• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권2호
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• pp.99-105
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• 2012

치료 테이블 회전, 아크 간 콜리메이터 회전 각도가 광자에너지별 전립선암 래피드아크 치료계획의 선량분포에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 6 MV와 10 MV 광자 에너지에 대해 2 아크(two arcs)를 사용하여 아크 간 콜리메이터 각도 차이가 $0^{\circ}$, $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$, $75^{\circ}$, $90^{\circ}$인 경우와 치료 테이블 회전 유무에 따라 치료계획을 시행하였다. 선량 최적화를 위한 표적 및 중요 장기의 선량 제한치(dose constraints)를 동일하게 적용하여 계산하였고 선량 분포를 평가하기 위해 CI (Conformity index), HI (Homogeneity index), QOC (Quality of Coverage) 등의 정량화된 선량 지표를 구하여 각 치료계획의 최적화 결과를 비교하였다. 그 결과 치료계획표적용적과 중요장기의 선량 지표 차이는 3.6% 이하로 광자에너지, 치료테이블, 아크 간 콜리메이터 각도의 영향은 크지 않았다. 그러나 표적에서 먼 정상조직의 경우 저 선량 영역 차이가 크게 나타났다. 좌우 대퇴골두의 V15%는 6 MV 일 때 각각 6.4%, 5.5% 높았고, 치료테이블 회전 시에는 23.4%, 24.1% 높게 나타났다. 표적에서 먼 영역(Far Region)의 V10%는 6 MV 일 때 54.2 cc, 치료테이블 회전이 없을 때 343.4 cc, 아크 간 콜리메이터 각도가 $0^{\circ}$일 때 457.8 cc 크게 나타났다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권8호
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• pp.3365-3370
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• 2015

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.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권1호
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• pp.25-31
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• 2013

목 적: 양성자선의 유효비정 변화와 환자 자세의 재현성을 고려한 로버스트(robust-IMPT) 세기조절양성치료와 플레인 세기조절양성자치료(plain-IMPT) 계획과 광자선 세기조절방사선치료(photon-IMRT, step & shoot) 계획의 선량분포 특성을 비교, 분석하고자 한다. 대상 및 방법: 다섯 명의 전립선암 환자를 대상으로 표적에 70 Gy를 조사하도록 photon-IMRT (7문, step & shoot)와 plain-IMPT (2문, 4문, 7문) 및 robust-IMPT (유효 비정 오차 ${\pm}5%$ & 환자 자세 오차 0.5 cm 적용) 치료계획을 수립했다. 세 가지 치료계획으로 얻은 선량 분포 비교를 위해 PTV에 대한 선량조형지수(Conformity Index, CI), 선량균등지수(Homogeneity Index, HI) 및 최대선량, 최소선량, 평균선량과 OAR에 대한 선량-체적을 평가했다. 결 과: 모든 환자에 대해 photon-IMRT, plain-IMPT, robust-IMPT에서 PTV의 평균 최대선량은 각각 76.75 Gy (109.6%), 71.92 Gy (102.7%), 72.09 Gy (103%)였으며, 평균 최소선량은 68.21 Gy (97.4%), 68.89 Gy (98.42%), 68.13 Gy (98.13%)였으며, 전체 평균선량은 각각 71.02 Gy (101.4%), 71.32 Gy (100.4%), 70.75 Gy (101%)였다. PTV에 대한 CI 및 HI 값은 plain-IMPT가 photon-IMRT와 robust-IMPT에 비하여 1.02, 1.00으로 가장 낮았다. 또한, 정상장기에 있어 plain-IMPT가 photon-IMRT에 비하여 대부분 낮은 선량 분포를 보였으며, robust-IMPT 적용 시 정상 장기에 대한 선량 분포가 다소 변동의 폭은 있었지만 photon-IMRT에 비하여 대체로 낮은 선량 분포를 보였다. 결 론: 전립선암의 IMPT 치료 시 정확한 유효비정의 오차와 환자 자세 재현성오차를 고려한 robust-IMPT를 적용한다면 plain-IMPT의 선량학적 불확도를 줄이고 photon-IMRT에 비해 효과적인 치료를 제공할 수 있을 것이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.73-81
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• 2018

