• 대한방사선치료학회지
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• 제32권
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• pp.17-29
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• 2020

목 적: 전립선 방사선 치료 시 회피 영역을 지정한 혼합 에너지(Mixed Energy Partial Arc, MEPA) VMAT 치료 계획의 선량평가를 통해 임상 적용 가능성을 평가한다. 대상 및 방법: 전립선암 환자 9명을 대상으로 치료 장비 True Beam Stx(Varian Medical System, USA), 치료 계획시스템(Eclipse, Varian Medical System, USA)을 이용하여 치료 계획용적(PTV)에 2.5Gy, 30회로 총 선량 70Gy를 처방하여, 회피 영역을 지정한 혼합 에너지 치료 계획과 6MV 1 ARC, 6MV, 10MV 그리고 15MV 2 ARC 치료 계획과 비교 분석하였다. 혼합 에너지 치료 계획은 첫 번째 ARC에서 갠트리 각도 180°~230°, 310°~50°은 6MV로 지정하고 230°~310°, 50°~130°는 회피 영역으로 지정하였고 두 번째 ARC에서 갠트리 각도 130°~50°, 310°~230°는 에너지 15MV로 설정 후 50°~310°는 회피 영역으로 지정하였다. 2가지 치료 계획을 각각 최적화 및 선량 계산 후 Sum plan을 생성하였다. 각각의 치료 계획은 선량체적히스토그램(Dose Volume Histogram, DVH)을 이용하여 PTV의 최대선량, 평균선량, D2%, 처방 선량 지수(Conformity Index, CI), 선량 균질 지수(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: MEPA 치료 계획은 PTV에서 최대선량, 평균선량, D2%값은 75.86±0.47, 71.95±0.51, 73.92±0.45로 6MV 1 ARC 계획보다 낮은 값(전체 p<0.0005)을 보였고 6MV, 10MV, 15MV 2 ARC 치료 계획과의 비교에서 최대선량은 평균 차이 각각 0.24%, 0.39%, 0.60%(p<0.450, 0.321, 0.139), D2% 값 0.42%, 0.49%, 0.59%(p<0.073, 0.087, 0.033)로 높게 분석되었다. 평균선량은 10MV 2 ARC 치료 계획보다 0.09%(p<0.615) 낮았지만 6MV 2 ARC와 15MV 2 ARC와의 비교에서 각각 0.27%, 0.12%(p<0.184, 0.521) 높게 나타났다. HI는 0.064±0.006로 가장 낮은 값으로 분석(p<0.005) 되어 가장 좋은 균질도를 보이며 CI는 MEPA에서 1.12±0.038, 6MV 1 ARC, 6MV, 10MV, 15MV 2 ARC 각각 1.12±0.036, 1.11±0.024, 1.11±0.030, 1.12±0.027로 모든 치료 계획에서 유사한 값으로 분석되었다. 직장 선량은 MEPA가 모든 선량 분석 파라미터에서 낮은 값으로 분석되었다. 특히 V70Gy, V50Gy, V30Gy, V20Gy은 3.40, 16.79, 37.86, 48.09으로 직장에 조사되는 저 선량 영역의 체적을 의미 있는 만큼 줄일 수 있었다. 방광선량은 V30Gy, V20Gy이 다른 치료 계획에 비해 낮은 값을 보였다. 하지만 양측 대퇴골두 비교에서 MEPA는 평균선량 9.69±2.93, 9.88±2.5로 비교된 치료 계획에 비해 2.8Gy~3.28Gy 높은 값을 보였다. 평균 MU값은 MEPA가 6MV 1 ARC보다 19.53%, 10MV 2 ARC에 비해 5.7% 감소하였다. 결 론: 저에너지 X선(6MV)과 고에너지 X선(15MV)을 사용 한 MEPA는 각각 에너지의 장점을 취해 비교한 치료 계획보다 개선된 HI와 동등한 CI값으로 분석되어 만족할 만한 PTV coverage를 보였으며 방광과 직장을 보호하는데 효과적이라고 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.137-147
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• 2012

