea). Volumetric modulated arc therapy (VMAT) based stereotactic plans were optimized in Eclipse (V11) treatment planning system (TPS) using progressive resolution optimizer-III and final dose calculations were performed using analytical anisotropic algorithm with 1.5 mm grid resolution. All AS presented in this study were treated with VMAT based HSRT to a total dose of 25Gy in 5 fractions (5fractions/week). VMAT plan contains 2-4 non-coplanar arcs. Treatment planning was performed to achieve at least 99% of PTV volume (D99) receives 100% of prescription dose (25Gy), while dose to OAR's were kept below the tolerance limits. Dose-volume histograms (DVH) were analyzed to assess plan quality. Treatments were delivered using upgraded 6 MV un-flattened photon beam (FFF) from Clinac-iX machine. Extensive pretreatment quality assurance measurements were carried out to report on quality of delivery. Point dosimetry was performed using three different detectors, which includes CC13 ion-chamber, Exradin A14 ion-chamber and Exradin W1 plastic scintillator detector (PSD) which have measuring volume of $0.13cm^3$, $0.009cm^3$ and $0.002cm^3$ respectively. Results: Average PTV volume of AS was 11.3cc (${\pm}4.8$), and located in eloquent areas. VMAT plans provided complete PTV coverage with average conformity index of 1.06 (${\pm}0.05$). OAR's dose were kept below tolerance limit recommend by American Association of Physicist in Medicine task group-101(brainstem $V_{0.5cc}$ < 23Gy, cochlea maximum < 25Gy and Optic pathway <25Gy). PSD resulted in superior dosimetric accuracy compared with other two detectors (p=0.021 for PSD.

• 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.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.127-135
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• 2021

목 적 : 비인두암 VMAT 치료 시 콜리메이터 각도 273°와 350°를 사용한 2회전 치료계획(Vertical MLC VMAT plan, 이하 VMV plan)과 콜리메이터 각도 20°와 340°를 사용한 2회전 치료계획(Complemental MLC VMAT plan, 이하 CMV plan)과의 비교 분석을 통해 유용성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 VMAT 치료를 받은 비인두암 환자 30명을 대상으로 하였다. 전산화치료계획은 Eclipse, PO, AcurosXB 알고리즘을 이용하였으며, 치료기는 Vital-beam을 사용하였다. 치료계획은 갠트리 회전반경이 각각 360°인 두 개의 회전(Arc)을 6MV를 이용하여 생성하고, 콜리메이터 각도 변화에 의한 영향을 확인하기 위해 273°와 350°로 설정한 VMV plan과 20°와 340°로 설정한 CMV plan을 수립하였다. 선량용적 히스토그램에서 확인 및 산출된 계획표적용적(PTV)과 결정장기(OAR)들의 선량지표들과 변조복잡성지수(MCSv), MU, 치료시간에 대해 기술통계 및 대응표본 t-검정을 실시하였다. 그리고 대상별로 두 치료계획의 MCSv의 차이와 각각의 평가지표들의 차이 간 상관관계가 있는지 확인하기 위해 피어슨의 상관관계 분석을 실시하였다. 결 과 : PTV 평가 지표의 경우, VMV Plan에서 PTV_67.5의 CI가 3.76% 개선되었으며, OAR의 경우 척수(-14.05%)와 뇌 줄기(-9.34%)의 선량감소 효과가 두드러지게 나타났다. 그리고 귀밑샘들(왼쪽 : -5.38%, 오른쪽 : -5.97%)과, 시각기관들(왼쪽 시신경 : -4.88%, 오른쪽 시신경 : -5.80%, 시신경교차 : -6.12%, 왼쪽 수정체 : -6.12%, 오른쪽 수정체 : -5.26%), 청각기관(왼쪽 : -11.74%, 오른쪽 : -12.31%)과 갑상샘(-2.02%)에서의 선량감소효과도 확인할 수가 있었다. 또한 MCSv가 VMV Plan에서 5.31% 높게 나왔으며, MU의 경우에 6.11% 낮은 것으로 나타났다. 그리고 두 치료계획의 MCSv의 차이는 PTV_54의 CI(r=-0.55)의 차이, PTV_48의 CI(r=-0.43)의 차이와 유의한 음(-)의 상관관계를 보였고, 척수(r=0.40), 뇌줄기(r=0.34), 양쪽 침샘들(왼쪽 : r=0.36, 오른쪽 : r=0.37)의 차이와 양(+)의 상관관계를 보였다. 이는 VMV plan의 moluation 복잡성이 CMV plan에 비해 상대적으로 높아 질 때, PTV_54, 48의 CI 개선 및 척수, 뇌줄기, 양쪽침샘들의 선량 감소 효과가 커지는 것을 의미하며, 이러한 분석결과들을 바탕으로 VMV plan의 modulation에 대한 효율성이 CMV plan 보다 크다는 것을 확인할 수 있었다. (위 모든 값에 대해 유의수준은 p<.05) 결 론 : VMV Plan은 CMV plan과 비교하여 MLC가 더 효율적으로 modulation할 수 있도록 함으로써, 치료계획의 질을 향상 시키는데 도움이 될 것이라 사료된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.126-129
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• 2004

