• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제31권4호
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• pp.179-188
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• 2020

Purpose: We compared noncoplanar volumetric modulated arc therapy (ncVMAT) plans to coplanar VMAT (cVMAT) plans by evaluating the dosimetric quality of each for esophageal cancer. Methods: Twenty patients treated for esophageal cancer with the cVMAT technique were retrospectively selected. The cVMAT plans consisted of three coplanar full arc beams. The ncVMAT plans consisted of two coplanar full arc beams and one noncoplanar partial arc beam ranging from 45° to 315° with a couch rotation angle of 315°±5°. For dosimetric evaluation, the dose-volumetric (DV) parameters of the planning target volume (PTV) and organs at risk (OARs) were calculated for all VMAT plans. Results: No clinically noticeable differences between the cVMAT and ncVMAT plans were observed in the DV parameters of the PTV. For the lungs, the V_{13 Gy} and mean dose for ncVMAT plans were smaller than those for cVMAT plans, showing statistically significant differences. For the heart, the values of the maximum dose for cVMAT and ncVMAT plans were 53.8±2.9 and 50.9±3.3 Gy, respectively (P=0.004). For the spinal cord, the values of the maximum dose for cVMAT and ncVMAT plans were 37.1±5.1 and 34.7±5.7 Gy, respectively (P<0.001). Conclusions: The use of ncVMAT plans provides better PTV coverage and sparing of OARs compared to that of cVMAT plans for long, tube-like esophageal cancer. For esophageal cancer, the ncVMAT plans showed a more favorable plan quality than the cVMAT plans.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.9-16
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• 2018

목 적 : 뇌 정위적 방사선수술은 외과적 수술로 인한 합병증 발생 비율이 높은 질환을 비침습적으로 치료할 수 있다. 하지만 뇌 정위적 방사선수술은 방사선을 이용하기 때문에 분할방사선치료와 같이 방사선에 의한 부작용을 동반할 수 있다. 두경부 등의 분할방사선치료 시 방사선에 의한 부작용을 줄이기 위해 Coplanar Volumetric Modulated Arc Therapy(C-VMAT)와 Non-Coplanar Volumetric Modulated Arc Therapy(NC-VMAT)가 주변 정상조직에 미치는 영향에 대한 분석이 이루어졌지만, 뇌 정위적 방사선수술에서는 이러한 내용들이 분석되지 않았다. 본 연구에서는 뇌 정위적 방사선수술을 실시한 환자를 대상으로 C-VMAT과 NC-VMAT을 비교, 분석하여 NC-VMAT의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 뇌 정위적 방사선수술 13건을 대상으로 하였으며, C-VMAT, NC-VMAT 치료 계획을 진행하였다. 치료 계획 용적은 최소 0.78 cc에서 최대 12.26 cc의 용적을 가지고 있었으며, 처방 선량은 15~24 Gy가 처방되었다. 치료 장비는 trueBEAM Stx(Varian Medical Systems, USA)을 사용하였으며, 치료 계획에 사용된 에너지는 6 MV Flattening Filter Free(6FFF) X-선을 이용하였다. C-VMAT 치료계획은 half 2 Arc 또는 full 2 Arc를 사용하여 치료계획을 진행했으며, NC-VMAT 치료계획은 $40{\sim}190^{\circ}$의 Arc를 3~7개 사용하고, couch의 각도 또한 3~7개의 각도로 구성하여 치료계획을 진행하였다. 결 과 : 최대선량의 평균 값은 C-VMAT에서 $105.1{\pm}1.37%$로 나타났으며, NC-VMAT에서는 $105.8{\pm}1.71%$로 나타났다. C-VMAT의 처방 선량 지수(Conformity index)는 $1.08{\pm}0.08$로 나타났고, 선량 균질 지수(Homogeneity Index)는 $1.03{\pm}0.01$로 나타났다. NC-VMAT의 처방 선량 균질지수는 $1.17{\pm}0.1$, 선량 균질지수는 $1.04{\pm}0.01$로 나타났다. 뇌의 $V_2$, $V_8$, $V_{12}$, $V_{18}$, $V_{24}$는 C-VMAT에서 $176{\pm}149.36cc$, $31.50{\pm}25.03cc$, $16.53{\pm}12.63cc$, $8.60{\pm}6.87cc$, $4.03{\pm}3.43cc$로 나타났으며, NC-VMAT에서는 $135.55{\pm}115.93cc$, $24.34{\pm}17.68cc$, $14.74{\pm}10.97cc$, $8.55{\pm}6.79cc$, $4.23{\pm}3.48cc$로 나타냈다. 결 론 : 최대선량과 처방 선량 지수, 선량 균질 지수 항목에서는 C-VMAT과 NC-VMAT이 큰 차이를 보이지는 않았다. 뇌의 선량 당 용적은 $V_2{\sim}V_{18}$까지 구간에서 값의 차이는 최소 0.5 %에서 최대 48 %의 차이가 나타냈다. $V_{19}{\sim}V_{24}$까지 구간에서 값의 차이는 최소 0.4 %에서 최대 4.8 %의 차이가 나타냈다. 방사선괴사(Radionecrosis)가 발생하기 시작하는 $V_{12}$ 용적의 평균 값을 비교해본 결과 NC-VMAT 이 C-VMAT 대비 약 12.2 % 적은 용적을 포함하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로 볼 때 NC-VMAT 치료 계획을 수립한다면, $V_2{\sim}V_{18}$의 용적을 줄일 수 있기 때문에 방사선괴사를 줄일 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.249-256
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• 2024

