• Radiation Oncology Journal
• /
• 제16권4호
• /
• pp.399-408
• /
• 1998

목적 : 본 연구는 비인강암 환자의 방사선치료에서 기존의 2차원적 치료계획과 3차원 입체조형 치료계획을 비교 분석하여 3차원적 치료계획의 우월성을 입증하고자 하였다. 대상 및 방법 : 병기가 T4인 환자를 대상으로 하였으며, 두 치료계획 모두 기존의 2차원적 치료방법으로 50.4Gy가 조사된 후 추가조사하는 과정을 2차원적 치료계획과 3차원적 치료계획으로 구분하여 수립하였다. 치료계획의 비교는 선량통계, 선량체적히스토그람, 국소제어율, 그리고 정상조직손상확률을 이용하여 시행하였다. 결과 : 3차원적 치료계획에서 2차원적 치료계획과 비교하여 계획용표적체적의 선량균일성이 더욱 향상되었으며 평균선량도 15.2$\%$의 증가를 보였다. 또한 종양 주위의 정상 장기인 측두엽, 뇌간, 이하선 및 측두하악골관절에 조사되는 평균선량은 3차원적 치료계획에서 낮았다. 종양제어확률은 3차원적 치료계획에서 2차원적 치료계획에서보다도 6$\%$ 증가하였으나 정상조직손상확률은 측두엽, 뇌간, 이하선, 측두하악골관절, 그리고 시신경교차 등 대부분의 정상장기에서 낮았다. 결론 : 3차원 입체조형치료계획은 2차원적 치료계획에 비교하여 종양의 국소제어율을 증가시킬수 있는 우월한 치료법임이 증명되었으나 임상적으로도 같은 결과를 가져올 지는 향후 전향적인 임상 연구가 요구된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
• /
• 한국의학물리학회 2005년도 제30회 춘계학술대회
• /
• pp.11-15
• /
• 2005

입체조형 및 세기조절 방사선치료가 보편화되어 가고 있는 현 시점에서, 치료율을 높이기 위해 종양처방선량은 증가시키는 반면 부작용은 최소화하고자 하는 요구가 증가하고 있다. 셋업오차 및 체내운동(internal motion)은 이러한 요구를 충족시키는데 대한 한계로 작용하고 있다. 4차원방사선치료(4-dimensional radiation therapy)는 체내운동을 최소화시키거나 또는 움직임을 추적하여 방사선치료를 시행함으로써 “종양선량최대화/정상조직선량최소화”라는 고정밀방사선치료의 요구에 부응할 수 있는 치료기술로 기대를 모으고 있다. 체내운동은 호흡에 의한 움직임과 같이 단기적으로 발생되는 조사분할내(intra-fraction)와 종양의 수축, 체중 변화 등과 같이 장기적으로 발생하는 조사분할간(inter-fraction)움직임으로 구분되는데, 본 연제에서는 주로 조사분할내 움직임, 즉 호흡에 의한 움직임에 대처하는 4차원방사선치료를 위한 동적영상 획득 및 방사선치료계획과정에 초점을 맞추어 소개하고자 한다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.15-22
• /
• 2002

