• 대한방사선치료학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.21-28
• /
• 2014

목 적 : 비소세포 폐암의 치료용적의 크기가 크거나 폐 용적이 작고, 몸의 정중선(Mid line)에 위치한 경우 척수의 허용선량을 고려한 방사선치료계획에서 폐 선량이 많아지게 되는데, 본 연구는 비소세포 폐암 환자의 3차원입체조형치료(Three dimensional conformal radiotherapy, 3D CRT), 제한된 각도를 이용한 세기변조방사선치료(Intensity modulated radiotherapy, IMRT)와 용적변조회전치료(Volumetric Modulated Arc therapy, VMAT) 치료계획을 각각 적용하여 전체 폐 선량을 비교 및 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : TrueBeam STx($Varian^{TM}$, USA) 10 MV 에너지를 이용하여 4명의 환자에 대하여 3D CRT, 제한된 각도를 이용한 IMRT와 VMAT 치료계획을 세우고, 총 선량 66 Gy/30 Fx 처방하였을 때, 선량용적히스토그램(Dose Volume Histogram, DVH)을 이용하여 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV), 전체 폐 그리고 척수에 들어가는 선량을 평가하였다. PTV에 대한 처방선량지수(Conformity Index, CI), 선량균질지수(Homogeneity index, HI), 처방선량포함지수(Paddick's Conformity Index, PCI)를 구하고, 폐의 30 Gy 용적($V_{30}$), $V_{20}$, $V_{10}$, $V_5$, 평균선량(Mean dose)을 평가하고, 척수의 최대선량 값을 평가하였다. 결 과 : PTV에 대한 CI, HI, PCI의 평균값은 각각 $0.944{\pm}0.009$, $1.106{\pm}0.027$, $1.084{\pm}0.016$으로 평가되었다. 전체 폐에 대한 첫 번째 환자의 $V_{20}$은 3D CRT, IMRT, VMAT 각각 30.7%, 20.2%. 21.2%, 두 번째 환자의 $V_{20}$은 33.0%, 29.2%. 31.5%, 세 번째 환자의 $V_{20}$은 51.3%, 34.3%. 36.9%, 네 번째 환자의 $V_{20}$은 56.9%, 33.7%. 40%로 제한된 각도를 이용한 IMRT 치료계획에서 가장 낮게 평가되었다. 척수에 대한 최대선량 값은 모두 허용선량 미만으로 평가되었다. 결 론 : 비소세포 폐암의 방사선치료계획에서 3D CRT와 비교했을 때, 제한된 각도를 이용한 IMRT나 VAMT을 이용하면 척수의 허용선량을 넘지 않으면서 폐 선량을 줄여줄 수 있는 치료계획을 세울 수 있었다. IMRT와 VAMT을 비교해보면 PTV의 선량포함과 척수선량을 고려했을 때 IMRT 치료계획에서 보다 좁은 각도를 이용한 치료계획이 가능하였고, 이는 폐 선량을 좀 더 줄여줄 수 있는 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.11-19
• /
• 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.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.31-43
• /
• 2015

목 적 : 정위적체부방사선치료(Stereotatic body radiation therapy, SBRT)는 원발성 종양과 전이성 종양의 치료법으로 이용되어진다. SBRT는 높은 선량을 전달하기 때문에 MU(Monitor unit)의 증가로 치료시간이 길어지고 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV) 주변의 정상장기를 효과적으로 보호할 수 있는 치료계획이 필요하다. 특히 다중표적의 경우 SBRT를 여러 번에 나누어 치료해야하거나 선량 겹침으로 인한 고 선량 영역(Hot spot)이 생길수도 있다. 본 연구는 다중표적 간암에서 TrueBeam STx(Varian, USA)의 무편평화여과기선질(Flattening filter free, FFF) beam을 이용한 용적변조회전치료(Volumetric modulated arc therapy, VMAT)의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 다중표적 간암의 SBRT를 시행하는 5명의 환자를 대상으로 TrueBeam STx의 10MV FFF beam을 이용한 VMAT과 15MV 편평화여과기선질(Flattening filter, FF) beam을 이용한 입체조형치료(conformal radiotherapy, CRT)계획을 세웠다. 두 치료계획을 비교하기 위하여 선량용적히스토그램(Dose Volume Histogram, DVH)을 이용하여 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV), 간, 십이지장, 장, 식도, 척수에 들어가는 선량을 평가하고 전체 MU 값을 비교하였다. 또한 두 치료계획의 치료시간을 비교하기 위하여 Beam on time을 평가하였다. 결 과 : PTV에 대한 처방선량지수(Conformity Index, CI), 선량균질지수(Homogeneity index, HI), 처방선량포함지수(Paddick's Conformity Index, PCI)의 평균값은 VMAT에서 각각 $1.006{\pm}0.028$, $1.098{\pm}0.016$, $1.132{\pm}0.084$, CRT에서 $1.381{\pm}0.419$ $1.136{\pm}0.042$, $1.534{\pm}0.465$로 평가되었다. 정상장기에 대한 선량은 CRT에서 VMAT 보다 약 1.8배 높은 선량으로 평가되었다. 전체 MU값은 VMAT에서 약 1.3배 높게 평가되었고 VMAT과 CRT 두 치료계획의 평균 Beam on time은 각각 6.8분, 21.3분으로 평가되었다. 결 론 : 다중표적 간암의 정위적체부방사선치료에서 FFF Beam을 이용한 VMAT을 적용하면 선량 겹침 없이 다중표적을 한 번에 치료할 수 있으며 PTV의 선량포함을 만족하면서 주위의 정상장기를 더 효과적으로 보호할 수 있는 치료계획이 가능하다. 또한 FFF Beam의 높은 선량률(Dose rate)을 이용하여 치료시간을 단축시켜 치료 중 발생할 수 있는 오차를 감소시킬 수 있다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제30권1_2호
• /
• pp.9-16
• /
• 2018

