• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.57-62
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• 2017

본 연구는 거대유방암 환자대상으로 환자의 움직임과 모양의 변화에 따른 선량변화를 콘빔단층촬영영상(CBCT)과 변형영상정합기법(DIR)을 적용하여 적응형방사선치료계획을 재구성하여 기존에 사용된 쐐기접선조사기법(TWF)과 종속조사면 병합치료방법(FIF) 그리고 세기조절방사선치료계획(IMRT)을 이용하여 선량비교평가를 시행하고자 하였다. CT와 CBCT를 MIM6 사용하여 변형영상정합기법영상(DIRCT)을 만들어 각각의 치료계획을 시행하였다. 계획표적체적(PTV)은 왼쪽 유방이고 균질성지표(HI), 적합성지표(CI), 조사범위지표(CVI)의 값을 확인하였다. 관심장기(OAR)는 반대쪽 유방, 폐 그리고 심장이며 평균선량, 최대선량과 장기 특성에 따른 기타 지표들을 비교 분석하였다. PTV인 유방의 HI 값은 DIRCT를 이용한 모든 치료계획방법에서 증가하였으며, CVI, CI의 결과에서는 DIRCT를 이용한 치료계획방법에서 모두 감소하였다. 폐에서의 평균선량과 최대선량은 DIRCT 이용한 IMRT 치료계획방법이 다른 치료계획보다 증가함을 보였으며, 심장의 평균선량과 최대선량은 DIRCT를 이용한 TWF와 FIF는 감소했으며, 오히려 IMRT의 결과는 증가하였다. 유방암 방사선치료 시 환자의 움직임과 셋업 오차로 인해 유방모양의 변경을 감암했을 때 TWF와 IMRT보다 FIF 방법을 이용했을 때 반대편 유방과 심장, 폐의 피해선량을 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권3호
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• pp.154-161
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• 2013

본 연구는 총 10명의 전립선 암 환자를 대상으로 세기조절방사선치료(IMRT), 균일스캐닝양성자치료(USPT), 그리고 세기조절양성자치료(IMPT)기술을 이용한 치료계획의 결과를 비교, 평가 하였다. 각 치료 계획은 타깃 체적의 95%에 70 Gy가 28회 분할 조사되도록 하였으며 세기조절방사선치료(IMRT)에서는 step-and-shoot 기법을 이용하여 총 7개의 빔을 사용하여 방사선을 조사하였고, 균일세기양성자치료(USPT)와 세기조절양성자치료(IMPT)에서는 동일한 방사선 가중치의 측방향대향조사면(lateral opposing field)를 사용하여 타깃에 처방선량이 전달되도록 하였다. 한편, 세기조절양성자치료(IMPT)의 최적화를 위해 IMRT치료와 유사한 Inverse planning을 수행하였다. 결과 비교를 위해 타깃의 균질성지수(homogeneity index) 및 동형지수(conformity index)와 정상조직의 정상조직합병증확률(NTCP)을 계산하였다. 비록 치료기법간에 균질성지수(homogeneity index), 동형지수(conformity index)차이가 크지 않았지만, 직장의 경우 각 세기조절방사선치료(IMRT), 균일스캐닝 양성자치료(USPT) 및 세기조절양성자치료(IMPT)에서 2.233, 3.326 및 1.707로 계산되었다. 또한 방광의 정상조직합병증확률(NTCP)는 0.008, 0.003, 및 0.002를 나타내었다. 직장과 방광의 NTCP 값이 IMPT을 사용할 때 유의하게 낮은 값을 보이는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 전립선 암의 방사선 치료 시 세기조절방사선치료(IMRT)보다 양성자를 이용한 방사선 치료, 특히 최적화된 세기조절양성자치료(IMPT)가 치료 효과를 높일 수 있는 치료계획이 될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.199-204
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• 2014

