• Radiation Oncology Journal
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• 제19권1호
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• pp.53-65
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• 2001

목적 : 비인강암 환자의 국소제어율을 향상시키기 위한 목적으로 보상 여과판을 이용한 전방위 강도변조 방사선치료방법(intensity modulated radiation therapy : IMRT)을 계획하고 기존 3차원 입체조형치료방법과 비교하여 최적의 방사선치료방법을 모색하고자 한다. 대상 및 방법 : 3-차원 입체조형치료계획으로 치료받았던 비강암환자(T4N0M0) 1예를 선택하여 치료면의 굴곡과 뼈, 공동 등 불균질 조직으로 인하여 발생되는 표적체적의 선량분포를 균일하게 만들고 주변 정상장기의 손상을 최소화하기 위한 일차 입사선량의 강도 조절을 보상여과판으로 시행 하였다. 환자는 열변성 plastic mask로 고정시킨 후 치료조준용 CT Scan (PQ5000)을 이용하여 3 mm 간격으로 scan 하고 가상조준장치(virtual simulator)와 3차원 방사선치료계획 컴퓨터$(ADAC-Pinnacle^3)$를 이용하여 보상여과판을 제작하였다. 각 조사면을 세분한 소조사선(beamlet)의 강도 가중치(weighting)를 계산하고 가중치에 따른 선량 감약을 보상여과판의 두께로 환산하여 판별이 쉽도록 도표화하였다. 방사선 치료성과의 기준은 정량적으로 평가할 수 있는 선량체적표(dose volume histogram : DVH)와 종양억제확율(tumor control probability : TCP)및 정상조직 손상확율(normal tissue complication probability : NTCP)의 수학적 관계식을 이용하여 치료효과를 평가하였다. 결과 : 전방위 IMRT에서 계획용표적체적(planning target volume: PTV)내의 최소선량과 최대선량의 차이가 입체조형치료계획보다 약간 증가하였으며 평균선량은 강도조절치료계획에서 약 $10\%$, 더 높았고 전체 방사선량의 $95\%$가 포함되는 체적(V95)은 비교적 양쪽 설계방법에서 비슷한 양상을 보이고 있었다. 주위 건강장기들의 DVH에서 방사선에 민감한 장기인 시신경, 측두엽, 이하선, 뇌간, 척수, 측두하악골관절 등은 강도조절치료계획에서 많이 보호되었다. PTV의 종양제어확율은 입체조형치료계획과 강도변조치료계획에서 모두 비교적 균일하였으며 계획선량이 50 Gy에서 80 Gy로 증가함에 따라 TCP가 0.45에서 0.56으로 완만하게 증가하였다. 척수, 측두하악골 관절, 뇌간, 측두엽, 이하선, 시신경교차, 시신경 등 정상장기의 손상확율은 입체조형치료계획보다 강도조절치료계획에서 월등히 감소되었으며 특히 뇌간(brain stem)의 NTCP는 입체조형치료계획에서 보다 강도조절치료계획에서 훨씬 적은 값(0.3에서 0.15)으로 감소되었다. 계획선량의 증가에 따른 TCP와 NTCP를 입체조형치료계획과 강도조절치료계획에서 TCP는 공히 완만한 증가를 보였으나 NTCP값은 선량증가에 비례적으로 증가하였고 입체조형치료계획이 강도조절치료계획보다 월등히 증가하였다. 결론 : 보상여과판을 이용한 전방위 강도변조 방사선치료에서 PTV내의 선량 균일도의 개선은 없었지만 뇌간, 척수강 등 정상장기의 피폭을 줄일 수 있었다. 특히 인체표면의 굴곡이 심하거나 뼈, 동공 등으로 종양에 도달하는 방사선량분포가 균일하지 않을 경우 매우 유리한 치료방법이였다. 방사선치료성적을 평가함에 있어 DVH와 TCP, NTCP 등 수학적 척도를 이용함으로서 치료성과의 예측, 종양선량의 증가(dose escalation), 방사선수술의 지표 및 방사선치료의 질적 상황을 정량적 수치로 평가할 수 있어 방사선치료성과 향상에 기여할 수 있다고 생각한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권2호
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• pp.97-103
