• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제29권4호
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• pp.157-163
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• 2018

Plans converted using dose-volume-histogram-based plan conversion (DPC) were evaluated by comparing them to the original plans. Changes in the dose volumetric (DV) parameters of five volumetric modulated arc therapy (VMAT) plans for head and neck (HN) cancer and five VMAT plans for prostate cancer were analyzed. For the HN plans, the homogeneity indices (HIs) of the three planning target volumes (PTV) increased by 0.03, 0.02, and 0.03, respectively, after DPC. The maximum doses to the PTVs increased by 1.20, 1.87, and 0.92 Gy, respectively, after DPC. The maximum doses to the optic chiasm, optic nerves, spinal cord, brain stem, lenses, and parotid glands increased after DPC by approximately 4.39, 3.62, 7.55, 7.96, 1.77, and 6.40 Gy, respectively. For the prostate plans after DPC, the HIs for the primary and boost PTVs increased by 0.05 and 0.03, respectively, and the maximum doses to each PTV increased by 1.84 and 0.19 Gy, respectively. After DPC, the mean doses to the rectum and femoral heads increased by approximately 6.19 and 2.79 Gy, respectively, and those to the bladder decreased by 0.20 Gy when summing the primary and boost plans. Because clinically unacceptable changes were sometimes observed after DPC, plans converted by DPC should be carefully reviewed before actual patient treatment.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제34권1호
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• pp.10-13
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• 2023

Patients with breast cancer can be positioned with their head turned to the contra lateral side or with their head straight during the radiation therapy treatment set-up. In our hospital, patients with locally advanced breast cancer who were receiving radiation therapy have experienced swallowing difficulty after 2 weeks of irradiation. In this pilot study, the impact of head position on reducing dysphagia occurrence was dosimetrically evaluated. Patients were divided into two groups viz., HT (head turned to the contra lateral side of the breast) and HS (head straight) with 10 members in each. Treatment planning was performed, and the dosimetric parameters such as Dmin, Dmax, Dmean, V₅, V₁₀, V₂₀, V₃₀, V₄₀, and V₅₀ of both groups were extracted from the dose volume histogram (DVH) of esophagus. The target coverage in the supraclavicular fossa (SCF) region was analyzed using D₉₅ and D₉₈; moreover, the dose heterogeneity was assessed with D₂ from the DVHs. The average values of the dose volume parameters were 27.6%, 58.6%, 35.4%, 19%, 13.8%, 14.1%, 11.8%, 8.4%, and 8.1% higher in the HT group compared with those in the HS group. Furthermore, for the SCF, the mean values of D₉₈, D₉₅, and D₂ were 42.4, 47.5, and 54 Gy, respectively, in the HS group and 38.9, 45.35, and 55.5 Gy, respectively, in the HT group. This pilot study attempts to give a solution for the poor quality of life of patients after breast radiotherapy due to dysphagia. The findings confirm that the head position could play a significant role in alleviating esophageal toxicity without compromising tumor control.

• 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.

• Radiation Oncology Journal
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• 제36권3호
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• pp.241-247
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• 2018

Purpose: A hybrid-dynamic conformal arc therapy (HDCAT) technique consisting of a single half-rotated dynamic conformal arc beam and static field-in-field beams in two directions was designed and evaluated in terms of dosimetric benefits for radiotherapy of lung cancer. Materials and Methods: This planning study was performed in 20 lung cancer cases treated with the VERO system (BrainLAB AG, Feldkirchen, Germany). Dosimetric parameters of HDCAT plans were compared with those of three-dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT) plans in terms of target volume coverage, dose conformity, and sparing of organs at risk. Results: HDCAT showed better dose conformity compared with 3D-CRT (conformity index: 0.74 ± 0.06 vs. 0.62 ± 0.06, p < 0.001). HDCAT significantly reduced the lung volume receiving more than 20 Gy (V₂₀: 21.4% ± 8.2% vs. 24.5% ± 8.8%, p < 0.001; V₃₀: 14.2% ± 6.1% vs. 15.1% ± 6.4%, p = 0.02; V₄₀: 8.8% ± 3.9% vs. 10.3% ± 4.5%, p < 0.001; and V₅₀: 5.7% ± 2.7% vs. 7.1% ± 3.2%, p < 0.001), V₄₀ and V₅₀ of the heart (V₄₀: 5.2 ± 3.9 Gy vs. 7.6 ± 5.5 Gy, p < 0.001; V₅₀: 1.8 ± 1.6 Gy vs. 3.1 ± 2.8 Gy, p = 0.001), and the maximum spinal cord dose (34.8 ± 9.4 Gy vs. 42.5 ± 7.8 Gy, p < 0.001) compared with 3D-CRT. Conclusions: HDCAT could achieve highly conformal target coverage and reduce the doses to critical organs such as the lung, heart, and spinal cord compared to 3D-CRT for the treatment of lung cancer patients.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.269-276
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• 2009

