• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권4호
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• pp.1633-1636
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• 2015

Background: The advantages of Rapid Arc plans versus Intensity modulated radiotherapy plans for Carcinoma left breast were analyzed. Materials and Methods: In this study 20 Post mastectomy carcinoma left breast patients were analyzed. Both Intensity modulated Radiotherapy and Rapid Arc plans were generated for these patients. IMRT plans with 7 beams in an arc fashion and VMAT plans with two semi arcs were made to achieve 95% dose coverage to 100% volume. The plans were evaluated using Dose volume Histograms. Results: The mean Conformity and Homogeneity index in VMAT is found to be 1.05 and 0.065 respectively whereas in IMRT it was 1.07 and 0.069. The 20% volume of Heart received a mean dose of 960cGy in VMAT and 1300cGy in IMRT. The mean dose was 1236cGy in VMAT and 1870cGy in IMRT. The ipsilateral Lung received 3395cGy to 5% volume and 1840cGy to 20% volume on an average and the mean dose was 1205cGy in VMAT, while the same were found to be 3525cGy, 2012cGy and 1435cGy respectively in IMRT. The Contralateral Lung received a mean dose of 505cGy in VMAT and 553cGy in IMRT. The mean Monitor units in VMAT were 512MU and 1170MU in IMRT. The NTID in VMAT is $108.8{\times}10^5Gycm^3$ and $110.1{\times}10^5Gycm^3$ in IMRT. Conclusions: The target coverage, homogeneity and Conformity index were better in VMAT plans. The Ipsilateral Lung and heart dose were very less in VMAT plans. The Contralateral Lung dose and the Normal Tissue Integral Dose were also lesser in VMAT plans however the difference is not very appreciable. The MU in VMAT plans is almost 50% that of the IMRT plans which results in the reduction of treatment time. On the whole VMAT proves to be a better modality for treating Ca. Left Breast Patients.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권3호
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• pp.145-153
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• 2013

정위적 체부 방사선치료(Stereotactic Body Radiation Therapy, SBRT)는 척추 전이암을 치료하는데 있어서 점점 증가하고 있다. 표적 종양의 급격한 선량 변화와 등선량 분포를 얻기 위해서, 세기조절방사선치료(Intensity-modulated radiation therapy, IMRT)와 체적변조회전치료(Volumetric-modulated arc therapy, VMAT)는 척추 방사선수술에 있어서 필수적인 치료기법이다. 이 연구의 목적은 표적 종양을 위한 International Spine Radiosurgery (ISRC) Consortium의 consensus guideline으로 그려진 표적에 있어서 IMRT와 VMAT의 치료기법을 질적으로 비교하고자 한다. 경부, 흉부, 요추 부위에 종양치료를 받은 3명의 환자를 선택 하였다. 표적 종양은 ISRC의 consensus guideline을 바탕으로 정의 하였다. $T_B$는 vertebral body만 포함하였고, $T_{BPT}$는 vertebral body, pedicle, transverse process를 포함하였다. 그리고 $T_{ST}$는 spinous process와 transverse process를 포함하여 그렸다. Maximum spinal cord선량은 $T_B$, $T_{BPT}$, $T_{ST}$에서 각각 12.46 Gy, 12.17 Gy, 11.36 Gy였고, IMRT, RA1, RA2에서 각각 11.81 Gy, 12.19 Gy, 11.99 Gy였다. 평균 감소(90%~50%) 선량 거리 (mm)는 $T_B$, $T_{BPT}$, $T_{ST}$에서 각각 3.5 mm, 3.3 mm, 3.9 mm였고, IMRT, RA1, RA2에서 각각 3.7 mm, 3.7 mm, 3.3 mm였다. 가장 복잡한 $T_{BPT}$의 경우에서 IMRT, RA1, RA2의 conformity index는 각각 0.621, 0.761, 0.817 이었고, rDHI는 0.755, 0.796, 0.824 였다. IMRT와 VMAT 모두 척추 정위적 방사선수술에서 표적 종양에 급격한 선량 변화와 등선량 분포를 전달하였다. 그러나 표적 종양이 vertebral body, pedicle, transverse process를 포함한다면, IMRT 치료기법은 VMAT 치료기법과 비교해서 conformity index 측면에서 불충분하였다. 그럼에도 불구하고, IMRT 치료기법은 RA1, RA2와 비교해서 대부분의 영역에서 maximum spinal cord 선량을 줄이는데 더 효과적이었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권2호
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• pp.110-115
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• 2014

