• Title/Summary/Keyword: Three-dimensional conformal radiation therapy

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Intensity-modulated radiation therapy: a review with a physics perspective

  • Cho, Byungchul
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제36권1호
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    • pp.1-10
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    • 2018
  • Intensity-modulated radiation therapy (IMRT) has been considered the most successful development in radiation oncology since the introduction of computed tomography into treatment planning that enabled three-dimensional conformal radiotherapy in 1980s. More than three decades have passed since the concept of inverse planning was first introduced in 1982, and IMRT has become the most important and common modality in radiation therapy. This review will present developments in inverse IMRT treatment planning and IMRT delivery using multileaf collimators, along with the associated key concepts. Other relevant issues and future perspectives are also presented.

하지 연부조직육종을 위한 방사선치료기술 별 선량평가 연구 (A dosimetric evaluation of volumetric modulated arc therapy, intensity modulated radiation therapy, and three-dimensional conformal radiation therapy for the lower extremity soft tissue sarcoma)

  • 이솔민;송성찬;현성은;박흥득;이재기;김영석;김귀언
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.1-5
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    • 2016
  • 본원에서 수술 후 방사선치료를 수행한 하지 연부조직육종 환자에 대해 용적세기조절회전치료(VMAT), 세기조절방사선치료(IMRT), 3차원입체조영방사선치료(3D-CRT)의 세 가지 치료계획을 수립하여 치료계획용적(PTV)과 대퇴골에 전달되는 방사선량을 각각 비교하였다. 세 치료계획방법 모두 치료계획용적에 전달되는 방사선량은 큰 차이를 보이지 않았으나 용적세기조절회전치료와 세기조절방사선치료의 경우 3차원입체조영방사선치료보다 대퇴골에 전달되는 방사선량을 줄일 수 있었다. 또한 용적세기조절회전치료의 경우 세기조절방사선치료 보다 치료에 필요한 monitor unit이 적어 치료시간 감소의 효과가 나타났다. 따라서 하지 연부조직육종 방사선치료 시 용적세기조절회전치료의 사용은 효과적인 방사선치료를 수행할 수 있을 것이라 사료된다.

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Preliminary Study of Neuronal Response to Dose Distribution of Radiation with MR Spectroscopy

  • Ahn, Seung-Do;Yi, Byoung-Young;Lee, Jung-Hee
    • 한국생물물리학회:학술대회논문집
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    • 한국생물물리학회 2002년도 제9회 학술 발표회 프로그램과 논문초록
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    • pp.25-26
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    • 2002
  • The goal of radiation therapy is to maximize the tumor dose and to minimize the dose of normal tissue. In order to achieve this goal, the new radiation therapy techniques such as three dimensional conformal therapy or intensity modulated radiation therapy has been developed and tried to clinical application. The relationship between radiation dose and normal tissue response is an interesting subject in the radiation therapy field.(omitted)

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선량강도 조절법을 이용한 방사선치료 (Intensity Modulation in Radiation Therapy)

  • 김성규;김명세
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제8권2호
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    • pp.27-34
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    • 1997
  • 방사선치료에서 three dimensional conformal radiation therapy (3DCRT) 에 접근하는 방법으로 조사하는 방향에 따라 선량의 강도를 조절함으로서 암조직에만 집중적으로 선량을 조사하며 주위 정상조직에는 최소의 선량이 조사되도록 하는 방법으로 1990년대부터 Memorial Sloan-Kettering Cancer Center를 중심으로 연구되었다. 암조직의 치료부피를 최적화하기 위하여 암조직의 모양에 따라 선량분포곡선이 이루는 치료용적이 종양용적과 같아야 한다. 이러한 3DCRT는 암조직에 집중적으로 선량을 조사할 수 있어서 중요장기들의 한계선량을 유지하면서 암조직에 조사되는 선량을 20% 정도 증가시킬수 있다. 방사선치료의 궁극적인 목적이 종양부위에 균등한 치유선량이 도달되게하고 병변 부위의 정상조직의 손상을 최소가 되게 하는 것이며, 이러한 수행을 위하여 CT planning 등을 이용하여 치료계획을 수립하여 치료용적과 종양용적을 거의 같게 할 수 있다. 본 연구에서는 조사하는 부위에서 선량의 강도를 조절하여 암조직의 치료용적을 최적화하는 3DCRT를 얻는 것을 목적으로 폐암환자에서 강도 조절법을 사용한 치료계획에서 일반적인 치료계획을 시행한 경우를 비교하면 종양용적에 접근한 치료계획과 정상조직에 대한 선량 감소를 보여주고 있으며, 직장암 환자에서도 두 치료계획에서 선량분포가 잘 비교가 됨을 볼 수 있다.

