• 제목/요약/키워드: dose-volume parameter

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약물계량학을 이용한 초기임상1상 시험 용량 예측 방법에 대한 비교연구 (Comparative Study of First-in-Human Dose Estimation Approaches using Pharmacometrics)

  • 백인환
    • 한국임상약학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.150-162
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    • 2016
  • Objective: First-in-human dose estimation is an essential approach for successful clinical trials for drug development. In this study, we systematically compared first-in-human dose and human pharmacokinetic parameter estimation approaches. Methods: First-in-human dose estimation approaches divided into similar drug comparison approaches, regulatory guidance based approaches, and pharmacokinetic based approaches. Human clearance, volume of distribution and bioavailability were classified for human pharmacokinetic parameter estimation approaches. Results: Similar drug comparison approaches is simple and appropriate me-too drug. Regulatory guidance based approaches is recommended from US Food and Drug Administration (FDA) and European Medicines Agency (EMA) regarding no-observed-adverse-effect level (NOAEL) or minimum anticipated biological effect level (MABEL). Pharmacokinetic based approaches are 8 approaches for human clearance estimation, 5 approaches for human volume of distribution, and 4 approaches for human bioavailability. Conclusion: This study introduced and compared all methods for first-in-human dose estimation. It would be useful practically to estimate first-in-human dose for drug development.

파라미터의 변경에 따라 나선형 전산화 단층 촬영의 체적 변화 (Volume Change of Spiral Computed Tomography due to the Changed in the Parameters)

  • 이준행
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.307-311
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    • 2013
  • 본 논문에서는 피폭선량 절감을 위해 기존의 선량보다 낮은 선량으로 CT검사를 했을 경우에 병변의 유무를 충분히 가릴 수 있는지 scan parameter(절편두께, Helical Pitch)와 3차원으로 영상재구성시 threshold값의 설정에 따른 영상의 변화정도를 3차원 영상화를 통하여 시료의 체적 변화를 알아보고, 피폭선량절감을 위한 CT에서 허용 가능한 scan parameter를 찾고자 연구를 시도하였다. 실험방법으로는 실리콘을 이용하여 시료를 제작하였으며, 이때 시료의 크기는 직경이 50, 40, 30, 20, 10mm로 10mm 간격으로 5개의 구형 모형을 제작하였고, 5개의 시료를 관전압, 관전류를 각각 120Kvp, 50mA로 고정하고, 단면두께(1.0, 2.0, 3.0, 5.0, 7.0mm), Helical Pitch(1.5, 2.0, 3.0)를 각각 변화시켜 Scan 하고 영상 간의 interval은 (1.0, 2.0, 3.0, 5.0, 7.0mm)로 구성하여, 영상을 workstation으로 전송하고, Volume Rendering Technique를 사용하여 threshold(-200,-50,50 ~1,000) 값을 변화시키면서 3차원 영상으로 재구성하고, 시료의 체적을 측정하였다. 실험결과 Helical pitch가 1.5일 때 체적변화가 가장 적었고, Helical pitch가 3.0일 때 체적변화가 가장 많이 감소하였으며, 절편두께가 증가할수록 시료의 체적도 실측치보다 감소한다는 것을 실험을 통해 확인 할 수 있었다. 또한 3차원 영상재구성시 threshold 범위를 -200~1,000으로 설정한 경우, 시료의 체적의 변화가 가장 적은 것으로 나타났다.

소아 전산화단층촬영에서 Volume Mode의 유용성 연구 (The Study of Effectiveness of Volume Mode in Pediatric CT)

  • 박연;김상현
    • 디지털융복합연구
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    • 제12권10호
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    • pp.425-431
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    • 2014
  • 본 연구는 ATOM Phantom을 이용하여 선량, 화질을 비교 분석 하여 Volume mode의 유용성 밝혀 소아 CT 검사에 적극적으로 사용하기 위함이다. Helical mode Noise와 Volume mode의 Noise, HU, SNR은 p>0.05 이므로 통계적으로 유이한 차이가 없음을 알 수 있었다. 각 부위별 선량값은 모두 p>0.05 이므로 통계적 유이한 차이가 없었으나 DLP값이 Helical mode보다 Volume mode가 더 낮게 측정되었다. 유효선량 역시 Volume mode가 Helical mode 보다 낮음을 알 수 있었다. 정성적 분석에서는 Mode에 따른 조건 별로 각각 Helical: 2.6, 3.3, 4.36 Volume: 2.8, 3.64, 4.44, Mode별 Follow up 영상평가 결과로는 Helical mode가 3.8 Volume mode가 3.83점으로 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 5세 이하의 소아 CT검사에 있어서 640-MDCT Volume scan이 Helical mode와 비교해 낮은 선량으로 영상의 질이 큰 차이가 없기에 소아 CT 검사에는 유용 하다고 생각된다.