식도암 방사선치료에서 폐렴 등의 방사선치료 부작용을 줄이고 정상장기를 보호하기 위하여 Full Arc와 Partial Arc를 이용한 동일평면 체적 조절 호형 방사선치료와 비동일평면 체적 조절 호형 방사선치료의 치료계획을 비교 분석하여 주변 정상 조직의 선량 차이를 평가하였다. 동시 항암 화학 방사선요법을 받은 환자 30명의 식도암 환자를 대상으로 fVMAT(2 Full Arc), pVMAT(4 Partial Arc), ncVMAT(2 Partial Arc + 2 Non-Coplanar Arc) 세 가지 치료계획의 PTV와 폐, 심장, 척수, Total MU를 비교하였다. 모든 치료계획이 PTV의 대한 조건을 충족하고 균일한 분포를 보였으며 심장의 평균선량은 fVMAT, pVMAT, ncVMAT 각각 5.8 Gy, 6.97 Gy, 7.60 Gy이었고 척수의 최대선량은 36.85 Gy, 42.51 Gy, 43.08 Gy로 fVMAT가 가장 낮은 값을 보였으며 통계적으로 유의했다. 그러나 폐의 평균선량은 각각 9.01 Gy, 7.71 Gy, 7.12 Gy이었고 V_5Gy는 52.22%, 38.61,%, 36.35%이며 V_10Gy은 37.79%, 27.33%, 24.15%로 ncVMAT가 가장 낮은 값을, fVMAT가 가장 높은 값을 보였고 통계적으로 유의했다. 따라서 ncVMAT는 식도암 방사선치료에서 폐의 선량 분포를 최소화하고 폐렴과 같은 부작용 발생률을 낮추는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 하지만 Non-Coplanar Beam을 사용함으로써 셋업의 정확성과 치료 시간 증가 등을 고려하여 각 상황에 맞춰 적절한 치료계획을 적용함으로써 보다 나은 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.117-125
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• 2021

목 적: 본 연구는 뇌 정위 방사선수술에서 비 동일 면빔 사용 시 couch 회전에 따른 Set-up 오차에 대한 상관관계를 알아보고 선량 학적 차이 평가를 통해 치료 용적의 추가적인 margin 설정을 제안하고자 한다. 대상 및 방법: 4개의 Arc beam을 사용하였으며 전체 beam 중에 non coplanar beam의 빈도 수를 달리하는 각각의 시나리오 치료 계획을 만들었다. 이후 couch를 회전한 후 Exact system을 이용하여 couch Setup 오차 값을 측정하였다. 이를 적용하여 재 치료 계획을 만들어 선량적 정확성을 평가하였다. 결 과 : Couch가 30°, 45°, 60°, 90°로 회전하였을 시 X축 이동 값의 평균은 각 0.29 mm, 0.26 mm, 0.51 mm, 0.08 mm으로 측정되었다. Y축 이동 값의 평균은 각 0.75 mm, 0.5mm, 0.35 mm, 0.29 mm 으로 측정되었다. Z축 이동 값의 평균은 각 0.5 mm, 0.28 mm, 0.22 mm, 0.1 mm으로 측정되었다. 선량 학적 결과로는 1-NC VMAT, 2-NC VMAT, 3-NC VMAT 모두 각 initial plan 대비 D99에서 0.1%, 3.1%, 1.9% 선량 감소하였고 1-NC VMAT의 GTV의 CI(Conformity Index)는 0.8이며 2-NC VMAT는 0.79, 3-NC VMAT는 0.75이다. 결 론 : NC-VMAT의 뇌 정위 방사선수술 시 전체 beam의 개수 중 50% 이상의 non coplanar beam을 사용하여 치료하는 경우 couch 회전 시 image verification 이 각각 필요하다. 그러나 선형가속기 장비 특성상 couch가 회전된 상태에서 image verification이 가능하지 않다면 GTV에 couch 회전으로 인한 최대 오차 값을 포함하는 1.5 mm margin을 추가하여 치료 계획을 수립하는 것이 유용할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권1호
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• pp.57-68
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• 2017

