목 적: 영상유도를 통한 6DoF Couch의 이동 정확성의 검증을 위해 QA Set을 제작하였고, 그 유용성을 평가하였다. 대상 및 방법: 6DoF Couch와 CBCT가 설치된 두 대의 선형가속기를 대상으로 하였으며, 자체 제작한 YCC QA Set을 이용하여 수평수직(Translation; TX, TY, TZ)과 회전(Rotation, Pitch; RX, Roll; RY, Yaw; RZ) 여섯방향의 Off-Set 값이 설정된 Penta-Guide Phantom의 CBCT영상을 각각 15회에 걸쳐 획득하였다. 이를 통해 기준영상(Reference Image)과 보정영상(Registration Image)을 비교하였으며, 보정된 6DoF Couch의 이동정확성을 실측하여 오차를 분석하였다. 결 과: 기준영상과 보정영상의 Air Cavity에 해당하는 Pixel들은 모두 30에서 66 사이에 포함되어 보정정확도가 높게 나타났다. 6DoF Couch의 Off-set의 보정 결과 값과 실측치의 비교에서 수평수직방향의 오차는 TX방향은 $0.25{\pm}.18mm$ TY방향은 $0.25{\pm}.25mm$ TZ방향에서 $0.36{\pm}.2mm$로 나타났다. 그리고 회전방향의 오차는 RX방향은 $0.18{\pm}.08^{\circ}$ RY방향은 $0.26{\pm}.09^{\circ}$ RZ방향에서 $0.11{\pm}.08^{\circ}$로서, 임의의 값에 대하여 정확하게 보정되었다. 결 론: YCC QA Set을 이용해 매우 간단한 방법으로 6DoF Couch의 수평수직방향뿐 아니라 회전방향의 오차에 대한 검증을 할 수 있었으며, 이는 6DoF Couch의 Daily IGRT QA를 수행함에 있어서 유용할 것이라 사료된다.

목 적: 양성자 치료계획에서 metal 재질의 fiducial marker에 의한 선량 계산오차를 최소화하려면 density override의 적용은 매우 중요하다. 하지만 실제 metal 재질로 density override을 할 경우 정확한 contouring 및 range compensator 제작에 어려움이 있기에 본 연구에서는 fiducial marker의 주변 재질로 density override를 시행하고 fiducial marker의 위치, 재질, beam의 개수에 따른 선량분포를 비교, 분석하여 평가하고자 한다. 대상 및 방법: Water phantom을 이용하여 fiducial marker의 위치를 proton beam의 최대 비정 끝에서부터 1.5, 2.5, 4.0, 6.0 cm로 설정하고 재질로는 gold, steel, titanium으로 설정하여 실제 metal 재질 및 주변 재질로 density override를 적용한 치료계획을 세웠다. 또한 본원에서 양성자치료를 받은 간암 환자 1명을 선정하여 proton beam의 최대 비정 끝에서부터 0, 1.5, 3.5 cm로 설정하고 재질로는 gold, steel, titanium으로 설정하여 치료계획을 세웠다. Fiducial marker의 재질, 위치 및 beam의 개수에 따른 PTV 내에 Homogeneity Index(HI), Conformity Index(CI), 종양에 가장 근접한 Organ At Risk(OAR)인 Esophagus의 maximum dose을 평가 지표로 설정하고 비교 분석하였다. 결 과: Water phantom 및 간암 환자를 대상으로 한 치료계획에서 fiducial marker의 위치에 따른 Homogeneity Index를 분석한 결과 실제 metal 재질로 density override 했을 때보다 주변 재질로 density override했을 때 Homogeneity Index가 감소했으며 주변 재질의 density override에서 하나의 beam에 대해서는 최대 비정 끝에서 멀리 위치할수록, 두 개 이상의 beam에서는 isocenter에 가까이 위치할수록 Homogeneity Index가 증가하였다. Fiducial marker의 위치에 따른 Conformity Index 및 종양 주위 OAR의 maximum dose를 분석한 결과 주변 재질로 density override 했을 때 Conformity Index는 1에 가까웠으며 OAR의 maximum dose는 크게 감소했다. 