Esophageal tolerance to high-dose stereotactic radiosurgery

  • Lee, Bo Mi;Chang, Sei Kyung;Ko, Seung Young;Yoo, Seung Hoon;Shin, Hyun Soo
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제31권4호
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    • pp.234-238
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    • 2013
  • Purpose: Esophageal tolerance is needed to guide the safe administration of stereotactic radiosurgery (SRS). We evaluated comprehensive dose-volume parameters of acute esophageal toxicity in patients with spinal metastasis treated with SRS. Materials and Methods: From May 2008 to May 2011, 30 cases in 27 patients with spinal metastasis received single fraction SRS to targets neighboring esophagus. Endpoints evaluated include length (mm), volume (mL), maximal dose (Gy), and series of dose-volume thresholds from the dose-volume histogram (volume of the organ treated beyond a threshold dose). Results: The median time from the start of irradiation to development of esophageal toxicity was 2 weeks (range, 1 to 12 weeks). Six events of grade 1 esophageal toxicity occurred. No grade 2 or higher events were observed. $V_{15}$ of external surface of esophagus was found to predict acute esophageal toxicity revealed by multivariate analysis (odds radio = 1.272, p = 0.047). Conclusion: In patients with spinal metastasis who received SRS for palliation of symptoms, the threshold dose-volume parameter associated with acute esophageal toxicity was found to be $V_{15}$ of external surface of esophagus. Restrict $V_{15}$ to external surface of esophagus as low as possible might be safe and feasible in radiosurgery.

Discrepancies in Dose-volume Histograms Generated from Different Treatment Planning Systems

  • Kim, Jung-in;Han, Ji Hye;Choi, Chang Heon;An, Hyun Joon;Wu, Hong-Gyun;Park, Jong Min
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제43권2호
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    • pp.59-65
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    • 2018
  • Background: We analyzed changes in the doses, structure volumes, and dose-volume histograms (DVHs) when data were transferred from one commercial treatment planning system (TPS) to another commercial TPS. Materials and Methods: A total of 22 volumetric modulated arc therapy (VMAT) plans for nasopharyngeal cancer were generated with the Eclipse system using 6-MV photon beams. The computed tomography (CT) images, dose distributions, and structure information, including the planning target volume (PTV) and organs at risk (OARs), were transferred from the Eclipse to the MRIdian system in digital imaging and communications in medicine (DICOM) format. Thereafter, DVHs of the OARs and PTVs were generated in the MRIdian system. The structure volumes, dose distributions, and DVHs were compared between the MRIdian and Eclipse systems. Results and Discussion: The dose differences between the two systems were negligible (average matching ratio for every voxel with a 0.1% dose difference criterion = $100.0{\pm}0.0%$). However, the structure volumes significantly differed between the MRIdian and Eclipse systems (volume differences of $743.21{\pm}461.91%$ for the optic chiasm and $8.98{\pm}1.98%$ for the PTV). Compared to the Eclipse system, the MRIdian system generally overestimated the structure volumes (all, p < 0.001). The DVHs that were plotted using the relative structure volumes exhibited small differences between the MRIdian and Eclipse systems. In contrast, the DVHs that were plotted using the absolute structure volumes showed large differences between the two TPSs. Conclusion: DVH interpretation between two TPSs should be performed using DVHs plotted with the absolute dose and absolute volume, rather than the relative values.

