• 제목/요약/키워드: Head and Neck Phantom

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자기공명영상에서 ACR 팬텀을 이용한 잡음전력스펙트럼 평가 (Evaluation of the Noise Power Spectrum by Using American College of Radiology Phantom for Magnetic Resonance Imaging)

  • 민정환;정회원
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제47권1호
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    • pp.21-28
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    • 2024
  • This study was purpose to quantitative evaluation of comparison of the image intensity uniformity and noise power spectrum (NPS) by using American college of radiology (ACR) phantom for magnetic resonance imaging (MRI). The MRI was used achiva 3.0T MRI and discovery MR 750, 3.0T, the head and neck matrix shim SENSE head coil were 32 channels receive MR coil. The MRI was used parameters of image sequence for ACR standard and general hospital. NPS value of the ACR standard T2 vertical image in GE equipment was 7.65E-06 when the frequency was 1.0 mm-1. And the NPS value of the ACR hospital T1 region of interest (ROI) 9 over all vertical image in Philips equipment was 9E-08 when the frequency was 1.0 mm-1 and the NPS value of the hospital T2 ROI 9 over all vertical image in Philips equipment was 1.06E-07 when the frequency was 1.0 mm-1. NPS was used efficiently by using a general hospital vertical sequence more than the standard vertical sequence method by using the ACR phantom. Furthermore NPS was the quantitative quality assurance (QA) assessment method for noise and image intensity uniformity characteristics was applied mutatis mutandis, and the results values of the physical imaging NPS of the 3.0T MRI and ACR phantom were presented.

광자선의 소조사면에서의 3차원적 선량 측정 (3-Dimensional Dosimetry of Small Field Photon Beam)

  • 장지선;권수일
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권1호
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    • pp.54-61
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    • 2012
  • 중합체 겔 선량계를 제작하여 사이버나이프의 광자선의 소조사면에서의 3차원적 선량측정 실험을 수행하였다. 겔 선량계는 아크릴로 제작된 두경부 팬텀내에 설치하여 선량측정에 사용하였다. 두경부 팬텀의 영상은 사이버나이프의 두경부 환자 치료를 위해 사용하는 전산화단층촬영장치(CT)의 프로토콜을 사용하여 획득하였고 치료계획 시스템에 전달되었다. 겔 선량계에 치료계획에서 수립한 방사선을 조사하였으며, 24시간 경과 후에 선량분석을 위하여 3.0T 자기공명영상장치(MRI)로 영상을 획득하였다. 측정된 겔 팬텀의 선량분포는 MATLAB을 이용하여 분석하였고 측정된 결과를 치료계획에서의 계산값과 비교하였다. 선량분포는 축상(axial) 방향의 등선량곡선의 80% 고선량 영역에서 치료계획 선량곡선과 측정된 선량곡선과의 차이가 0.76 mm이었으며, 40% 저선량 영역에서는 차이가 1.29 mm로 저선량 영역보다 고 선량영역에서 잘 일치함을 알 수 있었다. 본 연구에서 중합체 겔 선량계와 자기공명영상을 이용하여 소조사면에 대해 3차원적으로 선량을 분석할 수 있을 뿐 아니라 치료방사선 정도관리에도 활용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

두경부 전산화 단층촬영시의 주요 장기선량, 유효선량 및 위험도 (ORGAN DOSE, EFFECTIVE DOSE AND RISK ASSESSMENT FROM COMPUTED TOMOGRAPHY TO HEAD AND NECK REGION)

