• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제46권2호
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• pp.48-57
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• 2021

Background: In this study, the complexities of step-and-shoot intensity-modulated radiation therapy (IMRT) plans in magnetic resonance-guided radiation therapy systems were evaluated. Materials and Methods: Overall, 194 verification plans from the abdomen, prostate, and breast sites were collected using a ⁶⁰Co-based ViewRay radiotherapy system (ViewRay Inc., Cleveland, OH, USA). Various plan complexity metrics (PCMs) were calculated for each verification plan, including the modulation complexity score (MCS), plan-averaged beam area (PA), plan-averaged beam irregularity, plan-averaged edge (PE), plan-averaged beam modulation, number of segments, average area among all segments (AA/Seg), and total beam-on time (TBT). The plan deliverability was quantified in terms of gamma passing rates (GPRs) with a 1 mm/2% criterion, and the Pearson correlation coefficients between GPRs and various PCMs were analyzed. Results and Discussion: For the abdomen, prostate, and breast groups, the average GPRs with the 1 mm/2% criterion were 77.8 ± 6.0%, 79.8 ± 4.9%, and 84.7 ± 7.3%; PCMs were 0.263, 0.271, and 0.386; PAs were 15.001, 18.779, and 35.683; PEs were 1.575, 1.444, and 1.028; AA/Segs were 15.37, 19.89, and 36.64; and TBTs were 18.86, 19.33, and 5.91 minutes, respectively. The various PCMs, i.e., MCS, PA, PE, AA/Seg, and TBT, showed statistically significant Pearson correlation coefficients of 0.416, 0.627, -0.541, 0.635, and -0.397, respectively, with GPRs. Conclusion: The area-related metrics exhibited strong correlations with GPRs. Moreover, the AA/Seg metric can be used to estimate the IMRT plan accuracy without beam delivery in the ⁶⁰Co-based ViewRay radiotherapy system.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.305-314
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• 2023

의료기술의 발전과 방사선 치료 장비의 발전으로 세기변조방사선치료와 같은 고 정밀 방사선치료의 빈도수가 증가하였다. 정밀하고 복잡한 치료계획에서 방사선 치료 시 영상유도방사선치료는 필수가 되었다. 특히 선형가속기에 진단용 영상장비의 도입으로 CBCT스캔이 가능해졌으며 이는 3차원 이미지를 통해 환자의 자세를 검·교정할 수 있게 되었다. 보다 정밀한 환자 자세의 재현이 가능해졌지만, 영상획득과정에서 환자에게 전달되는 피폭선량은 무시할 수 없다. 방사선 치료분야에서 방사선 방호최적화는 필요하며 피폭저감화를 위한 노력은 필요하다. 하지만 3차원 CBCT영상 획득 시 피폭저감화를 위해 촬영조건을 변경하여 촬영할 경우 환자의 위치정렬을 할 수 없을 정도의 화질이나 인공물이 발생해서는 안 된다. 본 연구에서Rando phantom을 활용해 각 촬영조건별 영상을 스캔하고 평가하였다. 100 kV, 80 mA, 25 ms, F1 filter 180° 조건에서 가장 높은 SNR이 나타났다. 관전압, 관전류가 높아질수록 Noise가 감소했으며 보우타이필터는 높은 관전류에서 최적의 효과를 나타냈다. 실제 스캔된 이미지를 토대로 환자위치정렬이 모든 촬영조건에서 가능했으며 가장 낮은 SNR을 나타낸 70 kV, 10 mA, 20 ms, F0 filter 180° 조건에서 충분히 환자자세정렬을 위한 영상유도방사선치료는 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 촬영조건에 따른 영상평가를 실시하였으며 피폭 저감화를 위해 낮은 관전압과 관전류, 작은 회전각 스캔이 선량 저감화에 효과적일 것으로 보인다. 이를 토대로 CBCT촬영 시 환자의 피폭선량을 가능한 낮게 해야 할 것이다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권4호
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• pp.294-299
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• 2006