목 적 : 뇌 정위적 방사선수술은 외과적 수술로 인한 합병증 발생 비율이 높은 질환을 비침습적으로 치료할 수 있다. 하지만 뇌 정위적 방사선수술은 방사선을 이용하기 때문에 분할방사선치료와 같이 방사선에 의한 부작용을 동반할 수 있다. 두경부 등의 분할방사선치료 시 방사선에 의한 부작용을 줄이기 위해 Coplanar Volumetric Modulated Arc Therapy(C-VMAT)와 Non-Coplanar Volumetric Modulated Arc Therapy(NC-VMAT)가 주변 정상조직에 미치는 영향에 대한 분석이 이루어졌지만, 뇌 정위적 방사선수술에서는 이러한 내용들이 분석되지 않았다. 본 연구에서는 뇌 정위적 방사선수술을 실시한 환자를 대상으로 C-VMAT과 NC-VMAT을 비교, 분석하여 NC-VMAT의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 뇌 정위적 방사선수술 13건을 대상으로 하였으며, C-VMAT, NC-VMAT 치료 계획을 진행하였다. 치료 계획 용적은 최소 0.78 cc에서 최대 12.26 cc의 용적을 가지고 있었으며, 처방 선량은 15~24 Gy가 처방되었다. 치료 장비는 trueBEAM Stx(Varian Medical Systems, USA)을 사용하였으며, 치료 계획에 사용된 에너지는 6 MV Flattening Filter Free(6FFF) X-선을 이용하였다. C-VMAT 치료계획은 half 2 Arc 또는 full 2 Arc를 사용하여 치료계획을 진행했으며, NC-VMAT 치료계획은 $40{\sim}190^{\circ}$의 Arc를 3~7개 사용하고, couch의 각도 또한 3~7개의 각도로 구성하여 치료계획을 진행하였다. 결 과 : 최대선량의 평균 값은 C-VMAT에서 $105.1{\pm}1.37%$로 나타났으며, NC-VMAT에서는 $105.8{\pm}1.71%$로 나타났다. C-VMAT의 처방 선량 지수(Conformity index)는 $1.08{\pm}0.08$로 나타났고, 선량 균질 지수(Homogeneity Index)는 $1.03{\pm}0.01$로 나타났다. NC-VMAT의 처방 선량 균질지수는 $1.17{\pm}0.1$, 선량 균질지수는 $1.04{\pm}0.01$로 나타났다. 뇌의 $V_2$, $V_8$, $V_{12}$, $V_{18}$, $V_{24}$는 C-VMAT에서 $176{\pm}149.36cc$, $31.50{\pm}25.03cc$, $16.53{\pm}12.63cc$, $8.60{\pm}6.87cc$, $4.03{\pm}3.43cc$로 나타났으며, NC-VMAT에서는 $135.55{\pm}115.93cc$, $24.34{\pm}17.68cc$, $14.74{\pm}10.97cc$, $8.55{\pm}6.79cc$, $4.23{\pm}3.48cc$로 나타냈다. 결 론 : 최대선량과 처방 선량 지수, 선량 균질 지수 항목에서는 C-VMAT과 NC-VMAT이 큰 차이를 보이지는 않았다. 뇌의 선량 당 용적은 $V_2{\sim}V_{18}$까지 구간에서 값의 차이는 최소 0.5 %에서 최대 48 %의 차이가 나타냈다. $V_{19}{\sim}V_{24}$까지 구간에서 값의 차이는 최소 0.4 %에서 최대 4.8 %의 차이가 나타냈다. 방사선괴사(Radionecrosis)가 발생하기 시작하는 $V_{12}$ 용적의 평균 값을 비교해본 결과 NC-VMAT 이 C-VMAT 대비 약 12.2 % 적은 용적을 포함하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로 볼 때 NC-VMAT 치료 계획을 수립한다면, $V_2{\sim}V_{18}$의 용적을 줄일 수 있기 때문에 방사선괴사를 줄일 수 있을 것이라 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제33권
• /
• pp.137-144
• /
• 2021

