• 대한방사선치료학회지
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• 제35권
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• pp.41-51
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• 2023

목 적: 본 연구는 폐암 환자의 정위체부방사선치료 시(Stereotactic Body Radiation Therapy, SBRT) 기준선(Baseline) 변화에 따른 3D-CBCT(Cone Beam Computed-Tomography)와 Gated-CBCT의 영상 품질(Image quality)을 비교 분석하여 호흡에 따른 움직임의 보정에 유용한 CBCT 촬영 방법을 찾고자 한다. 대상 및 방법: QUASAR^TM(Modus Medical Devices Inc, Canada) 팬텀에 지름이 3 cm인 고체 종양 물질(Solid Tumor)을 삽입하여 팬텀의 속도를 주기 3 sec, 최대 진폭 20 mm 로 4DCT(4-Dimentional Computed-Tomography)를 촬영하였다. 전산화 치료계획시스템 Eclipse^TM을 이용하여 고체 종양 물질에 육안적 종양용적(Gross Target Volume, GTV)을 윤곽 묘사하였다. Truebeam STx^TM을 이용해 4DCT 촬영 시와 동일하게 설정한 후, 기준선 변화가 1 mm, 3 mm, 5 mm인 호흡 패턴을 팬텀에 입력하여 3D-CBCT(Spotlight, Full)와 Gated-CBCT(Spotlight, Full) 영상을 5회 반복하여 획득하였다. 획득된 영상을 4DCT 영상을 기준으로 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio, SNR), 대조대잡음비(Contrast-to-Noise Ratio, CNR), 종양 체적 길이(Tumor Volume Length) 및 모션 블러링 비(Motion Blurring Ratio, MBR)를 측정하여 비교하였다. 결 과: Spotlight Gated-CBCT 영상이 기준선 변화에 따른 신호대잡음비가 평균 13.30±0.10%, 대조대잡음비가 평균 7.78±0.16%, 종양 체적 길이가 평균 3.55 ± 0.17%, 모션 블러링 비가 평균 1.18 ± 0.06%로 Spotlight 3D-CBCT보다 우수한 값을 보였다. 또한, Full Gated-CBCT 영상이 기준선 변화에 따른 신호대잡음비가 평균 12.80 ± 0.11%, 대조대잡음비가 평균 7.60 ± 0.11%, 종양 체적 길이가 평균 3.54 ± 0.16%, 모션 블러링 비가 평균 1.18 ± 0.05%로 Full 3D-CBCT보다 우수한 값을 보였다. 결 론: 3D-CBCT 촬영 영상과 비교하여 Gated-CBCT 촬영 영상이 기준선 변화에 따른 영상 품질이 우수한 값을 보였으며, 호흡으로 인한 모션 블러링 인공물(Motion Blurring Artifacts)의 영향이 적은 것을 확인했다. 따라서 단기간에 고선량을 전달하는 폐암의 정위체부방사선치료 시 불규칙한 호흡으로 인한 기준선 변화가 발생하는 경우 Gated-CBCT를 이용해 영상유도(Image Guide)를 하는 것이 유용하다고 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.179-187
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• 2011

방사선 치료에서 일정한 호흡주기의 유지가 필요한 흉부 및 복부를 치료할 때 환자의 자세와 belly board device의 사용 여부에 따라 다르게 나타나는 호흡신호의 차이를 통계적으로 분석하여 임상적용에 관한 유용성을 검정하였다. 호흡주기유지는 supine 자세에서 비교적 양호하게 나타났으며, prone 자세에서 호흡주기 유지가 양호하지 않은 경우에 belly board를 적용하여 85%가 유의하게 다른 패턴의 호흡주기를 보였고, 57%는 호흡주기 유지가 양호하게 변화한 것으로 나타났다. 각 피험자의 비만도와 체중에 따른 호흡주기유지 안정성의 차이는 보이지 않았으며, 안정성의 상대적 비교지수로 분석한 시간의 흐름에 따른 호흡의 안정성 유지는 supine 자세에서 비교적 안정적이었으며, 호흡주기 유지의 검정통계결과와 일치하였다(p=0.044, kappa=0.607). 흉부 및 복부 심지어 골반의 방사선치료에서도 호흡에 의한 환자의 움직임은 중요한 고려사항 중 하나이다. 환자의 치료부위와 target의 위치, 예상되는 plan의 beam arrangement에 따라, 환자의 자세 및 device의 여부가 결정되지만, 본 연구와 같이 호흡신호의 통계적 분석과 이의 적용을 통해, 호흡유지에 최적의 자세, belly board와 같은 device 사용여부를 결정하여, 호흡주기의 유지 및 호흡의 안정도 유지에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.247-256
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• 2014

