• 대한방사선치료학회지
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• 제29권1호
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• pp.27-35
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• 2017

목 적: 왼편 유방암 환자의 경우 오른편 유방암 환자보다 심장과 폐 등 정상장기에 불필요한 선량이 일부 조사됨에 따라 부작용이 우려되고 있다. 이를 줄이기 위해 DIBH기법을 시행하고 있다. Conventional Radiation Therapy, Intensity Modulated Radiation Therapy, Volumetric Modulated Arc Therapy의 치료계획 방법에 따라 쇄골상 림프절과 내유 림프절을 포함한 왼편 유방암의 경우 주변 장기의 선량 값을 비교 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 왼편 유방암 환자 중 쇄골상 림프절과 내유 림프절을 포함한 환자 8명을 대상으로 Free Breathing과 Deep inspiration breath-hold 기법을 적용하여 각각 CT-Simulation을 시행한다. 획득한 영상을 기반으로 체표윤곽을 그려 95 %$D_{max}$<110 %이 되도록 Conventional Radiation Therapy, Intensity Modulated Radiation Therapy, Volumetric Modulated Arc Therapy방법으로 계획하였다. Conventional Radiation Therapy는 쇄골상 림프절에 1문조사, 유방 부분에 접선 2문조사로 Field in Field 기법을 사용하였다. Intensity Modulated Radiation Therapy는 7개의 조사면으로 구성하였다. Volumetric Modulated Arc Therapy은 회전반경을 $290^{\circ}{\sim}179^{\circ}$으로 한 2 ARC를 이용하여 계획을 수행하였다. Eclipse의 선량체적용적을 참고하여 주변 정상 장기 선량을 분석하였다. 결 과: Deep inspiration breath-hold기법을 적용함으로 심장과 흉벽 사이의 간격은 평균 $1.6{\pm}0.6cm$ 증가하였다. 폐의 평균 선량은 $19.2{\pm}1.0Gy$로 Intensity Modulated Radiation Therapy에서 가장 작은 값이 나타났다. 심장의 $V_{30}(%)$은 $2.0{\pm}1.9$로 Intensity Modulated Radiation Therapy에서 가장 작은 값이었다. 좌전하행 관상동맥에서는 평균 선량이 $25.4{\pm}5.4Gy$로 Intensity Modulated Radiation Therapy에서 가장 작은 값으로 나타났다. 반대편 유방의 최대선량 값은 Intensity Modulated Radiation Therapy일 때 $29.7{\pm}4.3Gy$로 가장 작은 값으로 나타났다. 결 론: 주변 정상장기 선량의 값을 비교해 보았을 때, Intensity Modulated Radiation Therapy와 Volumetric Modulated Arc Therapy은 치료에 적용할 수 있는 값으로 나타났다. 이 중 Intensity Modulated Radiation Therapy가 적합한 치료계획 방법으로 사료된다.

• 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.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권1호
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• pp.45-52
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• 2015