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선량강도 조절법을 이용한 방사선치료에서 총선량에 관한 고찰 (A Study of Total Dose in Intensity Modulation Radiation Therapy)

  • 김성규
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제11권1호
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    • pp.85-90
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    • 2000
  • 방사선치료에서 치료의 효과는 총선량, 치료회수, 1회 조사선량 등에 의해서 결정된다. 선량강도조절법을 사용하여 방사선치료를 행할 때 치료회수나 1회 조사선량을 고려하여 총선량에 미치는 효과를 살펴보고자 한다. 방사선치료의 목적은 암조직에는 충분한 선량을 조사하면서 주위 정상 조직에는 최소한의 선량을 조사되게 하여 치료성적의 향상으로 암환자의 생존율과 삶의 질을 높이는데 목적이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 연구자들이 여러 가지 방법으로 해결하고자 노력한 결과 CT의 영상을 치료계획에 이용할 수 있게 되어 three dimensional conformal radiation therapy(3DCRT)를 개발하였다. 선량강도조절법을 시행하여 총선량을 75, 80, 85, 90Gy를 조사할 때, 처음부터 선량강도조절법을 사용하여 치료하는 경우와 일차적으로 45Gy를 조사하고 boost를 조사할 때 나머지 선량을 선량강도조절 법으로 사용하는 것을 TDF 환산법을 사용하여 비교하였다. 처음부터 선량강도조절법으로 치료할 경우에는 총선량에서 약 12.5 - 15 Gy 정도 감해서 조사하여야 하는 것으로 나타났다.

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Comparison of Three Dimensional Conformal Radiation Therapy, Intensity Modulated Radiation Therapy and Volumetric Modulated Arc Therapy for Low Radiation Exposure of Normal Tissue in Patients with Prostate Cancer

  • Cakir, Aydin;Akgun, Zuleyha;Fayda, Merdan;Agaoglu, Fulya
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권8호
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    • pp.3365-3370
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    • 2015
  • Radiotherapy has an important role in the treatment of prostate cancer. Three-dimensional conformal radiation therapy (3D-CRT), intensity modulated radiation therapy (IMRT) and volumetric modulated arc therapy (VMAT) techniques are all applied for this purpose. However, the risk of secondary radiation-induced bladder cancer is significantly elevated in irradiated patients compared surgery-only or watchful waiting groups. There are also reports of risk of secondary cancer with low doses to normal tissues. This study was designed to compare received volumes of low doses among 3D-CRT, IMRT and VMAT techniques for prostate patients. Ten prostate cancer patients were selected retrospectively for this planning study. Treatment plans were generated using 3D-CRT, IMRT and VMAT techniques. Conformity index (CI), homogenity index (HI), receiving 5 Gy of the volume (V5%), receiving 2 Gy of the volume (V2%), receiving 1 Gy of the volume (V1%) and monitor units (MUs) were compared. This study confirms that VMAT has slightly better CI while thev olume of low doses was higher. VMAT had lower MUs than IMRT. 3D-CRT had the lowest MU, CI and HI. If target coverage and normal tissue sparing are comparable between different treatment techniques, the risk of second malignancy should be a important factor in the selection of treatment.

Benefit of volumetric-modulated arc therapy over three-dimensional conformal radiotherapy for stage I-II extranodal marginal zone B-cell lymphoma of mucosa-associated lymphoid tissue in the stomach: a dosimetric comparison

  • Chung, Joo-Hyun;Na, Kyoungsu;Kim, Il Han
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제36권4호
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    • pp.332-340
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    • 2018
  • Purpose: To retrospectively analyze dosimetric parameters of volumetric-modulated arc therapy (VMAT) and three-dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT) delivered to extranodal marginal zone B-cell lymphomas of mucosa-associated lymphoid tissue in the stomach (gastric MALT lymphoma) to find out advantages of VMAT and conditions for definite benefits of VMAT. Materials and Methods: Fifty patients with stage I-II gastric MALT lymphoma received VMAT (n = 14) or 3D-CRT (n = 36) between December 2005 and April 2018. Twenty-seven patients were categorized according to whether the planning target volume (PTV) overlaps kidney(s). Dosimetric parameters were analyzed by dose-volume histogram. Results: Radiation dose to the liver was definitely lower with VMAT in terms of mean dose (p = 0.026) and V15 (p = 0.008). The V15 of the left kidney was lower with VMAT (p = 0.065). For those with PTV overlapping kidney(s), the left kidney V15 was significantly lower with VMAT. Furthermore, the closer the distance between the PTV and kidneys, the less the left kidney V15 with VMAT (p = 0.037). Delineation of kidney(s) by integrating all respiratory phases had no additional benefit. Conclusions: VMAT significantly increased monitor units, reduced treatment time and radiation dose to the liver and kidneys. The benefit of VMAT was definite in reducing the left kidney V15, especially in geometrically challenging conditions of overlap or close separation between PTV and kidney(s).