목 적 : 췌장 환자 방사선 치료 중 기점(Fiducial) 대상 내부 및 외부 종양 움직임의 오차를 정량화 하고자 한다. 또한 cone beam computed tomography (CBCT) 를 기반으로 호흡 시 췌장의 움직임 분석하고자 한다. 대상 및 방법 : 용적 세기변조 회전조사 (V-MAT)를 적용, 정위적 방사선 치료를 국소 진행성 췌장암 환자 11명을 대상으로 하였다. CBCT 및 직교 투시이미지를 적용하여 기점(Fiducial Marker)의 Inter, intra-fraction 움직임 변화를 치료 전, 치료 진행 시 분석하였다. 결 과 : 치료 후 프로토콜을 오프라인 교정 프로토콜을 사용하여, CBCT 와 직교투시 간의 평균 오차(범위)는 0.0(-1.7~4.0), 0.3(-0.5~3.0) and 0.0(-4.1~6.6)mm 측방 (LR), 세로 (AP) 및 종 방향 (SI) 이였다. 무작위 Inter-fraction Setup 오차 결과는 -0.1, -2.3 and -1.1 mm: 95% Fiducial포함 마진은 각 9.9, 7.8, 12.5mm로 수식되었다. 결 론 : 위 분석으로 뼈 일치 정렬 후 잔류 불확실성이 있으며, SI 방향에 큰 임의의 움직임은 적합한 여백이 필요하다. 주변 내부 장기를 보호, 내부 장기 문제점을 최소화, 호흡편차를 고려, 치료 시 정기적으로 측정하여야 한다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제30권2호
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• pp.139-145
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• 2007

Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름을 이용하여 정위방사선수술에서 작은 조사야에 대한 선량분포를 측정, 분석하는데 있어 그 유용성을 평가하였다. 조직 등가물질인 water 팬톰의 diode와 아크릴 팬톰내의 $EBT^{(R)}$ 필름을 비교하였으며, 또한 실제 뇌정위방사선수술의 평가를 위해 Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름을 이용하여 인체모형 두부 팬톰내 치료부위 위치를 확인하고 선량을 측정하여 계산값과 비교하였다. diode와 $EBT^{(R)}$ 필름 모두 1.5cm에서 6MV 광자선에 대한 Dmax가 있었으며 팬톰내의 깊은 영역으로 빔이 진행하면 $10{\sim}20\;cm$서 두 측정방법 모두 $2{\sim}3%$ 정도의 오차로 중심에서 벗어나는 경향을 보여주고 있었다. Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름의 실제 조사된 선량분포를 치료계획에서 결정된 선량분포와 비교하면 90% 등선량곡선에서 5% 정도의 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 뇌정위방사선수술에서 팬톰을 이용하여 측정한 주어진 목표점에서의 방사선 조사선량이 정확하게 측정된다는 사실을 확인하였으며 또한 정도관리의 한 방법으로도 그 유용성이 확인되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권4호
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• pp.180-188
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• 2016