두경부 세기견조방사선치료계획 최적화 조건에서 주요 인자들의 영향 분석 (Analysis of the major factors of influence on the conditions of the Intensity Modulated Radiation Therapy planning optimization in Head and Neck)

  • 김대섭;이우석;윤인하;백금문
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.11-19
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    • 2014
  • 목 적 : 최적화 알고리즘에 적용되는 최적화 인자들의 영향을 고려하여, 가장 적합한 인자 값을 도출함으로써 이상적인 치료계획을 쉽게 설계할 수 있도록 하고자 한다. 대상 및 방법 : 본 연구의 세기조절방사선치료에서 선량계산 알고리즘은 PBC(Pencil Beam Convolution)이고, 최적화 알고리즘은 DVO(Dose Volume Optimizer 10.0.28)이다. 두경부 환자의 세기조절방사선치료에서 치료계획용적의 처방선량은 동시에 2.2 Gy와 2.0 Gy가 될 수 있도록 하였다. 치료계획은 6 MV, 7개의 조사야로 역선량계산방법으로 수립하였다. 최적화 알고리즘 인자는 용적선량-조건강도(Priority, Constrain), 선량부 드럼강도(Smooth)로 선정하고, 각 인자들의 변화량에 따른 치료계획의 영향을 분석하였다. 용적선량-조건강도는 기준 조건강도를 정하고, 비율은 같지만 절대 값은 다른 최적화 과정을 실시하였다. 또한 조건강도의 절대 값에 변화에 따른 치료용적과 주변 정상장기들을 평가하였다. 선량부드럼강도는 기준 조건의 단순 변화와 용적선량-조건강도와 관련시킨 변화를 치료계획에 반영시켰다. 치료계획은 처방선량지수(Conformal Index, CI), 처방선량포함지수(Paddick's Conformal Index, PCI), 선량균질지수(Homogeneity Index, HI)와 각 장기의 평균선량으로 평가하였다. 결 과 : 용적선량-조건강도의 비율을 동일하게 하고 절대 값을 변화 시켰을 때 CI값은 다르지만, PCI는 $1.299{\pm}0.006$, HI는 $1.095{\pm}0.004$, D5%/D95%는 $1.090{\pm}1.011$으로 처방선량에 대한 영향은 유사하였다. 이하선의 평균선량은 용적선량-조건강도의 절대 값이 40, 60, 70, 90으로 증가될 때, 67.4, 50.3, 51.2, 47.1 Gy로 감소하였다. 각각의 치료계획에서 선량부드럼강도를 증가시켰을 때, PCI는 $1.338{\pm}0.006$로 증가된 값을 보였다. 결 론 : 용적선량-조건강도는 절대적인 값보다 각 조건의 비율에 따라 최적화 알고리즘에 영향을 주었다. 절대 값이 다르더라도 같은 비율을 유지하면 유사한 치료계획이 수립되었다. 성공적인 치료계획을 수립하기 위해 특히 보호해야할 정상장기의 용적선량-조건강도는 치료용적의 용적선량-조건강도의 50%이상 되어야한다. 선량부드럼강도는 용적선량-조건강도에 따라 비례하여 증가하거나 감소하여야 한다. 단순히 절대 값으로 적용하면 용적선량-조건강도는 그 조건을 충분히 만족시키지 못한다.

Comparative Evaluation of Two-dimensional Radiography and Three Dimensional Computed Tomography Based Dose-volume Parameters for High-dose-rate Intracavitary Brachytherapy of Cervical Cancer: A Prospective Study

  • Madan, Renu;Pathy, Sushmita;Subramani, Vellaiyan;Sharma, Seema;Mohanti, Bidhu Kalyan;Chander, Subhash;Thulkar, Sanjay;Kumar, Lalit;Dadhwal, Vatsla
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권11호
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    • pp.4717-4721
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    • 2014
  • Background: Dosimetric comparison of two dimensional (2D) radiography and three-dimensional computed tomography (3D-CT) based dose distributions with high-dose-rate (HDR) intracavitry radiotherapy (ICRT) for carcinoma cervix, in terms of target coverage and doses to bladder and rectum. Materials and Methods: Sixty four sessions of HDR ICRT were performed in 22 patients. External beam radiotherapy to pelvis at a dose of 50 Gray in 27 fractions followed by HDR ICRT, 21 Grays to point A in 3 sessions, one week apart was planned. All patients underwent 2D-orthogonal and 3D-CT simulation for each session. Treatment plans were generated using 2D-orthogonal images and dose prescription was made at point A. 3D plans were generated using 3D-CT images after delineating target volume and organs at risk. Comparative evaluation of 2D and 3D treatment planning was made for each session in terms of target coverage (dose received by 90%, 95% and 100% of the target volume: D90, D95 and D100 respectively) and doses to bladder and rectum: ICRU-38 bladder and rectum point dose in 2D planning and dose to 0.1cc, 1cc, 2cc, 5cc, and 10cc of bladder and rectum in 3D planning. Results: Mean doses received by 100% and 90% of the target volume were $4.24{\pm}0.63$ and $4.9{\pm}0.56$ Gy respectively. Doses received by 0.1cc, 1cc and 2cc volume of bladder were $2.88{\pm}0.72$, $2.5{\pm}0.65$ and $2.2{\pm}0.57$ times more than the ICRU bladder reference point. Similarly, doses received by 0.1cc, 1cc and 2cc of rectum were $1.80{\pm}0.5$, $1.48{\pm}0.41$ and $1.35{\pm}0.37$ times higher than ICRU rectal reference point. Conclusions: Dosimetric comparative evaluation of 2D and 3D CT based treatment planning for the same brachytherapy session demonstrates underestimation of OAR doses and overestimation of target coverage in 2D treatment planning.