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• 2010

목 적: 상이한 치료장비를 이용하여 동일 부위에 중복하여 방사선치료 시 전산화치료계획장치간에 호환이 되지 않아 정상조직(Normal Tissue)의 총 흡수선량에 대한 평가의 한계점이 있다. 본 연구에서는 토모테라피(Tomotherapy)와 선형가속기(Linear accelerator)를 이용하여 동일 부위를 중복 치료할 때 환자가 받는 선량을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 인체모형팬텀(Anthropomorphic Phantom)을 대상으로 종양 및 정상조직을 묘사하여 선형가속기 치료계획장치 (Pinnacle 8.0: RTP)로 종양에 45 Gy 선량을 처방하고, 토모테라피 치료계획장치에서 종양에 15 Gy 선량을 처방하여 치료계획을 수립하였다. 토모테라피에서 수립된 치료계획을 통합가능 치료계획장치(Oncentra: RTP)에 전송한 후 동일한 조건으로 토모테라피 치료계획을 재현한 후 선형가속기에서 치료한 45 Gy를 합하여 총 선량 60 Gy의 치료계획을 구현하였다. 흡수선량 평가를 위해 두 개의 방사선 치료계획장치에서 얻어진 흡수선량(최소, 최대, 평균 선량) 및 관심 선량체적에 대해 서로 합(Total)한 값과 하나로 통합(Integration)하여 얻어진 값을 비교 분석하였다. 이를 바탕으로 본원에서 치료받은 환자 중 선형가속기와 토모테라피로 동일 부위에 치료 받은 5명(두경부 2명, 복부 1명, 골반부 2명)에 대하여 동일한 방법으로 종양 및 정상 조직의 흡수선량을 비교 분석하였다. 결 과: 인체모형팬텀에서 하나로 통합하여 얻어진 값과 서로 합한 값의 비교에서 최소선량은 비장(Spleen, 12.4%), 최대선량은 소장(Small bowl, 10.2%)과 척수(Spinal cord, 5.8%)에서 큰 차이를 나타냈다. 두경부 환자의 경우 최소선량은 구강(Oral cavity, 20.3%), 오른쪽 수정체(Rt lens, 7.7%)에서 큰 차이를 나타냈으며, 최대선량은 척수(22.5%), 뇌간(Brain stem; 12.0%), 시 신경교차(Optic chiasm; 8.9%), 오른쪽 수정체(11.5%), 하악골(Mandible bone, 8.1%), 뇌하수체(Pituitary gland, 6.2%)에서 뚜렷한 차이가 나타났다. 복부 환자의 경우 최대선량은 왼쪽 신장(Lt kidney, 20.3%), 위(Stomach, 8.1%)에서 큰 차이가 나타났고, 골반 부위 환자의 경우 최소 선량은 방광(Bladder, 15.2%), 최대선량은 소장(5.6%), 방광(5.5%)에서 큰 차이를 나타냈다. 또한 동일 부위 방사선치료계획 시 정량화되지 못했던 신장의 20 Gy를 받은 체적($V_{20}$)에서 37%, 간(Liver)의 25 Gy를 받은 체적($V_{25}$)에서 23%가 선량체적히스토그램(DVH)에서 나타났다. 결 론: 하나로 통합하여 얻어진 값과 서로 합한 값의 비교에서 최소선량은 높게, 최대선량은 낮게, 평균선량은 동일한 값으로 나타났다. 또한 관심장기의 선량 체적($V_{20}$)보다 낮은 선량을 처방했을 때 구현하지 못했던 종양 및 정상조직의 흡수선량에 대하여 평가를 할 수 있었다. 향후 상이한 치료 장치들을 이용한 동일 부위 치료 시 흡수선량의 통합 평가뿐만 아닌 정확한 선량분포를 구현할 수 있는 치료계획장치의 개발이 요구되어지며, 이에 관련된 연구가 진행되어져야 한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제34권
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• pp.7-12
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• 2022