원발성 폐암의 정위적 체부 방사선치료(Stereotatic Body Radiation Therapy; SBRT)시에, 종양주위의 빔 배열을 균등하게 한 $360^{\circ}$회전각도(Equally angles; EA)와 종양주위의 빔 배열을 부분각도(Partially angles; PA)로 배열한 치료계획의 선량차이를 확인하기 위하여, 세기조절방사선치료(Intensity-modulated radiation therapy, IMRT)와 체적변조회전치료(Volumetric-modulated arc therapy, VMAT)의 종양의 선량, 동측 폐의 선량, 반대측 폐의 선량, 손상위험장기(Organ at risk, OAR)의 선량, 치료효율 등을 비교분석 하였다. 12명의 환자에서 각각 4종류($IMRT_{EA}$, $IMRT_{PA}$, $VMAT_{EA}$, $VMAT_{PA}$)의 치료계획을 생성하였으며, 처방선량은 총 선량 60 Gy, 4회 분할치료로 표적체적 95%에 대해 100% 선량이 포함되게 하였다. IMRT와 VMAT의 치료계획 평가에서 $360^{\circ}$회전각도의 빔 균등배열과 부분각도 빔 배열에서 변수중 선량일치지수, 균질성지수, 고선량 유출, $D_{2cm}$, $R_{50}$은 빔 배열에 따라 크게 차이가 나지 않았다. 또한 손상위험장기인 척수, 기관지, 식도의 최고선량은 각각의 방법에 따라 차이를 나타내었다. 특히 $HDS_{location}$에서 21.63%와 26.46%의 큰 차이를 나타내었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제35권1호
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• pp.90-100
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• 2017

Purpose: To Study the dosimetric advantage of the Jaw tracking technique in intensity-modulated radiotherapy (IMRT) and volumetric-modulated arc therapy (VMAT) for Head and Neck Cancers. Materials and Methods: We retrospectively selected 10 previously treated head and neck cancer patients stage (T1/T2, N1, M0) in this study. All the patients were planned for IMRT and VMAT with simultaneous integrated boost technique. IMRT and VMAT plans were performed with jaw tracking (JT) and with static jaw (SJ) technique by keeping the same constraints and priorities for a particular patient. Target conformity, dose to the critical structures and low dose volumes were recorded and analyzed for IMRT and VMAT plans with and without JT for all the patients. Results: The conformity index average of all patients followed by standard deviation (${\bar{x}}{\pm}{\sigma}_{\bar{x}}$) of the JT-IMRT, SJ-IMRT, JT-VMAT, and SJ-VMAT were $1.72{\pm}0.56$, $1.67{\pm}0.57$, $1.83{\pm}0.65$, and $1.85{\pm}0.64$, and homogeneity index were $0.059{\pm}0.05$, $0.064{\pm}0.05$, $0.064{\pm}0.04$, and $0.064{\pm}0.05$. JT-IMRT shows significant mean reduction in right parotid and left parotid shows of 7.64% (p < 0.001) and 7.45% (p < 0.001) compare to SJ-IMRT. JT-IMRT plans also shows considerable dose reduction to thyroid, inferior constrictors, spinal cord and brainstem compared to the SJ-IMRT plans. Conclusion: Significant dose reductions were observed for critical structure in the JT-IMRT compared to SJ-IMRT technique. In JT-VMAT plans dose reduction to the critical structure were not significant compared to the SJ-IMRT due to relatively lesser monitor units.

