• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제29권2호
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• pp.53-58
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• 2018

This paper evaluates patient-specific quality assurance (PSQA) in the treatment of small and multiple tumors by the CyberKnife system with fixed collimators, using an ion chamber and EBT3 films. We selected 49 patients with single or multiple brain tumors, and the treatment plans include one to four targets with total volumes ranging from 0.12 cc to 3.74 cc. All PSQA deliveries were performed with a stereotactic dose verification phantom. The A16 microchamber (Standard Imaging, WI, USA) and Gafchromic EBT3 film (Ashland ISP Advanced Materials, NJ, USA) were inserted into the phantom to measure the point dose of the target and the dose distribution, respectively. The film was scanned 1 hr after irradiation by a film digitizer scanner and analyzed using RIT software (Radiological Imaging Technology, CO, USA). The acceptance criteria was <5% for the point dose measurement and >90% gamma passing rate using 3%/3 mm and relative dose difference, respectively. The point dose errors between the calculated and measured dose by the ion chamber were in the range of -17.5% to 8.03%. The mean point dose differences for 5 mm, 7.5 mm, and 10 mm fixed cone size was -11.1%, -4.1%, and -1.5%, respectively. The mean gamma passing rates for all cases was 96.1%. Although the maximum dose distribution of multiple targets was not shown in the film, gamma distribution showed that dose verification for multiple tumors can be performed. The use of the microchamber and EBT3 film made it possible to verify the dosimetric and mechanical accuracy of small and multiple targets. In particular, the correction factors should be applied to small fixed collimators less than 10 mm.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제30권1호
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• pp.1-6
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• 2019

Purpose: This study conducts a comparative evaluation of the skin dose in CyberKnife (CK) and Helical Tomotherapy (HT) to predict the accurate dose of radiation and minimize skin burns in head-and-neck stereotactic body radiotherapy. Materials and Methods: Arbitrarily-defined planning target volume (PTV) close to the skin was drawn on the planning computed tomography acquired from a head-and-neck phantom with 19 optically stimulated luminescent dosimeters (OSLDs) attached to the surface (3 OSLDs were positioned at the skin close to PTV and 16 OSLDs were near sideburns and forehead, away from PTV). The calculation doses were obtained from the MultiPlan 5.1.2 treatment planning system using raytracing (RT), finite size pencil beam (FSPB), and Monte Carlo (MC) algorithms for CK. For HT, the skin dose was estimated via convolution superposition (CS) algorithm from the Tomotherapy planning station 5.0.2.5. The prescribed dose was 8 Gy for 95% coverage of the PTV. Results and Conclusions: The mean differences between calculation and measurement values were $-1.2{\pm}3.1%$, $2.5{\pm}7.9%$, $-2.8{\pm}3.8%$, $-6.6{\pm}8.8%$, and $-1.4{\pm}1.8%$ in CS, RT, RT with contour correction (CC), FSPB, and MC, respectively. FSPB showed a dose error comparable to RT. CS and RT with CC led to a small error as compared to FSPB and RT. Considering OSLDs close to PTV, MC minimized the uncertainty of skin dose as compared to other algorithms.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제29권2호
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• pp.59-65
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• 2018

This paper describes the clinical use of the dose verification of multileaf collimator (MLC)-based CyberKnife plans by combining the Octavius 1000SRS detector and water-equivalent RW3 slab phantom. The slab phantom consists of 14 plates, each with a thickness of 10 mm. One plate was modified to support tracking by inserting 14 custom-made fiducials on surface holes positioned at the outer region of $10{\times}10cm^2$. The fiducial-inserted plate was placed on the 1000SRS detector and three plates were additionally stacked up to build the reference depth. Below the detector, 10 plates were placed to avoid longer delivery times caused by proximity detection program alerts. The cross-calibration factor prior to phantom delivery was obtained by performing with 200 monitor units (MU) on the field size of $95{\times}92.5mm^2$. After irradiation, the measured dose distribution of the coronal plane was compared with the dose distribution calculated by the MultiPlan treatment planning system. The results were assessed by comparing the absolute dose at the center point of 1000SRS and the 3-D Gamma (${\gamma}$) index using 220 patient-specific quality assurance (QA). The discrepancy between measured and calculated doses at the center point of 1000SRS detector ranged from -3.9% to 8.2%. In the dosimetric comparison using 3-D ${\gamma}$-function (3%/3 mm criteria), the mean passing rates with ${\gamma}$-parameter ${\leq}1$ were $97.4%{\pm}2.4%$. The combination of the 1000SRS detector and RW3 slab phantom can be utilized for dosimetry validation of patient-specific QA in the CyberKnife MLC system, which made it possible to measure absolute dose distributions regardless of tracking mode.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제34권3호
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• pp.137-143
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• 2009

