• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권1호
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• pp.33-38
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• 2017

Creating individualized build-up material for superficial photon beam radiation therapy at irregular surface is complex with rice or commonly used flat shape bolus. In this study, we implemented a workflow using 3D printed patient specific bolus and describe our clinical experience. To provide better fitted build-up to irregular surface, the 3D printing technique was used. The PolyLactic Acid (PLA) which processed with nontoxic plant component was used for 3D printer filament material for clinical usage. The 3D printed bolus was designed using virtual bolus structure delineated on patient CT images. Dose distributions were generated from treatment plan for bolus assigned uniform relative electron density and bolus using relative electron density from CT image and compared to evaluate the inhomogeneity effect of bolus material. Pretreatment QA is performed to verify the relative electron density applied to bolus structure by gamma analysis. As an in-vivo dosimetry, Optically Stimulated Luminescent Dosimeters (OSLD) are used to measure the skin dose. The plan comparison result shows that discrepancies between the virtual bolus plan and printed bolus plan are negligible. (0.3% maximum dose difference and 0.2% mean dose difference). The dose distribution is evaluated with gamma method (2%, 2 mm) at the center of GTV and the passing rate was 99.6%. The OSLD measurement shows 0.3% to 2.1% higher than expected dose at patient treatment lesion. In this study, we treated Mycosis fungoides patient with patient specific bolus using 3D printing technique. The accuracy of treatment plan was verified by pretreatment QA and in-vivo dosimetry. The QA results and 4 month follow up result shows the radiation treatment using 3D printing bolus is feasible to treat irregular patient skin.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권2호
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• pp.51-63
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• 2019

목 적: 유방암 방사선치료 시 호흡이나 부종으로 인한 유방 변화를 고려하여 치료계획을 하여야 한다. 본 연구는 부분절제술을 시행한 좌측 유방암 환자의 세기조절 방사선치료 시 치료 용적의 변화에 따른 Virtual Bolus(VB) 기법의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 유방보존술 후 방사선치료를 받은 환자 10명을 대상으로 하였고 VMAT 과 IMRT에서 VB를 적용한 치료계획과 적용하지 않은 치료계획을 각각 수립하여 유방의 변화에 따른 선량을 비교하였다. 유방에 변화가 없을 경우 VMAT_NoVB와 VMAT_VB에서 치료 용적의 V95%, HI, CI와 Ipsilateral Lung의 Dmean, V5, V20, V30, Heart의 Dmean을 비교 분석하였고 IMRT도 동일한 방법으로 진행하였다. 또한 치료 용적에 1cm 변화가 있을 경우 각 치료계획의 TCP, NTCP를 분석하였다. 결 과: 유방에 변화가 없을 경우 처방선량의 95%를 받는 PTV_NoVB 체적의 비율은 VMAT_NoVB와 VMAT_VB에서는 99.80±0.17%, 99.75±0.12%였고, IMRT_NoVB와 IMRT_VB에서는 99.67±0.26%, 99.51±0.15%였다. 각 환자에 따른 수치를 비교해 보면, VMAT_VB의 PTV_NoVB에 대한 V95%는 VMAT_NoVB의 PTV_NoVB에 대한 V95% 보다 0.08±0.22배 낮았다. 또한 IMRT_VB에서 PTV_NoVB에 대한 V95%는 IMRT_NoVB 보다 0.24±0.36배 낮았지만 큰 차이를 보이지 않았다. HI와 CI는 3% 이내의 차이를 보였다. OAR에서는 대부분 VB Plan에서 선량이 높게 나타났지만 가이드라인을 초과하지 않았다. 유방에 1cm의 변화가 있을 경우 NoVB Plan의 TCP는 유방에 변화가 없을 때보다 90% 이상 감소하는 것으로 나타났지만, VB Plan은 비슷한 수준의 치료 효과를 유지하는 것으로 나타났다. 결 론: Virtual Bolus를 적용한 치료계획은 기존의 치료계획과 비슷한 Plan Quality를 가지면서 움직임으로 발생하는 선량 오차를 줄여줄 수 있는 방법이다. 유방암의 세기조절 방사선치료 시 유방의 움직임이나 부종이 예상된다면 VB를 적용한 치료계획이 매우 유용할 것이라 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제34권
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• pp.7-12
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• 2022