• Radiation Oncology Journal
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• 제34권2호
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• pp.145-155
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• 2016

Purpose: Radiation therapy targeting axilla and groin lymph nodes improves regional disease control in locally advanced and high-risk skin cancers. However, trials generally used conventional two-dimensional radiotherapy (2D-RT), contributing towards relatively high rates of side effects from treatment. The goal of this study is to determine if three-dimensional conformal radiation therapy (3D-CRT), intensity-modulated radiation therapy (IMRT), or volumetric-modulated arc therapy (VMAT) may improve radiation delivery to the target while avoiding organs at risk in the clinical context of skin cancer regional nodal irradiation. Materials and Methods: Twenty patients with locally advanced/high-risk skin cancers underwent computed tomography simulation. The relevant axilla or groin planning target volumes and organs at risk were delineated using standard definitions. Paired t-tests were used to compare the mean values of several dose-volumetric parameters for each of the 4 techniques. Results: In the axilla, the largest improvement for 3D-CRT compared to 2D-RT was for homogeneity index (13.9 vs. 54.3), at the expense of higher lung $V_{20}$ (28.0% vs. 12.6%). In the groin, the largest improvements for 3D-CRT compared to 2D-RT were for anorectum $D_{max}$ (13.6 vs. 38.9 Gy), bowel $D_{200cc}$ (7.3 vs. 23.1 Gy), femur $D_{50}$ (34.6 vs. 57.2 Gy), and genitalia $D_{max}$ (37.6 vs. 51.1 Gy). IMRT had further improvements compared to 3D-CRT for humerus $D_{mean}$ (16.9 vs. 22.4 Gy), brachial plexus $D_5$ (57.4 vs. 61.3 Gy), bladder $D_5$ (26.8 vs. 36.5 Gy), and femur $D_{50}$ (18.7 vs. 34.6 Gy). Fewer differences were observed between IMRT and VMAT. Conclusion: Compared to 2D-RT and 3D-CRT, IMRT and VMAT had dosimetric advantages in the treatment of nodal regions of skin cancer patients.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.9-14
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• 2021

용적조절호형방사선치료(Volumetric Modulated Arc Therapy)의 다중치료중심(Multi-Isocenter)을 이용하여 치료 시, 접합부(Junction)의 재현 오차에 따른 선량변화에 대해 고찰하였다. Arccheck Phantom에 임의의 치료부위를 설정하고, 다중치료중심에 대해 치료계획을 수립하였다. 그리고 X(왼쪽), Y(위쪽), Z(안쪽, 바깥쪽) 방향에 대해서 접합부의 오차를 0 ~ 4 mm로 설정 후 선형가속기를 이용하여 방사선을 조사하였고, 이 후 phantom을 통해 얻어진 점 선량(point dose)과 감마인덱스(gamma Index)를 통해 분석하였다. X방향과 Y방향에 대한 오차가 2, 4 mm 발생 했을 때, 감마패스율(점 선량)은 각각 99.3% (2.085), 98% (2.079 Gy) 와 98.5% (2.088), 95.5% (2.093 Gy)로 나타났다. 그리고 Z방향에 대해서 안쪽과 바깥쪽에 대한 오차가 1, 2, 4 mm 발생 했을 때, 감마패스율(점 선량)은 각각 94.8% (2.131), 82.6% (2.164), 72.8% (2.22 Gy) 와 93.4% (2.069), 90.6% (2.047), 79.7% (1.962 Gy) 로 보여졌다. X, Y방향에 대해서 4 mm 까지의 오차 결과는 허용오차 안에 있었으나, Z방향에 대해서는 1 mm 를 초과하는 오차 값에 대해서 허용오차 밖의 결과 값이 도출되었다. 이는 높은 선량 영역(high dose area)과 낮은 선량 영역(low dose area)에 대해 치료부위의 진행방향과 같은 방향의 오차가 선량 분포(dose distribution)가 더 민감하다는 것을 시사한다. 향후 지속적인 연구를 통해 기관차원의 셋 업(set up) 오차에 대한 가이드라인이 정립된다면, 접합부를 이용한 치료에서 양질의 치료를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권4호
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• pp.164-170
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• 2017

