The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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v.29
no.1
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pp.27-35
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2017
Purpose: On the left side, breast cancer patients have more side effects than those on the right side because of unnecessary doses in normal organs such as heart and lung. DIBH is performed to reduce this. To evaluate the dose of peripheral organs in the left breast cancer including supraclavicular lymph nodes and internal mammary lymph nodes according to the treatment planning method of Conventional Radiation Therapy, Intensity Modulated Radiation Therapy and Volumetric Modulated Arc Therapy. Materials and Methods: We performed CT-simulation using free breathing and deep inspiration breath-hold technique for 8 patients including left supraclavicular lymph nodes and internal mammary lymph nodes. Based on the acquired CT images, the contour of the body is drawn and the convention is performed so that $95%{\leftarrow}PTV$, $Dmax{\leftarrow}110%$. Conventional Radiation Therapy used a one portal technique on the supraclavicular lymph node and used a field in field technique tangential beam on the breast. Intensity Modulated Radiation Therapy was composed of 7 static fields. Volumetric Modulated Arc Therapy was planned using 2 ARC with a turning radius of $290^{\circ}$ to $179^{\circ}$. The peripheral normal organs dose was analyzed by referring to the dose volume of Eclipse. Results: By applying the deep inspiration breath-hold technique, the mean interval between the heart and chest wall increased $1.6{\pm}0.6cm$. The mean dose of lung was $19.2{\pm}1.0Gy$, which was the smallest value in Intensity Modulated Radiation Therapy. The V30 (%) of the heart was $2.0{\pm}1.9$, which was the smallest value in Intensity Modulated Radiation Therapy. In the left anterior descending coronary artery, the dose was $25.4{\pm}5.4Gy$, which was the smallest in Intensity Modulated Radiation Therapy. The maximum dose value of the Right breast was $29.7{\pm}4.3Gy$ at Intensity Modulated Radiation Therapy. Conclusion: When comparing the values of surrounding normal organs, Intensity Modulated Radiation Therapy and Volumetric Modulated Arc Therapy were applicable values for treatment. Among them, Intensity Modulated Radiation Therapy is considered to be a suitable treatment planning method.
The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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v.28
no.1
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pp.1-5
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2016
A dosimetric evaluation of volumetric modulated arc therapy, intensity modulated radiation therapy, and three-dimensional conformal radiation therapy for the lower extremity soft tissue sarcoma For the lower extremity soft tissue sarcoma, volumetric modulated arc therapy, intensity modulated radiation therapy, and three-dimensional conformal radiation therapy were evaluated to compare these three treatment planning technique. The mean doses to the planning target volume and the femur were calculated to evaluate target coverage and the risk of bone fracture during radiation therapy. Volumetric modulated arc therapy can reduce the dose to the femur without compromising target coverage and reduce the treatment time compared with intensity modulated radiation therapy.
Paik, Eun Kyung;Kim, Mi-Sook;Choi, Chul Won;Jang, Won Il;Lee, Sung Hyun;Choi, Sang Hyoun;Kim, Kum Bae;Lee, Dong Han
Radiation Oncology Journal
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v.33
no.3
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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.
The purpose of this study was to evaluate the cancer incidence rate and provide basic data by measuring the photoneutron dose generated during intensity-modulated radiation therapy and volumetric modulated arc therapy used in radiation therapy for prostate cancer. The optically stimulated luminescence albedo neutron dosimeter for neutron measurement was placed on the Rando phantom in the abdomen and thyroid and photoneutron dose generated was measured. As a result of the study, intensity-modulated radiation therapy (7 portal) was measured to be higher than volumetric rotational radiation therapy in both abdominal and thyroid locations. When the cancer incidence rate was evaluated using the nominal risk coefficient of ICRP 103, the cancer incidence rate due to exposure to the colon and thyroid during intensity-modulated radiation therapy was 9.9 per 1,000 people, and volumetric rotational radiation therapy for 1,000 people. It was 3.5 per person. Based on the principle of ALARA (As low as reasonably archievable), it is considered to be a guideline for minimizing the exposure dose to normal organs in the establishment of a radiation treatment plan.
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.
Purpose: Radiotherapy after bladder filling protocol (BFP) is known to enhance treatment quality and reduce side effects in prostate cancer, a common male solid cancer globally. However, due to the need to hold back urine during treatment, patients frequently complain of discomfort, and treatment is frequently suspended when patients urinate during treatment and urine penetrates the treatment device, causing malfunction. Therefore, the effect of minimizing treatment time when partial-arc volumetric modulated arc therapy (VMAT) was used instead of full-arc was assessed in this study. Methods: A total of 70 plans were created in 10 patients using 7 different arc sizes, and the treatment time for each plan was calculated. Results: Reduced arc size by half resulted in a 54.4% decrease in mean treatment duration, with a proportional tendency observed. Furthermore, the effect of VMAT arc size reduction on target dose homogeneity was significantly limited, and the effect on surrounding organs at risk (OAR) was negligible. It should be noted, however, that when the arc size decreases by >40%, the dose increases in the area without OAR around the target. Conclusions: The results of this study demonstrated that partial-arc VMAT for enhancing treatment convenience and efficacy of prostate cancer patients undergoing BFP can achieve a considerable reduction in treatment time while preserving treatment quality, and it is expected to be useful for partial-arc VMAT plan design and implementation in practice.
