• 제목/요약/키워드: radiation tolerance

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비소세포성 폐암에서 3차원 입체조형 방사선 치료 성적 (Clinical Experience of Three Dimensional Conformal Radiation Therapy for Non-Small Cell Lung Cancer)

  • 최은경;이병용;강원철;노영주;정원규;안승도;김종훈;장혜숙
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제16권3호
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    • pp.265-274
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    • 1998
  • 목적 : 비소세포성 폐암에서 새로운 치료방법으로 대두되고 있는 3차원 입체조형 방사선 치료(Three dimensional conformal radiotherapy, 3DCRT)의 임상적용 가능성과 기존의 치료법에 비한 장점을 찾고자 1994년부터 전향적 연구를 시행하였다. 본 연구는 1) 가장 효과적인 3차원 입체조형 치료 방법의 개발, 2) 가능한 총 치료 선량증가, 3) 선량 증가에 따른 방사선 폐렴 발생 위험군 예측, 4) 선량증가에 따른 국소관해 및 생존율 향상을 목적으로 하였다. 대상 및 방법 : 1996년 12월까지 수술이 불가능하다고 판정된 95명의 환자(stage I: 4명, stage II; 1명, stage IIIa; 14명, stage IIIb; 76명)에 대하여 3차원 입체조형 치료를 시행하였다. 3차원입체조형 치료를 위하여 고정기구를 이용하여 앙와위 혹은 복와위 상태로 자세를 고정한 다음 CT-simulator를 이용하여 5 mm간격으로 CT 영상을 얻고 GTV (Gross Tumor Volume), CTV (Clinical Target Volume), PTV(Planning Target Volume)를 정한 후 3차원 치료계획용 컴퓨터를 이용하여 치료계획을 세웠다. 방사선 치료는 육안적 종양과 림프절을 포함하는 부위에 36-40 Gy를 AP-PA로 치료한 후 25-34 Gy의 3차원 입체조형 치료를 추가조사하여 총 65-70 Gy를 시행하였다. 이중 78명 (82.1$\%$)의 환자는 2회의 MVP (Mitomycin C, Vinblastine, Cisplatin) 복합항암요법을 동시에 시행하였다. 3차원 입체조형 치료 계획은 1) 표적 부위의 3차원 선량분포, 2) DVH (Dose Volume Histogram), 3) NTCP (Normal Tissue Complication Probability)를 이용하여 기존의 2차원 통상 치료 계획과 비교하였다. 결과 : 78명의 환자에서는 4-8 조사영역을 이용하는 비동일 평면 입체조형 치료 (Non-coplanar 3DCRT) 방법을 사용하였으며 17명에서는 Coplanar segmented 3DCRT 방법으로 치료하였다. 거의 모든 환자에서 표적부위에 100$\%$의 선량 조사가 가능하였으며 심장에 대한 DVH 분석결과 좌폐하엽 부위 종양 치료시에는 특히 3차원 입체조형 치료가 심장 선량을 줄여줌을 알수 있었다. 3차원 입체조형 치료에 의한 동측폐의 NTCP 평균값은 0.26 (0.17-0.43)으로 2차원 통상 치료의 NTCP 평균값 0.38 (0.27-0.66)에 비하여 부작용이 생길 확률이 32$\%$ 줄어들었다. 치료 결과는 26$\%$(25/95)의 환자에서 완전관해를 보였으며 53$\%$ (50/95)에서는 부분관해를 보여 전체 79$\%$의 환자에서 부분관해 이상의 반응을 보였다. 1기와 2기 환자 5명을 제외한 3기 환자 90명의 1년과 2년 생존율은 62.6$\%$와 35.2$\%$로 같은 기간에 2차원 통상치료로 치료받은 환자의 1년과 2년 생존율 51.9$\%$와 26.8$\%$에 비하여 다소 증가 되었으나 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. 치료후 19명 (Grade 1:8, Grade 2:11)의 환자에서 방사선 폐렴이 발생하였으나 steroid 치료후 모두 호전되었으며 치료 후 발생하는 방사선 폐렴을 예측할 수 있는 가장 좋은 지표는 동측폐에 대한 NTCP 값이었다 (35$\%$ vs 22$\%$). 결론 : 이상의 결과 폐암에 대한 3차원 입체조형 방사선 치료는 기존의 치료법에 비하여 부작용의 증가 없이 총 방사선량을 증가시킬 수 있는 좋은 방법으로 생각되며 방사선 폐렴의 예측인자로는 동측폐에 대한 NTCP 값이 매우 유용한 것으로 보여진다. 향후 NTCP 값에 따른 선량증가 연구와 이에 따른 생존율의 증가에 대한 연구가 더 진행되어야 할 것이다.