목 적: 방사선치료에서 콘빔CT (cone beam computerized tomography, CBCT)를 이용하여 방사선치료 시 환자의 위치를 모의치료 시 위치와 비교하고 보정함으로서, 온라인 영상유도방사선치료(on-line image guided radiation therapy, on-line IGRT)를 수행할 수 있다. 이러한 과정을 통하여 기존의 모의치료, 치료계획 후 환자의 피부에 표시된 표시점에 가속기를 조준하여 방사선 치료를 수행하는 과정에 비해 개선되는 점을 보고하고자 하였다. 대상 및 방법: 2006년 8월부터 2006년 10월까지 중앙대학교 의과대학 방사선종양학교실에서 방사선치료를 받은 환자 3명을 대상으로 하였다. 기존의 방사선 치료와 마찬가지로 모의치료, 치료계획 후 방사선치료를 위해 치료 테이블 위에 환자를 셋업한다. 이때 환자 피부에 표시된 표시점에 치료실의 레이저에 일치시킨 후, 콘빔CT를 이용한 영상을 얻는다. 콘빔CT (CBCT) 영상과 모의치료(simulation) 시 얻은 CT 영상을 이미지 퓨전을 이용한 비교를 통하여, 치료실에서 현재 환자의 위치와 모의치료 및 치료계획 시 환자의 위치에 대한 변위 벡터(displacement vector)를 산출한다. 이때 산출된 변위벡터만큼 환자의 테이블을 이동한 후, 방사선 치료를 수행한다. 수정된 위치에서 치료 후 KV X-ray (OBI 시스템)를 이용하여 위치를 확인한다. 결 과: 콘빔CT에 의해 셋업 오차로 주어진 변위 벡터의 방향 크기는 두경부 환자인 Pt. A와 Pt. B에서 평균은 각각 0.19 cm, 0.18 cm이며, 표준편차는 각각 0.15 cm, 0.21 cm이다. 반면 골반부 환자인 Pt. C에서 평균과 표준편차는 0.37 cm와 0.1 cm였다. 결 론: 콘빔CT를 이용한 온라인 영상유도방사선치료(on-line IGRT)를 통하여, 기존의 방사선치료 과정에 존재할 수 있는 셋업 오차를 보정할 수 있었다. 온라인 영상유도방사선치료에 의해 향상된 정확도는 단순한 대항조사야 치료뿐 아니라, 복잡한 모양의 표적 용적(target volume)과 급격한 선량 변화를 갖는 3차원 입체조형치료 및 세기조절방사선 치료에서 더욱 중요할 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제30권4호
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• pp.104-111
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• 2019

Purpose: Online magnetic resonance-guided adaptive radiotherapy (MRgART), an emerging technique, is used to address the change in anatomical structures, such as treatment target region, during the treatment period. However, the electron density map used for dose calculation differs from that for daily treatment, owing to the variation in organ location and, notably, air pockets. In this study, we evaluate the dosimetric effect of electron density override on air pockets during online ART for pancreatic cancer cases. Methods: Five pancreatic cancer patients, who were treated with MRgART at the Seoul National University Hospital, were enrolled in the study. Intensity modulated radiation therapy plans were generated for each patient with 60Co beams on a ViewrayTM system, with a 45 Gy prescription dose for stereotactic body radiation therapy. During the treatment, the electron density map was modified based on the daily MR image. We recalculated the dose distribution on the plan, and the dosimetric parameters were obtained from the dose volume histograms of the planning target volume (PTV) and organs at risk. Results: The average dose difference in the PTV was 0.86Gy, and the observed difference at the maximum dose was up to 2.07 Gy. The variation in air pockets during treatment resulted in an under- or overdose in the PTV. Conclusions: We recommend the re-contouring of the air pockets to deliver an accurate radiation dose to the target in MRgART, even though it is a time-consuming method.

• 대한방사선치료학회지
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• 제20권2호
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• pp.69-81
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• 2008

목 적: 영상유도 방사선 치료 Image Gaided Radiation Therapy (IGRT) 환자 치료의 부작용 감소 및 환자의 삶의 질 개선을 위하여 정확한 환자 SETUP의 필요성을 위하여 환자의 SETUP시 OBI (On Board Imager)를 이용하고 SETUP을 보정하여 비교평가 하고자 한다. 대상 및 방법: 방사선종학과 내원 환자 중 IGRT환자 150명(150건)을 대상으로 두부, 경부, 흉부, 복부, 골반부 각각 30건을 매 치료시마다 2∼3일 간격으로 OBI를 이용하여 확인한 후 보정하였으며 피부마커를 이용한 셋업(SETUP)과 OBI를 이용한 해부 학적 셋업(SETUP)의 차이를 평가하였다. 결 과: Original SETUP Position에서 OBI를 이용한 일반적인 SETUP Error (Transverse, Coronal, Sagittal)는 Head & Neck: 1.3 mm, Brain: 2 mm, Chest: 3 mm, Abdoman: 3.7 mm, Pelvis: 4 mm이었으며, 3 mm 이상의 오차를 보인 환자들은 치료실내에서 확인결과 보정용 도구 및 환자의 움직임이었으며 여자 환자의 경우 Head & Neck, Brain tumor 시 머리카락의 위치에서 오는 결과임을 알 수 있었다. 그러므로 3 mm 이상의 오차일 경우 다시 SETUP하여 보정 후 치료를 시행하였으며 보정 후 산출된 부위별 평균오차는 두부: 1 mm, 경부: 1.2 mm, 흉부: 2.5 mm, 복부: 2.8 mm, 골반부: 2.6 mm로 나타났다. 결 론: 이상의 연구 결과를 볼 때 방사선 치료 시 SETUP의 중요성으로 치료 여건상 개개인의 매 치료 시 OBI (On Board Imager)를 이용한 SETUP의 보정은 현실적으로 무리한 점은 인정하지만 이 연구의 자료를 기초로 환자들의 평균적인 기준을 마련하고 환자들이 치료과정에서 실질적, 체계적으로 치료해 나간다면 지금까지 보다 훨씬 더 나은 환자 만족과 치료 결과를 얻을 수 있으리라 기대된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제37권2호
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• pp.127-133
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• 2019

