• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.210-217
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• 2014

이 연구는 비편평화여과기(flattening filter-free, FFF) 빔을 이용한 폐 정위절제방사선치료(stereotactic ablative radiotherapy, SABR)에 대하여 서로 다른 선량계산 알고리즘의 선량적 효과를 조사하였다. SABR를 받은 10명의 폐암 환자를 대상으로하여 평가하였다. 모든 치료계획은 Eclipse 치료계획시스템의 Acuros XB (AXB) 알고리즘을 이용하여 수립되었다. 다른 선량계산 알고리즘과 비교를 위하여, 추가적으로 anisotropic analytic algorithm (AAA) 알고리즘을 적용한 치료계획을 재 수립하였다. 두 알고리즘 평가를 위해서, 치료표적과 손상위험장기의 선량체적히스토그램(dose-volume histogrim, DVH)를 분석하였다. 그리고 기술적 인자로써 계산시간과 총 MU 값을 평가하였다. DVH 비교분석을 통해, PTV의 최대선량은 AXB이 AAA 보다 5.2% 높았으며 최소선량은 4.4% 낮게 나타났다. PTV의 $V_{105%}$에서 7.06%까지 큰 차이를 나타났다. 폐의 최대선량은 AXB 치료계획에서 약간 크게 나타났다. 동측성 폐에 5, 10과 20 Gy 선량이 조사되는 체적은 AAA 보다 AXB에서 더 크게 나타났으나 대측성 폐에 대해서는 거의 비슷하게 나타났다. 척수와 심장에서 최대선량의 차이도 크지 않았다. 계산시간의 경우, AXB가 AAA보다 13.7% 정도 소요시간이 적었고 MU 값은 AXB에서 3.47% 더 많았다. 이 연구의 결과들은 회전조절치료 기법을 포함하여 FFF 빔이 적용된 폐 SABR 치료계획에서 AXB 알고리즘은 선량계산의 정확성과 계산시간의 감소의 장점을 제공할 수 있을 것이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.289-295
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• 2014

목 적 : 영상유도방사선치료 시 사용하는 콘빔 CT는 치료자세 오차를 확인하는 중요한 수단이지만 피폭선량을 증가 시키는 단점이 있다. 이에 본 연구는 콘빔 CT의 시행주기를 격일로 하는 시나리오를 만들어 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 콘빔 CT를 이용하여 세기변조방사선치료를 받은 전립선암 환자 9명을 대상으로 실제 치료 시 매일 콘빔 CT로 치료자세 오차를 분석하여 보정한 값을 바탕으로 격일로 콘빔 CT를 시행하는 시나리오를 만들었다. 시나리오에서 콘빔 CT를 시행하지 않은 날의 치료자세 오차 값을 실제 치료 시의 치료중심점에서 이동하여 치료계획시스템(Pinnacle 9.2, Philips, USA)에 적용한 후 실제 치료와 동일한 조건으로 재 치료계획을 수립하였으며, 이를 바탕으로 PTV(Planning Target Volume)와 정상장기의 선량분포를 비교 분석하였다. 결 과 : 매일 콘빔 CT를 시행하였을 때의 치료자세 오차 값을 기준으로 격일로 콘빔 CT를 시행하는 시나리오에서는 X, Y, Z축으로 각각 $0.2{\pm}0.73mm$, $0.1{\pm}0.58mm$, $-1.3{\pm}1.17mm$ 차이가 나타났다. 이를 치료계획에 적용하여 재 치료계획을 수립하여 선량분포를 평가한 결과는 매일 콘빔 CT를 시행한 결과와 비교하여 PTV의 Dmean : -0.17 Gy, $D_{99%}$ : -0.71 Gy, 차이가 나타났다. 정상 장기는 직장 벽의 $V_{66}$ : 1.55%, 방광의 $V_{66}$ : -0.76% 차이가 나타났다. 결 론 : 격일로 콘빔 CT를 시행하였을 경우 콘빔 CT에 의한 피폭선량을 감소시키고 촬영으로 인한 추가적인 치료시간을 줄여 줄 수 있다. 또한 PTV, 정상장기의 선량분포의 차이가 크지 않으므로 환자의 상태의 따라 격일 콘빔 CT의 적용을 고려할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제34권
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• pp.83-92
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• 2022