Acuros XB advanced dose calculation algorithm (AXB, Varian Medical Systems, Palo Alto, CA) has been released recently and provided the advantages of speed and accuracy for dose calculation. For clinical use, it is important to investigate the dosimetric performance of AXB compared to the calculation algorithm of the previous version, Anisotropic Analytical Algorithm (AAA, Varian Medical Systems, Palo Alto, CA). Ten volumetric modulated arc therapy (VMAT) plans for each of the following cases were included: head and neck (H&N), prostate, spine, and lung. The spine and lung cases were treated with stereotactic body radiation therapy (SBRT) technique. For all cases, the dose distributions were calculated using AAA and two dose reporting modes in AXB (dose-to-water, $AXB_w$, and dose-to-medium, $AXB_m$) with same plan parameters. For dosimetric evaluation, the dose-volumetric parameters were calculated for each planning target volume (PTV) and interested normal organs. The differences between AAA and AXB were statistically calculated with paired t-test. As a general trend, $AXB_w$ and $AXB_m$ showed dose underestimation as compared with AAA, which did not exceed within -3.5% and -4.5%, respectively. The maximum dose of PTV calculated by $AXB_w$ and $AXB_m$ was tended to be overestimated with the relative dose difference ranged from 1.6% to 4.6% for all cases. The absolute mean values of the relative dose differences were $1.1{\pm}1.2%$ and $2.0{\pm}1.2%$ when comparing between AAA and $AXB_w$, and AAA and $AXB_m$, respectively. For almost dose-volumetric parameters of PTV, the relative dose differences are statistically significant while there are no statistical significance for normal tissues. Both $AXB_w$ and $AXB_m$ was tended to underestimate dose for PTV and normal tissues compared to AAA. For analyzing two dose reporting modes in AXB, the dose distribution calculated by $AXB_w$ was similar to those of AAA when comparing the dose distributions between AAA and $AXB_m$.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제44권1호
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• pp.26-31
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• 2019

Background: Stereotactic ablative radiotherapy (SABR) plans in prostate cancer are compared and analyzed to investigate the low magnetic effect (0.35 T) on the dose distribution, with various dosimetric parameters according to low magnetic field. Materials and Methods: Twenty patients who received a 36.25 Gy in five fractions using the MR-IGRT system (ViewRay) were studied. For planning target volume (PTV), the point mean dose ($D_{mean}$), maximum dose ($D_{max}$), minimum dose ($D_{min}$) and volumes receiving 100% ($V_{100%}$), 95% ($V_{95%}$), and 90% ($V_{90%}$) of the total dose. For organs-at-risk (OARs), the differences compared using $D_{max}$, $V_{50%}$, $V_{80%}$, $V_{90%}$, and $V_{100%}$ of the rectum; $D_{max}$, $V_{50%}$, $V_{30Gy}$, $V_{100%}$ of the bladder; and $V_{30Gy}$ of both left and right femoral heads. For both the outer and inner shells near the skin, $D_{mean}$, $D_{min}$, and $D_{max}$ were compared. Results and Discussion: In PTV analysis, the maximum difference in volumes ($V_{100%}$, $V_{95%}$, and $V_{90%}$) according to low magnetic field was $0.54{\pm}0.63%$ in $V_{100%}$. For OAR, there was no significant difference of dose distribution on account of the low magnetic field. In results of the shells, although there were no noticeable differences in dose distribution, the average difference of dose distribution for the outer shell was $1.28{\pm}1.08Gy$ for $D_{max}$. Conclusion: In the PTV and OARs for prostate cancer, there are no statistically-significant differences between the plan calculated with and without a magnetic field. However, we confirm that the dose distribution significantly increases near the body shell when a magnetic field is applied.

• 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.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.843-849
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• 2022

본 연구에서는 감마나이프를 이용한 방사선 수술 시 주변 정상 장기들의 피폭선량을 측정하여 2차 발암확률을 분석하고자 한다. 인체 조직 등가 물질로 구성된 소아 팬텀(Model 706-G, CIRS, USA)에 종양 볼륨은 0.25 cm³, 0.51 cm³, 1.01 cm³, 2.03 cm³ 총 4개로 설정하였으며, 평균 선량은 18.4 ± 3.4 Gy로 하였다. 감마나이프 수술 장비의 테이블위에 Rando phantom을 설치한 후에 OSLD nanoDot 선량계를 Right eye, Left eye, Thyroid, Thymus gland, Right lung, Left lung 에 위치시켜 각각의 피폭선량을 측정하였다. 청신경초종질환의 감마나이프 방사선 수술 시 주변 정상 장기들의 방사선 피폭으로 인한 암 발생확률은 종양 볼륨 2. 03 cm³에서 100,000명 당 4.08명의 암이 발생함을 알 수 있다. 본 연구는 정위적 방사선 수술 시 발생할 수 있는 2차 방사선 피폭선량의 위험성을 연구하여 향후 확률적 영향과 관련하여 유용한 자료로 활용될 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권3호
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• pp.291-297
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• 2010