Leaf width가 다른 다엽 콜리메터 (MLCs)를 이용한 강도변조 방사선 치료 (IMRT)계획을 비교하였다. micro-MLCs를 사용하여 이미 시행된 12 case를 Varian사의 120 MLC와 80 MLC를 사용하여 다시 치료계획 하였다. 이들 콜리메터는 중심에서의 leaf width가 각각 3 mm, 5 mm, 10 mm이다. 이 치료계획들을 uniformity index, conformity Index, 정상조직 내선량으로 서로 비교하였다. PTV의 uniformity Index경우, mMLCs와 120 MLCs가 통계적으로 차이가 없었다 (p = 0.06). 그러나 mMLCs와80 MLCs는 통계적으로 약간의 차이를 보였다 (p = 0.001). PTV에 대한 최대목표선량은 leaf width와 연관성이 없었다. conformity index의 경우, mMLCs와 120 MLCs (p = 0.003)에서, mMLCs와 80 MLCs (p = 0.003)에서 통계적인 차이를 보였다. leaf width의 변화에 따라 방사선에 조사되는 정상조직의 부피를 비교하였고, leaf width가 3mm인 경우 정상조직 보존에 보다 적합함을 확인하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.57-62
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• 2017

본 연구는 거대유방암 환자대상으로 환자의 움직임과 모양의 변화에 따른 선량변화를 콘빔단층촬영영상(CBCT)과 변형영상정합기법(DIR)을 적용하여 적응형방사선치료계획을 재구성하여 기존에 사용된 쐐기접선조사기법(TWF)과 종속조사면 병합치료방법(FIF) 그리고 세기조절방사선치료계획(IMRT)을 이용하여 선량비교평가를 시행하고자 하였다. CT와 CBCT를 MIM6 사용하여 변형영상정합기법영상(DIRCT)을 만들어 각각의 치료계획을 시행하였다. 계획표적체적(PTV)은 왼쪽 유방이고 균질성지표(HI), 적합성지표(CI), 조사범위지표(CVI)의 값을 확인하였다. 관심장기(OAR)는 반대쪽 유방, 폐 그리고 심장이며 평균선량, 최대선량과 장기 특성에 따른 기타 지표들을 비교 분석하였다. PTV인 유방의 HI 값은 DIRCT를 이용한 모든 치료계획방법에서 증가하였으며, CVI, CI의 결과에서는 DIRCT를 이용한 치료계획방법에서 모두 감소하였다. 폐에서의 평균선량과 최대선량은 DIRCT 이용한 IMRT 치료계획방법이 다른 치료계획보다 증가함을 보였으며, 심장의 평균선량과 최대선량은 DIRCT를 이용한 TWF와 FIF는 감소했으며, 오히려 IMRT의 결과는 증가하였다. 유방암 방사선치료 시 환자의 움직임과 셋업 오차로 인해 유방모양의 변경을 감암했을 때 TWF와 IMRT보다 FIF 방법을 이용했을 때 반대편 유방과 심장, 폐의 피해선량을 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권2호
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• pp.43-49
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• 2019