유방암 환자들에 대한 방사선치료에서 순치료계획 세기변조방사선치료법을 쐐기접선조사기법과 선량측정면에서 비교분석하고자 이 연구를 수행했다. 우측 유방암 환자 20명과 좌측 유방암 환자 10명에 대해 후향적으로 연구를 시행했다. 각 환자에 대해 쐐기접선조사기법과 순치료계획 세기변조방사선치료법을 이용한 방사선치료 계획을 수립한 후에 선량학적 분석을 시도했다. 방사선치료계획용 표적체적에 대한 선량학적 비교 분석을 위해 homogeneity index, conformity index, uniformity index를 사용했다. 또한 폐와 심장에 대한 선량학적 분석을 위해서 평균선량값과 10, 20, 30 Gy 이상을 조사받는 체적의 백분율을 비교했다. 순치료계획 세기변조방사선치료법은 쐐기접선조사기법에 비해 계획표적체적에 대해 선량측정면에서 통계적으로 의미있게 더 나은 결과를 보였다. 폐에 대한 방사선량도 순치료계획 세기변조방사선치료법을 사용했을 때 10 Gy, 30 Gy 이상 조사받는 체적의 백분율이 통계적으로 의미있게 낮았다. 좌측 유방암 환자들에서 심장에 대한 방사선량을 측정했을 때에도 순치료계획 세기변조방사선치료법을 사용했을 때 평균선량값, 20 Gy, 30 Gy이상 조사받는 체적의 백분율이 더 낮은 것을 알 수 있었다. 순치료계획 세기변조방사선치료법은 쐐기접선조사기법에 비해 유방의 표적체적에 대한 선량균일성, 적합성 등에서 더 나은 결과를 보였다. 또한 순치료계획 세기변조방사선치료법을 사용했을 때 폐와 심장에 대한 방사선량도 더 낮출 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제35권1호
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• pp.78-89
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• 2017

Purpose: To determine the optimal radiotherapy technique for gastric mucosa-associated lymphoid tissue lymphoma (MALToma), we compared the dosimetric parameters and the risk of solid secondary cancer from scattered doses among anterior-posterior/ posterior-anterior parallel-opposed fields (AP/PA), anterior, posterior, right, and left lateral fields (4_field), 3-dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT) using noncoplanar beams, and intensity-modulated radiotherapy composed of 7 coplanar beams (IMRT_co) and 7 coplanar and noncoplanar beams (IMRT_non). Materials and Methods: We retrospectively generated 5 planning techniques for 5 patients with gastric MALToma. Homogeneity index (HI), conformity index (CI), and mean doses of the kidney and liver were calculated from the dose-volume histograms. Applied the Biological Effects of Ionizing Radiation VII report to scattered doses, the lifetime attributable risk (LAR) was calculated to estimate the risk of solid secondary cancer. Results: The best value of CI was obtained with IMRT, although the HI varied among patients. The mean kidney dose was the highest with AP/PA, followed by 4_field, 3D-CRT, IMRT_co, and IMRT_non. On the other hand, the mean liver dose was the highest with 4_field and the lowest with AP/PA. Compared with 4_field, the LAR for 3D-CRT decreased except the lungs, and the LAR for IMRT_co and IMRT_non increased except the lungs. However, the absolute differences were much lower than <1%. Conclusion: Tailored RT techniques seem to be beneficial because it could achieve adjacent organ sparing with very small and clinically irrelevant increase of secondary solid cancer risk compared to the conventional techniques.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권6호
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• pp.663-669
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• 2021

The purpose of this study was to evaluate the usefulness of the rice bolus for upper-lower extremity radiation therapy by Tomotherapy. The computed tomography images were obtained for air, water, and rice bolus. The average and standard deviation of the Hounsfield unit (HU) were measured for image evaluation. The conformity index (CI) and homogeneity index (HI) were calculated for dose distribution of the planning target volume (PTV) which was treated by direct mode with gantry angle (90 and 270 angle). The point dose of a total of ten axial planes was measured to confirm the different regions. The mean of HU was -999.72 ± 0.72 at the air. The water and rice bolus were -0.13 ± 1.65 and -170 ± 27.2, respectively. The CI (HI) of PTV was 0.96 (1.36) at the air. 0.95 (1.04) at the water bolus, and 0.95 (1.04) at the rice bolus. The maximum dose for air was 136 cGy which is about 32% higher than 103 cGy for water and 104 cGy for rice bolus. There was a statistical difference for point dose between air and water including rice bolus (p=0.04), however, no statistical difference between water and rice bolus (p=0.579).The rice bolus phantom for extremities radiation therapy could be not only the optimized dose distribution but also the convenience and equipment safety at Tomotherapy. However, additional research will be necessary to more accurately verify the clinical usefulness of rice bolus phantom due to not enough examination.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권4호
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• pp.130-136
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• 2021