목 적 : 다발성 뇌 전이의 방사선치료 시 jaw tracking(JT)과 fixed jawFJ)를 이용한 용적세기조절회전치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT)를 비교하고 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : JT를 이용하여 치료받은 다발성 뇌 전이(Multiple Brain Metastasis) 환자 중 6개 이상의 종양이 있고 조사면 크기가 $14{\times}14cm^2$ 이상인 환자 10명을 대상으로 하였다. Eclipse(Ver 13.6 Varian, USA)로 JT와 FJ의 전산화치료계획을 각각 수립하였으며, 전자포털영상장치(Electronic Portal Imaging Device, EPID)를 이용하여 감마지수(Gamma Index, 3 mm, 3 %, 95 % 신뢰구간) 및 최대선량차이(Max. Dose Difference)를 측정하였다. 또한 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)의 $D_{max}$ 및 $D_{mean}$을 산출하고 비교하였으며 처방선량지수(Conformity Index, CI), 선량균질지수(Homogeneity Index, HI)를 평가하였다. 결 과 : JT와 FJ의 측정값을 평가한 감마지수는 모든 Case에서 허용 기준(3 mm, 3 %, 95 % 신뢰구간)에 충족하였으며, 최대선량차이값은 Leaf End Transmission이 발생하는 영역에서 시계방향(Clockwise, CW)은 최대 98.4 %, 평균 43.6 %, 반시계방향(Counter-Clockwise, CCW)은 최대 67.9 %, 평균 41.0 %로 측정되었다. 손상위험장기는 JT를 사용하였을 때 각 정상장기에 대한 $D_{max}$의 최대값은 15.36 %~74.59 %, 평균값은 2.84 %~39.80 % 감소, $D_{mean}$의 최대값은 27.90 %~65.23 %, 평균값은 7.70 %~41.71 %로 감소하였으며, 처방선량지수와 선량균질지수값은 차이가 없었다. 결 론 : 다발성 뇌 전이에서 VMAT으로 치료할 경우 JT를 이용하면 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV)의 선량분포에 영향을 미치지 않으면서 불특정 영역에서 발생하는 방사선의 누설 및 투과로 인한 불필요한 피폭을 감소시키고 정상장기에 더 낮은 선량으로 방사선치료가 가능할 것으로 사료된다.

• 대한안전경영과학회지
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• 제17권1호
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• pp.125-130
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• 2015

Techniques, using physical wedge filter and using dynamic wedge filter and FIF(Field in Field) and ISCT(Irregular Surface Compensating Technique), have been developed according to progress of radiation therapy of breast cancer. Measurement of dose was done to judge the usefulness of technique using three cases, non tissue loss after breast conserving operating and tissue loss after breast conserving operating and mastectomy. Dose indexes of breast tissue, CI (Conformity Index), HI (Homogeneity Index) and QOC (Quality of Coverage), dose index of skin, or dose indexes of lung, volume of 50 percent dose and 20 percent dose were estimated and compared. Using dynamic wedge filter is useful plan at non tissue loss allowing for high dose of lung. FIF and ISCT are useful plan at tissue loss. ISCT is useful plan at mastectomy. Henceforth, we need to apply to valid plan and body type and thorax size.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권10호
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• pp.3816-3823
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• 2022

This work analyzed the dosimetric difference between the intensity modulated radiotherapy (IMRT), partial/single/double-arc volumetric modulated arc therapy (PA/SA/DA-VMAT) techniques in treatment planning for treating more than one target of lung cancer at different isocenters. IMRT and VMAT plans at different isocenters were created systematically using a Harold heterogeneous lung phantom. The conformity index (CI), homogeneity index (HI), gradient index (GI), dose-volume histogram and mean and maximum dose of the PTV were calculated and analyzed. Furthermore, the dose-volume histogram and mean and maximum doses of the OARs such as right lung, contralateral lung and non GTV were determined from the plans. The IMRT plans showed the superior target dose coverage, higher mean and maximum values than other VMAT techniques. PA-VMAT technique shows more lung sparing and DA-VMAT increases the V_5/10/20 values of contralateral lung than other VMAT and IMRT techniques. The IMRT technique achieves highly conformal dose distribution to the target than other VMAT techniques. Comparing to the IMRT plans, the higher V_5/10/20 and mean lung dose were observed in the contralateral lung in the DA-VMAT.