목 적: 볼루스 적용이 어려운 코와 같은 요철 부위 치료 시 피부 선량 확보에 어려움이 있는 경우, IMRT(Intensity Modulated Radiation Therapy)전달 기법 과 평균 에너지가 낮은 FFF(Flattening Filter Free)를 조합한 치료 계획으로 피부 선량 증가 여부를 팬텀 실험을 통해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 두경부암 치료시 가장 흔하게 사용하는 6MV-FF(Flattening Filter) VMAT(Volumetric-Modulated Arc Therapy) 치료계획을 기준으로 정하고, VMAT와 IMRT, FF와 FFF, 5 mm 볼루스 적용 유무를 조합하여 비교군을 생성하였다. 란도 팬텀 콧등에 가상 타겟을 생성하였고, 5 mm 의 가상의 볼루스를 란도 팬텀 콧등 위에 완전 밀착을 가정하여 적용하였다. 팬텀의 코를 기준으로 5개 측정지점을 정하고 각각의 치료계획 을 치료테크닉과 bolus 적용유무에 맞게 치료계획 당 3회를 조사하여 흡수선량을 측정하였다. 결 과: FF vs FFF 에서의 피부선량 차이는 VMAT bolus off에서 FFF인 경우 증가하였고, IMRT bolus off의 경우 차이를 나타내지 않았다. VMAT bolus 5 mm, IMRT bolus 5 mm에서는 FFF에서 오히려 피부선량이 감소되는 것을 확인 할 수 있었다. VMAT vs IMRT 피부선량 차이는 FFF bolus off 의 경우에만 피부선량이 증가했고, 나머지는 통계적 차이가 없었다. bolus off vs bolus 5 mm 에서의 피부선량 차이는 IMRT FFF 을 사용했을 경우만 제외하고는 모두 bolus 5 mm 에서 피부선량이 증가하는 것을 확인하였다. IMRT와 FFF를 조합한 치료 계획은 통상적으로 사용되는 VMAT와 FF를 사용하여 5 mm 볼루스를 적용한 치료 계획 피부선량의 측정값을 분석한 결과 통계적으로 유의미한 차이를 발견하지 못했다. 따라서 IMRT_FFF 를 사용함으로써 VMAT_FF 에 5 mm 볼루스 적용한 것과 비슷한 수준의 피부선량 전달이 가능할 것이라 사료되며, 이는 높은 피부선량이 필요하지만, 볼루스 적용이 어려운 환자와 같은 경우에 유용할 수 있다. 결 론: 볼루스 적용이 어려운 환자의 경우, VMAT와 FF에 비교하여 IMRT와 FFF를 적절히 조합한 치료 계획으로 피부 선량 증가를 기대할 수 있다.

• Journal of Magnetics
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• 제21권2호
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• pp.293-297
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• 2016

For mastectomy patients, sufficient doses of radiation should be delivered to the surface of the chest wall to prevent recurrence. A bolus is used to increase the surface dose on the chest wall, whereby the surface dose is confirmed with the use of a virtual bolus during the computerized treatment-planning process. The purpose of this study is an examination of the difference between the dose of the computerized treatment plan and the dose that is measured on the bolus. Part of the left breast of an Anderson Rando phantom was removed, followed by the attainment of computed tomography (CT) images that were used as the basis for computerized treatment plans that were established with no bolus, a 3 mm-thick bolus, a 5 mm-thick bolus, and a 10 mm-thick bolus. For the computerized treatment plan, a prescribed dose regimen was dispensed daily and planning target volume (PTV) coverage was applied according to the RTOG 1304 guidelines. Using each of the established computerized treatment plans, chest-wall doses of 5 points were measured; this chest-wall dose was used as the standard for the analysis of this study, while the level of significance was set at P < 0.05. The measurement of the chest-wall dose with no bolus is 1.6 % to 10.3 % higher, and the differences of the minimum average and the maximum average of the five measurement points are -13.8 and -1.9, respectively (P < 0.05); however, when the bolus was used, the dosage was measured as 3.7 % to 9.2 % lower, and the differences of the minimum average and the maximum average are 7.4 and 9.0, -1.2 and 17.4, and 8.1 and 19.8 for 3 mm, 5 mm, and 10 mm, respectively (P < 0.05). As the thickness of the bolus is increased, the differences of the average surface dose are further increased. There are a variety of factors that affect the surface dose on the chest wall during post-mastectomy radiation therapy, for which verification is required; in particular, a consideration of the appropriate thickness and the number of uses when a bolus is used, and which has the greatest effect on the surface dose on the chest wall, is considered necessary.