Purpose: The Halcyon radiotherapy platform at Groote Schuur Hospital was delivered with a factory-configured analytical anisotropic algorithm (AAA) beam model for dose calculation. In a recent system upgrade, the Acuros XB (AXB) algorithm was installed. Both algorithms adopt fundamentally different approaches to dose calculation. This study aimed to compare the dose distributions of cervical carcinoma RapidArc plans calculated using both algorithms. Methods: A total of 15 plans previously calculated using the AAA were retrieved and recalculated using the AXB algorithm. Comparisons were performed using the planning target volume (PTV) maximum (max) and minimum (min) doses, D95%, D98%, D50%, D2%, homogeneity index (HI), and conformity index (CI). The mean and max doses and D2% were compared for the bladder, bowel, and femoral heads. Results: The AAA calculated slightly higher targets, D98%, D95%, D50%, and CI, than the AXB algorithm (44.49 Gy vs. 44.32 Gy, P=0.129; 44.87 Gy vs. 44.70 Gy, P=0.089; 46.00 Gy vs. 45.98 Gy, P=0.154; and 0.51 vs. 0.50, P=0.200, respectively). For target min dose, D2%, max dose, and HI, the AAA scored lower than the AXB algorithm (41.24 Gy vs. 41.30 Gy, P=0.902; 47.34 Gy vs. 47.75 Gy, P<0.001; 48.62 Gy vs. 50.14 Gy, P<0.001; and 0.06 vs. 0.07, P=0.002, respectively). For bladder, bowel, and left and right femurs, the AAA calculated higher mean and max doses. Conclusions: Statistically significant differences were observed for PTV D2%, max dose, HI, and bowel max dose (P>0.05).

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제36권3호
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• pp.237-244
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• 2013

본 연구의 목적은 유방암 치료에 사용되는 다양한 첨단방사선치료법을 선량비교인자들을 이용하여 비교분석하고 이 결과를 이용하여 환자에 가장 적합한 치료방법을 찾기 위함이다. 인체밀도와 유사하게 제작된 모형팬텀을 이용하여 시뮬레이션을 진행하였고 Eclipse v10 소프트웨어를 이용하여 3차원 입체조형치료, 세기 변조 방사선치료, 입체세기조절회전 방사선치료 세 가지 치료계획을 수립하였다. 각 치료계획을 평가하기 위하여 균일지수, 순응도, 장기등가선량(OED), 초과절대위험률(EAR) 등을 이용하였다. 균일지수 값은 3차원 입체조형치료, 세기 변조 방사선치료, 입체세기조절회전 방사선치료에서 16.89, 11.21, 9.55, 순응도는 0.59, 0.61, 0.83 으로 계산되었다. 사용된 3가지 치료법의 평균선량은 왼쪽 폐 0.01 ~ 2.02 Gy, 오른쪽 폐 0.36 ~ 5.01 Gy, 간 0.25 ~ 2.49 Gy, 심장 0.14 ~ 6.92 Gy, 식도 0.03 ~ 2.02 Gy, 척수 0.01 ~ 1.06 Gy, 왼쪽 가슴 0.25 ~ 6.08 Gy, 기관 0.08 ~ 0.59 Gy, 위 0.01 ~ 1.34 Gy 의 범위로 나타났다. 장기등가선량(OED)와 초과절대위험률(EAR)은 모든 장기에서 세기 변조 방사선치료와 입체세기조절회전 방사선치료방법이 3차원 입체조형치료 보다 높게 나타났다. 이 연구의 결과로서, 우리는 선량분포지수(균일지수, 순응도)는 세기 변조 방사선치료, 입체세기조절회전 방사선치료가 3차원 입체조형치료 보다 좋을 수 있지만 주변 정상장기에 들어가는 선량은 3차원 입체조형치료보다 높다는 것을 확인할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제36권1호
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• pp.71-78
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• 2018