  • 김애지;조봉혜;나경수
    • 치과방사선
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    • 제25권1호
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    • pp.27-38
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    • 1995
  • The organ or tissue doses were determined with head and neck phantom measurement for multiple axial scans (36 slices), multiple coronal scans (13 slices), 3 types of single axial scans(orbit, maxillary sinus and mandibular canal) and single coronal scan (maxillary sinus). For each scan sequence 30 TLDs were placed in selected sites(16 internal sites and 14 external sites) in a tissue-equivalent phantom. The exposure was made at 120kVp, 500mAs with 5 mm slice width. The results were as follows : 1. In multiple axial scans, the greatest effective dose recorded was that delivered to the thyroid glands(2.77 mSv) and the least was that received by the skin(0.05 mSv). From these data, stochastic effects were 202.2x10/sup -6/ and 3.7×10/sup -6/, respectively. 2. In multiple coronal scans, the greatest effective dose recorded was that delivered to the salivary glands(0.58 mSv) and the least was that received by the skin(0.01 mSv). From these data, stochastic effects were 42.2×10/sup -6/ and 0.7×10/sup -6/, repectively. 3. Among single axial scans, the greatest effective dose recorded was that delivered to the salivary gland(0.38 mSv) in maxillary sinus scan. From this data, stochastic effect was 27.7×10/sup -6/. 4. In single coronal scan, the greatest effective dose recorded was that delivered to the salivary gland(0.01 mSv). From this data, stochastic effect was 1.0×10/sup -6/. 5. The equivalent dose measured that delivered to the lens of the eyes was 69.64 mSv in multiple axial scan, 39.32 mSv in multiple coronal scan and 36.77 mSv in single axial scan(orbit).

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Metal artifact reduction algorithm의 두경부 CT에 대한 적용 가능성 평가 (Evaluating applicability of metal artifact reduction algorithm for head & neck radiation treatment planning CT)

  • 손상준;박장필;김민정;유숙현
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.107-114
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    • 2014
  • 목 적 : 두경부 치료계획 CT영상에서 dental implant로 인한 metal artifact 발생 시 O-MAR(Metal artifact Reduction for Orthopedic Implants)(ver. 3.6.0, Philips, Netherlands)를 적용할 수 있을지 여부를 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 모든 CT영상은 Brilliance Big Bore CT(Philips, Netherlands)에서 관전압 120kVp, 2mm 두께로 촬영하였으며, O-MAR를 이용하여 Metal artifact reduction 후 전산화치료계획장비(Eclipse ver 10.0.42, Varian, USA)로 원본영상과 비교, 분석하였다. O-MAR의 기본적인 성능 테스트를 위해 Metal artifact가 발생하지 않은 영상과 발생한 영상에서 O-MAR 적용시, HU 변화를 검증하기 위해 원통형 팬텀과 cerrobend 막대, 불균질 팬텀을 이용하여 실험하였다. 각각의 원본 영상과 O-MAR 적용 영상에서 관심영역 내 HU 변화를 측정하였다. 이를 바탕으로 본 연구의 주목적인 dental implant로 인한 metal artifact 발생 영상을 재현하기 위해 팬텀을 제작하여 사용하였고, 실제 임상 환자 영상에 O-MAR를 적용한 영상과 원본 영상 그리고 artifact 부분을 보정한 영상의 선량 분포를 SNC Patient(Sun Nuclear Co., USA)로 비교하였다. 결 과 : 두경부에서의 metal artifact를 재현한 원본 영상과 O-MAR 적용영상의 선량 분포를 비교한 결과 gamma passing rate 는 2 mm / 2% 기준으로 99.8%, 일치를 보였다. 실제 임상 환자 영상을 바탕으로 O-MAR 적용 전후 영상과 density corrected CT 영상에 동일한 조건으로 치료 계획을 수립하여 선량 분포를 비교한 결과는 98.5% 일치로 비교적 높은 gamma passing rate를 보였다. 전체적인 선량 분포 차이는 모두 2% 이내로 팬텀 실험과 실제 임상 환자 영상 실험에서 비슷한 결과로 나타났다. 하지만 선량 편차가 적더라도 국소적으로 집중되어 있는 것은 문제의 소지가 될 가능성이 있다. 화질 개선 면에서는 모든 실험에서 O-MAR 적용영상이 원본에 비해 개선됨을 알 수 있었으나, 두경부 metal artifact를 재현한 팬텀 영상 air cavity 내에서 최대 HU 값이 상승하는 경우가 생겼고, 환자 영상에서는 air cavity가 tissue로 잘못 보정되는 경우 또한 발견할 수 있었다. 결 론 : 업체에서 제시한 사용제한 사항인 피부 근처와 저밀도 영역이 공존하는 두경부에서 O-MAR의 사용 가능성을 확인해 본 결과, 원본의 왜곡과 보정이 동시에 일어났다. 심지어 팬텀 실험보다 더 심한 artifact가 생긴 환자의 경우 air cavity가 tissue로 잘못 보정되는 경우도 발생하였다. 결과적으로 아직까지는 O-MAR 알고리즘이 air cavity와 photon starvation artifact를 정확히 구분하지 못하는 것으로 보인다. 선량 측면에서의 영향은 임상에서 배제될 만큼 큰 차이를 보이지는 않았다. 임상에서 원본과 O-MAR 적용 영상을 비교하며 작업한다면 contouring, artifact 보정작업, DRR 화질 개선 등에 도움을 받을 수 있을 것으로 사료된다.