목 적: 알고리즘에 따른 치료계획의 영향을 분석하고 실제 치료계획을 수립할 때 고려사항을 적용하고, 나아가 최선의 치료계획을 수립하는 프로토콜을 제시하고자 한다. 대상 및 방법: 치료계획 시스템은 이클립스 10.0 (Eclipse 10.0, Varian, USA)이다. 선량계산의 알고리즘은 PBC (Pencil Beam Convolution)와 AAA (Anisotropic Analytical Algorithm)을 각각 적용하였고, 세기 조절 방사선 치료(IMRT)를 위한 최적화(Optimization) 알고리즘은 DVO (Dose Volume Optimizer 10.0.28), VMAT을 위한 최적화 알고리즘은 PRO II (Progressive Resolution Optimizer V 8.9.17)와 PRO III (Progressive Resolution Optimizer V 10.0.28)을 사용하였다. 실험을 위한 팬텀은 치료계획시스템에서 가상으로 만들었으며, $30{\times}30{\times}30$ cm의 규격에 밀도가 균일한 것(HU: 0)과 중간에 공기(HU: -1,000)로 가정되는 물질이 삽입한 된 비균질 팬텀으로 설정하였다. 실험은 먼저 팬텀(Phantom) 계획을 실시하여 일반적인 치료계획의 특징을 분석하고 그 내용을 토대로 실제 임상적용 할 치료계획을 수립하였다. 결 과: 균일한 밀도 팬텀에서 6 MV, 10 cm PDD (Percentage Depth Dose)는 PBC와 AAA는 모두 65.2%로 유사한 값을 나타냈지만, 비균질 팬텀에서 PDD는 저밀도 물질을 만나기 전까진 유사한 PDD 값을 보이다가 공기 영역에서 다른 선량곡선을 보여주고, 투과한 후에는 PDD 10 cm은 각각 75%, 73%이었다. 동일한 MU의 3차원 치료계획에서 보면, AAA 치료계획이 폐가 포함된 영역에서 저 선량으로 나타났다. 기관지와 폐의 영역이 포함된 경추 치료 환자의 2차원 대향 2문조사 치료계획을 15 MV을 이용하여 설계하였을 때, Conformity Index (ICRU 62)는 PBC 계산에서 0.95, AAA에서 0.93이었다. IMRT 치료계획은 DVO에서 보여지는 DVH가 선량계산 DVH와 동일하게 나타났다. 하지만 AAA으로 선량계산을 하였을 때는 DVO에서 조건을 만족하는 결과가 선량계산에서는 선량부족으로 나타났다. PRO II을 이용한 VMAT 치료계획은 최적화 할 때는 만족스런 결과를 얻었지만, 선량계산을 실시하였을 때는 저밀도 영역이 선량 부족으로 나타났다. 하지만 PRO III에서 같은 조건을 1회 더 최적화함으로써 최적화 결과와 선량계산 결과가 유사하였다. 결 론: 본 연구에서는 선량계산 알고리즘의 옳고 그름을 판단하지 않는다. 알고리즘이 나타내는 선량 분포의 특성을 분석하고, 특히 최적화가 필요한 IMRT나 VMAT 치료계획에서 최적화 알고리즘의 요인도 치료계획을 수립할 때 고려함으로써 최적의 치료계획을 위한 방법을 제시하고자 한다.

• 대한정형외과학회지
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• 제56권6호
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• pp.498-503
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• 2021

목적: 컴퓨터 단층 촬영 영상을 이용하여 한국인에서 상완골 근위부 골절 치료에 적용되는 직선형 전향적 상완골 골수 내 금속정의 이상적 삽입점 위치를 알아보고 해부학적 적합성을 분석하고자 한다. 대상 및 방법: 2014년 5월부터 2016년 10월까지 견관절 외상으로 컴퓨터 단층 촬영을 시행한 환자 중 건측 견관절을 동시에 촬영한 한국인 74예를 대상으로 하였으며, 평균 나이는 64.5세(범위, 22-95세)였다. 영상의학적 평가는 건측 근위 상완골의 컴퓨터 단층 촬영 영상을 이용하여 다면 재구성(multiplanar reconstruction) 기법을 이용하였다. 직선형 골수정의 이상적 삽입점은 상완골 골수강 내 중심축과 상완골두가 만나는 점으로 선정하였으며 삽입점과 국소 해부학적 위치와의 거리를 측정하였다. 삽입점에서 극상건 부착부의 가장 내측까지의 관상면상 거리를 임계거리(critical distance)로 정의하고 이를 이용하여 삽입점과 회전근개 부착부와의 근접성을 평가하였다. 회전근개의 손상을 피하고 충분한 고정력을 얻기 위한 임계거리는 Euler 등이 제시한 대로 8mm 이상 확보 되어야 하며, 8 mm 미만인 경우를 위험형(critical type)으로 정의하였다. 임계거리와 성별, 나이, 키, 몸무게, 신체용적지수(body mass index)와의 통계적 유의성을 확인하였다. 결과: 이 연구에서 이상적인 삽입점의 위치는 이두구 외측연에서 시상면상 거리인 전후 거리는 평균 11.5 mm (범위, 4.0-16.6), 대결절의 가장 외측연에서 관상면상 거리인 내외 거리는 평균 20.5 mm (범위, 16.3-27.4)였다. 이상적 삽입점에서 극상건 부착부의 가장 내측까지의 관상면상 거리인 임계거리는 평균 8.0 mm (범위, 4.1-16.6)이며, 임계거리가 8 mm 미만인 위험형(critical type)ㅏ이은 74예 중 41예(55.4%)였다. 결론: 한국인에서 직선형 전향적 상완골 골수 내 금속정의 사용시, 상완 이두구의 외측연에서 후방으로 11.5 mm, 대결절 외측연에서 내측으로 20.5 mm 지점이 평균적인 이상적 삽입점의 위치였다. 하지만 55.4%의 경우에서 이상적 삽입점의 위치로 삽입할 경우 회전근개의 손상을 줄 수 있는 위험형(critical type)이였으므로, 술 전 치료방법의 선택 과정에서 환자 개개인의 해부학적 특성을 충분히 고려하여야 한다.

