Analysis on the Decrease of Planning Target Volume in the Case of Lung Radiation Surgery with the Application of Respiratory Gated Radiotherpy Method

폐암 환자의 방사선수술 시 호흡연동 방사선치료 방법의 적용을 통한 계획용표적체적 감소 효과 분석

The application of a respiratory gated radiotherpy method to the lung radiation surgery was evaluated compared with the conventional method in which the whole tumor motion range is considered in the delineation of PTV (Planning target volume). The four dimensional CT simulation images were acquired for the five NSCLC (Non-small cell lung cancer) patients for radiation surgery. The respiratory gated plan was prepared with the 50% phase CT images and the conventional method was planned based on the ITV (Internal target volume) which include all the target volumes created in each phase CT images within a whole respiratory period. The DVH (Dose volume histogram) of OAR (Organ at risk) which calculated in each method was compared for the evaluation of the plan properness. The relative decrease of OARs' DVH were verified in the application of respiratory gated method. The average decrease rate were $16.88{\pm}9.97%$ in the bronchus, $34.13{\pm}19.15%$ in the spinal cord, $28.42{\pm}18.49%$ in the chest wall and $32.48{\pm}16.66%$ in the lung. Based on these results, we can verified the applicability and the effectiveness of the respiratory gated method in the lung radiation surgery.

방사선치료 시 환자 호흡에 의한 종양의 움직임 영향을 줄이기 위해 사용하는 호흡연동 방사선치료 방법을 폐암 환자의 방사선수술에 적용하였을 경우와 종양의 움직임 영역을 모두 고려하여 계획용표적체적(PTV)을 설정한 일반적인 방사선 수술 경우를 비교, 평가하고자, 각 치료계획에서 계산한 종양 주변의 중요 장기에 조사되는 선량분포의 변화를 분석하고, 그 영향을 고찰하였다. 총 5명의 방사선수술 대상 비소세포성 폐암 환자의 4차원 전산화단층촬영(CT) 모의치료 영상을 획득한 후, 호흡주기 내 50% 위상에서 구성한 CT 영상을 기반으로 호흡연동 방사선치료 방법의 방사선수술 계획을 수립하고, 호흡주기 내 모든 위상에서의 CT 영상들에서 생성한 내부표적체적(ITV)을 기반으로 한 방사선수술 계획을 수립하여 각 계획에서 계산된 중요장기들의 선량체적히스토그램(DVH)을 비교, 분석하였다. 호흡연동 방법을 적용하지 않은 ITV를 기반으로 한 치료계획과 비교한 결과, 호흡연동 방사선치료 방법을 적용하였을 경우의 중요장기 평균선량이 기관지는 평균 $16.88{\pm}9.97%$, 척수는 평균 $34.13{\pm}19.15%$, 흉벽은 평균 $28.42{\pm}18.49%$, 폐의 경우는 평균 $32.48{\pm}16.66%$의 상대적인 감소를 보여, 폐암 환자의 방사선수술 시 호흡연동 방사선치료 방법 적용의 유용성 및 타당성을 확인할 수 있었다.