결 론: 일반적으로 임상에서 사용하는 작은 fiducial marker에 대해서 실제 metal 재질이 아닌 주변 재질로 density override 했을 때 선량 균등도 및 target coverage를 높이는 동시에 주변 정상조직에 대한 선량을 줄일 수 있었다. 따라서 fiducial marker을 최대한 피해서 치료계획을 세우는 것이 바람직하지만 beam path 상에 fiducial marker가 있는 경우 주변 재질의 density override 시행함으로써 보다 정밀한 양성자 치료 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

목 적: 왼편 유방암 환자의 경우 오른편 유방암 환자보다 심장과 폐 등 정상장기에 불필요한 선량이 일부 조사됨에 따라 부작용이 우려되고 있다. 이를 줄이기 위해 DIBH기법을 시행하고 있다. Conventional Radiation Therapy, Intensity Modulated Radiation Therapy, Volumetric Modulated Arc Therapy의 치료계획 방법에 따라 쇄골상 림프절과 내유 림프절을 포함한 왼편 유방암의 경우 주변 장기의 선량 값을 비교 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 왼편 유방암 환자 중 쇄골상 림프절과 내유 림프절을 포함한 환자 8명을 대상으로 Free Breathing과 Deep inspiration breath-hold 기법을 적용하여 각각 CT-Simulation을 시행한다. 획득한 영상을 기반으로 체표윤곽을 그려 95 %$D_{max}$<110 %이 되도록 Conventional Radiation Therapy, Intensity Modulated Radiation Therapy, Volumetric Modulated Arc Therapy방법으로 계획하였다. Conventional Radiation Therapy는 쇄골상 림프절에 1문조사, 유방 부분에 접선 2문조사로 Field in Field 기법을 사용하였다. Intensity Modulated Radiation Therapy는 7개의 조사면으로 구성하였다. Volumetric Modulated Arc Therapy은 회전반경을 $290^{\circ}{\sim}179^{\circ}$으로 한 2 ARC를 이용하여 계획을 수행하였다. Eclipse의 선량체적용적을 참고하여 주변 정상 장기 선량을 분석하였다. 결 과: Deep inspiration breath-hold기법을 적용함으로 심장과 흉벽 사이의 간격은 평균 $1.6{\pm}0.6cm$ 증가하였다. 폐의 평균 선량은 $19.2{\pm}1.0Gy$로 Intensity Modulated Radiation Therapy에서 가장 작은 값이 나타났다. 심장의 $V_{30}(%)$은 $2.0{\pm}1.9$로 Intensity Modulated Radiation Therapy에서 가장 작은 값이었다. 좌전하행 관상동맥에서는 평균 선량이 $25.4{\pm}5.4Gy$로 Intensity Modulated Radiation Therapy에서 가장 작은 값으로 나타났다. 반대편 유방의 최대선량 값은 Intensity Modulated Radiation Therapy일 때 $29.7{\pm}4.3Gy$로 가장 작은 값으로 나타났다. 결 론: 주변 정상장기 선량의 값을 비교해 보았을 때, Intensity Modulated Radiation Therapy와 Volumetric Modulated Arc Therapy은 치료에 적용할 수 있는 값으로 나타났다. 이 중 Intensity Modulated Radiation Therapy가 적합한 치료계획 방법으로 사료된다.