목 적: 본 연구는 모양이 불규칙하고 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)에 매우 인접한 타겟(Target)의 방사선 치료 시, 비동일평면상(Non-coplanar)의 빔(Beam)을 이용한 Fixed-field 세기변조 방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)와 용적변조회전 방사선치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT) 치료계획의 유용성을 평가 및 비교해 보고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 True Beam STX(Varian Medical Systems, USA)를 이용하여 전체 두피(Whole Scalp), 부분적 두피(Partial Scalp), 그리고 전체 뇌실(Whole Ventricle)에 방사선 치료를 받은 환자 중 각 부위별로 2명 씩, 총 6명을 대상으로 하였다. VMAT 치료계획 시, Beamlet에 포함되는 OAR의 용적을 최소화하기 위해 Coplanar 또는 Non-coplanar 빔을 이용하였고, Fixed-field IMRT는 6명 모두 2개 이상의 카우치(Couch) 각도를 이용한 Non-coplanar IMRT(이하 ncIMRT)로 치료계획 하였다. 결 과: 양측 수정체, 양측 시신경, 시신경 교차, 그리고 뇌 줄기의 최대선량과 양측 안구와 해마의 평균선량을 측정하였고, 6명 모두 9개의 OAR 중 6개 이상에서 VMAT 치료계획이 ncIMRT보다 1.1배에서 8.2배가량 높은 선량 값을 나타내었다. 전체 두피와 부분적 두피의 치료 시, 20 Gy가 조사되는 뇌의 용적은 VMAT이 ncIMRT의 2배 이상이었고, 전체 뇌실의 치료 시에는 두 치료계획이 큰 차이를 보이지 않았다. 타겟 Coverage는 두 치료계획 모두 $PTV_{100%}=95%$를 만족시켰고, 타겟 내 최대선량과 치료 시 필요한 총 Monitor Unit(MU)은 ncIMRT가 VMAT보다 높았으며 두 치료계획 모두 임상적용을 위한 Gamma test 시행 결과, 2 mm/2 % 조건을 통과하였다. 결 론: 본 연구 결과, ncIMRT는 VMAT에 비해 치료 시 필요한 MU가 높아 치료시간과 장비의 로딩(Loading)을 증가시키므로 치료의 효율성은 다소 떨어지지만, VMAT과 비슷한 타겟 Coverage를 유지하면서, OAR의 선량은 훨씬 감소시키는 것을 알 수 있었다. 따라서 모양이 불규칙하고 OAR에 매우 인접해 있는 타겟의 방사선 치료 시에는 ncIMRT 치료계획을 고려해 볼 필요가 있다고 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제38권2호
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• pp.138-147
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• 2020

Purpose: To evaluate the dosimetric variations in patients of head and neck cancer treated with definitive or adjuvant radiotherapy using optimized non-coplanar (ncVMAT) beams with coplanar (cVMAT) beams using volumetric arc therapy. Materials and Methods: Twenty-two patients of head and neck cancer that had received radiotherapy using VMAT in our department were retrospectively analyzed. Each of the patients was planned using coplanar and non-coplanar orientations using an optimized couch angle and fluences. We analyzed the Conformity Index (C_IRTOG), Dose Homogeneity Index (DHI), Heterogeneity Index (HI_RTOG), low dose volume, target and organs-at-risk coverage in both the plans without changing planning optimization parameters. Results: The prescription dose ranged from 60 Gy to 70 Gy. Using ncVMAT, C_IRTOG, DHI and HI_RTOG, and tumor coverage (ID_95%) had improved, low dose spillage volume in the body V_5Gy was increased and V_10Gy was reduced. Integral dose and intensity-modulated radiation therapy factor had increased in ncVMAT. In the case of non-coplanar beam arrangements, maximum dose (D_max) of right and left humeral head were reduced significantly whereas apex of the right and left lung mean dose were increased. Conclusion: The use of ncVMAT produced better target coverage and sparing of the shoulder and soft tissue of the neck as well as the critical organ compared with the cVMAT in patients of head and neck malignancy.