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국소재발된 두경부종양의 무고정틀 정위적 분할방사선치료 (Frameless Fractionated Stereotactic Radiaton Therapy in Recurrent Head & Neck Cancers)

  • 김인아;최일봉;장지영;강기문;조승호;김형태;이경진;최창락
    • 대한두경부종양학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.156-163
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    • 1998
  • Background & Objectives: Frameless fractionated stereotactic radiotherapy(FFSRT) is a modification of stereotactic radiosurgery(SRS) with radiobiologic advantage of fractionation without losing mechanical accuracy of SRS. Local recurrence of head and neck cancer at or near skull base benefit from reirradiation. Main barrier to successful palliation is dose limitation secondary to normal tissue tolerance. We try to evaluate the efficacy and safety of FFSRT as a new modality of reirradaton in these challenging patients. Materials & Methods: Seven patients with recurrent head & neck cancer involving at or near skull base received FFSRT from September 1995 to November 1997. Six patients with nasopharyngeal cancer had received induction chemotherapy and curative radiation therapy. One patient with maxillary sinus cancer had received total maxillectomy and postoperative radiation therapy as a initial treatment. Follow-up ranged from 11 to 32 months with median of 24 months. Three of 7 patients received hyperfractionated radiation therapy(1.1-1.2Gy/fraction, bid, total 19.8-24Gy) just before FFSRT. All patients received FFSRT(3-5Gy/fraction, total 15-30Gy/5-10fractions). Chemotherapy(cis-platin $100mg/m^2$) were given concurrently with FFSRT in four patients. Second course of FFSRT were given in 4 patients with progression or recurrence after initial FFSRT. Because IF(irregularity factor; ratio of surface area of target to the surface area of sphere with same volume as a target) is too big to use conventional stereotactic RT using multiple arc method for protection of radiation damage to critical normal tissue, all patients received FFSRT with conformal method using irregular static ports. Results: Five of 7 patients showed complete remission in follow-up CT &/or MRI. Three of these five patients who developed marginal, in-field, and out-field recurrences, respectively. Another one of complete responders has been dead of G-I bleeding without evidence of local recurrence. One partial responder who showed progressive disease 15 months after initial FFSRT has received additional FFSRT, and then he is well-being with symptomatic improvement. One minmal responder who showed progression of locoregional disease 9 months after $1^{st}$ FFSRT has received 2nd FFSRT, and then he is alive with stable disease. Five of 7 case had showed direct invasion to skull base and had complaint headache and various symptoms of cranial nerve involvement. Four of these five case showed improvement of neurologic symptoms after FFSRT. No significant neurologic complicaltion related to FFSRT was observed during follow-up periods. Tumor volumes were ranged from 3.9 to 50.7 cc and surface area ranged from 16.1 to $114.9cm^2$. IF ranged from 1.21 to 1.74. The average ratio of volume of prescription isodose shell to target volume was 1.02 that indicated the improvement of target coverage and dose distribution with FFSRT with conformal method compared to target coverage with FFSRT with multiple arc method. Conclusion: Our initial experience suggests that FFSRT with conformal method was relatively effective and safe modality in the treatment of recurrent head and neck cancer involving at or near skull base. Treatment benefit included good palliation of symptoms and reasonable radiographic response. However, more experience and additional follow-up are needed to better assess its ultimate role in treating these challenging patients.

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토모테라피를 이용한 뇌척수조사의 선량적 비교와 자세 재현성에 대한 고찰 (A study on dosimetric comparison of craniospinal irradiation using tomotherpy and reproducibility of position)