목 적: 양측 유방암 방사선치료 시 토모테라피와 Halcyon 선형가속기을 이용한 치료계획을 비교하여 Halcyon 치료 계획의 유용성을 평가. 대상 및 방법: 양측 유방암 환자 10명을 대상으로 Helical Mode를 사용하여 조사면 고정 너비(Field Width, FW) 5.0-cm, 피치(Pitch) 0.287, 변조 지수(Modulation Factor) 2.4 조건의 토모테라피(Helical Tomotherapy, Accuray, USA)와 6Arc 및 8Arc의 Halcyon(Varian Medical System, Palo Alto, CA, Version 3.0 USA)을 이용한 용적변조회전치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT)치료계획을 수립하였다. 총 처방 선량 42.4Gy/16회로 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV)의 V _40.3Gy이 90% 이상이 되도록 하였다. 종양 및 정상 장기의 선량을 비교하여 치료 계획의 질을 평가하였고 Total MU와 Beam On Time을 비교하여 효율성을 평가하였다. 결 과: 대상 환자들의 3개 치료계획 (Tomotherapy, Halcyon 6Arc VMAT, Halcyon 8Arc VMAT)의 평가 항목 평균 값은 PTV의 H.I (Homogeneity Index)는 각각 1.07, 1.10, 1.11, PTV의 C.I (Conformity Index)는 각각 1.21, 1.16, 1.17 이었다. 정상 장기의 선량 평가 항목 평균 값은 BOTH LUNG의 V _5Gy는 각각 36.3%, 31.2%, 29.7% 이며, V _15Gy는 각각 18.6%, 15.5%, 14.6% 이었다. HEART의 평균 선량(Gy)은 각각 4.17, 2.69, 2.51 이었다. Total MU의 평균 값은 각각 7498.6, 2494.2, 2471.5 이며 Beam On Time (sec)의 평균 값은 각각 462.5, 195.4, 198 로 토모테라피와 비교하여 Halcyon VMAT 치료계획이 Beam On Time과 Total MU가 감소하였다. 결 론: Halcyon VMAT은 토모테라피와 비교하였을 때 유사한 치료 계획의 질을 보여주며 정상 장기의 더 높은 보호 효과를 나타내었다. 또한 Beam On Time과 Total MU의 감소로 방사선치료의 효율성이 증가하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제31권4호
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• pp.153-162
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• 2020

Purpose: We aim to evaluate the accuracy and effectiveness of an automatically converted radiation therapy plan between Radixact machines by comparing the original plan with the transferred plan. Methods: The study involved a total of 20 patients for each randomly selected treatment site who received radiation treatment with Radixact. We set up the cheese phantom (Gammex RMI, Middleton, WI, USA) with an Exradin A1SL ion chamber (Standard Imaging, Madison, WI, USA) and GAFCHROMIC EBT3 film (International Specialty Products, Wayne, NJ, USA) inserted. We used three methods to evaluate an automatically converted radiation therapy plan using the features of the Plan transfer. First, we evaluated and compared Planning target volume (PTV) coverage (homogeneity index, HI; conformity index, CI) and organs at risk (OAR) dose statistics. Second, we compared the absolute dose using an ion chamber. Lastly, we analyzed gamma passing rates using film. Results: Our results showed that the difference in PTV coverage was 1.72% in HI and 0.17% in CI, and majority of the difference in OAR was within 1% across all sites. The difference (%) in absolute dose values was averaging 0.74%. In addition, the gamma passing rate was 99.64% for 3%/3 mm and 97.08% for 2%/2 mm. Conclusions: The Plan transfer function can be reliably used in appropriate situations.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.83-95
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• 2018