• 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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• 제31권4호
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• pp.252-259
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• 2013

Purpose: To report the results of dosimetric comparison between intensity-modulated radiotherapy (IMRT) using Tomotherapy and four-box field conformal radiotherapy (CRT) for pelvic irradiation of locally advanced rectal cancer. Materials and Methods: Twelve patients with locally advanced rectal cancer who received a short course preoperative chemoradiotherapy (25 Gy in 5 fractions) on the pelvis using Tomotherapy, between July 2010 and December 2010, were selected. Using their simulation computed tomography scans, Tomotherapy and four-box field CRT plans with the same dose schedule were evaluated, and dosimetric parameters of the two plans were compared. For the comparison of target coverage, we analyzed the mean dose, $V_{nGy}$, $D_{min}$, $D_{max}$, radical dose homogeneity index (rDHI), and radiation conformity index (RCI). For the comparison of organs at risk (OAR), we analyzed the mean dose. Results: Tomotherapy showed a significantly higher mean target dose than four-box field CRT (p = 0.001). But, $V_{26.25Gy}$ and $V_{27.5Gy}$ were not significantly different between the two modalities. Tomotherapy showed higher $D_{max}$ and lower $D_{min}$. The Tomotherapy plan had a lower rDHI than four-box field CRT (p = 0.000). Tomotherapy showed better RCI than four-box field CRT (p = 0.007). For OAR, the mean irradiated dose was significantly lower in Tomotherapy than four-box field CRT. Conclusion: In locally advanced rectal cancer, Tomotherapy delivers a higher conformal radiation dose to the target and reduces the irradiated dose to OAR than four-box field CRT.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권20호
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• pp.9033-9038
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• 2014

Background: The purpose of this study was to assess the feasibility of deep inspiration breath-hold (DIBH) based volumetric modulated arc therapy (VMAT) for locally advanced left sided breast cancer patients undergoing radical mastectomy. DIBH immobilizes the tumor bed providing dosimetric benefits over free breathing (FB). Materials and Methods: Ten left sided post mastectomy patients were immobilized in a supine position with both the arms lifted above the head on a hemi-body vaclock. Two thermoplastic masks were prepared for each patient, one for normal free breathing and a second made with breath-hold to maintain reproducibility. DIBH CT scans were performed in the prospective mode of the Varian real time position management (RPM) system. The planning target volume (PTV) included the left chest wall and supraclavicular nodes and PTV prescription dose was 5000cGy in 25 fractions. DIBH-3DCRT planning was performed with the single iso-centre technique using a 6MV photon beam and the field-in-field technique. VMAT plans for FB and DIBH contained two partial arcs ($179^{\circ}-300^{\circ}CCW/CW$). Dose volume histograms of PTV and OAR's were analyzed for DIBH-VMAT, FB-VMAT and DIBH-3DCRT. In DIBH mode daily orthogonal ($0^{\circ}$ and $90^{\circ}$) KV images were taken to determine the setup variability and weekly twice CBCT to verify gating threshold level reproducibility. Results: DIBH-VMAT reduced the lung and heart dose compared to FB-VMAT, while maintaining similar PTV coverage. The mean heart $V_{30Gy}$ was $2.3%{\pm}2.7$, $5.1%{\pm}3.2$ and $3.3%{\pm}7.2$ and for left lung $V_{20Gy}$ was $18.57%{\pm}2.9$, $21.7%{\pm}3.9$ and $23.5%{\pm}5.1$ for DIBH-VMAT, FB-VMAT and DIBH-3DCRT respectively. Conclusions: DIBH-VMAT significantly reduced the heart and lung dose for left side chest wall patients compared to FB-VMAT. PTV conformity index, homogeneity index, ipsilateral lung dose and heart dose were better for DIBH-VMAT compared to DIBH-3DCRT. However, contralateral lung and breast volumes exposed to low doses were increased with DIBH-VMAT.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권8호
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• pp.3257-3265
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• 2015

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.

• 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.