세기조절방사선치료(IMRT)뿐만 아니라 3차원 입체조형치료(3D-CRT)와 같이 광자선을 이용한 방사선 치료 기술은 방사선을 받아야 하는 표적의 면적을 충분히 증가시키면서, 동시에 정상 조직은 방사선으로부터 보호하기 위하여 정확한 선량 계산을 필요로 한다. Jaw 콜리메이터와 다엽 콜리메이터가 그러한 목적을 위해서 사용되어 왔다. 우리 기관에서 사용하는 피나클 치료계획시스템은 모델기반의 광자선량 알고리듬을 사용하기 때문에 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)와 같은 모델변수들의 집합이 측정된 데이터로부터 결정된다. 그러나, 이러한 자동모델화과정에 의해서 얻어진 모델변수들이 직접 측정하여 얻은 것들과 다를 수 있는데, 이는 선량분포에 영향을 줄 수 있다. 그래서, 이 연구에서 우리는 피나클 치료계획시스템에서 자동모델화과정에 의해 얻은 JTF와 MLCTF를 평가하였다. 먼저 우리는 이 연구에서 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)를 직접 측정하여 얻었는데, 이것은 물팬톰 내 기준깊이에서 조사면이 $0{\times}0\;cm^2$일 때의 선량과 $10{\times}10\;cm^2$일 때의 선량의 비로 얻었다. 또한, JTF와 MLCTF는 치료계획시스템내 자동모델화 과정에 의해서도 얻어서, 이 값들이 3차원 입체조형치료시에 선량에 어떠한 영향을 끼치는지 팬톰 연구와 환자 연구를 통해서 평가하였다. 직접 측정한 경우 JTF는 6 MV의 경우에 0.001966, 10 MV의 경우에는 0.002971이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.01657, 10 MV의 경우에 0.01925이었다. 한편, 자동모델화 과정에 의해 얻은 경우, JTF는 6 MV의 경우에 0.001983, 10 MV의 경우에는 0.010431이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.00188, 10 MV의 경우에 0.00453이었다. JTF와 MLCTF의 경우에 직접 측정한 것은 자동모델화 과정에 의해 얻은 값과 큰 차이를 보였으나, 6 MV와 10 MV의 선질을 고려하면, 보다 합리적이었고, 이러한 값의 차이는 낮은 선량의 영역에서 선량에 영향을 미쳤다. JTF와 MLCTF의 잘못된 값은 선량의 오차를 다소 발생시킬 수도 있기 때문에, JTF와 MLCTF를 자동모델화과정에 의해서 얻은 값과 직접 측정하여 얻은 값을 비교하는 것은 빔커미셔닝 단계에서 도움이 될 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권1호
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• pp.15-25
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• 2012