목 적 : 폐암의 호흡동조방사선치료(Respiratory Gated Radiotherapy, RGRT)계획수립 후 표적 주변에 위치하고 있는 정상장기의 경우에는 움직임과 용적변화가 고려되지 않은 상태에서 선량평가가 이루어지는 경우가 많다. 본 연구에서는 적응형방사선치료(Adaptive Radiotherapy, ART)에서 많이 사용되는 변형영상정합(Deformable Image Registration, DIR)을 이용하여 호흡동조방사선치료 시 특정 위상에서의 정상장기의 움직임을 반영한 4차원-선량평가를 진행하였으며, 3차원 선량평가와의 차이를 연구하였다. 또한, 폐암의 치료계획평가 시 환자 호흡에 따른 정상장기의 움직임과 용적변화에 대한 분석 및 고려가 필요한 지 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 호흡동조방사선치료를 받은 폐암 환자 10명을 대상으로 하였다. Eclipse(Ver 13.6 Varian, USA)로 최고 위상 CT영상에 그려진 구조물을 모든 위상영상에 Propagation($Eclipse^{TM}$)이나 Segmentation Wizard($Eclipse^{TM}$)의 메뉴로 동일하게 설정하였으며, Center-to-Center 방식으로 구조물의 움직임 및 용적을 분석하였다. 또한, 4차원 선량평가를 위해 VELOCITY 프로그램(VELOCITY Ver 4.0, Varian, USA)을 이용하여 각 위상의 영상과 선량분포를 최고 위상 CT영상에 변형하였으며, 선량을 합산하여 정상장기의 4차원 선량평가를 실시하고, 3차원 선량평가와 비교분석을 하였다. 또한, 4차원 선량분포의 검증을 위해 $QUASAR^{TM}$ Phantom(Modus Medical Devices)과 $GAFCHROMIC^{TM}$ EBT3 Film(Ashland, USA)을 사용하여 4차원 감마분석을 시행하였다. 결 과 : 들숨과 날숨 구간의 움직임은 우측 폐가 축 방향 $0.989{\pm}0.34cm$로 가장 컸으며, 척수가 측 방향 -0.001 cm로 가장 작았다. 30~70 % 구간의 움직임은 식도가 축 방향 $0.52{\pm}0.21cm$로 가장 컸으며, 척수가 전후방향 $0.013{\pm}0.01cm$로 가장 작았다. 용적은 우측 폐가 33.5 %로 가장 큰 변화율을 보였다. 3차원 선량평가와 4차원 선량평가에서의 PTV 선량균질지수(Conformity Index, CI) 값과 처방선량지수(Homogeneity Index, HI) 값의 차이는 각각 최대 0.076, 0.021, 최소 0.011, 0.0으로 평가되었다. 정상장기의 경우 4차원 선량평가에서 0.0045~2.76 % 차이를 보였다. 모든 환자의 4차원 감마통과율은 평균 $98.1{\pm}0.42%$로 확인되었고, 모두 기준 95 %를 통과하였다. 결 론 : 모든 환자의 PTV 선량균질지수 값은 4차원 선량평가 시 더 유의한 값임을 확인할 수 있었으며, 처방 선량지수는 두 선량평가에서 차이를 보이지 않았다. 호흡에 의한 움직임이 고려된 4차원 선량분포에서 PTV 경계부분이 채워져 3차원 선량분포에서보다 선량이 더욱 균질한 것을 확인할 수 있었다. 정상장기의 4차원 선량평가에서 0.004~2.76 % 차이가 있었으며, 척수를 제외한 모든 정상장기에서 두 평가방법의 차이유의를 확인할 수 있었다. 정상장기의 3차원 선량평가 시 과소평가가 이루어 질 수 있다는 사실을 본 연구를 통해 알 수 있었으며, 호흡에 의한 정상장기의 선량변화가 예상되는 경우 변형영상정합을 이용한 4차원 선량평가를 고려할 수 있을 것이다. 변형영상정합을 이용한 4차원 선량평가는 환자의 호흡에 의한 정상장기의 움직임과 용적 변화를 반영하는 조금 더 현실적인 선량평가방법이 될 것이라고 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제34권4호
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• pp.313-321
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• 2016

Purpose: Total scalp irradiation (TSI) is a rare but challenging indication. We previously reported that non-coplanar intensity-modulated radiotherapy (IMRT) was superior to coplanar IMRT in organ-at-risk (OAR) protection and target dose distribution. This consecutive treatment planning study compared IMRT with volumetric-modulated arc therapy (VMAT). Materials and Methods: A retrospective treatment plan databank search was performed and 5 patient cases were randomly selected. Cranial imaging was restored from the initial planning computed tomography (CT) and target volumes and OAR were redelineated. For each patients, three treatment plans were calculated (coplanar/non-coplanar IMRT, VMAT; prescribed dose 50 Gy, single dose 2 Gy). Conformity, homogeneity and dose volume histograms were used for plan. Results: VMAT featured the lowest monitor units and the sharpest dose gradient (1.6 Gy/mm). Planning target volume (PTV) coverage and homogeneity was better in VMAT (coverage, 0.95; homogeneity index [HI], 0.118) compared to IMRT (coverage, 0.94; HI, 0.119) but coplanar IMRT produced the most conformal plans (conformity index [CI], 0.43). Minimum PTV dose range was 66.8%-88.4% in coplanar, 77.5%-88.2% in non-coplanar IMRT and 82.8%-90.3% in VMAT. Mean dose to the brain, brain stem, optic system (maximum dose) and lenses were 18.6, 13.2, 9.1, and 5.2 Gy for VMAT, 21.9, 13.4, 14.5, and 6.3 Gy for non-coplanar and 22.8, 16.5, 11.5, and 5.9 Gy for coplanar IMRT. Maximum optic chiasm dose was 7.7, 8.4, and 11.1 Gy (non-coplanar IMRT, VMAT, and coplanar IMRT). Conclusion: Target coverage, homogeneity and OAR protection, was slightly superior in VMAT plans which also produced the sharpest dose gradient towards healthy tissue.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.419-426
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• 2013