• Radiation Oncology Journal
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• 제30권3호
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• pp.146-151
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• 2012

Purpose: This treatment planning study was undertaken to evaluate the impact of beam angle configuration of intensity-modulated radiotherapy (IMRT) on the dose of the normal liver in hepatocellular carcinoma (HCC). Materials and Methods: The computed tomography datasets of 25 patients treated with IMRT for HCC were selected. Two IMRT plans using five beams were made in each patient; beams with equidistance of $72^{\circ}$ (Plan I), and beams with a $30^{\circ}$ angle of separation entering the body near the tumor (Plan II). Both plans were generated using the same constraints in each patient. Conformity index (CI), homogeneity index (HI), gamma index, mean dose of the normal liver (Dmean_NL), Dmean_NL difference between the two plans, and percentage normal liver volumes receiving at least 10, 20, and 30 Gy (V10, V20, and V30) were evaluated and compared. Results: Dmean_NL, V10, and V20 were significantly better for Plan II. The Dmean_NL was significantly lower for peripheral (p = 0.001) and central tumors (p = 0.034). Dmean_NL differences between the two plans increased in proportion to gross tumor volume to normal liver volume ratios (p = 0.002). CI, HI, and gamma indices were not significantly different for the two plans. Conclusion: The IMRT plan based on beams with narrow separations reduced the irradiated dose of the normal liver, which would allow radiation dose escalation for HCC.

• Radiation Oncology Journal
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• 제31권2호
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• pp.104-110
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• 2013

Purpose: Intensity modulated arc therapy (IMAT) is a form of intensity modulated radiation therapy (IMRT) that delivers dose in single or multiple arcs. We compared IMRT plans versus single-arc field (1ARC) and multi-arc fields (3ARC) IMAT plans in high-risk prostate cancer. Materials and Methods: Sixteen patients were studied. Prostate ($PTV_P$), right pelvic ($PTV_{RtLN}$) and left pelvic lymph nodes ($PTV_{LtLN}$), and organs at risk were contoured. $PTV_P$, $PTV_{RtLN}$, and $PTV_{LtLN}$ received 50.40 Gy followed by a boost to $PTV_B$ of 28.80 Gy. Three plans were per patient generated: IMRT, 1ARC, and 3ARC. We recorded the dose to the PTV, the mean dose ($D_{MEAN}$) to the organs at risk, and volume covered by the 50% isodose. Efficiency was evaluated by monitor units (MU) and beam on time (BOT). Conformity index (CI), Paddick gradient index, and homogeneity index (HI) were also calculated. Results: Average Radiation Therapy Oncology Group CI was 1.17, 1.20, and 1.15 for IMRT, 1ARC, and 3ARC, respectively. The plans' HI were within 1% of each other. The $D_{MEAN}$ of bladder was within 2% of each other. The rectum $D_{MEAN}$ in IMRT plans was 10% lower dose than the arc plans (p < 0.0001). The GI of the 3ARC was superior to IMRT by 27.4% (p = 0.006). The average MU was highest in the IMRT plans (1686) versus 1ARC (575) versus 3ARC (1079). The average BOT was 6 minutes for IMRT compared to 1.3 and 2.9 for 1ARC and 3ARC IMAT (p < 0.05). Conclusion: For high-risk prostate cancer, IMAT may offer a favorable dose gradient profile, conformity, MU and BOT compared to IMRT.

• 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.

• 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.