One of the methods to consider the effect of respiratory motion of a tumor target in radiotherapy is to establish a treatment plan with the internal target volume (ITV) created based on an accurate analysis of the target motion displacement. When this method is applied to intensity modulated radiotherapy (IMRT), it is expected to yield a different treatment dose distribution under the motion condition according to the IMRT method. In this study, we prepared ITV-based IMRT plans with conventional IMRT using fixed gantry angle beams, RapidArc using volumetric modulated arc therapy, and tomotherapy using helical therapy. Then, the variation in dose distribution caused by the target motion was analyzed by the dose measurement in the actual motion condition. A delivery quality assurance plan was prepared for the established IMRT plan and the dose distribution in the actual motion condition was measured and analyzed using a two-dimensional diode detector placed on a moving phantom capable of simulating breathing movements. The dose measurement was performed considering only a uniform target shape and motion in the superior-inferior (SI) direction. In this condition, it was confirmed that the error of the dose distribution due to the target motion is minimum in tomotherapy. This is thought to be due to the characteristic of tomotherapy that treats the target sequentially by dividing it into several slices. When the target shape is uniform and the main target motion direction is SI, it is considered that tomotherapy for the ITV-based IMRT method has a characteristic which can reduce the dose difference compared with the plan dose under the target motion condition.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.281-287
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• 2014

목 적 : 안와 림프종(orbital lymphoma) 방사선치료를 IMRT(intensity-modulated radiotherapy)와 VMAT (volumetric modulated arc therapy)을 이용한 RapidArc로 비교 분석해 보고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 치료받은 안와 림프종 환자 4명을 대상으로 IMRT, VMAT을 이용한 partial-single arc(SA)와 partial-double arc(DA)로 전산화치료계획을 수립하였다. 각 치료계획의 평가는 PTV의 CI(conform -ity Index)값과 PCI(Paddick's Conformity Index)값, HI(Homogeneity Index)값을 구하여 비교 평가하였으며 주변 정상조직의 선량평가를 시행하였다. 또한 각 치료계획의 MU(Monitor Unit)값을 비교하고 치료시간과 수정체의 선량을 측정해보았다. 결 과 : PTV의 CI값을 분석한 결과 각 0.88, 0.86, 0.92로 DA의 값이 가장 컸으며 PCI값은 1.41, 1.44, 1.33으로 DA에서 값이 가장 작게 나타났다. 또한 HI값은 1.18, 1.20, 1.15로 DA에서 가장 낮은 것을 확인할 수 있었다. 안와 림프종 주변 정상조직의 mean dose와 $V_30$, $V_20$, $V_10$, $V_5$의 값을 분석하였다. 그 결과 반대측 수정체, 눈물샘, 시신경, 안와의 선량이 SA에서 가장 높았고 IMRT에서 가장 낮게 나타났다. 평균 MU값과 치료시간은 IMRT가 SA에 비해 약 3배 정도 높게 나타났다. 결 론 : 안와 림프종 환자 IMRT 치료는 장애를 최소화하고 종양 내 선량 균등성을 높이기 위한 일반적인 치료법이다. 하지만 최근 시행하고 있는 RapidArc 치료계획에서 종양 내 선량 균등성이 IMRT 치료계획보다 우수한 결과 값을 보였고 정상조직의 선량 비교에서 큰 차이를 보이지 않았을 뿐만 아니라 MU와 치료시간 또한 약 1/3로 줄일 수 있었다. 이러한 이점은 안와 림프종 환자의 RapidArc 치료계획에 대한 지속적인 연구를 통해 치료의 효율성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제34권
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• pp.43-50
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• 2022