Purpose: The aim of this study was to identify volume changes and dose variations of rectum and bladder during radiation therapy in prostate cancer (PC) patients. Materials and Methods: We analyzed 20 patients with PC treated with helical tomotherapy. Daily image guidance was performed. We re-contoured the entire bladder and rectum including its contents as well as the organ walls on megavoltage computed tomography once a week. Dose variations were analyzed by means of Dmedian, Dmean, Dmax, V₁₀ to V₇₅, as well as the organs at risk (OAR) volume. Further, we investigated the correlation between volume changes and changes in Dmean of OAR. Results: During treatment, the rectal volume ranged from 62% to 223% of its initial volume, the bladder volume from 22% to 375%. The average Dmean ranged from 87% to 118% for the rectum and 58% to 160% for the bladder. The Pearson correlation coefficients between volume changes and corresponding changes in Dmean were -0.82 for the bladder and 0.52 for the rectum. The comparison of the dose wall histogram (DWH) and the dose volume histogram (DVH) showed that the DVH underestimates the percentage of the rectal and bladder volume exposed to the high dose region. Conclusion: Relevant variations in the volume of OAR and corresponding dose variations can be observed. For the bladder, an increase in the volume generally leads to lower doses; for the rectum, the correlation is weaker. Having demonstrated remarkable differences in the dose distribution of the DWH and the DVH, the use of DWHs should be considered.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.199-206
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• 2014

목 적 : 최근 영상유도 방사선치료의 급증에 따라 영상유도장치의 정도관리를 철저히 시행할 필요가 있다. 특히 영상유도 방사선치료는 장치의 정확성을 기본 전제로 하기 때문에 이에 대한 정도관리가 필수적으로 행해져야 한다. 본원에서는 영상유도장치의 정도관리를 기존의 팬텀(Phantom)보다 효율적인 팬텀을 자체 제작하여 정확하고 효율적인 정도관리를 이행하고자 한다. 대상 및 방법 : 영상유도장치의 정도관리 항목으로 매우 중요한 5가지를 설정하고, 그 항목에 대하여 효율적이고 정확한 정도관리가 이루어 질 수 있는 팬텀(AMC G-Box)을 자체 제작하였다. 정도관리 항목은 Iso-center와 영상유도장치의 중심 일치성, 구현된 영상의 실측 정확성, 4 방향의 중심일치성, 영상유도 이동의 정확성 및 CBCT(Cone Beam CT)에서 구현된 HU(Hounsfield Unit)의 재현성으로 설정하였다. 이 항목에 대하여 $10cm{\time}10cm{\time}10cm$의 정사각형 팬텀을 1 cm두께의 아크릴로 제작하였으며 CBCT HU을 측정하기 위해 팬텀안에 각각 밀도가 다른 3개의 물질을 삽입하였다. 팬텀에는 중심과 일정한 위치를 가리키는 표식을 만들어서 중심과 일치성 검사를 할 수 있도록 하였다. 실험은 기존 각각의 팬텀을 이용한 정도관리를 실시하고, 새로 제작된 AMC G-Box로 실시한 후 그 결과 값을 비교하고 소요되는 시간과 문제점을 분석하였다. 사용된 치료기는 Varian사의 4개의 모델이고, 1주 간격으로 2회 측정하였다. 결 과 : 완성된 AMC G-Box를 이용한 영상유도장치의 정도관리를 시행하였을 때, 기존 개별로 구성된 팬텀을 이용한 정도관리 결과를 보았을 때, $0.2mm{\pm}0.1$이내에서 결과 값이 같았다. 또한 기존의 방법일 경우 최소 30분에서 45분이 소요되었으나, AMC G-Box를 이용하였을 때는 15분~20분이 소요되어 50%이상 시간을 감소하였다. 결 론 : 영상유도장치는 사용기간이 지남에 따라 일치성과 정확성이 떨어지는 경향이 있다. 따라서 관련된 정도관리를 주기적으로 철저하게 할 필요성이 있다. 특히 일치성 검사는 매일 점검해야하는 항목이다. 이러한 정도관리를 AMC G-Box를 이용할 경우 정확한 정도관리를 효율적으로 실시함으로써, 장치와 환자 치료의 안정성과 정확성을 높일 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제28권2호
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• pp.109-121
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• 2016