본 연구에서는 간암 치료시 Body fix를 이용하여 4DRT를 실시할 경우 종양의 체적, 위치의 변화정도, 종양 및 정상조직의 선량흡수정도를 파악하여 Body fix의 유용성을 평가하였다. 사전 연구에 동의한 23명의 환자를 대상으로 Body fix의 착용 유무에 따라 각기 다른 4차원 모의치료영상을 획득하여 영상을 바탕으로 종양조직 및 정상조직을 설정하고 분석하였다. 종양의 용적을 분석해본 결과 Body fix의 사용이 GTV는 0.17%, CTV와 PTV는 3.2% 정도 체적을 줄일 수 있었으며, 종양의 운동성은 AP방향에서 29.8%, UL방향에서 5.31%의 움직임을 감소시킬 수 있었다. 종양의 흡수선량 값은 Body fix를 사용한 경우가 다소(1.3%) 높았으며 정상조직(정상간, 위, 우측신장, 척수)의 흡수선량은 5% 정도 줄일 수 있었다. 따라서 간암의 4DRT시 Body fix는 유용하게 사용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.234-240
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• 2015

유방암 환자에 대한 방사선치료에서 유방의 크기가 큰 경우에 바로 누운 자세와 엎드린 자세 간의 선량학적 효과의 비교를 통하여 치료 최적화를 위한 효과적인 방식을 탐구 해보고자 한다. 본 연구에서는 왼쪽 유방에 종양이 있고 거대유방을 가진 환자가 바로 누운 자세와 엎드린 자세로 입체조형방사선치료를 받았을 때의 차이를 부피-선량 히스토그램을 통해 비교하였다. Planning target volume (계획표적체적, PTV)은 왼쪽 유방이고 Homogeneity index (균질성지표, HI), Conformity index (적합성지표, CI), Coverage index (조사범위지표, CVI)의 값을 확인하였다. Organ at risk (관심장기, OAR)는 오른쪽 유방, 양쪽 폐 그리고 심장이며 평균선량, 최대선량 및 장기 특성에 따른 기타 지표들을 비교하였다. 엎드린 자세로 치료 시 바로 누운 자세보다 PTV인 왼쪽 유방의 HI, CI 값이 21.7%, 6.49% 감소하였고 CVI 값이 10.8% 증가하였다. 관심장기 중 왼쪽 폐에서는 평균선량, 최대선량이 91.6, 87.0% 감소하였고 부피지표 또한 99% 이상 감소하였다. 오른쪽 폐에서는 자세와 관계없이 동일한 수치를 나타냈고 심장에서는 최대선량이 14.2% 감소했고 평균선량과 이와 관련된 이상이 발생할 확률은 모두 51.6% 감소하였다. 오른쪽 유방에서는 앞선 관심장기와는 달리 평균선량과 최대선량이 증가함을 보였다. Lifetime attributable risk (LAR)의 경우 왼쪽과 오른쪽 폐에서는 엎드린 자세를 취했을 때 80.3, 24.2% 감소함을 보였지만 오른쪽 유방에서는 두 배정도 증가함을 보였다. 유방암 환자의 유방 크기가 클 경우 엎드린 자세를 취했을 때 별다른 합병증 없이 대부분의 지표에서 더 나은 결과를 보이기에 예외적인 상황이 아니라면 엎드린 자세로 치료받는 것을 추천한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권4호
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• pp.173-178
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• 2004