목 적: 볼루스 적용이 어려운 코와 같은 요철 부위 치료 시 피부 선량 확보에 어려움이 있는 경우, IMRT(Intensity Modulated Radiation Therapy)전달 기법 과 평균 에너지가 낮은 FFF(Flattening Filter Free)를 조합한 치료 계획으로 피부 선량 증가 여부를 팬텀 실험을 통해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 두경부암 치료시 가장 흔하게 사용하는 6MV-FF(Flattening Filter) VMAT(Volumetric-Modulated Arc Therapy) 치료계획을 기준으로 정하고, VMAT와 IMRT, FF와 FFF, 5 mm 볼루스 적용 유무를 조합하여 비교군을 생성하였다. 란도 팬텀 콧등에 가상 타겟을 생성하였고, 5 mm 의 가상의 볼루스를 란도 팬텀 콧등 위에 완전 밀착을 가정하여 적용하였다. 팬텀의 코를 기준으로 5개 측정지점을 정하고 각각의 치료계획 을 치료테크닉과 bolus 적용유무에 맞게 치료계획 당 3회를 조사하여 흡수선량을 측정하였다. 결 과: FF vs FFF 에서의 피부선량 차이는 VMAT bolus off에서 FFF인 경우 증가하였고, IMRT bolus off의 경우 차이를 나타내지 않았다. VMAT bolus 5 mm, IMRT bolus 5 mm에서는 FFF에서 오히려 피부선량이 감소되는 것을 확인 할 수 있었다. VMAT vs IMRT 피부선량 차이는 FFF bolus off 의 경우에만 피부선량이 증가했고, 나머지는 통계적 차이가 없었다. bolus off vs bolus 5 mm 에서의 피부선량 차이는 IMRT FFF 을 사용했을 경우만 제외하고는 모두 bolus 5 mm 에서 피부선량이 증가하는 것을 확인하였다. IMRT와 FFF를 조합한 치료 계획은 통상적으로 사용되는 VMAT와 FF를 사용하여 5 mm 볼루스를 적용한 치료 계획 피부선량의 측정값을 분석한 결과 통계적으로 유의미한 차이를 발견하지 못했다. 따라서 IMRT_FFF 를 사용함으로써 VMAT_FF 에 5 mm 볼루스 적용한 것과 비슷한 수준의 피부선량 전달이 가능할 것이라 사료되며, 이는 높은 피부선량이 필요하지만, 볼루스 적용이 어려운 환자와 같은 경우에 유용할 수 있다. 결 론: 볼루스 적용이 어려운 환자의 경우, VMAT와 FF에 비교하여 IMRT와 FFF를 적절히 조합한 치료 계획으로 피부 선량 증가를 기대할 수 있다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제18권2호
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• pp.150-156
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• 2000

서론 :정위방사선치료는 높은 정밀도로 크기가 작고 구형인 병변에 국한하여 방사선을 조사할 수 있는 기술이지만 병변의 모양이 구형이 아닌 경우에는 병변 주변의 정상조직에 고선량의 방사선이 조사될 수 있다. 본 연구는 독립턱을 부분적으로 폐쇄하여 방사선량 분포를 개선하는 방법, 선량계산과 선량분포의 도시방법을 보고하고자 한다. 방법 :정위방사선치료 시의 호의 궤적상 병변은 방사선조사영역 내에 포함하면서 주변 정상조직을 최대한 차폐하도록 원형 콜리메이터와 독립턱 부분페쇄를 적절히 조합하였다. 물 펜톰과 마이크로 전리함을 이용하여 출력인자와 조직최대선량비를 측정하여 이론적 계산치와 비교하였다. 필름선량측정계를 이용하여 5 cm 깊이에서의 심부선량분포를 측정하여 계산치와 비교하였다. 이와 같은 측정자료를 자가 개발한 치료계획 프로그램에 반영하여 뇌전이 환자의 정위 방사선치료 선량계산과 도시에 적용하여 원형 콜리메이터만을 이용하였을 경우와 독립턱 부분폐쇄를 추가하였을 경우의 병변과 정상 뇌의 선량체적표를 각각 비교하였다. 결과 : 5.0 cm 직경의 원형 콜리메이터를 사용하고 한 쪽 독립턱을 중심축으로부터 30 mm, 15.5 mm, 8.6 mm, 0 mm 까지 열었을 때 측정한 출력인자와 조직최대선량비는 계산치와 각각 0.5%와 0.3%의 오차범위로 잘 부합하였다. 필름선량계로 얻은 5 cm 깊이의 심부선량분포도 역시 계산치와 잘 부합하였다. 자가 개발한 치료계획 프로그램으로 병변과 정상 뇌의 선량체적표를의 상호 비교를 통하여 독립턱 부분폐쇄를 적용한 경우에 있어서 보다 개선된 선량분포를 얻을 수 있음을 확인하였다. 결론 : 정위방사선치료에 있어서 독립턱의 부분폐쇄를 적용함으로써 보다 개선된 선량분포계획을 얻을 수 있으며 이를 적용하여 비교적 크기가 크고 모양이 불규칙한 병변에 대하여도 정위방사선치료를 확대 적용할 수 있겠다.