목 적 : 전립선암의 방사선치료는 치료기법에 따라 주요장기와 정상조직의 선량분포에 차이가 나타난다. 본 연구에서는 전립선암 환자의 수술 후 방사선치료 시 직장풍선을 삽입한 환자에게 회전수를 달리한 용적변조회전치료(volumetric modulated arc therapy, VMAT)계획과 세기변조방사선치료(intensity modulated radiation therapy, IMRT)계획을 각각 수립하여 선량분포 특성을 비교하고 치료의 효율성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 전립선암 수술 후 방사선 치료를 시행한 10명의 환자를 대상으로 하였다. 직장풍선을 삽입한 환자의 CT영상을 3 mm 두께로 획득하고 Eclipse (Ver 11.0, Varian, Palo Alto, USA)를 사용하여 HD120MLC가 장착된 Truebeam STx (Varian, Palo Alto, USA)의 10 MV 에너지를 적용하였다. 환자마다 1 Arc, 2 Arc VMAT계획과 7조사면의 IMRT계획을 수립하였으며 각 치료계획의 선량체적제한과 plan normalization 값은 동일하게 적용하였다. 수립된 세 가지 치료계획을 평가하기위해 PTV의 coverage, conformity index (CI), homogeneity index (HI)를 비교하였고, PTV주변 정상조직의 선량퍼짐정도를 알아보기 위해 50% 등선량체적과 PTV체적의 비($R_{50%}$)를 산출하였다. 결정장기 (organ at risk, OAR)에서는 직장의 $D_{25%}$와 방광의 $D_{mean}$을 비교하였고 치료의 효율성을 평가하기 위해서 총 MU와 조사시간을 측정하였으며, 각 평가항목별 결과는 환자 10명의 평균값으로 비교분석하였다. 추가적으로 선량전달 정확도를 검증하기 위해 EPID를 이용한 portal dosimetry를 진행하였다. 결 과 : 각 치료계획에서 나타난 PTV coverage와 HI의 차이는 크지 않았지만 CI는 1A-VMAT, 2A-VMAT, 7F-IMRT에서 각각 1.036, 1.035, 1.230으로 VMAT에 비해 7F-IMRT가 높았고(p=0.00), $R_{50%}$는 3.083, 3.054, 3.991로 2A-VMAT이 제일 낮았고 7F-IMRT에서 가장 높게 나타났다(p=0.00). 치료계획에 따른 직장의 $D_{25%}$는 VMAT에서 비슷했지만 7F-IMRT가 약 7% 높게 나타났고(p=0.02), 방광의 $D_{mean}$은 큰 차이가 없었다(P>0.05). 총 MU는 1A-VMAT, 2A-VMAT, 7F-IMRT에서 각각 494.7, 479.7, 757.9로 7F-IMRT가 가장 많았고(p=0.00), 조사시간은 65.2초, 133.1초, 145.5초로 1A-VMAT이 확연히 짧았다(p=0.00). portal dosimetry 검증에서는 모든 치료계획에서 99.5% 이상의 gamma pass rate(2 mm, 2%)을 보였다(P=0.00). 결 론 : 본 연구결과 직장풍선을 삽입한 전립선암 환자의 수술 후 방사선치료 시, 치료기법에 따른 PTV coverage의 차이는 크지 않았지만 1A, 2A-VMAT이 7F-IMRT에 비해 정상조직과 직장선량을 낮추는데 효과적이었다. VMAT중에서는 $R_{50%}$와 MU가 2A-VMAT에서 다소 낮았지만 조사시간이 짧은 1A-VMAT이 치료에 더 효율적이며 환자의 치료 중 움직임 또한 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제30권1호
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• pp.7-13
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• 2019

Purpose: To compare the dosimetrical and radiobiological parameters among various volumetric modulated arc therapy (VMAT) techniques using restricted and continuous arc beams for left-sided breast cancer. Materials and Methods: Ten patients with left-sided breast cancer without regional nodes were retrospectively selected and prescribed the dose of 42.6 Gy in 16 fractions on the planning target volume (PTV). For each patient, three plans were generated using the $Eclipse^{TM}$ system (Varian Medical System, Palo Alto, CA) with one partial arc 1pVMAT, two partial arcs 2pVMAT, and two tangential arcs 2tVMAT. All plans were calculated through anisotropic analytic algorithm and photon optimizer with 6 MV photon beam of $VitalBEAM^{TM}$. The same dose objectives for each plan were used to achieve a fair comparison during optimization. Results: For PTV, dosimetrical parameters such as Homogeneity index, conformity index, and conformal number were superior in 2pVMAT than those in both techniques. $V_{95%}$, which indicates PTV coverage, was 91.86%, 96.60%, and 96.65% for 1pVMAT, 2pVMAT, and 2tVMAT, respectively. In most organs at risk (OARs), 2pVMAT significantly reduced the delivered doses compared with the other techniques, excluding the doses to contralateral lung. For the analysis of radiobiological parameters, a significant difference in normal tissue complication probability was observed in ipsilateral lung while no difference was observed in the other OARs. Conclusions: Our study showed that 2pVMAT had better plan quality and normal tissue sparing than 1pVMAT and 2tVMAT but not for all parameters. Therefore, 2pVMAT could be considered the priority choice for the treatment planning for left breast cancer.