목적: Leaf width가 다른 다엽 콜리메터(MLCs)를 이용, 두개내 병변에 관하여 각각의 세기조절방사선치료(IMRT) 계획을 수립하여, 이를 선량학적으로 비교하였다. 재료 및 방법: BrainSCAN ver. 5.2. 소프트웨어를 사용하여 micro-MLC로 이미 치료가 수행된 12명의 환자를 Varian사의 120 MLC와 80 MLC로 다시 치료계획하였으며 이 다엽 콜리메터들은 중심에서의 leaf width가 각각 3 mm, 5 mm, 10 mm이다. 이 때, 계획용 표적체적은 3.3～339.2 cc였고, 조사된 빔의 수는 3～7개이다. 이들을 uniformity Index, conformity index, 결정장기와 정상조직 내 선량으로 서로 비교하였다. 결과: 계획용 표적체적의 uniformity Index경우, mMLCs와 120 MLCs 사이에서 (p=0.057) 120 MLCs와 80 MLCs 사이에서(p=0.388) 통계적으로 차이가 없었다. 그러나 mMLCs와 80 MLCs 사이에서 차이를 보였다(p<0.001). 계획용 표적체적에 대한 최대 목표선량은 leaf width와 연관성이 없었다. 반면에, conformity Index의 경우는 mMLCs와 120 MLCs (p=0.003), mMLCs와 80 MLCs (p=0.003), 50 MLCs와 120 MLCs (p=0.003) 사이에서 통계적인 차이를 보였다. 처방선량의 70%와 50% 이상 조사되는 뇌간의 부피는 다엽 콜리메터의 leaf width가 증가함에 따라 증가하였다. 특히, leaf width의 변화에 따라 방사선에 조사되는 정상 뇌조직의 부피가 분명하게 변하였다. Leaf width가 3 mm인 다엽 콜리메터와 비교하였을 때, leaf width가 5 mm, 10 mm인 다엽 콜리메터의 부피 증가는 처방선량의 50% 이상 조사되는 정상조직의 경우, 각각 6.3%, 23.2%였고, 처방선량의 70% 이상 조사되는 정상조직의 경우, 각각 8.7%, 32.7%였다. 결론: 계획용 표적체적의 uniformity Index와 최대 목표선량은 leaf width와 연관성이 없었다. 그렇지만 conformity Index 는 leaf width가 감소함에 따라 향상되었다. 두개내 병변 치료시, 정상 뇌조직의 보존에 있어 leaf width 5 mm, 10 mm인 다엽 콜리메터를 이용한 치료계획보다 leaf width 3 mm인 다엽 콜리메터를 이용한 치료계획이 보다 효과적임을 알 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제36권1호
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• pp.71-78
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• 2018

Purpose: To compare the dose distribution of three-dimensional conformal radiation therapy (3DCRT) with intensity-modulated radiation therapy (IMRT) for post-mastectomy radiotherapy (PMRT) to left chest wall. Materials and Methods: One hundred and seven patients were randomised for PMRT in 3DCRT group (n = 64) and IMRT group (n = 43). All patients received 50 Gy in 25 fractions. Planning target volume (PTV) parameters-$D_{near-max}$ ($D_2$), $D_{near-min}$ ($D_{98}$), $D_{mean}$, $V_{95}$, and $V_{107}$-homogeneity index (HI), and conformity index (CI) were compared. The mean doses of lung and heart, percentage volume of ipsilateral lung receiving 5 Gy ($V_5$), 20 Gy ($V_{20}$), and 55 Gy ($V_{55}$) and that of heart receiving 5 Gy ($V_5$), 25 Gy ($V_{25}$), and 45 Gy ($V_{45}$) were extracted from dose-volume histograms and compared. Results: PTV parameters were comparable between the two groups. CI was significantly improved with IMRT (1.127 vs. 1.254, p < 0.001) but HI was similar (0.094 vs. 0.096, p = 0.83) compared to 3DCRT. IMRT in comparison to 3DCRT significantly reduced the high-dose volumes of lung ($V_{20}$, 22.09% vs. 30.16%; $V_{55}$, 5.16% vs. 10.27%; p < 0.001) and heart ($V_{25}$, 4.59% vs. 9.19%; $V_{45}$, 1.85% vs. 7.09%; p < 0.001); mean dose of lung and heart (11.39 vs. 14.22 Gy and 4.57 vs. 8.96 Gy, respectively; p < 0.001) but not the low-dose volume ($V_5$ lung, 61.48% vs. 51.05%; $V_5$ heart, 31.02% vs. 23.27%; p < 0.001). Conclusions: For left sided breast cancer, IMRT significantly improves the conformity of plan and reduce the mean dose and high-dose volumes of ipsilateral lung and heart compared to 3DCRT, but 3DCRT is superior in terms of low-dose volume.