• 생명과학회지
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• 제19권6호
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• pp.770-780
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• 2009

녹조류인 Spirulina platensis에서 추출하여 만든 새로운 광감작제와 660 nm의 다이오드 레이저를 이용한 광역학치료의 항암효과와 치료기전을 알아보았다. 세포 독성능은 MTT assay를 이용하였고, 세포사멸기전은 propidium iodide과 Hoechst 33342 염색법과 투과전자현미경으로 확인하였다. 또한 암세포가 이종 이식된 누드마우스 모델에서 광역학치료를 시행하여 항암효과를 확인하였다. 3종류의 클로로필 유도체 중 9-hydroxypheophorbide-a (9-HpbD-a)의 세포 독성능이 가장 우수하였고, 9-HpbD-a의 적정 레이저조사 시간은 30분 (3.2 J/$cm^{2}$), 광감작제를 투여하고 레이저조사시간까지의 배양시간은 최소 6시간 이상임을 확인하였다. 광역학치료의 세포사멸기전은 낮은 9-HpbD-a 농도에서 세포고사가 주된 세포사멸기전이었고, 높은 농도의 9-HpbD-a에서는 세포괴사에 의한 세포사멸이 주된 기전임을 확인하였다. 투과전자현미경 하에서도 같은 양상을 관찰하였다. 그리고 암세포가 이종 이식된 누드마우스 모델에서의 광역학치료는 제1군 정상대조군과 제2군 9-HpbD-a만을 투여한 종양조직모두 지속적인 종양의 성장(100% )을 보였고, 제3군인 레이저만을 종양조직에 조사한 실험군에서는 3 마리는 치료가 되지 않았고(75.0%), 1 마리는 재발(25.0%) 하였다. 제4군 광역학치료군에서 총16 마리의 종양에서 10 마리는 완치(62.5%), 4 마리는 재발(25.0%), 2 마리는 치유되지 않았음(12.5% )을 확인하였다. 9-HpbD-a와 660 nm 다이오드 레이저를 이용한 광역학치료는 유의한 항암효과를 나타내었고 9-HpbD-a를 이용한 광역학치료는 새로운 치료방법으로서 향후 암치료의 유용한 치료방법으로 기대된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.177-182
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• 2014

목 적 : 토모테라피(Tomotherapy)의 두 가지 빔 모드(fixed jaw, dynamic jaw)에 따른 선량 분포 특성과 치료 시간의 차이를 분석하여 dynamic jaw(DJ)를 이용한 Tomo_edge 모드의 임상적 유용성을 고찰하고자 하였다. 대상 및 방법 : 토모테라피를 이용하여 치료받은 환자 7명을 대상으로 임상에서 보편적으로 사용되는 fixed jaw(FJ)를 이용하여 치료 계획을 수립하였다. 각각의 환자에서 모두 동일한 선량계획조건을 부여하였고, 토모테라피의 치료계획 인자인 Modulation Factor(MF), Pitch를 동일하게 유지한 상태에서 1) 동일한 조사면을 적용하고 FJ 와 DJ를 적용한 치료 계획을 비교하였다. 2) FJ를 적용한 치료 계획과 한 단계 큰 조사면과 DJ를 적용한 치료 계획을 비교하였다. 각 실험의 결과는 선량분포의 특성을 확인하기 위하여 종양체적 내 최소값(Dmin)과 선량 조형지수(CI=$V_{95%}$/TV)를 비교하고 표적을 포함한 조사영역 내 체적의 누적선량을 분석하였다. 또한, 임상적 유용성을 확인하기 위하여 빔 조사시간과 MU의 증감을 비교 분석하였다. 