Evaluation of the hybrid-dynamic conformal arc therapy technique for radiotherapy of lung cancer

  • Kim, Sung Joon;Lee, Jeong Won;Kang, Min Kyu;Kim, Jae-Chul;Lee, Jeong Eun;Park, Shin-Hyung;Kim, Mi Young;Lee, Seoung-Jun;Moon, Soo-Ho;Ko, Byoung-Soo
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제36권3호
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    • pp.241-247
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    • 2018
  • Purpose: A hybrid-dynamic conformal arc therapy (HDCAT) technique consisting of a single half-rotated dynamic conformal arc beam and static field-in-field beams in two directions was designed and evaluated in terms of dosimetric benefits for radiotherapy of lung cancer. Materials and Methods: This planning study was performed in 20 lung cancer cases treated with the VERO system (BrainLAB AG, Feldkirchen, Germany). Dosimetric parameters of HDCAT plans were compared with those of three-dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT) plans in terms of target volume coverage, dose conformity, and sparing of organs at risk. Results: HDCAT showed better dose conformity compared with 3D-CRT (conformity index: 0.74 ± 0.06 vs. 0.62 ± 0.06, p < 0.001). HDCAT significantly reduced the lung volume receiving more than 20 Gy (V20: 21.4% ± 8.2% vs. 24.5% ± 8.8%, p < 0.001; V30: 14.2% ± 6.1% vs. 15.1% ± 6.4%, p = 0.02; V40: 8.8% ± 3.9% vs. 10.3% ± 4.5%, p < 0.001; and V50: 5.7% ± 2.7% vs. 7.1% ± 3.2%, p < 0.001), V40 and V50 of the heart (V40: 5.2 ± 3.9 Gy vs. 7.6 ± 5.5 Gy, p < 0.001; V50: 1.8 ± 1.6 Gy vs. 3.1 ± 2.8 Gy, p = 0.001), and the maximum spinal cord dose (34.8 ± 9.4 Gy vs. 42.5 ± 7.8 Gy, p < 0.001) compared with 3D-CRT. Conclusions: HDCAT could achieve highly conformal target coverage and reduce the doses to critical organs such as the lung, heart, and spinal cord compared to 3D-CRT for the treatment of lung cancer patients.

두경부 방사선 치료 시 입체조형동적회전조사치료와 용적변조회전조사치료에 관한 연구 (A Comparative Study on the Head and Neck Radiation Therapy for Dynamic Conformal Arc Therapy and Volumetric Modulated Arc Therapy)

  • 김덕기;최천웅;최재혁;원희수;박철수
    • 한국자기학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.208-218
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    • 2015
  • 최근 방사선치료는 치료 장비에 있어 고도화되고 방법 또한 다양해지고 있다. 기존의 방사선치료의 경우 다엽콜리메이터의 두께가 치료계획에 있어서 중요한 요인으로 생각되었지만 세기변조방사선치료의 개념에서는 그 중요성이 다소 떨어진다. 이 시점에서 보다 정밀한 치료를 시행할 때 다엽콜리메이터와 더불어 어떤 방식으로 치료계획을 세우고 치료하느냐를 고민할 시점이 되었다고 본다. 따라서 본 연구는 5 mm 다엽콜리메이터를 적용한 용적변조회전조사치료(Volumetric modulated arc therapy, VMAT) 치료계획과 2.5 mm 다엽콜리메이터를 적용한 입체조형동적회전조사치료(Dynamic conformal arc therapy, DCAT) 치료계획을 여러 가지 모양을 지닌 가상의 표적용적에 따라 나타나는 치료선량분포를 확인하고 실제 환자치료에 적용하여 보다 효율적인 방사선치료를 구상하는데 그 목적이 있다. 본 연구의 목적은 치료계획 시 전산화 단층촬영영상과 자기공명영상과의 융합을 통해 영상의 재현성 및 유용성을 평가하고 획득한 영상에서 타겟 선량을 비교, 분석하고자 자체개발한 팬톰을 사용하여 수행하였다. 전산화단층촬영을 한 팬톰의 영상과 각기 다른 자장의 세기로 촬영한 팬톰의 자기공명영상에서 팬톰 내에 존재하는 작은 홀의 크기 및 용적의 재현성을 비교하고, 임의의 타겟에서 선량 변화를 비교, 분석하였다.

Advances and Challenges in Intensity-Modulated Radiotherapy for Nasopharyngeal Carcinoma

  • Qu, Song;Liang, Zhong-Guo;Zhu, Xiao-Dong
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권5호
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    • pp.1687-1692
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    • 2015
  • Nasopharyngeal carcinoma is an endemic disease within specific regions in the world. Radiotherapy is the main treatment. In recent decades, intensity-modulated radiation therapy has undergone a rapid evolution. Compared with two-dimensional radiotherapy and/or three-dimensional conformal radiotherapy, evidence has shown it may improve quality of life and prognosis for patients with nasopharyngeal carcinoma. In addition, helical tomotherapy is an emerging technology of intensity-modulated radiation therapy. Its superiority in dosimetric and clinical outcomes has been demonstrated when compared to traditional intensity-modulated radiation therapy. However, many challenges need to be overcome for intensity-modulated radiation therapy of nasopharyngeal carcinoma in the future. Issues such as the status of concurrent chemotherapy, updating of target delineation, the role of replanning during IMRT, the causes of the main local failure pattern require settlement. The present study reviews traditional intensity-modulated radiation therapy, helical tomotherapy, and new challenges in the management of nasopharyngeal carcinoma.