부피적조절회전방사선치료(VMAT)의 정도관리를 TG-119에서 제시된 권고안을 통해 평가하고자 하였다. 또한 선택적 최적화 변수에 따른 치료계획의 평가와 그에 따른 선량학적 특성을 평가하고자 하였다. Varian사의 iX선형가속기와 Nucletron사의 Oncentra MasterPlan 치료계획장치를 결합하여 VMAT 치료계획을 수립하였다. TG-119에 제시된 5가지의 구조세트를 이용하여 아크 수, 겐트리 간격, 치료 시간 등의 선택적 최적화 변수(selectable optimization parameters)를 변화하여 치료 계획의 평가와 선량검증을 통해 정확성을 평가하였다. 치료계획의 평가는 선량체적히스토그램을 이용하여 표적과 위험장기의 평균값과 표준편차를 이용하였으며 선량검증은 이온 전리함과 $Delta^{4PT}$ bi-planar diode array를 이용하였다. 치료계획의 평가에서 싱글 아크의 경우 C-shape (hard)를 제외한 다른 구조세트에서 목표한 선량에 근접하는 결과를 보였으며 듀얼 아크의 경우에는 C-shape (hard)를 제외한 다른 구조세트에서 제시한 목표 선량에 도달하였다. 또한 선택 변수에 대한 평가에서는 전립선과 같은 간단한 구조 세트에서는 아크 수에 따른 치료계획의 차이는 거의 나타나지 않았으나, 두경부와 같은 복잡한 구조에서는 듀얼 아크가 위험장기에 대하여 좀 더 우수한 결과를 나타내었다. 겐트리 간격의 크기 변화에 의한 선량분포는 $6^{\circ}$에 비해 $4^{\circ}$의 겐트리 간격이 우수하였으나 $2^{\circ}$ 간격과는 거의 차이가 없었다. 점선 량의 정확성 평가에서는 표적과 위험장기에 대한 점선량의 측정값과 계산값의 평균오차는 싱글 아크와 듀얼 아크 모두 3% 이내였으며, 신뢰구간은 싱글아크와 듀얼 아크가 4% 내로 허용범위 안에 포함되었다. 겐트리 간격의 크기에 따른 점선량의 정확성 평가에서는 $2^{\circ}$, $4^{\circ}$, $6^{\circ}$ 모두 3% 이내였으며, 표적과 위험장기에 대한 신뢰한계(Confidence limit)는 5% 내로 허용범위 안에 포함되었다. $Delta^{4PT}$를 이용한 싱글 아크와 듀얼 아크의 선량분포 측정에서는 허용기준 3 mm/3%를 통과하는 감마인덱스는 평균 $98.72{\pm}1.52%$와 $98.30{\pm}1.50%$이었으며 신뢰한계는 2.99%와 3.74%로 허용범위 내에 포함되었다. 겐트리 간격의 크기에 따른 선량의 정확성은 간격이 적을수록 우수한 결과를 나타냈다. 본 연구에서는 VMAT의 정도관리를 TG-119에서 제시된 시험을 수행하였으며 제시된 모든 구조 세트에 대하여 허용기준을 모두 만족하였다. 또한 사용자가 선택할 수 있는 최적화 변수의 변화에 대한 치료계획과 선량학적 영향을 분석하였으며 각 상황에 따른 임상적 특성에 맞는 변수를 선택하는 것이 중요하다고 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제32권2호
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• pp.84-94
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• 2014

Purpose: To quantify the cardiac dose reduction during breathing adapted radiotherapy using Real-time Position Management (RPM) system in the treatment of left-sided breast cancer. Materials and Methods: Twenty-two patients with left-sided breast cancer underwent CT scans during breathing maneuvers including free breathing (FB), deep inspiration breath-hold (DIBH), and end inspiration breath-hold (EIBH). The RPM system was used to monitor respiratory motion, and the in-house self respiration monitoring (SRM) system was used for visual feedback. For each scan, treatment plans were generated and dosimetric parameters from DIBH and EIBH plans were compared to those of FB plans. Results: All patients completed CT scans with different breathing maneuvers. When compared with FB plans, DIBH plans demonstrated significant reductions in irradiated heart volume and the heart $V_{25}$, with the relative reduction of 71% and 70%, respectively (p < 0.001). EIBH plans also resulted in significantly smaller irradiated heart volume and lower heart $V_{25}$ than FB plans, with the relative reduction of 39% and 37%, respectively (p = 0.002). Despite of significant expansion of lung volume using inspiration breath-hold, there were no significant differences in left lung $V_{25}$ among the three plans. Conclusion: In comparison with FB, both DIBH and EIBH plans demonstrated a significant reduction of radiation dose to the heart. In the training course, SRM system was useful and effective in terms of positional reproducibility and patient compliance.