결 과 : 동일한 조사면을 적용하고 FJ와 DJ를 적용한 경우, $V_{75%}$은 1.04%, $V_{50%}$은 4.75% 감소하였고, $V_{25%}$은 7.6%, $V_{10%}$은 11.91% 감소하였다. FJ를 적용한 치료계획보다 한 단계 큰 조사면과 DJ를 적용한 경우에 Dmin은 0.72%, CI는 1.25% 줄어들었고, 동일 조사면을 적용한 경우와 마찬가지로 $V_{x%}$는 저선량 영역으로 갈수록 크게 감소하여 $V_{10%}$이 6.13%의 감소 값을 나타냈다. 빔 조사시간과 누적 MU는 동일 조사면 적용 시 각각 3.66%와 3.77%의 값으로 증가하였으나, 한 단계 큰 조사면을 적용한 경우, 빔 조사시간이 31.55%로 누적 MU는 32.28%으로 크게 감소하였음을 보여준다. 결 론 : 동일한 조사면을 사용하면서 DJ를 사용하는 경우, 표적의 선량분포를 거의 변화시키지 않으면서 환자의 용적선량을 효과적으로 감소시킬 수 있었다. 보다 큰 조사면을 사용하는 것과 동시에 DJ를 사용하는 경우는 일부 선량조형성의 저하를 나타내었으나 환자의 용적선량이 감소하고 치료 시간을 감소시킴으로써 Tomo-edge 모드는 임상적으로 유용한 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제13권3호
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• pp.277-283
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• 1995

목적 : 임상 방사선치료에서 병소선량은 인체 연부조직의 방사선흡수와 유사한 수조펜텀에서 측정환산된 흡수선량자료를 이용하여 얻어지고 있으며, 방사선 치료부위내 공기층 또는 밀도가 낮은 폐조직 주위에 종양이 존재할 경우 공기층과 만나는 종양의 경계면 선량은 rebuild-up에 의해 낮아질 수 있으나 현재까지 연구 발표된 것은 많지 않다. 이에 본 연구에서는 6, 10 메가볼트 광자선을 이용하여 조직 불균질층 경계면 선량을 실험적으로 측정하여 종양선량에 미치는 영향을 분석하여 방사선 치료선량 결정에 이용하고자 하였다. 방법 : 고에너지 광자선의 조사면내 조직 불균질성에 의한 선량변화를 얻기 위하여 조직층에 해당되는 폴리스티렌 고체펜텀의 두께가 각각 10, 30, 50 mm 인 경우 공기층의 두께를 10, 20, 30, 50 mm 로 변화시켜서, 이러한 조직층과 공기층을 지나 종양의 가장자리에 해당되는 수조펜텀의 표면에 도달되는 방사선량을 평행평판형전리함으로 측정하였다. 방사선 조사면적은 임상에서 비교적 많이 이용되는 $5{\times}5,\;10{\times}10,\;20{\times}20\;cm^2$를 사용하였다. 결과 : 방사선 조사면적 $5{\times}5\;cm^2$ 이고 조직층 두께 30 mm 일때 6 메가볼트 광자선에서 공기층 두께변화에 따른 표면선량 변화는 표준선량보다 공기층 10 mm 에서는 $1.1\%$, 50 mm 에서는 $29.1\;\%$ 낮아졌으며 공기층 두께가 두꺼워질수록 방사선량 감소가 현저했다. 같은 조건에서 10 메가볼트 광자선에서 선량변화는 표준선량보다 $4.2\%$에서 $33.9\%$ 까지 낮아졌다. 동일 깊이에서 표준심부선량에 대한 불균질 조직층 선량의 비인 OER 은 조사면적 10{\times}10\;cm^2$ 이상에서는 1 보다 크거나 1 에 가까운 값을 보였다. 결론 : 방사선 조사면적이 커지면 공기층과 인접한 조직 경계면의 선량감소는 거의 나타나지 않으며, $10{\times}10\;cm^2$ 이하의 소조사면 치료시 조직 경계면의 종양에 대한 치료선량 평가에는 rebuild-up 효과를 고려하여야 될 것으로 생각된다. 임상에서 6 메가볼트 광자선을 사용하여 공기층이 존재하는 구강과 인후두 종양을 치료할 때, 공기층에 인접한 점막층 (1-3 mm) 의 선량은 표준선량에 비해 $29\%$ 까지 적게 도달될 수 있으므로 방사선 치료선량 결정에 이러한 곁과를 필히 고려하여야 될 것으로 사료된다.