자궁경부암 방사선치료 시 직장가스 용적 변화에 따른 선량 비교 평가 - Phantom Study (Comparative evaluation of dose according to changes in rectal gas volume during radiation therapy for cervical cancer : Phantom Study)

  • 최소영;김태원;김민수;송흥권;윤인하;백금문
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제33권
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    • pp.89-97
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    • 2021
  • 목 적: 본 연구에서는 자궁경부암 방사선치료 시 전산화치료계획에 없던 직장 내 가스 용적 변화에 따른 선량변화를 비교 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 인체모형 팬텀(Anderson Research Laboratories Inc, RANDOTM phantom, USA)의 전산화 단층촬영 영상에 전산화치료계획시스템(EclipseTM Treatment Planning System, Varian, Palo Alto, version 15.6, USA)으로 9개의 필드를 이용한 정적 세기조절방사선치료계획(Static Intensity Modulated Radiation Therapy, S-IMRT)과 Full arc로 두 방향의 체적변조회전방사선치료계획(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT)을 수립하였다. 임의의 가스 변수는 0.5 cm 단위로 2.0 cm까지 변화를 주어 계획표적체적(Planning Target Volume, PTV)에 포함될 수 있도록 하였다. 표적에 대한 처방선량지수(Conformity Index, CI), 선량균질지수(Homogeneity Index, HI), PTV Dmax를 구하였고, 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)에 대한 최소선량(Minimum Dose, Dmin)과 평균선량((Mean Dose, Dmean), 최대선량(Maximum Dose, Dmax)을 계산하여 비교하였다. T-검정을 실시하여 p-value를 구했으며 유의수준은 0.05로 설정하였다. 결 과: S-IMRT와 VMAT의 HI 결정계수(R2)는 0.9423, 0.8223으로 상관관계가 비교적 명확하였고, PTV Dmax 결과 임의의 가스 용적이 커질수록 최대 2.8%까지 증가하는 것으로 나타났다. OAR의 경우 두 전산화치료계획 모두 방광에서 유의한 차이가 없었고, 직장의 경우 +1.0 cm 이상의 가스 용적에서 두 전산화치료계획 모두 Dmean 700 cGy 이상의 유의한 선량 차이가 나타났다. 방광의 Dmean을 제외한 모든 값에서 p-value 0.05 이하로 통계적인 유의한 차이를 확인하였다. 결 론: 기준 전산화치료계획에 없던 가스 발생 시 가스 용적 크기가 커질수록 PTV의 선량 변화와 직장에 전달되는 선량이 증가하였다. 방사선치료 진행 시 직장 가스의 용적이 클 경우 발생 할 수 있는 선량 전달 오류를 최소화하기 위한 노력이 반드시 필요한 것으로 판단되었다. 향후 가스 용적의 다양한 크기와 위치를 변수로 설정하여 추가적인 연구가 진행되어진다면 유익한 평가가 이루어 질 수 있을 것으로 사료된다.