목 적 : VMAT을 이용한 쇄골 상부 림프절을 포함하는 왼쪽 유방암 치료 시 X-Jaw를 나눈 치료계획과 기존 Full field VMAT 치료계획과의 선량분포를 비교 분석하여 X-Jaw split VMAT의 유용성을 평가하였다. 대상 및 방법 : 쇄골 상부 림프절을 포함하는 왼쪽 유방암 환자 10명을 대상으로 Vacuum cushion을 이용하여 CT simulation 하고 2 Arc Full field VMAT과 4 Arc X-Jaw split VMAT을 각각 치료계획 하였다. 각 치료계획은 처방 선량(Prescription dose)이 치료계획표적용적(Planning Target Volume, PTV)의 95% 이상 포함이 되고 주변 정상장기(Organ at risk, OAR)에 최소한으로 조사되도록 설계하였다. 이후 선량체적용적(Dose volume histogram, DVH)을 통해 PTV과 OAR의 대한 선량분석을 하였다. 결 과 : 10명의 환자의 Full field VMAT치료계획과 X-Jaw split VMAT치료계획의 데이터를 평균값으로 나타내어 비교하였다. 처방선량지수(conformity index, CI) 1.05±0.04, 1.04±0.03, 선량균질지수(homogeneity index, HI) 1.07±0.008, 1.07±0.009 로 두 치료계획 간 차이는 크지 않았다. OAR의 경우 왼쪽 폐의 V5 56.1±6.50%, 50.4±6.30%, V20 20.0±4.15%, 13.52±3.61% 로 Full field VMAT대비 X-Jaw split VMAT에서 V5이 10.0% V20은 32.6% 감소하였다. 심장의 V30은 3.68±1.85%, 2.23±1.52%, 평균 선량은 8.93±1.65 Gy, 7.67±1.52 Gy로 X-Jaw split VMAT에서 V30은 39.3%, 선량은 14.1% 감소하였다. 정상조직인 왼쪽 폐와 심장은 통계적 유의 수치인 p-value 0.05미만으로 나타났다. 결 론 : PTV의 체적이 크고 X Jaw의 길이가 15 cm 이상이 되는 쇄골 상부 림프절을 포함하는 왼쪽 유방암치료의 경우 X-Jaw split VMAT 치료계획은 기존의 치료계획과 동등한 HI와 CI로 유사한 PTV coverage를 유지 하면서 개선된 선량분포를 나타내 OAR인 폐와 심장 등의 방사선량을 줄일 수 있어 부작용을 줄이는데 효과적이라고 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제25권2호
• /
• pp.110-115
• /
• 2014

원발성 폐암의 정위적 체부 방사선치료(Stereotatic Body Radiation Therapy; SBRT)시에, 종양주위의 빔 배열을 균등하게 한 $360^{\circ}$회전각도(Equally angles; EA)와 종양주위의 빔 배열을 부분각도(Partially angles; PA)로 배열한 치료계획의 선량차이를 확인하기 위하여, 세기조절방사선치료(Intensity-modulated radiation therapy, IMRT)와 체적변조회전치료(Volumetric-modulated arc therapy, VMAT)의 종양의 선량, 동측 폐의 선량, 반대측 폐의 선량, 손상위험장기(Organ at risk, OAR)의 선량, 치료효율 등을 비교분석 하였다. 12명의 환자에서 각각 4종류($IMRT_{EA}$, $IMRT_{PA}$, $VMAT_{EA}$, $VMAT_{PA}$)의 치료계획을 생성하였으며, 처방선량은 총 선량 60 Gy, 4회 분할치료로 표적체적 95%에 대해 100% 선량이 포함되게 하였다. IMRT와 VMAT의 치료계획 평가에서 $360^{\circ}$회전각도의 빔 균등배열과 부분각도 빔 배열에서 변수중 선량일치지수, 균질성지수, 고선량 유출, $D_{2cm}$, $R_{50}$은 빔 배열에 따라 크게 차이가 나지 않았다. 또한 손상위험장기인 척수, 기관지, 식도의 최고선량은 각각의 방법에 따라 차이를 나타내었다. 특히 $HDS_{location}$에서 21.63%와 26.46%의 큰 차이를 나타내었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제33권
• /
• pp.89-97
• /
• 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, RANDO^TM phantom, USA)의 전산화 단층촬영 영상에 전산화치료계획시스템(Eclipse^TM 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 D_max를 구하였고, 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)에 대한 최소선량(Minimum Dose, D_min)과 평균선량((Mean Dose, D_mean), 최대선량(Maximum Dose, D_max)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 D_max 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 D_mean 700 cGy 이상의 유의한 선량 차이가 나타났다. 방광의 D_mean을 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.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.25-31
• /
• 2019