1. 목적 : 방사선종양학과에서 3차원 치료계획용 전산화단층촬영 시 조영제 주입율에 따른 CT 값(hounsfield unit, H.U) 변화를 정량적으로 평가하여 최적의 영상증강효과 및 방사선치료계획을 위한 기초 프로토콜을 제시하고자 한다. 2. 대상 및 방법: 연세암센터 방사선종양학과에서 3차원 치료계획용 전산화단층촬영을 시행한 상복부(폐암)환자 20명을 대상으로 하였다. 조영제 양(130mL)은 일정하게 고정하였고, 조영제주입율을 1.2, 1.5, 2.0 mL/sec로 변화시켜가며 조영제를 주입하면서 3차원 방사선치료계획영상에 적합한 조영제주입율(contrast flow rate)과 지연시간(delay time)을 도출하였고, CT 값을 측정하여 정량적 평가를 시행하였다. 관심부위는 폐동맥과 폐정맥으로 하였다. 그리고, 환자 기본정보, 조영제주입율, H.U 등 영상증강에 영향을 미치는 인자들을 통계처리 프로그램인 SPSS를 이용하여 최적의 영상을 획득할 수 있는 기초 프로토콜을 작성하였다. 3. 결과 : 폐암환자의 전산화단층촬영영상 획득 시 3차원 방사선치료계획에 적합한 영상을 얻을 수 있는 조건중 조영제주입율은 1.5 mL/sec 이었고, 지연시간은 $60{\sim}70$초이었다. 통계처리를 수행한 결과 환자의 기본정보 및 조영제주입율 등이 영상증강에 영향을 미치는 인자임을 알 수 있었다. 본 연구에서 작성한 기초 프로토콜을 이용하여 3차원 방사선치료계획 시 정확한 종양 및 정상조직 설정이 용이하게 되어 방사선치료 효율을 극대화 할 수 있었다. 4. 결론 : 방사선종양학과에서 3차원 치료계획용 전산화단층촬영 시 사용할 수 있는 기초적인 영상획득 프로토콜을 도출하였고, 향후 더 많은 임상경험과 정량적 평가가 수반된다면 임상에 적극 사용할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제20권1호
• /
• pp.14-20
• /
• 2009

본 연구에서는 복부 전용 팬톰을 이용하여 폐 종양을 모델로 실시간 종양 추적 치료 시 종양에 대한 선량 분포와 종양 부근에 인접하여 상대적으로 움직임이 작은 주요장기인 척추의 선량 분포를 3차원과 4차원 전산화 치료계획을 통하여 나타난 선량분포에 대하여 Gafchromic 필름을 이용하여 선량을 비교평가 하였다. 비교 결과 종양의 선량 분포는 감마 지표 3%, 1 mm를 기준으로 일치도가 3차원 및 4차원에서 각각 90.6%, 97.64%이었고, 척추에서는 감마 지표 3%, 2 mm를 기준으로 3차원 및 4차원에서 각각 57.13%, 90.4%로 나타났다. 종양 및 척추에서 4차원 전산화치료계획 계산값은 측정값과 비교할 경우 근소한 차이를 보였으나 3차원 전산화 치료계획 시 종양에 근접하여 움직임이 작은 척추에서는 계산값과 측정값의 차이가 크게 나타났다. 따라서 사이버나이프와 같은 장비를 이용하여 호흡에 따라 움직이는 종양을 대상으로 실시간 종양추적 치료 시 4차원 전산화 치료계획이 반드시 필요하다고 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제15권4호
• /
• pp.287-296
• /
• 1997

목적 : 사골동 암의 방사선치료에서 3-차원 입체조형 치료를 적용해보고 기존의 2-차원 치료 계획방법과 3-차원 입체조형 치료계획방법의 차이점을 비교분석하여 3-차원 입체조형 치료의 장단점을 제시하고자 하였다. 대상 및 방벌 : 사골동 암 4례에서 수립된 2-차원 치료계획과 3-차원 입체조형 치료계획을 각각의 환자에서 계획용 표적체적의 등가선량 분포, 선량통계, 그리고 선량체적 히스토그람을 비교 검토하였다. 주변 정상조직에 조사된 방사선량은 점선량 계산치와 선량체적 히스토그람을 이용하여 비교하였다. 결과 : 각기 환자에서 선량 통계 및 등가 선량 분포를 비교한 결과 3-차원 입체조형 치료계획이 2-차원 치료계획보다 계획용 표적체적내의 선량이 훨씬 균일하게 분포되었다. 또한 시신경 교차나 뇌간 등의 주변 정상장기에서는 방사선량이 감소된 경향이 있었으나 표적체적의 양 측면에 위치한 안구나 시신경에선 3-차원 치료계획의 우월성을 입증할 수 없었다. 결론: 사골동 암의 방사선 치료에서 3-차원 입체조형 치료는 기존 치료법이 갖는 여러 가지 한계점을 어느 정도 극복할 수 있는 우월한 치료법임이 증명되었으나 이를 보완할 수 있는 여러방면의 다각적인 연구노력이 필요하리라 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제16권4호
• /
• pp.455-467
• /
• 1998

