• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제46권3호
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• pp.239-246
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• 2023

In this study, we assessed the effect of reduction of tumor volume in the head and neck cancer by using RANDO phantom in Static Intensity-Modulated Radiation Therapy (S-IMRT) and Volumetric-Modulated Arc Therapy (VMAT) planning. RANDO phantom's body and protruding volumes were delineated by using Contour menu of Eclipse™ (Varian Medical System, Inc., Version 15.6, USA) treatment planning system. Inner margins of 2 mm to 10 mm from protruding volumes of the reference were applied to generate the parameters of reduced volume. In addition, target volume and Organ at Risk (OAR) volumes were delineated. S-IMRT plan and VMAT plan were designed in reference. These plans were assigned in the reduced volumes and dose was calculated in reduced volumes using preset Monitor unit (MU). Dose Volume Histogram (DVH) was generated to evaluate treatment planning. Conformity Index (CI) and R² in reference S-IMRT were 0.983 and 0.015, respectively. There was no significant relationship between CI and the reduced volume. Homogeneity Index (HI) and R² were 0.092 and 0.960, respectively. The HI increased when volume reduced. In reference VMAT, CI and R² were 0.992 and 0.259, respectively. There was no relationship between the volume reduction and CI. On the other hand, HI and R² were 0.078 and 0.895, respectively. The value of HI increased when the volume reduced. There was significant difference (p<0.05) between parameters (D_mean and D_max) of normal organs of S-IMRT and VMAT except brain stem. Volume reduction affected the CI, HI and OAR dose. In the future, additional studies are necessary to incorporate the reduction of the volume in the clinical setting.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제67권2호
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• pp.249-256
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• 2024

The Leksell frame-based transcerebellar approach was proposed with the arc support frame attached upside down to the Z coordinate. This study presented practical tips and considerations for obtaining adequate tissue samples for deep-seated cerebellar lesions or lower brainstem lesions specifically those accessible via the cerebellar peduncle. For practical insights, the Leksell coordinate frame G was fixed to prevent the anterior screw implantation within the temporalis muscle, to avoid interference with the magnetic resonance (MR)-adapter, and taking into account the magnetic field of MR in close proximity to the tentorium. After mounting of indicator box, the MR imaging evaluation should cover both the indicator box and the infratentorial region that deviated from it. The coordinates [X, Y, Za, Arc⁰, Ringa⁰] obtained from Leksell SurgiPlan^® software (Elekta, Stockholm, Sweden) with arc 0⁰ located on the patient's right side were converted to [X, Y, Zb=360-Za, Arc⁰, Ringb⁰=Ringa⁰-180⁰]. The operation was performed in the prone position under general anesthesia in four patients with deep cerebellar (n=3) and brainstem (n=1) tumors. The biopsy results showed two cases of diffuse large B-cell lymphoma, one metastatic braintumor and one glioblastoma. One patient required frame repositioning as a complication. Drawing upon the methodology outlined in existing literature, we anticipate that imparting supplementary expertise could render the stereotactic biopsy of infratentorial tumors more consistent and manageable for the practitioner, thereby facilitating adequate tissue samples and minimizing patient complications.

• 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.13-20
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• 2022

목 적: 비인두암 (Nasopharyngeal cancer) 방사선 치료 시 Tomotherapy을 이용한 IMRT는 종양 조직에 정확한 선량을 전달하며 정상조직에는 급격한 선량 감소의 효과가 있지만 MU가 높고 Beam On Time이 긴 단점이 있다. 본 연구는 Helical IMRT (Tomotherapy)와 VMAT (Linac : 2Arc), Split VMAT (Linac : 4Arc)의 치료계획을 시행하여 종양 및 정상 조직, 저 선량 분포의 차이를 분석하고 Split VMAT의 효율성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법: 본원의 비인두암 환자 10명을 대상으로 하였으며 3개 치료계획 (Helical IMRT, VMAT, Split VMAT)을 비교하였다. Helical IMRT 치료 계획은 Precision^® (Version 1.1.1.1, Accuray, USA)을 이용하였고 VMAT, Split VMAT 치료계획은 Pinnacle3^® (Version 9.10, Philips, USA)을 이용하였다. 선량은 Daily Dose 2.4 Gy (GTV + 0.3 cm) / 2 Gy (CTV + 0.3 cm) 16 Fx으로 Total Dose 38.4 Gy / 32 Gy를 적용하였고 GTV + 0.3 cm (P_GTV)가 V_38.4Gy이 95%가 되도록 처방하였다. VMAT은 360° 2Arc, Split VMAT은 좌, 우, 상, 하로 Field를 나누고 360° 4Arc, 6MV를 사용하였다. 평가는 종양 및 정상조직, 저 선량 영역의 차이를 비교하여 치료 계획의 Quality를 평가하였고 Beam On Time을 비교하여 효율성을 평가하였다. 결 과: 대상 환자들의 3개 치료계획 (Helical IMRT, VMAT, Split VMAT)의 평가 항목 평균 값은 P_GTV의 H.I (Homogeneity Index)는 (1.04, 1.11, 1.1), P_CTV의 C.I (Conformity Index)는 (1.03, 0.99, 1.00)이었다. RT Parotid Gland의 평균 선량 (Gy)은 (14.54, 17.06, 14.76), LT Parotid Gland의 평균 선량 (Gy)은 (14.32, 17.32, 15.09), P_Cord (Spinal Cord + 0.3 cm)의 최대 선량 (Gy)은 (20.57, 22.59, 21.06), Brain Stem의 최대 선량 (Gy)은 (22.35, 23.99, 21.68)이었다. 50% isodose curve (cc)는 (1332, 1132.5, 1065.2)이었다. Beam On Time (sec)은 (373.7, 130.7, 254.4)이었다. 결 론: Split VMAT은 두경부치료에 많이 사용하는 Helical IMRT와 비교했을 때 유사한 치료계획 Quality를 보이면서도 저 선량 영역을 줄여주며 Beam On Time이 줄어든 결과를 보여주었고 VMAT보다 좋은 결과를 보였다. Split VMAT은 비인두암 뿐만 아니라 다른 두경부암에서도 효과적이라 사료된다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권16호
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• pp.6813-6823
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• 2015