목 적: 방사선치료의 가장 기본적인 조건은 정상조직의 불필요한 피폭을 방지하는 것이다. 유방암의 경우는 폐와 심장에 조사되는 선량이 중요하게 평가되는 인자이다. 따라서 유방암 방사선치료 자세에 따른 정상조직에 조사되는 선량을 비교하고 그 연관성을 상관관계 분석을 통하여 결과를 확인하여 보다 효과적인 유방암 방사선 치료방법을 모색하고자 한다. 대상 및 방법: 본원을 내원한 좌측 유방암 환자 30명을 대상으로 Supine, Prone Position에서 CT image를 획득하였다. Eclipse Treatment Planning System(Version 11, USA)을 이용하여 전산화치료계획을 수립하였다. DVH(Dose Volume Histogram)을 통해 Position 별로 정상조직에 조사된 선량을 비교하였다. 그 결과를 바탕으로 SPSS(Version 18)을 이용하여 각 정상조직의 선량인자를 통계분석하고 항목 간 상관관계 분석 및 독립표본 t-test를 통하여 그 연관성을 알아보았다. 그리고 MIRADA RTx(Version Advanced 1.6, UK)를 이용하여 HI(Homogeneity Index)와 CI(Conformity Index)를 Supine, Prone Position에서 값을 구하고 비교하였다. 결 과: 유방암의 전산화치료계획의 결과 폐의 경우는 Supine Position에서 V20은 $16.5{\pm}2.6%$, V30은 $13.8{\pm}2.2%$, Mean dose는 $779.1{\pm}135.9cGy$(Absolute value)를 보였다. Prone Position은 위 순서대로 $3.1{\pm}2.2%$, $1.8{\pm}1.7%$, $241.4{\pm}138.3cGy$를 보였다. Prone Position이 전반적으로 낮은 선량을 나타내었고 평균선량 537.7 cGy가 더 적게 폐에 조사되었다. 심장의 경우에는 Supine, Prone 순서대로 V30은 $8.1{\pm}2.6%$, $5.1{\pm}2.5%$, Mean dose는 $594.9{\pm}225.3cGy$, $408{\pm}183.6cGy$를 보였다. Prone Position에서 평균선량 182.6 cGy가 더 적게 조사된다는 것을 확인하였다. 통계분석 결과 신뢰도 분석지표인 Cronbach's Alpha value는 0.563이였고 변수간의 상관관계분석 결과 치료자세와 폐의 선량평가인자는 대략 0.89 이상으로 그 상관관계가 높았다. 반면 심장의 경우는 V30은 0.488, Mean dose는 0.418로 상관관계가 다소 적었다. 마지막으로 독립표본 t-test 결과 치료자세와 폐, 심장의 선량평가인자가 신뢰수준 99 %에서 모두 유의하게 나타났다($p-value{\leq}0.05$). 결 론: 현재 방사선치료는 최첨단 선형가속기와 다양화된 전산화치료계획 기술이 개발되고 있다. 이 발전의 기본전제 조건은 PTV(Planning Target Volume) 주위의 정상조직 보호라고 생각한다. 물론 유방암 환자를 Prone Position에서 치료하면 Set-up의 재현성 문제와 다소 많은 시간이 소요되지만 이 실험결과에서 보듯이 Prone Position에서 폐와 심장에 들어가는 선량을 줄일 수 있으며 그 연관관계도 의미가 있다는 것을 확인하였다. 결론적으로 Prone Position에서 충분한 치료시간을 확보하고 정확한 치료부위 확인이 이루어진다면 환자에게 보다 좋은 방사선치료를 제공할 수 있다고 생각된다.

목 적: CT(computed tomography) 영상에서 Metal Artifact로 인해 왜곡된 영상을 보정하는 Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm의 정확성을 평가하고 양성자 치료계획에서 IMAR Algorithm 적용의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: CT simulator를 이용하여 CIRS Phantom 내에 금속을 삽입한 것과 삽입하지 않은 영상을 각각 촬영하였다. Phantom 내의 동일한 위치에 ROI1, ROI2를 설정하여 금속이 없는 경우의 영상과 금속으로 인한 Artifact가 발생한 영상, IMAR Algorithm을 적용한 영상에서 CT Number값의 차이를 비교하였다. 또, 금속 주변에 위치한 조직등가물질의 CT Number값을 비교하였다. 척추에 임플란트 시술을 시행한 환자를 가정하여 Rando 팬텀의 척추 부위에 Titanium 봉을 삽입하여 CT 촬영을 하였다. IMAR Algorithm 적용 전과 후의 영상에서 같은 부위에 ROI 1, ROI 2를 설정하여 CT Number값을 측정하고, 각각의 영상에 동일한 양성자 치료계획을 세워 세 지점에서 양성자선의 비정(Range)의 차이를 비교하였다. 