GafChromic $EBT^{(R)}$ 필름을 이용한 뇌정위방사선치료의 선량분석 가능성 평가 (Feasibility Study of Dose Evaluation of Stereotactic Radiosurgery using GafChromic $EBT^{(R)}$ Film)

  • 장은성;이철수
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.27-33
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    • 2007
  • 목 적: 본원에서는 AVM (artery vein malformation)이나 뇌종양을 치료를 위하여 뇌정위방사선수술(SRS: stereotactic radiosurgery)을 시행한다. 치료위치의 확인과 선량을 검증하기위하여 본 연구에서는 Gafchromic EBT film (Gafchromic EBT QD+, International Specialty Products, USA)을 이용 두부팬톰 내의 선량분포를 계산치와 측정치를 비교하였다. 대상 및 방법: 본 실험에서는 기존의 인체모형팬톰의 두부의 2.5 cm 두께 한 슬라이스를 5장의 0.5 cm 아크릴로 대체하여 필름을 0.5 cm 간격으로 삽입할 수 있게 하였다. 4장의 필름과 5장의 아크릴판은 팬톰 단면모양을 따라 잘랐다. 이 두부팬톰에 실제 환자치료와 같은 절차로 SRS head ring과 localizer를 장착 후 0.5 cm 간격의 CT 영상을 얻어 치료계획을 수립하였다. 6 MV의 광자선을 2 cm 크기의 SRS cone을 장착하여 5개의 arc beam으로 300 cGy의 선량을 전달하였다. 필름 교정을 위해서 각각의 필름에 0, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 cGy의 선량을 조사하여 교정곡선을 얻었다. 3시간 후 팬톰내의 필름을 스캔하고 흑화도에 따른 선량으로 교정하였다. 뇌정위방사선수술의 평가를 위해 Gafchromic EBT 필름을 이용 두부팬톰 내 치료 위치를 확인하고 선량을 측정하여 계산 값과 비교하였다. 결 과: Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름의 선량교정 곡선은 900 cGy까지 선형을 잘 유지하였다. 모든 단면에 걸쳐 Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름을 이용한 두부팬톰 내 필름으로 측정한 선량과 치료계획장치(XKnife, Radionics, USA)로 계산된 선량의 차이는 5% 이내 였다. 결 론: 본 실험에서 2차원적 선량분석만이 가능한 GafChromic EBT 필름을 적층시켜 모든 슬라이스의 선량을 확인할 수 있었으며, Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름을 이용한 정위방사선수술에서 정도관리의 방법으로 가능할 것으로 사료된다.

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인체 및 인형 팬톰에서 전신방사선조사시 열형광선량계(TLD)를 이용한 선량분포 균일성 확인 (In vivo and in vitro Confirmation of Dose Homogeneity in Total Body Irradiation with Thermoluminescent Dosimeter)