목 적: 본 연구는 두경부암 환자의 kVCT와 MVCT영상에서 치아 인공물의 체적을 비교하고, MVCT영상에서 치아체적을 얻은 후 kVCT영상에 배정하여 치아체적 및 주변 정상조직의 전자밀도 교정 후 치료계획체적(PTV) 선량변화를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 본원의 Radixact^® X9에서 세기조절방사선치료를 받은 5명의 두경부암 환자를 대상으로 하였다. 환자의 MVCT영상에서 치아 및 주변 정상조직의 체적을 그린 후 kVCT영상에 영상정합 후 역방향 전산화 치료계획을 실시하였다. 처방선량지수와 선량균질지수를 이용하여 PTV 선량을 평가하였다. 결 과: kVCT영상과 MVCT영상에서 얻은 금속 인공물의 체적을 비교한 결과 평균 3.49±2.61cc, 최대 7.43cc의 차이를 보였다. PTV는 내부 치아가 충분히 포함된 곳으로 제한하였으며, PTV 선량평가 결과 인공물을 보정하지 않은 kVCT의 전산화치료계획의 CI값의 평균은 0.86, MVCT영상을 통해 인공물을 보정 한 kVCT의 CI값은 평균 0.9로 평가되었다. 결 론: 금속 인공물의 보정 없이 전산화치료계획이 이루어졌을 때 PTV의 선량이 저평가 되어 선량 불확실성이 발생됨을 알 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제30권1_2호
• /
• pp.161-167
• /
• 2018

목 적 : 동일 선상축(co-axial image)의 다발성 뼈 전이암에 대한 하이브리드 세기변조(modified hybrid-VMAT) 계획의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 동일 선상축의 다발성 뼈 전이암환자 총 5명을 대상으로 치료계획시스템(Ray station, 5.0.2.35, Sweden)을 이용하여 치료계획을 수립하였다. 치료계획용적(planning target volume, PTV) 처방 선량은 30 Gy로 설정하여 총 3가지 치료계획: 용적변조회전치료계획(volumetric modulated arc therapy, VMAT); 배경방사선(background)을 고려하지 않은 하이브리드 용적변조회전치료계획(hybrid VMAT, VMAT(h)); 배경방사선을 고려한 하이브리드 용적변조회전치료계획(modified hybrid VMAT, VMAT(mh))을 비교하였다. 선량용적히스토그램(dose volume histogram, DVH)을 이용하여 PTV의 maximum dose($D_{max}$), mean dose($D_{mean}$), 처방선량지수(conformity index, CI), 선량균질지수(homogeneity Index, HI) 및 손상위험장기(organ at risk, OAR)의 선량을 분석하였다. 또한 monitor unit(MU)와 치료시간(beam on time)을 분석하였다. 결 과 : VMAT, VMAT(h)과 VMAT(mh)의 PTV $D_{max}$는 3188.33 cGy, 3526 cGy, 3285.67 cGy이고, $D_{mean}$은 3081 cGy, 3252 cGy, 3094 cGy이고, CI는 $1.35{\pm}0.19$, $1.43{\pm}0.12$, $1.30{\pm}0.06$이고, HI는 $1.06{\pm}0.01$, $1.14{\pm}0.06$, $1.09{\pm}0.02$로 평가되었다. VMAT(h)과 VMAT(mh)의 OAR은 3 % 증가와 18 % 감소하는 것으로 평가되었다. 추가적으로 평균 MU는 904.90, 911.73, 1202.13 그리고 평균 Beam on time은 $128.67{\pm}10.97$초, $167.33{\pm}7.57$초, $190.33{\pm}4.51$초 소요되었다. 결 론 : 다중표적 치료 시에는 modified Hybrid-VMAT를 적용하면 선량의 겹침이 보정되어 과선량(over dose) 조사되는 것을 방지하는 다중표적을 치료할 수 있다. 그리고 PTV의 선량포함을 만족하면서 주위의 정상장기를 더 효과적으로 보호할 수 있는 치료계획이 가능하다. 또한 modified Hybrid-VMAT의 임상적 효능을 확인하기 위해 많은 수의 환자를 대상으로 한 장기 추적 관찰이 필요하다.