Purpose: To compare the dose distribution of three-dimensional conformal radiation therapy (3DCRT) with intensity-modulated radiation therapy (IMRT) for post-mastectomy radiotherapy (PMRT) to left chest wall. Materials and Methods: One hundred and seven patients were randomised for PMRT in 3DCRT group (n = 64) and IMRT group (n = 43). All patients received 50 Gy in 25 fractions. Planning target volume (PTV) parameters-$D_{near-max}$ ($D_2$), $D_{near-min}$ ($D_{98}$), $D_{mean}$, $V_{95}$, and $V_{107}$-homogeneity index (HI), and conformity index (CI) were compared. The mean doses of lung and heart, percentage volume of ipsilateral lung receiving 5 Gy ($V_5$), 20 Gy ($V_{20}$), and 55 Gy ($V_{55}$) and that of heart receiving 5 Gy ($V_5$), 25 Gy ($V_{25}$), and 45 Gy ($V_{45}$) were extracted from dose-volume histograms and compared. Results: PTV parameters were comparable between the two groups. CI was significantly improved with IMRT (1.127 vs. 1.254, p < 0.001) but HI was similar (0.094 vs. 0.096, p = 0.83) compared to 3DCRT. IMRT in comparison to 3DCRT significantly reduced the high-dose volumes of lung ($V_{20}$, 22.09% vs. 30.16%; $V_{55}$, 5.16% vs. 10.27%; p < 0.001) and heart ($V_{25}$, 4.59% vs. 9.19%; $V_{45}$, 1.85% vs. 7.09%; p < 0.001); mean dose of lung and heart (11.39 vs. 14.22 Gy and 4.57 vs. 8.96 Gy, respectively; p < 0.001) but not the low-dose volume ($V_5$ lung, 61.48% vs. 51.05%; $V_5$ heart, 31.02% vs. 23.27%; p < 0.001). Conclusions: For left sided breast cancer, IMRT significantly improves the conformity of plan and reduce the mean dose and high-dose volumes of ipsilateral lung and heart compared to 3DCRT, but 3DCRT is superior in terms of low-dose volume.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권2호
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• pp.9-17
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• 2017

목 적: 방사선치료에서 CT number에 의해 나타나는 조직의 묘사 및 전자밀도는 CT(Computed Tomography)기반의 전산화치료계획 정확성을 보장하는데 중요한 역할을 한다. 하지만 체내의 금속 이식물은 CT number의 정확성을 감소시킬 뿐 아니라 조직 묘사에 대한 불확실성을 나타내기 때문에 임상에서는 metal artifact를 감소시킬 수 있는 알고리즘이 개발되었다. 이에 본 연구에서는 본원에서 사용하고 있는 GE사의 SMART MAR의 CT number 정확도를 평가하고 방사선치료에서의 유용성에 대해 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 영상평가를 위해 CIRS ED phantom을 이용하여 6개 조직의 rod를 삽입하여 동일한 체적의 ROI를 형성 후 original 영상을 획득하고 의료용 티타늄 rod를 삽입하여 non-SMART MAR 영상과 SMART MAR영상을 획득하여 CT number와 SD값을 비교하였다. Metal artifact로 인해 CT number 변화에 따른 선량변화 확인을 위해 전산화계획시스템 Epclipse를 사용하여 CIRS ED phantom CT 영상에 PTV를 형성하여 original 영상을 획득하고 편측 티타늄 삽입, 양측 티타늄 삽입 영상을 획득하여 non-SMART MAR와 SMART MAR영상에 동일한 치료계획을 수립하여 PTV가 받는 평균처방선량, HI(Homogeneity Index), CI(Conformity Index)를 비교, 분석하였다. 흡수선량 측정은 원통형 아크릴 팬텀과 0.125 cc ionchamber, electrometer를 이용하여 선량변환상수(cCy/nC)를 계산하고 CIRS phantom을 이용하여 편측, 양측 티타늄 rod를 삽입한 영상으로 non-SMART MAR와 SMART MAR 영상을 획득하여 동일한 지점에서의 흡수선량을 측정하여 전산화치료계획상의 point dose와 비교하였다. 결 과: 영상평가 결과 CT number는 non-SMART MAR영상보다 SMART MAR 영상이 original영상에 더 유사한 값이 나왔고 SD값은 SMART MAR영상에서 더 감소되었다. 선량평가 결과 평균처방선량과 HI 및 CI 값은 SMART MAR 영상보다 non-SMART MAR 영상이 original 영상에 더 근접한 결과가 나왔지만 통계적으로 유의하지 않았다. 흡수선량 측정결과 치료계획상의 point dose와 실제 흡수선량과의 차이가 non-SMART MAR의 영상에서는 각각 2.69, 3.63 %의 차이가 있었지만 SMART MAR영상에서는 0.56, 0.68 %로 감소하였다. 결 론: 금속 이식물을 삽입한 환자의 CT 영상에 SMART MAR를 적용했을 때 CT number 정확성 상승 및 SD 감소로 영상의 질이 향상되므로 종양과 정상조직의 윤곽도 생성 및 선량계산 시 유용할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.129-138
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• 2018