본 연구에서는 양성자 치료에서 치료부위에 금 마커를 삽입하였을 때 양성자 빔의 선량과 그 분포에 미치는 영향을 평가하였다. 1.2 mm 직경에 3 mm 길이의 원통형 금 마커가 사용되었고 양성자 빔의 여러 위치에서 각각의 선량에 미치는 영향을 조사하였다. 3차원 moving 팬텀과 유효 반경이 0.5 mm인 정위적 방사선 치료용 다이로드 검출기를 이용하여 금마커의 방사선 선량으로의 영향을 결정하였다. Gafchromic film을 이용한 필름에 의한 선량 평가도 시행하였다. 그리고 선량-체적관계 히스토그램을 통한 분석을 위하여 GEANT4 전산 모의 도구 모음을 이용한 전산모의를 실시하였다. 마커의 움직임에 대한 영향성을 평가하기 위하여 직장 풍선을 적용하고 금 마커를 삽입한 10명의 환자에 대한 MV 영상을 이용하였다. 하나의 금 마커에 의하여 처방선량의 95% 이하가 들어간 체적은 0.15 cc로 작지만 그 체적은 치료부위 안쪽에 위치하고 평행이동에 대하여 발려져서 없어지지 않았다. 금 마커의 위치와 양성자 빔의 상태에 따라서 선량분포에 각각 다른 영향을 미치고 이는 임상치료에서 충분히 고려되어야 할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권4호
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• pp.238-248
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• 2010

목적: 폐암환자의 종양추적 정위방사선치료에서 삼차원 및 사차원치료계획의 선량분포 차이를 비교하였고 선량계산 알고리즘에 따른 폐의 비균질성 보정 결과에 커다란 차이가 있음을 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 7명의 폐암환자를 대상으로 전향적 호흡동조된 사차원 컴퓨터단층촬영 영상을 얻었다. 획득한 영상은 환자의 호흡에 대응하는 10개의 삼차원단층촬영 영상이며 이를 바탕으로 사차원치료계획이 수립되었다. 사차원 치료계획에서는 종양과 주변장기의 움직임을 고려하여 X선의 방향과 선량분포를 최적화한다. 사차원치료계획에서 최적화된 빔을 호흡의 50% 위상에 해당하는 한 개의 삼차원단층촬영 영상에 동일하게 적용하여 삼차원치료계획을 만들었다. 삼차원 및 사차원 치료계획에서 선량계산을 위하여 각각 Ray-tracing과 몬테칼로 알고리즘을 사용하였다. 수립된 4개의 치료계획에서 처방선량의 종양체적 포함률 종양체적의 95%를 포함하는 선량인 D95, 종양의 최대선량, 그리고 척수의 최대선량을 비교하였고 종양의 위치에 대한 연관성도 함께 고찰하였다. 결론: 몬테칼로 알고리즘을 사용한 삼차원 및 사차원 치료계획에서 종양이 폐의 하엽에 위치해 있는 경우에는 사차원치료계획에서 종양 포함률이 평균 4.4% 높았던 반면에 종양이 폐의 중엽이나 상엽에 위치해 있는 경우에는 반대로 평균 4.6% 낮았다 또한 D95도 종양이 폐의 하엽에 위치해 있는 경우에는 사차원치료계획에서 평균 4.8% 높았던 반면에 종양이 폐의 중엽이나 상엽에 위치해 있는 경우에는 반대로 평균 1.7% 낮았다. 척수의 최대선량에 대한 비교에서도 종양과 유사한 경향이 나타났다. 치료계획의 차원과 무관하게 Ray-tracing과 몬테칼로 알고리즘 사이의 선량계산 차이는 평균 30% 정도로 몬테칼로 알고리즘을 사용하였을 때 처방선량이 포함하는 종양의 부피는 크게 줄어들었다. 결론: 폐 종양의 삼차원 및 사차원 치료계획 사이의 차이를 종양과 척수의 선량분포를 통해 비교하였다. 두 치료계획 사이에서 planning target volume (PTV) 포함률이나 D95와 같이 종양과 관련된 선량학적 인자들의 차이 또는 척수의 최대선량 차이는 종양의 이동크기와 형태변화의 정도에 밀접하게 연관되어 있는 것으로 나타났다. 또한, 치료계획의 차원과 무관하게 몬테칼로 알고리즘을 사용하면 처방선량이 포함하는 PTV 포함률이나 D95가 크게 줄어드는 것을 확인하였다.