결 과: CIRS Phantom 평가에서 금속이 없는 경우의 평균 CT number값은 ROI 1에서 -6.5 HU, ROI 2에서 -10.5 HU였다. 금속이 있는 경우 Fe, Ti, W 순으로 ROI 1에서 -148.1, -45.1, -151.7 HU였으며 IMAR Algorithm을 적용 하였을 때는 -0.9, -2.0, -1.9 HU로 증가하였다. ROI 2에서는 금속이 있는 경우 171.8, 63.9, 177.0 HU였으며 IMAR Algorithm 적용 후에는 10.0, 6.7, 8.1 HU로 감소하였다. 조직등가물질의 CT Number값은 가장 멀리 위치한 폐를 제외하고 모두 원래의 CT Number값에 가깝게 보정이 되었다. Rando Phantom 평가는 금속이 없는 경우와 금속이 있는 경우, IMAR Algorithm을 적용하였을 때 평균 CT Number값은 각각 ROI 1에서 9.9, -202.8, 35.1 HU였으며 ROI 2에서 9.0, 107.1, 29 HU였다. 치료계획에서 금속이 없을 때와 양성자선의 Range의 차이는 IMAR Algorithm을 적용하였을 때 1번 지점에서 평균 0.26 cm 감소하였으며 2번 지점에서 평균 0.20 cm 감소하였다. 3번 지점에서는 평균 0.12 cm 감소하였다. 결 론: IMAR Algorithm을 적용함으로써 CT Number값은 금속이 없을 때의 원래의 값에 가깝게 보정되었다. 또, 양성자 치료계획의 Beam Profile에서 IMAR Algorithm 적용 후 비정의 차이가 0.01에서 최대 3.6 mm 줄어들었다. Artifact가 존재하지 않는 영상과 비교하여 약간의 차이는 존재하지만 양성자의 비정에 따른 선량의 급격한 변화를 고려한다면 금속이 있는 환자에게 IMAR Algorithm의 적용은 유용할 것으로 사료된다.

목 적: 본 연구는 모양이 불규칙하고 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)에 매우 인접한 타겟(Target)의 방사선 치료 시, 비동일평면상(Non-coplanar)의 빔(Beam)을 이용한 Fixed-field 세기변조 방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)와 용적변조회전 방사선치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT) 치료계획의 유용성을 평가 및 비교해 보고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 True Beam STX(Varian Medical Systems, USA)를 이용하여 전체 두피(Whole Scalp), 부분적 두피(Partial Scalp), 그리고 전체 뇌실(Whole Ventricle)에 방사선 치료를 받은 환자 중 각 부위별로 2명 씩, 총 6명을 대상으로 하였다. VMAT 치료계획 시, Beamlet에 포함되는 OAR의 용적을 최소화하기 위해 Coplanar 또는 Non-coplanar 빔을 이용하였고, Fixed-field IMRT는 6명 모두 2개 이상의 카우치(Couch) 각도를 이용한 Non-coplanar IMRT(이하 ncIMRT)로 치료계획 하였다. 결 과: 양측 수정체, 양측 시신경, 시신경 교차, 그리고 뇌 줄기의 최대선량과 양측 안구와 해마의 평균선량을 측정하였고, 6명 모두 9개의 OAR 중 6개 이상에서 VMAT 치료계획이 ncIMRT보다 1.1배에서 8.2배가량 높은 선량 값을 나타내었다. 전체 두피와 부분적 두피의 치료 시, 20 Gy가 조사되는 뇌의 용적은 VMAT이 ncIMRT의 2배 이상이었고, 전체 뇌실의 치료 시에는 두 치료계획이 큰 차이를 보이지 않았다. 타겟 Coverage는 두 치료계획 모두 $PTV_{100%}=95%$를 만족시켰고, 타겟 내 최대선량과 치료 시 필요한 총 Monitor Unit(MU)은 ncIMRT가 VMAT보다 높았으며 두 치료계획 모두 임상적용을 위한 Gamma test 시행 결과, 2 mm/2 % 조건을 통과하였다. 결 론: 본 연구 결과, ncIMRT는 VMAT에 비해 치료 시 필요한 MU가 높아 치료시간과 장비의 로딩(Loading)을 증가시키므로 치료의 효율성은 다소 떨어지지만, VMAT과 비슷한 타겟 Coverage를 유지하면서, OAR의 선량은 훨씬 감소시키는 것을 알 수 있었다. 따라서 모양이 불규칙하고 OAR에 매우 인접해 있는 타겟의 방사선 치료 시에는 ncIMRT 치료계획을 고려해 볼 필요가 있다고 사료된다.