• 한국임상수의학회지
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• 제39권1호
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• pp.16-22
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• 2022

A 12-year-old spayed female beagle dog was presented with pollakiuria and stranguria. Abdominal ultrasonography identified irregular a marginated, hyperechoic mass in the urethra and trigon area of the bladder. Computed tomography (CT) revealed a heterogeneous mass in the trigone area leading to a urethra. There was no evidence of regional or distant metastasis. Cytologic analysis suspected transitional cell carcinoma (TCC). The patient was treated with piroxicam, mitoxantrone, and once weekly fractionated radiation therapy (RT) with volumetric modulated arc therapy (VMAT). A follow-up CT scan at 6 months after RT revealed a reduction in tumor size. At 17 months after the start of RT, the patient became severely anorectic and lethargic. Ultrasound examination revealed a hyperechoic mass in the apex area of bladder while the trigone area of the bladder and urethra appeared normal. Multiple hypoechoic nodules of various sizes were found in the liver and spleen. The patient was humanely euthanized at the request of the owner. A combination of piroxicam, mitoxantrone, and hypofractionated RT with VMAT protocol was well tolerated. This case described tumor response and survival time of a canine TCC treated with piroxicam, mitoxantrone, and once weekly palliative RT using computer-assisted planning and VMAT.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권1호
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• pp.31-43
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• 2015

목 적 : 정위적체부방사선치료(Stereotatic body radiation therapy, SBRT)는 원발성 종양과 전이성 종양의 치료법으로 이용되어진다. SBRT는 높은 선량을 전달하기 때문에 MU(Monitor unit)의 증가로 치료시간이 길어지고 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV) 주변의 정상장기를 효과적으로 보호할 수 있는 치료계획이 필요하다. 특히 다중표적의 경우 SBRT를 여러 번에 나누어 치료해야하거나 선량 겹침으로 인한 고 선량 영역(Hot spot)이 생길수도 있다. 본 연구는 다중표적 간암에서 TrueBeam STx(Varian, USA)의 무편평화여과기선질(Flattening filter free, FFF) beam을 이용한 용적변조회전치료(Volumetric modulated arc therapy, VMAT)의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 다중표적 간암의 SBRT를 시행하는 5명의 환자를 대상으로 TrueBeam STx의 10MV FFF beam을 이용한 VMAT과 15MV 편평화여과기선질(Flattening filter, FF) beam을 이용한 입체조형치료(conformal radiotherapy, CRT)계획을 세웠다. 두 치료계획을 비교하기 위하여 선량용적히스토그램(Dose Volume Histogram, DVH)을 이용하여 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV), 간, 십이지장, 장, 식도, 척수에 들어가는 선량을 평가하고 전체 MU 값을 비교하였다. 또한 두 치료계획의 치료시간을 비교하기 위하여 Beam on time을 평가하였다. 결 과 : PTV에 대한 처방선량지수(Conformity Index, CI), 선량균질지수(Homogeneity index, HI), 처방선량포함지수(Paddick's Conformity Index, PCI)의 평균값은 VMAT에서 각각 $1.006{\pm}0.028$, $1.098{\pm}0.016$, $1.132{\pm}0.084$, CRT에서 $1.381{\pm}0.419$ $1.136{\pm}0.042$, $1.534{\pm}0.465$로 평가되었다. 정상장기에 대한 선량은 CRT에서 VMAT 보다 약 1.8배 높은 선량으로 평가되었다. 전체 MU값은 VMAT에서 약 1.3배 높게 평가되었고 VMAT과 CRT 두 치료계획의 평균 Beam on time은 각각 6.8분, 21.3분으로 평가되었다. 결 론 : 다중표적 간암의 정위적체부방사선치료에서 FFF Beam을 이용한 VMAT을 적용하면 선량 겹침 없이 다중표적을 한 번에 치료할 수 있으며 PTV의 선량포함을 만족하면서 주위의 정상장기를 더 효과적으로 보호할 수 있는 치료계획이 가능하다. 또한 FFF Beam의 높은 선량률(Dose rate)을 이용하여 치료시간을 단축시켜 치료 중 발생할 수 있는 오차를 감소시킬 수 있다.