  • 이희정;김주호;이상규;윤종원;조정희
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.69-76
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    • 2017
  • 목 적: 토모테라피를 이용한 뇌척수조사가 시행된 환자를 대상으로 선량적 비교와 자세 재현성 검증을 통하여 뇌척수 조사 시 토모테라피의 유용성을 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 뇌척수 조사가 시행된 환자 중 토모테라피를 이용한 환자 10명을 대상으로 분석하였다. 모든 환자에 대하여 치료 전 정도 관리를 시행하였고, 매 치료 전 두경부와 치료 후 골반부에서의 Megavoltage Computed Tomography(MVCT)를 촬영하여 자세 재현성을 확인하였다. 또한 체부 측정을 시행하여 두피 선량을 확인하였으며, 토모테라피 치료계획(CT 그룹, CSI-Tomo) 외에 동일 환자를 대상으로 기존 전형적인 뇌척수 조사기법(CC 그룹, CSI-Convention)을 계획하여 선량적 차이를 비교하였다. 결 과: 전뇌에 대한 V107, V95는 CT그룹에서 0 %, 97.2 %, CC 그룹에서는 0.3 %, 95.1 %를 나타내었다. 척수부위에서는 CT그룹에서 0.2 %, 89.6 %, CC그룹에서 18.6 %, 69.9 %로 조사되었다. 정상 장기의 경우 모든 장기에서 CT그룹이 낮은 선량을 유지하였으나, 폐와 신장에서는 낮은 선량이 조사되는 체적이 증가했다. 치료 자세에 대한 검증 결과 치료 후 촬영된 MVCT 영상에서 오차는 X축에서 최대 10.2 mm, Y축에서 -8.9 mm, Z축에서 -11.9 mm을 나타내었다. 두피 선량 측정 결과 처방선량 대비 평균 67.8 %의 선량이 측정되었으며 환자 별 정도 관리 결과는 점선량(<5 %)과 감마 분석(90 %> (r<1 3 %, 3 mm))의 모든 경우에서 만족하였다. 결 론: 토모테라피를 이용한 뇌척수조사는 전신에 낮은 선량이 조사되는 체적이 증가하면서 폐와 같은 장기에서의 위해도는 다소 증가하였으나 기존의 전형적인 치료 방법에 비해 종양부위에 충분한 선량을 주는 반면 주변 정상 장기에 높은 위해를 줄 수 있는 고선량을 낮게 조사하였다. 또한 자세 재현성의 결과 치료계획 시 산정했던 여유체적을 초과하지 않아 비교적 정확한 재현성을 유지하는 한편, 두피 선량 또한 낮게 조사되는 것으로 보아 토모테라피를 이용한 뇌척수 조사는 기존의 전형적인 치료 기법의 한계를 보완할 수 있는 방법으로 유용하리라 사료된다.

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사이버나이프 6-D Skull Tracking의 유용성 평가 (The variability of 6-D Skull Tracking(6DST) in Cyberknife for Bone metastasis patients)

  • 이건호;배선명;송흥권;백금문
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제30권1_2호
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    • pp.41-47
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    • 2018
  • 목 적 : 사이버나이프(Accuray Inc., Sunnyvale, CA)를 이용한 제1, 2경추의 정위체부방사선치료(Stereotactic Body Radiation Therapy, SBRT)시 사용가능한 Xsight Spine Tracking(XST)과 6-Dimensional Skull Tracking(6DST)의 비교를 통해 6DST의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 2017년 1월부터 9월까지 본원에서 사이버나이프를 이용하여 제1, 2경추에 SBRT를 진행한 환자 9명을 대상으로, 전산화단층촬영장치(Lightspeed VCT 64, General Electric Co. Waukesha, WI, USA)를 이용해서 컴퓨터 단층 영상(Computed tomography) 을 획득한 후 전산화치료계획시스템(Multiplan system Version 4.6, Accuray, US)를 이용해 제 1, 2경추에 대한 XST와 6DST가 가능한 계획을 수립하였다. 1차 영상 유도를 통해 환자 자세를 보정한 후 동일 환자에 대한 XST와 6DST를 순서대로 진행하고 측정된 결과값을 비교 평가하였다. 결 과 : 제1경추를 대상으로 XST을 실시한 후 측정된 6D Couch 의 Y, Z, X 축 값과 Roll, Pitch, Yaw 값 중 최대값은 0.9 mm, 0.9 mm, 0.7 mm과 $1.0^{\circ}$, $1.0^{\circ}$, $1.2^{\circ}$로 측정되었고, 6DST의 경우 0.7 mm, 0.7 mm, 0.9 mm과 $0.5^{\circ}$, $0.9^{\circ}$, $0.8^{\circ}$로 측정되었다. 제2경추의 XST를 실시했을 때 측정된 값 중 최대값은 0.7 mm, 0.7 mm, 0.8 mm과 $0.9^{\circ}$, $1.0^{\circ}$, $1.8^{\circ}$였고, 6DST의 경우 0.9 mm, 0.7 mm, 0.9 mm와 $0.9^{\circ}$, $0.9^{\circ}$, $1.0^{\circ}$로 측정되었다. 결 론 : 이번 연구를 통해서 제 1, 2 경추에 대한 XST와 6DST의 6D Couch 측정값이 모두 본원에서 기준으로 하고 있는 범위 안에서 측정되고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 두 방법을 진행하는 과정에서 설정값 변경을 진행해야하는 XST보다 6DST가 영상유도절차를 간소화 시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 제 1, 2 경추에 대한 SBRT를 진행할 경우 XST와 더불어서 6DST를 사용한다면 정확한 치료와 더불어서 치료 시간을 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다.