  • 지의규;박석원;강위생;김일한
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제17권4호
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    • pp.321-328
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    • 1999
  • 목적 : 면역억제, 악성림프종 및 백혈병의 치료, 골수이식 등에 적용되는 전신방사선치료에 시행되는 좌우 이문대향조사법의 표면 방사선량 및 중심 방사선량의 균일성을 열형광선량계를 이용하여 확인하고자 하였다. 대상 및 방법 : 1996년 9월부터 1998년 8월까지 좌우 이문대향조사법으로 전신방사선치료를 시행한 10명의 환자 중 매번 방사선량이 측정된 8명의 환자를 대상으로 하였다. 열형광선량계를 사용하여 두부, 경부, 액와부, 대퇴부, 족관절부 등의 표면 선량을 측정하였고 인형 팬톰에서 동일한 조건하에서 두부, 경부, 액와부, 복부, 둔부 등의 표면 선량과 중심 선량을 측정하였다. 결과 : 중심부인 복부 처방 선량을 기준으로 할 때 부위별로 환자의 두부, 경부, 액와부, 대퇴부, 족관절부에서 표면 방사선량은 각각 $98.3{\pm}7.8,{\;} 98.3{\pm}7.5,{\;}95.1{\pm}6.3,{\;}98.3{\pm}5.5,P{\;}95.3{\pm}6.3\%$였다. 인형 팬톰에서 처방 선량에 대하여 두부, 경부, 액와부, 복부 및 둔부에서의 표면 방사선량은 각각 $85.0{\pm}4.0,{\;}86.6{\pm}5.8,{\;}83.9{\pm}4.9,{\;}94.8{\pm}5.3,{\;}94.88{\pm}2.8\%$였고, 중심 방사선량은 각각 $96.6{\pm}2.2,{\;}95.3{\pm}3.2,{\;}80.4{\pm}1.9,{\;}100.0{\pm}3.1,{\;}90.5{\pm}2.2\%$였다. 표면 선량 대비 중심 선량의 비는 두부, 경부, 액와부, 복부 및 둔부에서 각각 $1.14{\pm}0.06,{\;}1.10{\pm}0.09,{\;}0.96{\pm}0.05,{\;}1.06{\pm}0.06,{\;}0.95{\pm}0.02$였다. 인형 팬톰에서 얻은 표면 선량 대비 중심 선량의 비를 이용하여 환자에서의 중심 선량을 계산하였을 때, 두부, 경부, 액와부, 대퇴부, 족관절부에서 각각 $103.4{\pm}9.0,{\;}107.8{\pm}10.5,{\;}91.1{\pm}6.1,{\;}93.8{\pm}4.5,{\;}104.5{\pm}9.3\%$였다. 결론 : 환자에서의 측정된 표면 선량과 계산한 중심 선량의 분포는 $-8.9\~+7.8\%$였으나, 선량 분포가 $+5\%$ 이상 증가 또는 감소된 부위인 경부와 액와부에서는 인형 팬톰과 환자와의 좌우 두께의 차이에 의해서 실제보다 크게 계산되었으므로 실제 환자에서의 전신 선량 분포는 이보다 더 우수할 것으로 생각된다.

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EFFECTIVE DOSE MEASUREMENT FOR CONE BEAM COMPUTED TOMOGRAPHY USING GLASS DOSIMETER

  • Moon, Young Min;Kim, Hyo-Jin;Kwak, Dong Won;Kang, Yeong-Rok;Lee, Man Woo;Ro, Tae-Ik;Kim, Jeung Kee;Jeong, Dong Hyeok
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제46권2호
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    • pp.255-262
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    • 2014
  • During image-guided radiation therapy, the patient is exposed to unwanted radiation from imaging devices built into the medical LINAC. In the present study, the effective dose delivered to a patient from a cone beam computed tomography (CBCT) machine was measured. Absorbed doses in specific organs listed in ICRP Publication 103 were measured with glass dosimeters calibrated with kilovolt (kV) X-rays using a whole body physical phantom for typical radiotherapy sites, including the head and neck, chest, and pelvis. The effective dose per scan for the head and neck, chest, and pelvis were $3.37{\pm}0.29$, $7.36{\pm}0.33$, and $4.09{\pm}0.29$ mSv, respectively. The results highlight the importance of the compensation of treatment dose by managing imaging dose.

Fetal dose from Head and Neck Tomotherapy Versus 3D Conformal Radiotherapy

  • Park, So Hyun;Choi, Won Hoon;Choi, Jinhyun
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제44권4호
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    • pp.156-160
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    • 2019
  • Background: To compare the dose of radiation received by the fetus in a pregnant patient irradiated for head and neck cancer using helical tomotherapy and three-dimensional conformal radiation therapy (3DCRT). Materials and Methods: The patient was modeled with a humanoid phantom to mimic a gestation of 26 weeks. Radiotherapy with a total dose of 2 Gy was delivered with both tomotherapy (2.5 and 5.0 cm jaw size) and 3DCRT. The position of the fetus was predicted to be 45 cm from the field edge at the time of treatment. The delivered dose was measured according to the distance from the field edge and the fetus. Results and Discussion: The accumulated dose to the fetus was 1.6 cGy by 3DCRT and 2 and 2.3 cGy by the 2.5 and 5 cm jaw tomotherapy plans. For tomotherapy, the fetal dose with the 2.5 cm jaw was lower than that with the 5 cm jaw, although the radiation leakage was greater for 2.5 cm jaw plan due to the 1.5 fold longer beam-on time. At the uterine fundus, tomotherapy with a 5 cm jaw delivered the highest dose of 2.4 cGy. When the fetus moves up to 35 cm at the 29th week of gestation, the resultant fetal doses for 3DCRT and tomotherapy with 2.5 and 5 cm jaws were estimated as 2.1, 2.7, and 3.9 cGy, respectively. Conclusion: For tomotherapy, scattering radiation was more important due to the high monitor unit values. Therefore, selecting a smaller jaw size for tomotherapy may reduce the fetal dose. however, evaluation of risk should be individually performed for each patient.