• Radiation Oncology Journal
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• 제31권2호
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• pp.81-87
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• 2013

Purpose: To describe chronic rectal mucosal damage after pelvic radiotherapy (RT) for cervical cancer and correlate these findings with clinical symptoms and radiation dose. Materials and Methods: Thirty-two patients who underwent pelvic RT were diagnosed with radiation-induced proctitis based on endoscopy findings. The median follow-up period was 35 months after external beam radiotherapy (EBRT) and intracavitary radiotherapy (ICR). The Vienna Rectoscopy Score (VRS) was used to describe the endoscopic findings and compared to the European Organization for Research and Treatment of Cancer (EORTC)/Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) morbidity score and the dosimetric parameters of RT (the ratio of rectal dose calculated at the rectal point [RP] to the prescribed dose, biologically effective dose [BED] at the RP in the ICR and EBRT plans, ${\alpha}/{\beta}$ = 3). Results: Rectal symptoms were noted in 28 patients (rectal bleeding in 21 patients, bowel habit changes in 6, mucosal stools in 1), and 4 patients had no symptoms. Endoscopic findings included telangiectasia in 18 patients, congested mucosa in 20, ulceration in 5, and stricture in 1. The RP ratio, $BED_{ICR}$, $BED_{ICR+EBRT}$ was significantly associated with the VRS (RP ratio, median 76.5%; $BED_{ICR}$, median 37.1 $Gy_3$; $BED_{ICR+EBRT}$, median 102.5 $Gy_3$; p < 0.001). The VRS was significantly associated with the EORTC/RTOG score (p = 0.038). Conclusion: The most prevalent endoscopic findings of RT-induced proctitis were telangiectasia and congested mucosa. The VRS was significantly associated with the EORTC/RTOG score and RP radiation dose.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제1권1호
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• pp.1-9
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• 1976

핵임계사고시(核臨界事故時)에 방출(放出)되는 속중성자(速中性子)가 산란중성자(散亂中性子)로 중첩(重疊)되어 있는 상태(狀態)에서 방사화(放射化) 및 발단방사화검출기(發端放射化檢出器)를 이용(利用)하여 속중성자(速中性子)를 측정(測定) 및 해석(解析)할 수 있는 한 방법(方法)을 제안(提案)하였으며 이 측정(測定)에 있어서 주요인자(主要因子), 즉(卽) 몇개의 발단방사화검출기(發端放射化檢出器)에 대(對)한 평균핵반응단면적(平均核反應斷面積)과 중성자당선량환산계수(中性子當線量換算係數)를 전자계산기(電子計算機)로 계산(計算)하였다. 그 결과(結果) 핵분열중성자(核分裂中性子)의 스펙트럼 측정(測定)에는 발단(發端)에너지가 높은 검출기(檢出器)가 유리(有利)한 것에 반(反)해 발단(發端)에너지가 낮은 것은 산란매질(散亂媒質)이 없는 핵임계장치(核臨界裝置)의 사고시(事故時)에 있어서 속중성자(速中性子)의 시적분선속밀도(時積分線束密度) 측정계(測定計) 유용(有用)한것 같았다. 그리고 유황(硫黃)의 (n, p) 핵분열(核分裂)에 대(對)한 평균단면적(平均斷面積)은 핵분열(核分裂) 중성자(中性子)의 해석적(解析的) 표현식(表現式)에 무관(無關)한 것 처럼 보였다 .그밖에 중성자당(中性子當) 선량환산계수(線量換算係數)의 변화(變化)는 핵분열(核分裂) 중성자(中性子) 스펙트럼의 해석적(解析的) 표현식(表現式)과 핵분열상태(核分裂形態)에 따라 민감(敏感)하게 변화(變化)되지 않은 것 같았다.