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접합부를 포함한 PAN-전골반암 VMAT 치료 계획 시 콜리메이터 각도의 영향에 관한 고찰 (A study on the effect of collimator angle on PAN-Pelvis volumetric modulated arc therapy (VMAT) including junction)

  • 김현영;장남준;정해윤;정윤주;원희수;석진용
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제32권
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    • pp.61-71
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    • 2020
  • 목 적: 대동맥 주위 림프절(PAN)을 포함한 전골반암의 다중치료 중심점(multi-isocenter) 용적 변조 회전 방사선 치료 계획 시 콜리메이터 각도의 변화가 치료 계획의 질, 접합부에서의 선량 재현성, 그리고 접합부의 환자 자세 오차에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다. 대상 및 방법: PAN을 포함한 전골반암 환자 10명을 대상으로 하였다. Eclipse(version 13.7) 치료계획 시스템에서 HD MLC가 장착된 Truebeam STx를 사용하여, 기본으로 설정된 콜리메이터 각도인 10° 외에 20°, 30°, 45°로 변화시키고, 그 외 모든 치료 계획 조건은 동일하게 설정하여 치료 계획을 수립하였다. 수립된 치료 계획은 계획표적용적의 coverage와 조사범위지표(CVI), 균질성 지표(HI)를 평가하였고, 정상조직은 각 부위별로 임상에서 사용하고 있는 지표로 비교하였다. 접합부의 선량 재현성 평가를 위해 파머형 전리함을 삽입한 고체물 팬텀을 이용하여 절대 선량을 측정하였다. 환자 자세 오차에 따른 영향을 알아보기 위해 치료계획 시스템에서 각도별로 등중심점의 위치를 종축방향(in, out)으로 1~3mm 임의로 이동하고 접합부에 가상의 체적을 설정하여 선량 변화를 평가하였다. 결 과: CVI 평균값은 45°에서 PTV-45 0.985±0.004, PTV-55 0.998±0.003, HI 평균값은 45°에서 PTV-45 1.140±0.074, PTV-55 1.031±0.074로 1에 가장 가까운 값을 보였다. 결정 장기는 10°와 비교하여 45°에서 콩팥의 V20Gy이 9.66%, 방광의 평균선량과 V30이 1.88%, 2.16% 감소하였다. 치료 계획과 실측정한 접합부의 선량값의 차이는 0.3% 이내로 모두 허용오차범위 내에 들어왔다. 환자 자세 오차로 인한 접합부에서 선량변화량은 in 3mm 이동시 최대 선량이 10°, 20°, 30°, 45°에서 14.56%, 9.88%, 8.03%, 7.05%로 증가하였으며, out 3mm 이동시 최소 선량은 10°, 20°, 30°, 45°에서 13.18%, 10.91%, 8.42%, 4.53%로 감소하였다. 결 론: PTV의 CVI, HI 및 결정 장기 보호 면에서 콜리메이터 각도가 증가할수록 전반적으로 개선된 수치를 보였다. 접합부의 환자 자세 오차 영향은 각도가 커질수록 그 차이가 줄어들어 환자 자세 오차에 대한 불안함을 어느 정도 개선하는데 도움이 될 것이라 생각한다. 결론적으로 콜리메이터 각도는 다중치료 중심점 VMAT 치료 계획의 질 및 접합부 선량에 영향을 줄 수 있는 인자임을 인지하고 치료계획 시 콜리메이터 각도 설정에 신중을 기해야 할 것으로 사료된다.

광 도시메트리시스템을 이용한 치료용 6 MV X선 선량분포 평가 (Evaluation of Dose Distribution of 6 MV X-ray using Optical Dosimetry)

  • 김성환
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권7호
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    • pp.925-932
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    • 2019
  • 플라스틱 섬광체와 상용 50 mm, f1.8 렌즈 및 고감도 CMOS 카메라를 사용하여 방사선치료 시 흡수선량을 측정할 수 있는 광 도시메트리 시스템을 구축하였다. 아울러 촬영된 방사선 분포 영상에 대한 비네팅 보정, 기하학적 왜곡 보정, 스케일 보정을 통하여 화소값으로 선량을 교정하는 절차를 확립하였다. 개발된 광 도시메트리 시스템을 6 MV 의료용 선형가속기에 대하여 선량 특성 평가를 수행한 결과, 심부선량백분율은 이온챔버로 측정한 결과에 비하여 빌드 업 깊이 이상에서는 오차 범위 2% 이내로 일치하였으며, 90% 조사야에 대하여 2.8%의 평탄도가 측정됨에 따라 방사선치료선량 측정 시스템으로서의 충분한 활용가능성을 확인하였다.