목 적: 본 연구는 좌측 유방암 방사선치료에서 환자 호흡방법에 따른 영향에 대하여 치료계획을 통해 비교 분석하고, 깊은 들숨 호흡 정지법(deep inspiration breath hold, DIBH)에서 지속적 기도 양압(continuous positive airway, CPAP)의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 좌측 유방암 환자 총 10명을 대상으로 하였다. 모의치료에서 총 세 가지 호흡법을 적용하여 영상을 획득하였다: 자유호흡법(free breathing, FB); 깊은 들숨 호흡 정지법(DIBH); 들숨 호흡 정지법(inspiration breath hold, IBH); 여기서 DIBH에서는 자가호흡확인 기구인 abches(APEX, Japan)와 IBH에서는 CPAP가 적용되었다. 치료계획은 Ray Station(5.0.2.35, Sweden)을 이용하였고, 용적 강도변조 회전방사선치료법(volumetric modulated arc therapy, VMAT) one partial Arc을 환자당 동일 각도로 적용하였다. 치료계획용적(planning target volume, PTV)의 총 처방선량은 50Gy(2Gy/fx)로 설정하였다. 치료계획분석은 PTV의 95% dose(D95), 처방선량지수(conformity index, CI)와 선량균질지수(homogeneity index, HI)를 비교 분석하였다. 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)인 폐, 심장, 왼내림 앞가지동맥(left anterior descending artery, LAD)을 분석하였다. 결 과: 동축의 폐(ipsilateral lung)의 평균용적 FB, DIBH(Abches), IBH(CPAP)에서 각각 1245.58±301.31㎤, 1790.09±362.43㎤, 1775.44±476.71㎤였다. PTV의 평균 D95는 각각 46.67±1.89Gy, 46.85±1.72Gy, 46.97±2.34Gy였다. 평균 CI(HI)는 각각 0.95±0.02(0.91±0.01), 0.96±0.02(0.90±0.01), 0.95±0.02(0.92±0.02)였다. 폐 전체의 V20(동측 폐)은 각각 10.74±4.50%(20.45±8.65%), 8.29±3.14%(17.18±7.04%), 9.12±3.29%(18.85±7.85%)였다. 심장의 평균 선량(Dmean)은 각각 7.82±1.27Gy, 6.10±1.27Gy, 5.67±1.56Gy였다. LAD의 최대선량(Dmax)은 각각 20.41±7.56Gy, 14.88±3.57Gy, 14.96±2.81Gy였다. LAD에서 흉벽(Chest wall)까지 평균거리는 각각 11.33±4.70mm, 22.40±6.01mm, 20.14±6.23mm였다. 결 론: DIBH와 CPAP에서 FB보다 폐 용적이 커짐으로써, 방사선치료영역인 흉벽과 심장의 거리가 멀어지는 효과 때문에 LAD의 선량을 감소시킬 수 있다. 좌측 유방암 방사선치료 시 DIBH방법의 대체방안으로 CPAP은 임상적 활용도가 높을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제33권4호
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• pp.121-128
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• 2022