목적 : 방사선치료계획시 호흡에 의한 장기의 움직임이 고려하는 경우 호흡이 방사선치료에 따른 합병증 발생에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 3차원 입체조형치료를 받은 간암 환자 4례를 대상으로 하여 방사선치료 계획용컴퓨터상에서 재분석을 하였다. 호흡주기에 따라 방사선치료를 시행 받는다고 가정하여 계획용표적체적의 상하 범위를 줄여 기존의 2-차원 치료계획을 시행한 경우와 자유롭게 호흡하면서 계획된 3-차원 입체조형치료에서 정상간과 주변정상장기의 선량체적히스토그람과 normal tissue complication probability(NTCP)를 비교하였다. 결과 : 간의 호흡에 의한 상하 운동범위는 2-3cm 이었고 호흡주기에 따른 기존의 2차원 방사선치료 방법과 자유롭게 호흡하면서 시행된 3-차원적 입체조형치료 간의 계획용표적체적과 잔여정상간, 주변정상장기의 선량체적히스토그람의 뚜렷한 차이는 관찰할 수 없었다. 또한 정상잔여간의 NTCP의 차이도 관찰할 수 없었다. 결론 : 간에 대한 방사선치료시 호흡에 의해 장기의 움직임을 고려한 방사선치료계획은 방사선치료에 따른 합병증 발생에 매우 중요한 역할을 할 것으로 생각되었고 향후 이 문제점을 극복할 수 있는 많은 연구가 필요 할것으로 생각된다.

• 대한두경부종양학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.151-157
• /
• 2005

목적: 다양한 발생부위에서 발생한 두경부종양을 대상으로 3차원 입체조형치료를 시도하여 표적체적 내 선량균일성과 주변장기의 선량분포변하를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1995년 1월부터 1996년 12월까지 3차원 입체조형치료를 시행 받은 38명에 분석을 시행하였다. 3차원 입체조형 치료는 동일평면 또는 비동일평면상에서 4개에서 14개의 조사면 수로 시행되었다. 3차원 입체조형치료계획시 표적 체적에 $50{\sim}82Gy$의 선량을 처방하였고, 이하선 안구, 척수, 측두하악관절 등을 보호하고자 하였다. 3차원 입체조형치료 계획을 기존의 2차원 치료계획과 비교하기 위하여 표적체적과 주변정상자기의 선량체적히스토그램, 평균선량, 표적체적 내에서 처방선량의 $95{\sim}105%$의 선량이 분포하는 체적을 비교하였다 치료계획에서 실제 치료시까지 소용되는 비용효과를 비교하였다. 대상환자의 평균추적기간은 34개월이었다. 결 과: 3차원 입체조형시료는 2차원 치료에 비해서 표적체적내 평균선량이 평균 10% 증가하였고, 주변정장기에 조사되는 방사선량이 현저히 감소됨을 관찰할 수 있었고 표적체적에 대한 등선량 곡선 분포가 우수함을 관찰할 수 있었다. 결 론: 3차원 입체조형치료는 두경부종양에서 표적체적의 선량 균일성이 증가하였고, 주변장기의 보존이 가능할 것으로 생각되었다. 따라서 본 저자들은 3차원 입체조형치료가 두경부종양에서 국소제어율과 무질병생존율 향상에 기여할 것으로 생각하였다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제18권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2000