여유 자유도에 대한 조종력 배분을 통한 원격작업용 서보 매니퓰레이터의 내고장 제어 (Fault Tolerant Control of a Servo Manipulator for Teleoperation by Control Allocation to Redundant Joints)

  • 진재현;박병석;안성호;윤지섭
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제53권4호
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    • pp.235-245
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    • 2004
  • In this paper, fault tolerant mechanisms are presented for a servo manipulator system designed to operate in a hot cell. A hot cell is a sealed and shielded room to handle radioactive materials, and it is dangerous for people to work in the hot cell. So, remote operations are necessary to handle the radioactive materials in the hot cell. KAERI has developed a servo manipulator system to perform such remote operations. However, since electric components such as servo motors may fail by radiation, fault tolerant mechanisms have to be considered. For fault tolerance of the servo manipulator system, duplication mechanism increasing the reliability of the transport's driving motors and reconfiguration algorithm accommodating the slave's motor failure have been presented. The reconfiguration algorithm recovering the end effector's motion in spite of one motor's failure is based on control allocation redistributing redundant axes. The constrained optimization method and pseudo inverse method have been adopted for control allocation. Simulation examples and real test results have been presented to verify the Proposed methods.

핫셀용 서보 매니퓰레이터 시스템의 내고장 설계 (Fault tolerant design of a Servo Manipulator System for Hot Cell Operation)

  • 진재현;박병석;안성호;윤지섭;정재후
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1464-1469
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    • 2003
  • In this paper, fault tolerant mechanisms are presented for a servo manipulator system designed to operate in a hot cell. A hot cell is a sealed and shielded room to handle radioactive materials, and it is dangerous for people to work in the hot cell. So, remote operations are necessary to handle the radioactive materials in the hot cell. KAERI has developed a servo manipulator system to perform such remote operations. However, since electric components such as servo motors are weakened with radiation, fault tolerant mechanisms have to be considered. For fault tolerance of the servo manipulator system, hardware and software redundancy has been considered. In the case of hardware, radioactive resistant electric components such as cables and connectors have been adopted and motors driving a transport have been duplicated. In case of software, a reconfiguration algorithm accommodating one motor's failure has been developed. The algorithm uses redundant axes to recover the end effector's motion in spite of one motor's failure.

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펄스 튜브를 이용한 수중 음향 성능 측정 시스템 개발 (Development of Underwater Acoustic Performance Measurement System Using Pulse Tubes)

  • 서윤호;김상렬;이성민;변양헌;서영수
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.399-406
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    • 2014
  • Underwater acoustic materials are installed in order to reduce reflection, transmission and radiation of an underwater structure. The acoustic performance of the materials should be evaluated in accurately-controlled environment in terms of temperature and static pressure. In this paper, two pulse tubes, which are equipped with temperature and pressure controllers, are designed and developed to evaluate echo reduction(ER) and transmission loss(TL) of underwater acoustic materials. The procedures of the evaluation are suggested and the validation is carried out by comparing theoretical values to experimental results for a simple stainless steel specimen and free surface. In result, it is validated that developed pulse tubes are able to measure ER and TL with 2 dB tolerance.

시험공간에 대한 난방부하 실증실험 및 계산 (Verification Experiment and Calculation of Heating Load for a Test Space)

  • 현석균;홍희기;유호선
    • 설비공학논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.153-160
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    • 2002
  • As a way to assess the reliability of programs for building energy analysis, verification experiment and calculation of heating load are simultaneously conducted for a well-defined test space. Experimental conditions are carefully set to minimize uncertainties associated with radiation heating, air change, infiltration, and room-to-room interaction. Dyna- mic load calculations using TRNSYS, which are performed for two different computation domains, rely on the energy rate control that represents inherent load characteristics of a space. The predicted instantaneous heating load favorably simulates the overall behavior the measured one, though the latter fluctuates much more rapidly than the former Comparison of the accumulative load between the experiment and calculations shows a close agreement within an engineering tolerance, regardless of the computation model. It is deduced from such findings that the present experimental results along with weather information can serve as a set of reference data for validating load calculation softwares from the users'standpoint. In order to enhance the completeness of this work, a complementary study on the cooling load for the same test space is highly recommended.