Purpose: This study evaluated the quality of plans based on magnetic resonance-guided radiotherapy (MRgRT) tri-Co-60, linac, and conventional linac-based volumetric modulated arc therapy (linac-VMAT) for prostate cancer. Methods: Twenty patients suffering from prostate cancer with intermediate risk who were treated by MAT were selected. Additional treatment plans (primary and boost plans) were generated based on MRgRT-tri-Co-60 and MRgRT-linac. The planning target volume (PTV) of MRgRT-based plans was created by adding a 3 mm margin from the clinical target volume (CTV) due to high soft-tissue contrast and real-time motion imaging. On the other hand, the PTV of conventional linac was generated based on a 1 cm margin from CTV. The targets of primary and boost plans were prostate plus seminal vesicle and prostate only, respectively. All plans were normalized to cover 95% of the target volume by 100% of the prescribed dose. Dosimetric characteristics were evaluated for each of the primary, boost, and sum plans. Results: For target coverage and conformity, the three plans showed similar results. In the sum plans, the average value of V_65Gy of the rectum of MRgRT-linac (2.62%±2.21%) was smaller than those of MRgRT tri-Co-60 (9.04%±3.01%) and linac-VMAT (9.73%±7.14%) (P<0.001). In the case of bladder, the average value of V_65Gy of MRgRT-linac was also smaller. Conclusions: In terms of organs at risk sparing, MRgRT-linac shows the best value while maintaining comparable target coverage among the three plans.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권1호
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• pp.11-20
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• 2006

목적: 국소적으로 진행된, 절제 불가능한 췌장암 치료에 있어 고식적 방사선 치료와 비교하여 Cyberknife(CK)를 이용한 정위 방사선 치료의 생존율 및 급성 독성에 대해 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 2003년 4월부터 2004년 4월까지의, Eastern Cooperative Oncology Group (ECOG) 활동도 3 이하이며 CT 및 PET/CT로 평가하여 원격 전이 없는 국소 진행된 췌장암 환자 19명을 대상으로 하였다 대상 환자는 점차 방사선량을 증가시키는 방법으로 33 Gy, 36 Gy, 39 Gy를 3분할로 각각 6명, 4명, 9명에서 CK를 이용한 정위 방사선 치료를 시행하였으며, 생존율 및 Radiation Therapeutic Oncology Group (RTOG) acute radiation morbidity criteria에 의한 위장관 독성을 분석하였다 또한 나이, 성별, ECOG 수행 점수, 항암 치료, 우회로 조성술(bypass surgery) 여부, 방사선량, CAl9-9, 계획용 표적 체적(planning target volume, PTV), CT상 주위 장기 및 혈관 침범 여부 등을 Log Rank test를 이용하여 예후 인자를 평가하였다. 결과: 본 연구에서 중앙 생존 기간은 11개월, 1년 생존율은 36.8%였다. 추적 조사 기간 중(범위 $3{\sim}20$개월, 중앙값 10개월) 유의한 위장관 급성 독성은 관찰되지 않았다 단일 인자 분석에서 계획용 표적 체적만이 유의한 예후 인자로 80cc 이하인 경우가 80cc 이상인 경우보다 생존율이 높았으며(p-value < 0.05), 나이, 성별, ECOG 수행 점수, 항암 치료, 우회로 조성술, CAl9-9 수치, 주위 장기 및 혈관 침범 여부 등에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 다인자 분석에서는 65세 이하인 경우와 PTV 80 co 이하인 경우에서 생존율이 높았다. 결론: 고식적 방사선 치료, 고선량 입체조형 방사선 치료(high dose conformal radiation therapy), 수술 중 방사선 치료(intraoperative radiation therapy) 또는 세기 조절 방사선 치료(Intensity modulated radiation therapy, IMRT)를 이용한 최근의 결과와 비교하여 CK를 이용한 정위 방사선 치료는 생존율 측면에서 비슷하거나 나은 결과를 보였다. 또한 심각한 부작용은 관찰되지 않았으며 짧은 기간의 치료로 환자에게 편의를 제공할 수 있어 결과적으로 삶의 질을 향상시킬 수 있을 것이다. 따라서, 이 새로운 치료 방법은 국소 진행된, 절제 불가능한 췌장암 환자에서 심각한 부작용 없는 효과적인 치료가 될 것으로 생각된다. 또한 계획용 표적 체적은 CK 치료의 유용한 예후 인자로 사용될 것이다.