• 멤브레인
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• 제32권4호
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• pp.253-263
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• 2022

본 연구에서는 하수 재이용을 위한 역삼투막 공정에서 전처리 정밀여과막(MF) 손상에 대한 누출되는 다양한 수질변화로써 막 손상 검지 방안을 제시하였다. 이를 위하여 역삼투막 유입수질 적합성 평가지표인 SDI (silt density index)를 3에서 5의 범위 내에서 막 손상 시 검지 감도를 정량화하기 위하여 전처리 분리막이 1에서 3가닥 파단에 따라 SDI는 1.92에서 6.11까지 증가한 결과를 확인할 수 있었다. 일반적으로 3을 기준으로 역삼투막 유입수질로 설정하였을 때 분리막이 3가닥까지 파단이 되어야만 막 손상 검지가 가능하다는 것을 의미하며 역삼투막의 오염은 잠재적으로 가속화되어 효율을 저하시킬 수 있다. 또한 이때 누출되는 입자성과 유기물질에 대하여 0.45 ㎛ 이상의 크기만 걸러주는 입자계수는 입도분포별 막 파단 개수에 따라 일정한 패턴을 확인할 수 없었으며, TOC 농도는 약 2배의 변화패턴으로써 SDI와의 상관관계로써 TOC가 막 손상 수질지표로써 신뢰성이 높은 것으로 확인되었다. 수질분석결과와 더불어 USEPA에서 제시하는 막 손상 검지 방법 중 압력손실시험과 이를 기반으로 LRV_DIT 모델의 적합성 평가를 한 결과 막 손상 또는 역삼투막 공정으로 유입되는 막오염물질을 신속하게 확인할 수 있는 SDI 및 TOC를 포함한 LRV_DIT 모니터링과 UCL 설정을 병행해야 한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제34권
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• pp.13-20
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• 2022

목 적: 비인두암 (Nasopharyngeal cancer) 방사선 치료 시 Tomotherapy을 이용한 IMRT는 종양 조직에 정확한 선량을 전달하며 정상조직에는 급격한 선량 감소의 효과가 있지만 MU가 높고 Beam On Time이 긴 단점이 있다. 본 연구는 Helical IMRT (Tomotherapy)와 VMAT (Linac : 2Arc), Split VMAT (Linac : 4Arc)의 치료계획을 시행하여 종양 및 정상 조직, 저 선량 분포의 차이를 분석하고 Split VMAT의 효율성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법: 본원의 비인두암 환자 10명을 대상으로 하였으며 3개 치료계획 (Helical IMRT, VMAT, Split VMAT)을 비교하였다. Helical IMRT 치료 계획은 Precision^® (Version 1.1.1.1, Accuray, USA)을 이용하였고 VMAT, Split VMAT 치료계획은 Pinnacle3^® (Version 9.10, Philips, USA)을 이용하였다. 선량은 Daily Dose 2.4 Gy (GTV + 0.3 cm) / 2 Gy (CTV + 0.3 cm) 16 Fx으로 Total Dose 38.4 Gy / 32 Gy를 적용하였고 GTV + 0.3 cm (P_GTV)가 V_38.4Gy이 95%가 되도록 처방하였다. VMAT은 360° 2Arc, Split VMAT은 좌, 우, 상, 하로 Field를 나누고 360° 4Arc, 6MV를 사용하였다. 평가는 종양 및 정상조직, 저 선량 영역의 차이를 비교하여 치료 계획의 Quality를 평가하였고 Beam On Time을 비교하여 효율성을 평가하였다. 결 과: 대상 환자들의 3개 치료계획 (Helical IMRT, VMAT, Split VMAT)의 평가 항목 평균 값은 P_GTV의 H.I (Homogeneity Index)는 (1.04, 1.11, 1.1), P_CTV의 C.I (Conformity Index)는 (1.03, 0.99, 1.00)이었다. RT Parotid Gland의 평균 선량 (Gy)은 (14.54, 17.06, 14.76), LT Parotid Gland의 평균 선량 (Gy)은 (14.32, 17.32, 15.09), P_Cord (Spinal Cord + 0.3 cm)의 최대 선량 (Gy)은 (20.57, 22.59, 21.06), Brain Stem의 최대 선량 (Gy)은 (22.35, 23.99, 21.68)이었다. 50% isodose curve (cc)는 (1332, 1132.5, 1065.2)이었다. Beam On Time (sec)은 (373.7, 130.7, 254.4)이었다. 결 론: Split VMAT은 두경부치료에 많이 사용하는 Helical IMRT와 비교했을 때 유사한 치료계획 Quality를 보이면서도 저 선량 영역을 줄여주며 Beam On Time이 줄어든 결과를 보여주었고 VMAT보다 좋은 결과를 보였다. Split VMAT은 비인두암 뿐만 아니라 다른 두경부암에서도 효과적이라 사료된다.