Glioblastoma, also known as glioblastoma multiforme (GBM), is the most aggressive of human brain tumors and has a stunning progression with a mean survival of one year from the date of diagnosis. High cell proliferation, angiogenesis and/or necrosis are histopathological features of this cancer, which has no efficient curative therapy. This aggressiveness is associated with particular heterogeneity of the tumor featuring multiple genetic and epigenetic alterations, but also with implications of aberrant signaling driven by growth factors. The transforming growth factor ${\beta}$ ($TGF{\beta}$) superfamily is a large group of structurally related proteins including $TGF{\beta}$ subfamily members Nodal, Activin, Lefty, bone morphogenetic proteins (BMPs) and growth and differentiation factor (GDF). It is involved in important biological functions including morphogenesis, embryonic development, adult stem cell differentiation, immune regulation, wound healing and inflammation. This superfamily is also considered to impact on cancer biology including that of GBM, with various effects depending on the member. The $TGF{\beta}$ subfamily, in particular, is overexpressed in some GBM types which exhibit aggressive phenotypes. This subfamily impairs anti-cancer immune responses in several ways, including immune cells inhibition and major histocompatibility (MHC) class I and II abolishment. It promotes GBM angiogenesis by inducing angiogenic factors such as vascular endothelial growth factor (VEGF), plasminogen activator inhibitor (PAI-I) and insulinlike growth factor-binding protein 7 (IGFBP7), contributes to GBM progression by inducing metalloproteinases (MMPs), "pro-neoplastic" integrins (${\alpha}v{\beta}3$, ${\alpha}5{\beta}1$) and GBM initiating cells (GICs) as well as inducing a GBM mesenchymal phenotype. Equally, Nodal promotes GICs, induces cancer metabolic switch and supports GBM cell proliferation, but is negatively regulated by Lefty. Activin promotes GBM cell proliferation while GDF yields immune-escape function. On the other hand, BMPs target GICS and induce differentiation and sensitivity to chemotherapy. This multifaceted involvement of this superfamily in GBM necessitates different strategies in anti-cancer therapy. While suppressing the $TGF{\beta}$ subfamily yields advantageous results, enhancing BMPs production is also beneficial.

• Radiation Oncology Journal
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• 제11권2호
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• pp.439-448
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• 1993

Leksell 감마나이프(B-형)가 1992년 3월 경희대학교 의과대학 병원에 설치되었다. 선택적 빔 Plugging방법을 이용하여 정상 민감 조직에 대한 저선량 분포를 현저히 줄일 수 있으며, 또한 치료 부위에 더 좋은 선량 분포를 얻을 수 있다. 저선량에 대한 여러가지 선량 분포의 변화에 대한 연구를 하였으며, 사용중인 KULA프로그램의 선량 분포 곡선을 평가하기 위해 필름을 이용한 방사선량 계측을 실시하였고, RFA-3자동 밀도 측정기를 이용하여 평가하였다. 1992년 3월부터 1993년 2월까지 1년동안 100명의 환자중 17명의 환자에 선택적 빔 차폐 방법이 적용되었다. 고선량 영역에서는 측정값과 프로그램에서 제공된 선량 분포가 잘 일치하였다. 뇌하수체 선종의 치료시 치료 부위가 클 경우에는 본 연구 방법의 적용이 매우 중요시 되었으며, 반면에 치료 영역이 작을 경우에는 적절한 헬맷의 선택이 중요함을 알 수 있었다. 치료 환자의 중요 민감 장기의 방사선 선량 평가에서는 뇌간에 3~12 Gy, 시신경 교차에 3~11.2 Gy이었다. 중추신경계 영역의 최적화된 치료를 위하여 다양한 Plugging형태를 임상에 적용하는 것이 방사선에 민감한 정상 조직을 보호하기 위해 매우 중요한 인자가 됨을 알았다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제43권4호
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• pp.265-272
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• 2020