Early treatment volume reduction rate as a prognostic factor in patients treated with chemoradiotherapy for limited stage small cell lung cancer

  • Lee, Joohwan;Lee, Jeongshim;Choi, Jinhyun;Kim, Jun Won;Cho, Jaeho;Lee, Chang Geol
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제33권2호
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    • pp.117-125
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    • 2015
  • Purpose: To investigate the relationship between early treatment response to definitive chemoradiotherapy (CRT) and survival outcome in patients with limited stage small cell lung cancer (LS-SCLC). Materials and Methods: We retrospectively reviewed 47 patients with LS-SCLC who received definitive CRT between January 2009 and December 2012. Patients were treated with systemic chemotherapy regimen of etoposide/carboplatin (n = 15) or etoposide/cisplatin (n = 32) and concurrent thoracic radiotherapy at a median dose of 54 Gy (range, 46 to 64 Gy). Early treatment volume reduction rate (ETVRR) was defined as the percentage change in gross tumor volume between diagnostic computed tomography (CT) and simulation CT for adaptive RT planning and was used as a parameter for early treatment response. The median dose at adaptive RT planning was 36 Gy (range, 30 to 43 Gy), and adaptive CT was performed in 30 patients (63.8%). Results: With a median follow-up of 27.7 months (range, 5.9 to 75.8 months), the 2-year locoregional progression-free survival (LRPFS) and overall survival (OS) rates were 74.2% and 56.5%, respectively. The mean diagnostic and adaptive gross tumor volumes were 117.9 mL (range, 5.9 to 447 mL) and 36.8 mL (range, 0.3 to 230.6 mL), respectively. The median ETVRR was 71.4% (range, 30 to 97.6%) and the ETVRR >45% group showed significantly better OS (p < 0.0001) and LRPFS (p = 0.009) than the other group. Conclusion: ETVRR as a parameter for early treatment response may be a useful prognostic factor to predict treatment outcome in LS-SCLC patients treated with CRT.

몬테칼로 전산모사를 이용한 셋업오차가 임상표적체적에 전달되는 선량과 셋업마진에 대하여 미치는 영향 평가 (Evaluation of Setup Uncertainty on the CTV Dose and Setup Margin Using Monte Carlo Simulation)

  • 조일성;곽정원;조병철;김종훈;안승도;박성호
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권2호
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    • pp.81-90
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    • 2012
  • 방사선 치료에서 부정확한 환자 셋업이 표적에 전달되는 선량에 미치는 영향과 치료 마진과의 연관성을 몬테칼로 기법을 사용한 전산모사를 통하여 분석하였다. 실제 방사선 치료를 받은 직장암 환자에 대한 임상표적체적(CTV: Clinical Target Volume) 및 주요장기의 구조와 치료계획 시스템(Eclipse 8.9, USA)을 이용하여 수립된 세기조절 방사선치료계획에서의 선량분포에 대한 데이터를 전산모사에서 사용하였다. 전산모사 프로그램은 리눅스환경에서 오픈소스인 ROOT 라이브러리와 GCC를 기반으로 본 연구를 위하여 개발되었다. 환자셋업오차의 확률분포를 정규분포로 가정한 것에 따라 무작위로 생성된 크기만큼 셋업이 부정확한 경우를 모사하여 임상표적체적에서의 선량분포의 변화와 오차크기에 따른 마진크기를 3차원입체조형 방사선치료에 사용되는 마진공식과 비교분석 하였다. 셋업오차 생성에 사용된 정규분포의 표준편차 크기는 1 mm부터 10 mm까지 1 mm간격으로 두었으며 계통오차와 통계오차별로 2,000번 전산모사했다. 계통오차의 경우 전산모사에 사용된 표준편차가 커질수록 임상표적체적에 조사되는 최소선량 $D_{min}^{stat{\cdot}}$은 100.4%에서 72.50%로 감소하였고 평균선량 $\bar{D}_{syst{\cdot}}$도 100.45%에서 97.88%로 감소한 반면에 표준편차${\Delta}D_{sys}$는 0.02%에서 3.33%로 증가하였다. 통계오차의 경우 최소선량 $D_{min}^{rand{\cdot}}$은 100.45%에서 94.80%감소하였고 평균선량 $\bar{D}_{syst{\cdot}}$도 100.46%에서 97.87%로 감소하였으며 표준편차 ${\Delta}D_{rand}$는 0.01%에서 0.63%로 증가하였다. 그리고 마진공식으로부터 전산모사에 사용된 셋업오차에 해당되는 마진크기를 구하고 모집단비율(population ratio)을 정의하여 기존 마진공식의 목적이 세기조절방사선치료에 만족함을 확인했다. 개발된 전산모사 프로그램은 해당 환자의 치료계획 정보를 직접 사용하므로 직장암만 아니라 두경부암, 전립선암 등 여러 환부에 적용 가능하며 셋업오차 및 선량변화에 연관된 연구에도 사용할 수 있을 것으로 사료된다.