목 적 : 임상적으로 많이 시행하는 치료부위에 고차원 치료기법 적용 시 선형가속기에 장착된 다엽콜리메이터(Multi leaf collimator, MLC)의 형태가 치료계획에 미치는 영향을 연구해 보고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 척추암, 폐암 정위적체부방사선치료(Stereotactic body radiation therapy, SBRT)를 받은 환자와 전립선암, 폐암, 두경부암, 전골반암, 유방암의 용적변조회전치료(Volumetric modulated arc therapy, VMAT)를 시행한 환자들을 부위별로 10명씩 총 70명 선정하였다. Truebeam STx(Varian Medical system, Palo Alto, CA)의 high definition MLC(HD MLC)와 Vitalbeam(Varian Medical system, Palo Alto, CA)에 장착된 millenium MLC(M MLC)를 사용하였고, 치료계획은 Eclipse(Version 13.7, Varian Palo Alto USA, CA)를 이용하여 동일한 조건으로 환자마다 각각 2개씩 수립하였다. MLC의 형태에 따른 치료계획을 평가하기 위해 PTV coverage, conformity index(CI), homogeneity index(HI)를 비교하였고, 정상조직은 각 부위별로 임상에서 사용하는 평가 지표를 분석하였으며, 정상조직에서 저 선량 영역을 비교하기 위하여 $V_{30%}$을 평가하였다. 추가적으로 각 부위별로 치료표적의 길이 및 체적을 조사하였다. 결 과 : PTV coverage는 HD MLC를 적용한 폐암 SBRT에서 평균선량이 0.52 %, 척추암 SBRT에서 평균 선량과 최대선량이 각각 0.68 %, 1.13 %로 M MLC에 비해 감소하였다. CI와 HI는 척추암 SBRT 치료계획에서 HD MLC가 1.144, 1.079로 M MLC의 1.160, 1.092 보다 낮은 수치를 나타냈다(p<0.05). 결정장기의 선량 평가는 폐암 SBRT 치료계획에서 치료받는 쪽 폐의 평균선량이 HD MLC에서 1.48 %로 낮아졌다. 전립선암 VMAT은 HD MLC를 적용한 치료계획에서 방광의 $V_{30}$과 평균선량이 0.53 %, 1.42 %, 직장의 $V_{25}$와 평균선량이 0.97 %, 0.69 %로 감소하였다(p<0.05). 유방암 VMAT은 오히려 HD MLC를 사용한 치료계획에서 심장의 평균선량이 0.83 %로 높아졌다. 다른 치료부위 평가지표들은 두 MLC를 적용한 치료계획 사이에 큰 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 결 론 : 본 연구 결과 SBRT나 전립선암 VMAT과 같이 치료표적의 길이가 짧고 크기가 작은 경우 HD MLC를 사용하는 것이 PTV coverage 및 정상조직 보호 효과 면에서 다소 이점이 있는 것으로 나타났으나, 그 외 상대적으로 길고, 큰 폐암, 두경부암, 전골반암, 유방암 VMAT에서는 MLC의 형태가 치료계획에 미치는 영향은 크지 않았다.