목 적: 토모테라피를 이용한 뇌척수조사가 시행된 환자를 대상으로 선량적 비교와 자세 재현성 검증을 통하여 뇌척수 조사 시 토모테라피의 유용성을 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 뇌척수 조사가 시행된 환자 중 토모테라피를 이용한 환자 10명을 대상으로 분석하였다. 모든 환자에 대하여 치료 전 정도 관리를 시행하였고, 매 치료 전 두경부와 치료 후 골반부에서의 Megavoltage Computed Tomography(MVCT)를 촬영하여 자세 재현성을 확인하였다. 또한 체부 측정을 시행하여 두피 선량을 확인하였으며, 토모테라피 치료계획(CT 그룹, CSI-Tomo) 외에 동일 환자를 대상으로 기존 전형적인 뇌척수 조사기법(CC 그룹, CSI-Convention)을 계획하여 선량적 차이를 비교하였다. 결 과: 전뇌에 대한 V107, V95는 CT그룹에서 0 %, 97.2 %, CC 그룹에서는 0.3 %, 95.1 %를 나타내었다. 척수부위에서는 CT그룹에서 0.2 %, 89.6 %, CC그룹에서 18.6 %, 69.9 %로 조사되었다. 정상 장기의 경우 모든 장기에서 CT그룹이 낮은 선량을 유지하였으나, 폐와 신장에서는 낮은 선량이 조사되는 체적이 증가했다. 치료 자세에 대한 검증 결과 치료 후 촬영된 MVCT 영상에서 오차는 X축에서 최대 10.2 mm, Y축에서 -8.9 mm, Z축에서 -11.9 mm을 나타내었다. 두피 선량 측정 결과 처방선량 대비 평균 67.8 %의 선량이 측정되었으며 환자 별 정도 관리 결과는 점선량(<5 %)과 감마 분석(90 %> (r<1 3 %, 3 mm))의 모든 경우에서 만족하였다. 결 론: 토모테라피를 이용한 뇌척수조사는 전신에 낮은 선량이 조사되는 체적이 증가하면서 폐와 같은 장기에서의 위해도는 다소 증가하였으나 기존의 전형적인 치료 방법에 비해 종양부위에 충분한 선량을 주는 반면 주변 정상 장기에 높은 위해를 줄 수 있는 고선량을 낮게 조사하였다. 또한 자세 재현성의 결과 치료계획 시 산정했던 여유체적을 초과하지 않아 비교적 정확한 재현성을 유지하는 한편, 두피 선량 또한 낮게 조사되는 것으로 보아 토모테라피를 이용한 뇌척수 조사는 기존의 전형적인 치료 기법의 한계를 보완할 수 있는 방법으로 유용하리라 사료된다.

목 적: 이중선원 듀얼에너지 CT(DS-DECT)의 가상 단색 영상을 이용해서 영상의 질 향상과 선량학적 영향에 대한 방사선치료계획 이용의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: DS-DECT를 이용하여 듀얼에너지(80/Sn 140 kVp)와 싱글에너지(120 kVp) 영상을 획득하였다. 영상 교정 팬텀 실험을 위해서 40-140 keV 범위로 단색 영상을 재구성했다. 선량 측정용 고체물등가팬텀 연구에서는 64, 69, 88, 105 keV 단색 영상을 선택했다. 스테인리스 스틸을 포함한 고체물등가팬텀에 $10{\times}10cm^2$ 조사야, SSD 100 cm, 10 MV 광자선, 100 MU 조사선량, 단일빔으로 치료계획을 수립하였다. 방사선량측면도 자료는 중심축에 위치한 4개의 지점에서 구했다. 싱글에너지 CT에서 획득한 다색 영상을 기준영상으로 하고, 가상 단색 영상의 선량학적 결과를 분석하였다. 결 과: 낮은 단색 에너지 수치에서 평균 감약이 증가했다. 7개의 물질 중에서 Teflon이 에너지 의존성이 가장 컸고, 10 keV 수치 상승으로 CT number가 평균 2.48 % 감소했다. 저밀도 공기에서는 단색 에너지에 대한 에너지 의존성이 없었다. Polystyrene, Acrylic은 70 keV 이상에서 안정한 CT number를 나타내었다. CT-ED 변환 곡선은 80 keV 단색 영상과 120 kVp 다색 영상이 비슷하였다. 단색 영상의 에너지가 증가할수록 금속의 식별 능력이 향상되었다. 줄무늬 인공음영은 105 keV 단색 영상에서 높은 감소를 보였지만, 여전히 남아 있었다. 다색 영상과 비교하여 각 영상에 따른 방사선치료계획의 선량학적 차이는 ${\pm}0.7%$ 미만이었다. 결 론: 듀얼에너지 영상의 획득은 싱글에너지에 비해 피폭선량을 감소시킬 수 있고, 가상 단색 영상은 CT number 보정에 유용하였다. 향상된 영상의 질은 인체의 기하구조 묘사와 전자 밀도 분포 형성에 도움이 될 것으로 사료된다.