ExacTrac 6D couch를 이용한 영상유도 방사선 치료의 정확도를 검증하기 위하여 여섯 개의 방향의 오차 값을 임의로 부여하여 교정 한 후 CBCT 이미지와 비교 분석하여 ExacTrac의 정확도를 평가 하고자 하였다. Rando head Phantom의 치료좌표 값을 X, Y, Z 방향으로 이동시킨 Translationgroup과 pitch, Roll, Yaw방향으로 이동시킨 Rotationgroup으로 나누어 교정하였다. 교정 수치는 couch의 여섯 개의 방향으로 복합적으로 상호 작용하여 이동 하였다. 교정 값은 최소 1mm, 최대 23mm까지 다양하게 나타났다. 치료좌표로 수정된 Phantom를 CBCT 촬영한 이미지와 3D/3D matching 오차 값의 분석에서는 Rotation group에서 높은 오차 값이 나타났다. CBCT로 교정된 치료좌표 오차 값에 대한 선량분포의 비교에서는 정상조직에 선량 제한치 값은 처방선량에 충족되었으며 종양조직의 선량 균질성 지표인 PHI, PCI 값은 Rotation group에서 저 선량 분포영역이 다소 높음으로 나타났다. 본 연구에서는 ExacTrac 6D couch 의 정확도에 대한 평가를 CBCT를 이용하여 검증해 보았다. 단편적인 이동에 대한 오차 값은 비교적 정확한 교정 능력을 갖추고 있었지만, couch에 각이 들어가는 이동에서는 부정확한 교정 수치를 보였다. 환자의 체위가 Rotation방향으로 많은 변화가 예상되어지거나 ExacTrac 교정하였을 때 pitch, Roll, Yaw값의 오차가 크게 나타나면 CBCT 영상유도를 시행하여 정확히 치료 좌표를 교정하여 예상치 못한 부작용을 최소화해야 된다고 여겨진다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제42권6호
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• pp.413-422
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• 2019

Heavy ion particle, represented carbon ion, radiotherapy is currently most advanced radiation therapy technique. Conventional radiation therapy has made remarkable changes over a relatively short period of time and leading various developments such as intensity modulated radiation therapy, 4D radiation therapy, image guided radiation therapy, and high precisional therapy. However, the biological and physical superiority of particle radiation, represented by Bragg peak, can give the maximum dose to tumor and minimal dose to surrounding normal tissues in the treatment of cancers in various areas surrounded by radiation-sensitive normal tissues. However, despite these advantages, there are some limitations and factors to consider. First, there is not enough evidence, such as large-scale randomized, prospective phase III trials, for the clinical application. Secondly, additional studies are needed to establish a very limited number of treatment facilities, uncertainty about the demand for heavy particle treatment, parallel with convetional radiotherapy or indications. In addition, Bragg peak of the heavy particles can greatly reduce the dose to the normal tissues front and behind the tumor compared to the photon or protons. High precision and accuracy are needed for treatment planning and treatment, especially for lungs or livers with large respiratory movements. Currently, the introduction of the heavy particle therapy device is in progress, and therefore, it is expected that more research will be active.

• Radiation Oncology Journal
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• 제36권4호
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• pp.254-264
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• 2018

This article reviewed new trends and controversial issues, including the intensification of chemotherapy and recent brachytherapy (BT) advances, and also reviewed recent consensuses from different societies on the management of locally advanced cervical cancer (LACC). Intensive chemotherapy during and after radiation therapy (RT) was not recommended as a standard treatment due to severe toxicities reported by several studies. The use of positron emission tomography-computed tomography (PET-CT) and magnetic resonance imaging (MRI) for pelvic RT planning has increased the clinical utilization of intensity-modulated radiation therapy (IMRT) for the evaluation of pelvic lymph node metastasis and pelvic bone marrow. Recent RT techniques for LACC patients mainly aim to minimize toxicities by sparing the normal bladder and rectum tissues and shortening the overall treatment time by administering a simultaneous integrated boost for metastatic pelvic lymph node in pelvic IMRT followed by MRI-based image guided adaptive BT.