• 대한방사선치료학회지
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• 제34권
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• pp.31-42
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• 2022

목 적: 본 연구는 6MV-FFF(Flattening Filter Free) 에너지를 사용하는 Tomotherapy, Halcyon, True-Beam 장비를 이용하여 가상의 표적 용적에 대한 표면 선량 값을 측정, 비교평가하고자 한다. 대상 및 방법: IMRT 팬텀(IBA, Germany)을 이용하였으며 표면 선량 측정의 정확도를 높이기 위해 without bolus, 0.5 cm bolus, 1 cm bolus 총 세 가지 조건으로 전산화 단층촬영을 시행하였다. 가상의 표적 깊이에 치료 계획 용적(Planning Target Volume, PTV)을 설정하고 1회, 200 cGy로 치료 계획을 각각 수립하였다. 표면 선량 측정은 Gafchromic EBT3 필름을 전산화 치료 계획과 동일한 구간에 위치시켜 10회 반복 측정한 뒤 분석하였다. 결 과: 각 장비 별 실험 결과 without bolus, 0.5 cm bolus, 1 cm bolus 순서로 표면 선량 측정값의 평균은 Tomotherapy에서 115.2±2.0 cGy, 194.4±3.3 cGy, 200.7±2.9 cGy로 확인되었고, Halcyon에서 104.7±3.0 cGy, 180.1±10.8 cGy, 187.0±10.1 cGy로 확인되었으며, TrueBeam에서 92.4±3.2 cGy, 148.6±5.7 cGy, 155.8±6.1 cGy로 확인되었다. 세 가지 조건에서 모두 치료 계획 시스템과 동일하게 Tomotherapy, Halcyon, TrueBeam 순으로 높게 측정되었다. 결 론: Tomotherapy와 Halcyon에서 TrueBeam 장비에 비해 표면 선량이 높게 측정되었다. 치료 부위와 치료 목적에 맞춰 장비 별 특성이 고려된다면 치료 효율성의 증가뿐 아니라 환자의 치료 만족도도 높아질 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권2호
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• pp.64-71
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• 2016

삼차원 프린터(3DP)를 이용하여 환자맞춤형 전자선 치료용 볼루스(patient specific customized bolus, PSCB)를 제작하는 절차를 고안하고 제안된 방법으로 제작한 PSCB의 선량 정확도를 평가했다. 치료계획장치에서 치료계획표적용적(PTV)에 적합한 전자선 빔과 조사면 크기를 선택하고 초기 선량계산을 수행했다. 계산된 선량분포를 기반으로 PSCB를 그리고 재계산을 수행했다. 수 차례 반복을 통해 최상의 PSCB를 설계하고 설계된 윤곽자료를 DICOMRT 프로토콜을 이용해 자체 제작한 변환프로그램으로 전송했다. PSCB의 윤곽자료는 자체 변환프로그램을 이용해 3DP에서 인식 가능한 파일(STL 포맷)로 변환한 후 3DP를 이용해 제작했다. PSCB의 유용성을 검증하기 위해 2명의 가상 환자(오목, 볼록 유형)를 생성했고 각각의 환자에 가상의 PTV와 정상장기(OAR)을 생성했다. 3D-PSCB 를 사용했을 때와 사용하지 않았을 때의 선량체적히스토그램(DVH)와 선량 특성을 비교했다. 3D-PSCB 제작의 정확도를 분석하기 위해 필름 선량측정을 통해 선량 정확도를 평가했다. 치료계획 결과와 필름을 이용한 선량분포를 중첩한 후 빔 중심축에서의 심부선량곡선을 구했고 감마분석(3% 선량 오차와 3 mm 거리오차)을 수행 했다. 2명의 가상환자 모두에서 PSCB를 사용한 경우 PTV 선량은 큰 차이를 보이지 않았다. PSCB를 사용할 경우 PSCB를 사용하지 않는 경우에 비해 OAR의 최대 선량, 최소선량, 평균선량은 각각 평균 9.7%, 36.6%, 28.3% 감소했다. 처방선량의 90% 선량($V_{90%}$)을 받는 OAR의 용적은 PSCB를 적용할 경우 약 99% 낮아졌다(14.40 vs $0.1cm^3$). 또한 처방선량의 80% 선량을 받는 OAR 체적도 PSCB를 사용할 경우 약 91% 줄었다(42.6 vs $3.7cm^3$). 감마분석 결과(3%, 3 mm) 오목 및 볼록 볼루스를 적용한 경우 각각 95%, 98% 통과율(pass rate)을 보였다. 3DP를 이용해 PSCB를 제작하는 절차를 정립하고 선량적 정확도를 평가해서 임상적용이 가능한 만족할 만한 결과를 얻었다. 3DP 기술의 빠른 발전에 힘입어 PSCB의 임상적용이 좀 더 쉬워지고 적용대상이 확장될 것으로 생각된다.