Skin Dose Comparison of CyberKnife and Helical Tomotherapy for Head-and-Neck Stereotactic Body Radiotherapy

  • Yoon, Jeongmin;Park, Kwangwoo;Kim, Jin Sung;Kim, Yong Bae;Lee, Ho
    • 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.

뇌암 및 두경부암 체적변조방사선치료시 Jaw-Tracking 기법의 선량학적 유용성 평가 (Evaluation of the Jaw-Tracking Technique for Volume-Modulated Radiation Therapy in Brain Cancer and Head and Neck Cancer)

  • 김희성;문재희;김군주;서정민;이정진;최재훈;김성기;장인기
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제30권1_2호
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    • pp.177-183
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    • 2018
  • 목 적 : 체적변조회전방사선치료(VMAT)는 종양의 모양에 맞게 균일하면서도 정밀한 방사선 조사를 하면서 동시에 정상조직의 방사선 손상위험을 줄이는 장점이 있어 뇌암, 두경부암 및 전립선암 등의 종양과 정상장기가 가까운 암의 치료에 사용되고 있다. 본 연구의 목적은 뇌암 및 두경부암 환자의 VMAT 방사선 치료 시 Jaw-Tracking technique(JTT)의 선량학적 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 VMAT 치료기법으로 방사선치료를 받은 뇌암 및 두경부암 환자 8명을 선택하였다. 환자의 종양 및 정상 장기의 윤곽그리기(contouring) 정보를 Velocity(Varian, USA)의 deformable registration을 이용하여 Rando phantom에 fusion하였다. Varian Eclipse(ver 15.5, Varian, USA)를 사용하여 Jaw-Tracking 사용 유무를 제외하고 환자 치료 시 사용한 beam parameter와 동일하게 치료계획을 진행하였다. 평가 지표로써 target과 OAR의 최대선량, 평균선량을 사용하여 비교하였고 치료계획 검증을 위해 Portal dosimetry를 시행하였다. 결 과 : JTT를 사용했을 경우는 Static-Jaw technique(SJT)을 사용하였을 경우보다 OAR의 상대 선량이 각각 평균선량은 5.24 %, 최대선량은 7.05 % 감소한 것으로 나타났다. 다양한 OAR에서 평균선량과 최대선량의 감소의 범위는 각각 0.01~3.16 Gy, 0.12~6.27 Gy로 나타났다. Target의 경우는 JTT의 경우가 SJT보다 GTV, CTV, PTV의 최대선량이 각각 0.17 %, 0.43 %, 0.37 % 감소하였으며, 평균선량은 0.24 %, 0.47 %, 0.47% 감소하였다. 감마분석은 3 %/3 mm, 통과율 95 % 이상을 통과 기준으로 설정하였고 JTT, SJT 통과율은 각각 $98{\pm}1.73%$, $97{\pm}1.83%$이었다. 실험에 적용된 모든 OAR의 선량을 비교해 보았을 때, JTT을 사용하였을 경우가 SJT보다 MLC 외에 추가적인 jaw 차폐로 인하여 선량이 유의미하게 줄어들었다는 것을 알 수 있었다. 결 론 : VMAT 치료계획을 이용한 방사선 치료시 뇌암, 두경부암과 같이 종양과 정상 장기가 인접한 경우와 MLC를 통한 누설선량을 증가시킬 수 있는 넓은 조사야 및 높은 에너지의 사용을 필요로 하는 방사선 치료 시 JTT를 적용함으로써 종양주변 정상조직의 피폭선량을 낮추고 이로 인해 PTV의 target coverage를 높일 수 있을 것이라 판단된다.

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