• 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.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제44권1호
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• pp.43-52
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• 2019

Background: The mid-term performance of clinical linear accelerator (LINAC) during volumetric modulated arc therapy (VMAT) treatment period is not performed in clinical practice and usually replaced with one-time plan quality assurance (QA). In this research we aim to monitor daily reproducibility of VMAT delivery from tracking individual leaf movement error and dosimetric error to evaluate the mid-term quality of the machine used. Materials and Methods: First, multileaf collimator (MLC) information was imported into MATLAB program to determine which of the MLC leaves in the leaf bank had the maximum RMS position error (maxRMS). We estimated where the maximum positional errors (maxPE) of the chosen leaf occur along its path length and tracked its daily variations over the entire treatment period. Secondly, picture information of dosimetric error from portal dosimetry was imported into MATLAB where representative high gamma index region (HGR) was determined as HGR with length of > 1 cm and their centers were daily tracked. Results and Discussion: The maxPEs in the brain and tongue cases were distributed broader than in other cases, but all data were found located within ${\pm}0.5mm$. From first day to last day all of five cases show the similar visual pattern of HGRs and Centers of the longest HGRs remained within ${\pm}1mm$ of that in first day. These findings prove excellent mid-term performance of the LINAC used in VMAT treatments over a full course of treatment. Conclusion: Tracking the daily location changes of leaf movement and dosimetric error can be a good indicator of predicting the daily quality like stability and reproducibility of beam delivering in VMAT treatment.

• 대한방사선치료학회지
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• 제34권
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• pp.7-12
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• 2022

목 적: 볼루스 적용이 어려운 코와 같은 요철 부위 치료 시 피부 선량 확보에 어려움이 있는 경우, IMRT(Intensity Modulated Radiation Therapy)전달 기법 과 평균 에너지가 낮은 FFF(Flattening Filter Free)를 조합한 치료 계획으로 피부 선량 증가 여부를 팬텀 실험을 통해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 두경부암 치료시 가장 흔하게 사용하는 6MV-FF(Flattening Filter) VMAT(Volumetric-Modulated Arc Therapy) 치료계획을 기준으로 정하고, VMAT와 IMRT, FF와 FFF, 5 mm 볼루스 적용 유무를 조합하여 비교군을 생성하였다. 란도 팬텀 콧등에 가상 타겟을 생성하였고, 5 mm 의 가상의 볼루스를 란도 팬텀 콧등 위에 완전 밀착을 가정하여 적용하였다. 팬텀의 코를 기준으로 5개 측정지점을 정하고 각각의 치료계획 을 치료테크닉과 bolus 적용유무에 맞게 치료계획 당 3회를 조사하여 흡수선량을 측정하였다. 결 과: FF vs FFF 에서의 피부선량 차이는 VMAT bolus off에서 FFF인 경우 증가하였고, IMRT bolus off의 경우 차이를 나타내지 않았다. VMAT bolus 5 mm, IMRT bolus 5 mm에서는 FFF에서 오히려 피부선량이 감소되는 것을 확인 할 수 있었다. VMAT vs IMRT 피부선량 차이는 FFF bolus off 의 경우에만 피부선량이 증가했고, 나머지는 통계적 차이가 없었다. bolus off vs bolus 5 mm 에서의 피부선량 차이는 IMRT FFF 을 사용했을 경우만 제외하고는 모두 bolus 5 mm 에서 피부선량이 증가하는 것을 확인하였다. IMRT와 FFF를 조합한 치료 계획은 통상적으로 사용되는 VMAT와 FF를 사용하여 5 mm 볼루스를 적용한 치료 계획 피부선량의 측정값을 분석한 결과 통계적으로 유의미한 차이를 발견하지 못했다. 따라서 IMRT_FFF 를 사용함으로써 VMAT_FF 에 5 mm 볼루스 적용한 것과 비슷한 수준의 피부선량 전달이 가능할 것이라 사료되며, 이는 높은 피부선량이 필요하지만, 볼루스 적용이 어려운 환자와 같은 경우에 유용할 수 있다. 결 론: 볼루스 적용이 어려운 환자의 경우, VMAT와 FF에 비교하여 IMRT와 FFF를 적절히 조합한 치료 계획으로 피부 선량 증가를 기대할 수 있다.

• 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.