본 연구는 호흡에 따라 움직임이 큰 흉부나 복부 장기의 방사선 수술에 적용되는 사이버나이프 $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적장치의 정확성을 평가하였다. $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적장치의 정확성 평가를 위해 금침이 삽입된 움직임 Phantom을 이용하였고, Phantom은 아크릴 볼이 들어 있는 정육면체에 Radiochromic 필름을 삽입하여 가상의 치료용적인 아크릴 볼에 21 Gy, 70% 등선량곡선으로 처방하였다. 고정된 Phantom의 금침추적방법과 움직임 Phantom의 $Synchrony^{TM}$ 호흡추적 방법으로 나누어 각각 5회 측정한 정확성 평가는 고정된 Phantom 추적 시 총 에러는 $0.0195{\sim}0.652mm$, 총 에러 평균은 0.3926 mm로 나타났으며, 움직임 Phantom을 이용한 $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적 방법의 결과로 총 에러는 $0.4405{\sim}0.7665mm$, 총 에러 평균은 0.5673 mm로 나타나 두 방법에 유의한 차이가 없었다. 본 연구를 통해 사이버나이프 $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적 장치의 정확성을 평가하였으며 체부의 방사선 수술 적용 시 그 유용성을 확인할수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권2호
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• pp.157-166
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• 2015

목 적 : 사이버나이프 종양 추적 시스템(Cyber-knife tumor tracking system)은 환자 외부에 부착한 LED marker에서 얻어진 실시간 호흡 주기 신호와 호흡에 따라 움직이는 종양의 위치와의 상관관계를 바탕으로 종양의 위치를 미리 예측하고 종양의 움직임을 치료기와 동기화 (Synchronize) 시켜 실시간으로 종양을 추적하며 치료하는 시스템이다. 본 연구의 목적은 사이버나이프 종양 추적 방사선 치료 중 기침이나 수면 등으로 인해 예측 불가능한 갑작스러운 호흡 형태 변화에 따른 종양 추적 방사선 치료 시스템의 정확도를 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 연구에 사용된 호흡 Log 파일은 본원에서 호흡 동조 방사선치료(Respiratory gating radiotherapy)나 사이버나이프 호흡 추적 방사선수술(Cyber-knife tracking radiosurgery)을 받았던 환자의 호흡 Log 파일을 바탕으로, 정현곡선 형태(Sinusoidal pattern)와 갑작스런 변화 형태(Sudden change pattern)의 Log 파일을 이용하여 측정이 가능하도록 재구성하였다. 재구성 된 호흡 Log 파일을 사이버나이프 동적 흉부 팬텀에 입력하여 호흡에 따른 움직임을 구현할 수 있도록 기존 동적 흉부 팬텀의 구동장치를 추가 제작하였고, 호흡의 형태를 팬텀에 적용 시킬 수 있는 프로그램을 개발하였다. 팬텀 내부 표적(Ball cube target)의 움직임은 호흡의 크기에 따라 상하(Superior-Inferior)방향으로 5 mm, 10 mm, 20 mm 3가지 크기의 변위로 구동하게 하였다. 팬텀 내부 표적에 EBT3 필름 2장을 교차 삽입하여 표적 움직임의 변화에 따라 사이버나이프 제조사에서 제공된 End-to-End(E2E) test를 호흡의 형태에 따라 각각 5회씩 실시하고 측정하였다. 종양 추적 시스템의 정확도는 삽입된 필름을 분석하여 표적 오차(Targeting error)로 나타내었고, 추가로 E2E test가 진행되는 동안 상관관계 오차(Correlation error)를 측정하여 분석하였다. 결 과 : 표적 오차는 정현곡선 호흡 형태일 경우 표적 움직임의 크기가 5 mm, 10 mm, 20 mm 에 따라 각각 평균 $1.14{\pm}0.13mm$, $1.05{\pm}0.20mm$, $2.37{\pm}0.17mm$이고, 갑작스런 호흡 변화 형태일 경우 각각 평균 $1.87{\pm}0.19mm$, $2.15{\pm}0.21mm$, $2.44{\pm}0.26mm$으로 분석되었다. 표적 추적에 있어 변위 벡터의 길이로 정의할 수 있는 상관관계 오차는 정현곡선 호흡 형태일 경우 표적 움직임의 크기가 5 mm, 10 mm, 20 mm 에 따라 각각 평균 $0.84{\pm}0.01mm$, $0.70{\pm}0.13mm$, $1.63{\pm}0.10mm$이고, 갑작스런 호흡 변화 형태일 경우 각각 평균 $0.97{\pm}0.06mm$, $1.44{\pm}0.11mm$, $1.98{\pm}0.10mm$으로 분석되었다. 두 호흡 형태에서 모두 상관관계 오차 값이 클수록 표적 오차 값이 크게 나타났다. 정현곡선 호흡 형태의 표적 움직임 크기가 20 mm 이상일 경우, 두 오차 값 모두 사이버나이프 제조사의 권고치인 1.5 mm 이상으로 측정되었다. 결 론 : 표적 움직임의 크기가 클수록 표적 오차 값과 상관관계 오차 값이 증가하는 경향이 있었으며, 정현곡선 호흡 형태보다 갑작스런 호흡 변화 형태에서 오차 값이 크게 나타났다. 호흡의 형태가 규칙적인 정현 곡선 형태더라도 표적의 움직임이 클수록 종양 추적 시스템의 정확도가 감소하는 것으로 판단할 수 있다. 사이버나이프 종양 추적 시스템의 알고리즘을 이용하여 치료 시행 시 환자의 기침 등으로 인하여 갑작스럽게 예측 불가능한 호흡 변화가 있는 경우 치료를 멈추고 내부 표적 확인 과정을 재실시 하여야 하며 호흡 형태를 재조정해야 할 필요가 있다. 치료 중 환자가 본인의 호흡 형태를 관찰 할 수 있는 고글 모니터 등을 착용하여 규칙적인 호흡 형태를 유도하는 것이 치료의 정확도는 향상될 수 있다고 판단된다.