목 적: 세기조절방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy; IMRT)에서 영상유도 시스템은 치료의 정확성 확보에 유리하다. 특히 골반치료의 경우 장기들의 위치와 모양이 환자상태 및 외부적 환경에 따라 변형이 발생하여 치료 전 확인이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 직장암 치료 시 골반 내 변화요인을 분석하였고, 자세의 재조정 방법을 고안해 적용하고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 시행한 직장암 환자 40명을 대상으로 하였고, 환자들의 치료 전 영상 530건을 분석하였다. 평가 항목으로 골격구조, 방광, 직장 내 가스, 소장, 연부조직, 체중감소 여부를 매우 좋음, 좋음, 나쁨 3단계로 구분하였고 각각의 건수와 비율을 산출하였다. 나쁨의 경우가 1개 이상 시 각각의 방법으로 해당 항목에 대해 재조정을 시행하였으며 그 비율을 구하였다. 결 과: 각각의 평가조건에서 치료하기에 매우 좋은 경우는 19.2 %였다. 치료에 적절한 경우는 54.9 %, 치료에 부적절한 경우는 25.8 %였으며, 치료에 부적절한 경우에는 재조정을 시행하여 치료 진행을 하였다. 결 론: 골반 내 장기의 변화는 같은 환자일지라도 치료 시 마다 다른 결과를 나타냈다. 평가 지표에 따라 진행이 부적절한 경우는 25.8 %였으며 재조정을 통하여 환자 자세 재현성을 확보 후 치료가 가능하였다. 따라서 정밀하게 계획되는 IMRT의 직장암 치료 시에는 영상유도시스템을 이용하여 정확한 치료가 필요하다 사료된다.

목 적: 유방암 방사선 치료에서 조직등가보상체의 단점을 해결하기 위해 황동그물망보상체(Brass mesh bolus)가 최근 연구되고 있다. 본 연구의 목적은 국내에 처음 소개되는 황동그물망보상체의 안정성을 조사하고, 표면선량을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 조직등가보상체 5 mm와 가장 비슷한 황동그물망보상의 두께를 확인하기 위해 표면선량을 측정하였다. 6 MV 선형가속기와 광자극형광선량계(optically stimulated luminescent dosimeter, OSLD)를 사용하였다. 흉곽팬텀을 이용한 2문 대항접선조사를 황동그물망보상체와 조직등가보상체의 비교를 통하여 연구에 적용하였다. 결 과: 표면선량 측정을 기반으로 조직등가보상체 5 mm와 가장 유사한 두께는 황동그물망보상체를 두 겹에 해당되는 3 mm였고, 평균 상대오차율은 0.38 %였다. 흉곽팬텀을 사용한 황동그물망보상체의 표면선량은 조직등가보상체에 비해 약 1.069배 증가하였다. 결 론: 본 실험에서 황동그물망보상체는 기존 조직등가보상체 선량균등도가 향상된 것으로 확인되었다. 실험을 바탕으로 황동그물망보상체가 기본 조직등가보상체를 대체 가능 할 것으로 사료된다. 하지만 다양한 임상적 평가가 필요할 것으로 사료된다.