목적 : 비인강암에서 방사선치료는 근치적 목적으로 사용되고 있으나 방사선치료 후 이하선 기능 저하에 따른 구강 건조증이 생기는 것이 문제이다. 방사선치료에 의한 구강 건조증의 발생을 감소시키기 위해 방사선조사시 이하선을 보호하는 새로운 치료 기법을 개발하고자 하였다. 대상 및 방법 : 림프절 전이가 없고 종양의 침범 범위가 서로 상이한 비인강암 4례를 대상으로 2가지의 새로운 치료계획을 수립하고 기존의 2차원 통상치료계획과 비교하였다. 치료계획-A는 기존의 2차원 통상치료 방법이며, 치료계획-B는 져 Gy 이후에 축소조사를 3차원 입체 조형치료로 하는 것이며, 치료계획-C는 방사선 치료 처음부터 3차원 입체 조형치료를 이용하여 양측 이하선을 방사선 조사영역에서 제외시키면서 30.6 Gy에서 척수 차폐를 시행하고 져 Gy 이후에 축소조사시 비동일 평면 3차원 입체조형치료를 시행하는 방법이다. 위 3가지 치료계획은 모두 70.2 Gy의 선랸을 계획용 표적체적내 회전중심점에 처방하여 각 치료계획마다 계획용 표적체적과 이하선의 등선량 분포, 선량체적 히스토그람(dose volume histogram, DVH), 선량통계(dose statistics), 정상조직손상확률(normal tissue complication probability, NTCP)을 비교하였다. 결과 : 전 예의 환자에서 치료 표적 부위의 등선량 분포, 선량통계와 선량체적 히스토그람상 치료계획-C에서 치료선량이 표적체적 내에 보다 균일하게 조사되었다. 선량통계분석에서 이하선에 조사되는 평균 방사선량은 치료계획-C에서 가장 적었으며(치료계획-A 58 Gy, 치료계획-B 50 Gy, 치료계획-C 48.5 Gy), 46 Gy가 조사되는 체적도 가장 적었다(치료계획-A 100$\%$, 치료계획-B 98$\%$, 치료계획-C 69$\%$). 선량체적 히스토그람도 치료계획-C에서 가장 우수하였고, 선량체적 히스토그람을 이용하여 계산된 정상조직 부작용 확률도 치료계획-C에서 가장 낮았다. 결론 : 방사선치료 초기부터 3차원 입체조형치료를 적용하여 이하선을 치료 조사영역에서 제외하고, 축소 조사시에 다양한 조사방향을 가능하게 하기 위해 45 Gy 이전에 척수 차폐(spinal cord block)를 적용하는 이 같은 새로운 방사선치료 기법이 림프절 전이가 없는 비인강암의 환자에서 구강 건조증 발생을 감소시키는 방사선치료기법으로 추천될 수 있다고 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제28권4호
• /
• pp.238-248
• /
• 2010

목적: 폐암환자의 종양추적 정위방사선치료에서 삼차원 및 사차원치료계획의 선량분포 차이를 비교하였고 선량계산 알고리즘에 따른 폐의 비균질성 보정 결과에 커다란 차이가 있음을 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 7명의 폐암환자를 대상으로 전향적 호흡동조된 사차원 컴퓨터단층촬영 영상을 얻었다. 획득한 영상은 환자의 호흡에 대응하는 10개의 삼차원단층촬영 영상이며 이를 바탕으로 사차원치료계획이 수립되었다. 사차원 치료계획에서는 종양과 주변장기의 움직임을 고려하여 X선의 방향과 선량분포를 최적화한다. 사차원치료계획에서 최적화된 빔을 호흡의 50% 위상에 해당하는 한 개의 삼차원단층촬영 영상에 동일하게 적용하여 삼차원치료계획을 만들었다. 삼차원 및 사차원 치료계획에서 선량계산을 위하여 각각 Ray-tracing과 몬테칼로 알고리즘을 사용하였다. 수립된 4개의 치료계획에서 처방선량의 종양체적 포함률 종양체적의 95%를 포함하는 선량인 D95, 종양의 최대선량, 그리고 척수의 최대선량을 비교하였고 종양의 위치에 대한 연관성도 함께 고찰하였다. 결론: 몬테칼로 알고리즘을 사용한 삼차원 및 사차원 치료계획에서 종양이 폐의 하엽에 위치해 있는 경우에는 사차원치료계획에서 종양 포함률이 평균 4.4% 높았던 반면에 종양이 폐의 중엽이나 상엽에 위치해 있는 경우에는 반대로 평균 4.6% 낮았다 또한 D95도 종양이 폐의 하엽에 위치해 있는 경우에는 사차원치료계획에서 평균 4.8% 높았던 반면에 종양이 폐의 중엽이나 상엽에 위치해 있는 경우에는 반대로 평균 1.7% 낮았다. 척수의 최대선량에 대한 비교에서도 종양과 유사한 경향이 나타났다. 치료계획의 차원과 무관하게 Ray-tracing과 몬테칼로 알고리즘 사이의 선량계산 차이는 평균 30% 정도로 몬테칼로 알고리즘을 사용하였을 때 처방선량이 포함하는 종양의 부피는 크게 줄어들었다. 결론: 폐 종양의 삼차원 및 사차원 치료계획 사이의 차이를 종양과 척수의 선량분포를 통해 비교하였다. 두 치료계획 사이에서 planning target volume (PTV) 포함률이나 D95와 같이 종양과 관련된 선량학적 인자들의 차이 또는 척수의 최대선량 차이는 종양의 이동크기와 형태변화의 정도에 밀접하게 연관되어 있는 것으로 나타났다. 또한, 치료계획의 차원과 무관하게 몬테칼로 알고리즘을 사용하면 처방선량이 포함하는 PTV 포함률이나 D95가 크게 줄어드는 것을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제25권4호
• /
• pp.233-241
• /
• 2014