Background: Radiotherapy is an important treatment of choice for breast cancer patients after breast-conserving surgery, and we compare the feasibility of using dual arc volumetric modulated arc therapy (VMAT2), single arc volumetric modulated arc therapy (VMAT1) and Multi-beam Intensity Modulated Radiotherapy (M-IMRT) on patients after breast-conserving surgery. Materials and Methods: Thirty patients with breast cancer (half right-sided and half left-sided) treated by conservative lumpectomy and requiring whole breast radiotherapy with tumor bed boost were planned with three different radiotherapy techniques: 1) VMAT1; 2) VMAT2; 3) M-IMRT. The distributions for the planning target volume (PTV) and organs at risk (OARs) were compared. Dosimetries for all the techniques were compared. Results: All three techniques satisfied the dose constraint well. VMAT2 showed no obvious difference in the homogeneity index (HI) and conformity index (CI) of the PTV with respect to M-IMRT and VMAT1. VMAT2 clearly improved the treatment efficiency and can also decrease the mean dose and V5Gy of the contralateral lung. The mean dose and maximum dose of the spinal cord and contralateral breast were lower for VMAT2 than the other two techniques. The very low dose distribution (V1Gy) of the contralateral breast also showed great reduction in VMAT2 compared with the other two techniques. For the ipsilateral lung of right-sided breast cancer, the mean dose was decreased significantly in VMAT2 compared with VMAT1 and M-IMRT. The V20Gy and V30Gy of the ipsilateral lung of the left-sided breast cancer for VMAT2 showed obvious reduction compared with the other two techniques. The heart statistics of VMAT2 also decreased considerably compared to VMAT1 and M-IMRT. Conclusions: Compared to the other two techniques, the dual arc volumetric modulated arc therapy technique reduced radiation dose exposure to the organs at risk and maintained a reasonable target dose distribution.
Seonghee Kang;Hyejo Ryu;Do Hoon Oh;Lee Yoo;Minsoo Chun
Progress in Medical Physics
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v.35
no.3
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pp.65-72
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2024
Purpose: This study aims to evaluate the impact of smaller gantry arc increment (GAI) values on the plan quality and deliverability of volumetric modulated arc therapy (VMAT) for head and neck (HN) and prostate cancer cases using the Monaco treatment planning system. The study investigates whether a smaller GAI can enhance organ at risk (OAR) sparing without compromising target coverage or significantly increasing plan complexity. Methods: VMAT plans were created for 20 patients (10 HN and 10 prostate cancer) using GAI values of 15° and 30°. Dose-volumetric parameters, such as conformity number, homogeneity and gradient indices, were assessed alongside plan complexity metrics like the modulation complexity score for VMAT (MCSv) and monitor unit (MU). Statistical significance was determined using the Wilcoxon signed-rank test. Results: For HN cases, a 15° increment significantly reduced the D0.03cc for the spinal cord and the Dmean for both parotid glands compared to a 30° increment, improving OAR sparing. However, no significant differences were observed in the OAR doses for prostate cases. The 15° increment resulted in higher plan complexity, reflected by a lower MCSv, but the MU difference was not significant. Conclusions: Smaller GAI values, such as 15°, can significantly reduce OAR doses in HN VMAT plans, offering potential clinical benefits despite increased plan complexity. However, no substantial advantages were observed in prostate cases. These findings suggest that smaller GAI values may be particularly beneficial for cases requiring high modulation.
Among the possible stereotactic body radiation therapy (SBRT) modalities used to treat patients with metastatic spinal tumors, this study compared Cyberknife, tomotherapy, and volumetric modulated arc radiotherapy (VMAT). We established treatment plans for each of them modality and quantitatively analyzed the dose evaluation factors of the dose-volume histogram (DVH) for all spinal bones, focusing on the tumor and spinal cord, in order to examine the usefulness of VMAT. For the treatment planning dose, the mean dose ($D_{max}$) and $D_{5%}$ showed statistical differences in the target dose, but no difference was shown in the spinal cord dose. For the DVH indices, tomotherapy showed the best performance was the best in terms of uniformity index, while VMAT showed better performance was better than the other two modalities in terms of the conformity index and the dose gradient index. VMAT had a much shorter treatment time than Cyberknife and tomotherapy. These findings suggest that VMAT FFF is the most effective therapy for SBRT of patients with metastatic spinal tumors for whom a high dose of radiation is prescribed.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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