The purpose of this study was to investigate the dose-volume indices and radiobiological indices according to the change in dose calculation grid size during the planning of nasopharyngeal cancer VMAT treatment. After performing the VMAT treatment plan using the 3.0 mm dose calculation grid size, dose calculation from 1.0 mm to 5.0 mm was performed repeatedly to obtain a dose volume histogram. The dose volume index and radiobiological index were evaluated using the obtained dose volume histogram. The smaller the dose calculation grid size, the smaller the mean dose for CTV and the larger the mean dose for PTV. For OAR of spinal cord, brain stem, lens and parotid gland, the mean dose did not show a significant difference according to the change in dose calculation grid size. The smaller the grid size, the higher the conformity of the dose distribution as the CI of the PTV increases. The CI and HI showed the best results at 3.0 mm. The smaller the dose calculation grid size, the higher the TCP of the PTV. The smaller the dose calculation grid size, the lower the NTCP of lens and parotid. As a result, when performing the nasopharynx cancer VMAT plan, it was found that the dose calculation grid size should be determined in consideration of dose volume index, radiobiological index, and dose calculation time. According to the results of various experiments, it was determined that it is desirable to apply a grid size of 2.0 - 3.0 mm.

• 대한방사선치료학회지
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• 제23권1호
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• pp.31-39
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• 2011

목 적: 카우치의 회전없이 갠트리 회전에 국한된 토모테라피 치료 시 환자머리의 각도를 올려 non-coplanar 빔처럼 치료하는 방법을 모색하였다. 이러한 방식의 토모테라피 치료 시 환자자세와 구강고정기구의 사용으로 인한 치료시 환자의 움직임을 분석하여 임상 치료에 이와 같은 결과를 참조하여 보다 정밀하고 정확한 치료를 하는데 도움을 주고자 한다. 대상 및 방법: 나선형 토모테라피를 이용하여 방사선 치료를 받는 뇌종양 환자 8명을 대상으로 모의치료 시 기존의 방식대로 앙와위(supine)자세에서 2명의 환자는 S-plate를 사용하여 환자의 머리를 원래대로 똑바로 하고 머리고정장치(thermoplastic mask)를 사용하였고, 3명의 환자는 S-plate에 Variable Axis Baseplate를 장착하여 머리의 각도를 올린 후 머리고정기구를 사용하였으며, 나머지 3명의 환자는 두 번째 그룹의 환자들과 동일한 방법으로 머리를 올린 후 환자가 아래로 밀려 내려가는 것을 줄이고자 하는 방안으로 구강고정기구(mouthpiece immobilization device)와 머리고정기구를 사용하였다. 토모테라피 치료 계획용 장비로 치료계획을 세운 후 치료를 시행하였다. 치료 시 초고압 전산화단층 촬영(Megavoltage computed tomography; MVCT)을 치료 후에 한번 더 시행하여 lateral (X), longitudinal (Y), and vertical (Z) 각 방향의 이동값을 확인하고 전체의 움직임을 vector값($\sqrt{x^2+y^2+z^2}$)으로 계산하여 치료 중 오차를 살펴보고 정상 뇌를 포함한 결정장기에 들어가는 선량을 비교하였다. 결 과: 세 그룹으로 나누어 X, Y, Z, vector값으로 치료 중 오차를 비교하였다. 치료 전 MVCT의 보정 값으로 이동하여 치료하고 난 후 그대로 치료 후 MVCT를 시행한 후의 보정 값(X, Y, Z)은 0에 가까워야 환자의 움직임이 적은 것으로 알 수가 있다. Variable Axis Baseplate과 S-plate를 사용하여 머리의 각도를 올린 상태로 치료한 환자를 똑바로 치료한 환자와 비교했을 때, 머리를 기울여서 치료하다 보니 X축에 비해(13% 감소) 아래로 밀려 Y (109% 증가), Z (88% 증가)축의 이동값이 상대적으로 컸다. 머리를 기울인 후, 구강고정기구를 사용한 경우는 사용하지 않은 그룹보다 X축의 이동은 평균값이 9.4% 증가하였지만, 상대적으로 움직임이 많았던 Y축은 이동의 평균값이 64% 이상, Z축은 평균값이 67% 이상, vector값은 59% 이상 감소하였다. 8명의 환자 중 전두엽과 기저핵의 왼쪽에 종양이 위치한 환자의 경우 non-coplanar 방식으로 치료할 경우, 선량의 평균값이 오른쪽 눈에는 38%, 왼쪽 눈에는 23%, 시신경교차에는 30%, 뇌간에는 27%, 정상 뇌에는 8% 감소하는 결과를 보였다. 결 론: Coplanar 방식의 IMRT 치료만 가능한 토모테라피는 이러한 단점을 보완하기 위해 종양이 결정장기 주위에 있거나 고선량으로 치료해야 하는 경우 인위적으로 머리를 기울이고 구강고정기구를 함께 사용하여 환자의 움직임을 최소화하면서 non-coplanar 방식을 적절히 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 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.

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