본 연구에서는 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 이용하여 방사선 치료계획 시 3차원 흡수선량 분포 검증을 위한 정도 관리 소프트웨어를 개발하여 겔을 이용한 3차원 선량분석 방법을 제시하고자 한다. 우선 치료계획상의 3차원 흡수선량 데이터와 측정한 겔 광학밀도 데이터의 입출력 기능을 구현하였고, 변환 테이블을 이용하여 광학밀도를 흡수선량으로 변환하는 기능을 구현하였다. 겔에서 측정된 흡수선량과 치료계획상의 흡수선량 분포간의 기하학적 매칭을 위하여 3D 볼륨 데이터의 x, y, z 방향 및 회전 변환을 구현하였다. 매칭이 완료된 두 선량 분포간에 일치도를 검증하기 위하여 3차원 감마 인덱스알고리듬을 구현하였고, 감마 통과 지도(gamma passing map) 기반의 일치도 확인 기능을 구현하였다. 광학밀도와 흡수선량간의 관계를 분석하기 위하여 원기둥 형태의 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 대상으로 X-선 전산화 단층촬영기를 이용하여 CT 영상을 획득하였고, 방사선 치료계획 시스템(Eclipse, Varian, Palo Alto)을 이용하여 원반 형태의 6개의 가상 표적을 생성하여, 각각에 1 Gy에서 6 Gy까지 선량이 전달되도록 입체조형 방사선 치료계획을 수립하였다. 다음으로 광학 CT 스캐너($Vista^{TM}$, Modus Medical Devices Inc, Canada)를 이용하여 기준 투영 영상들을 획득하였고, 치료계획과 동일하게 겔에 방사선을 조사하였다. 조사2시간 후 매 2시간 간격으로 광학 CT 스캐너로 투영 영상 셋을 획득 후 3차원 광학밀도 데이터로 재구성하였다. 실린더 중심축을 따라 치료계획상의 흡수선량 프로파일과 광학밀도 프로파일을 추출하여 광학선량 대비 흡수선량 대응 테이블을 정의하였다. 이후 본 연구에서 개발한 소프트웨어를 이용하여 3차원상의 선량 분포의 일치도를 평가하였다. 광학밀도와 흡수선량간에는 supra-linear 관계가 나타났으며, 광학밀도는 그 크기에 따라 24시간당 60% 전후로 감쇄하였다. 측정된 흡수선량은 중심축 부근에서는 치료계획 선량과 잘 일치하였으나, 주변부로 갈수록 크게 낮아짐을 확인할 수 있었으며, 이로 인하여 3D 감마 통과율은 선량 차이율과 DtoA 각각 3%/3 mm의 조건하에 70.36%로 낮게 나타났다. 이러한 결과는 광학 CT 스캐너 내부의 오일과 $PRESAGE^{REU}$ 겔간의 굴절률이 정확하게 매칭되지 않아서 광학 스캔 시 빔이 굴절되어 부정확한 데이터를 만들어 내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발한 정도 관리소프트웨어는 3차원 겔 선량을 비교 분석하기에 유효한 것으로 평가되었으나, $PRESAGE^{REU}$ 겔로부터 정확한 흡수선량데이터를 획득하기 위해 겔 선량측정 과정의 많은 개선이 요구된다.