• 대한골관절종양학회지
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• 제13권1호
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• pp.14-21
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• 2007

Bone is a common site for metastatic spread from many kinds of malignancies. The morbidity associated with this metastatic spread can be significant, including severe pain. When it comes to spinal metastasis, occupying nearly 40% of skeletal metastases, the risks of complications, such as vertebral body collapse, nerve root impingement, or spinal cord compression, are also significant. Because of the necessity of preserving the integrity of the spinal column and the proximity of critical structures, surgical treatment has limitations when durable local control is desired. Radiotherapy, therefore, is often used as an adjunct treatment or as a sole treatment. A considerable limitation of standard radiotherapy is the reported recurrence rate or ineffective palliation of pain, either clinically or symptomatically. This may be due to limited radiation doses to tumor itself because of the proximity of critical structures. CyberKnife is an image-guided robotic radiosurgical system. The image guidance system includes a kilovoltage X-ray imaging source and amorphous silica detectors. The radiation delivery device is a mobile X-band linear accelerator (6 MV) mounted on a robotic arm. Highly conformal fields and hypofractionated radiotherapy schedules are increasingly being used as a means to achieve biologic dose escalation for body tumors. Therefore, we can give much higher doses to the targeted tumor volume with minimizing doses to the surrounding critical structures, resulting in more effective local control and less severe side effects, compared to conventional fractionated radiotherapy. A description of this technology and a review of clinical applications to bone metastases are detailed herein.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권3호
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• pp.169-176
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• 2012

무고정틀 두개 방사선 시술은 두개 고정틀 방식에 비해 환자 친화적이며 다중 분할 치료의 적용이 용이하다는 장점을 가진다. 그러나, 환자의 움직임을 완전히 제어할 수 없기 때문에 치료 중 움직임으로 인해 시술의 정확도가 영향을 받을 수 있다. 본 연구에서는 종양 추적 방식의 무고정틀 방사선 치료를 시행 받은 환자의 실제 치료 기록을 분석하여 무고정틀 방사선 치료 시 발생할 수 있는 치료 중 환자의 움직임을 분석하였다. 사이버나이프(CyberKnife, Accuray Inc, CA)를 이용한 294회의 뇌종양 방사선 수술 기록을 분석하였으며, 이를 토대로 치료시간에 따른 치료 중 움직임의 크기를 통계적으로 제시하였다. 본 연구의 결과는 무고정틀 방사선 수술 시 고려되어야 할 치료 중 움직임에 대한 기본 지표로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 대한방사선방어학회 2011년도 춘계 학술발표회 및 심포지엄
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• pp.128-129
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• 2011

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2006년도 제33회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.133-133
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• 2006

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2006년도 제33회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.59-59
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• 2006