목 적: 총 두피 방사선치료 시 정상 뇌 조직을 최대한 보호할 수 있도록 접선조사를 극대화하는 치료계획 및 장비를 선정하고자 하였다. 대상 및 방법: 인체 모형에 총 두피를 구획하여 치료 부위를 설정하고, 나선형 토모테라피(Helical TomoTherapy, HT) 계획, Complete Block을 이용한 나선형 토모테라피(Helical TomoTherapy with Complete Block, HTCB) 계획 그리고 체적조절호형방사선치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT) 계획을 수립하였다. 모든 치료계획은 처방 선량(40 Gy)의 95%가 들어가는 치료계획 용적이 체적의 95% 이상이 될 수 있도록, Dmax가 처방 선량의 110%를 넘지 않게 하였다. 치료계획은 뇌를 포함한 손상 위험 장기의 선량 비교를 실시하였으며 뇌 선량의 경우 Emami 등의 연구 결과의 정상조직 평가기준 체적을 참고하여 뇌 조직의 선량을 평가하였다. 결 과: HT, HTCB, VMAT 각각 뇌 조직 선량 D_33%는 21.68 Gy, 13.75 Gy, 20.89 Gy, D_67%는 7.06 Gy, 3.21 Gy, 7.84 Gy, D100%는 3.14 Gy, 1.75 Gy, 3.84 Gy, D_mean은 16.64 Gy, 11.78 Gy, 16.64 Gy로 HTCB plan에서 전반적으로 선량이 낮았으며, 저선량은 5 Gy를 기준으로 체적을 구하였을 때 V_5Gy는 각각 87%, 49%, 96%로 나타났다. 이외의 시신경을 제외한 나머지(뇌줄기, 해마, 양측 안구)의 최대선량은 HTCB에서 가장 낮았다. 결 론: 토모테라피에서 Complete Block을 적용하였을 때 전체 뇌 조직의 선량 감소와 더불어 뇌에 포함된 양쪽 해마 등의 손상 위험 장기의 선량을 가장 최소화해 방사선 유도 뇌 손상의 발생과 그로 인한 신경인지 기능 감소 등에 대한 부작용의 확률을 줄일 수 있는 치료계획임을 확인하였다. 향후에는 총 두피 조사 이외에도 다양한 부위에 치료되는 고리 형태의 표적(Ring Target)에 대한 추가적인 연구를 진행하여 접선 조사에 대한 이점을 확립하게 된다면 치료계획 시 접선조사 극대화를 위해 Complete Block을 사용한 토모테라피를 적용함으로써 선량적으로 유용한 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권2호
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• pp.65-71
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• 2014

A Varian Portal Dosimetry system was compared to an isocentrically mounted MapCHECK 2 diode array for volumetric modulated arc therapy (VMAT) QA. A Varian TrueBeam STx with an aS-1000 digital imaging panel was used to acquire VMAT QA images for 13 plans using four photon energies (6, 8, 10 and 15 MV). The EPID-based QA images were compared to the Portal Dose Image Prediction calculated in the Varian Eclipse treatment planning system (TPS). An isocentrically mounted Sun Nuclear MapCHECK 2 diode array with 5 cm water-equivalent buildup was also used for the VMAT QAs and the measurements were compared to a composite dose plane from the Eclipse TPS. A ${\gamma}$ test was implemented in the Sun Nuclear Patient software with 10% threshold and absolute comparison at 1%/1 mm (dose difference/distance-to-agreement), 2%/2 mm, and 3%/3 mm criteria for both QA methods. The two-tailed paired Student's t-test was employed to analyze the statistical significance at 95% confidence level. The average ${\gamma}$ passing rates were greater than 95% at 3%/3 mm using both methods for all four energies. The differences in the average passing rates between the two methods were within 1.7% and 1.6% of each other when analyzed at 2%/2 mm and 3%/3 mm, respectively. The EPID passing rates were somewhat better than the MapCHECK 2 when analyzed at 1%/1 mm; the difference was lower for 8 MV and 10 MV. However, the differences were not statistically significant for all criteria and energies (p-values >0.05). The EPID-based QA showed large off-axis over-response and dependence of ${\gamma}$ passing rate on energy, while the MapCHECK 2 was susceptible to the MLC tongue-and-groove effect. The two fluence-based QA techniques can be an alternative tool of VMAT QA to each other, if the limitations of each QA method (mechanical sag, detector response, and detector alignment) are carefully considered.