전립선 암 환자의 영상유도 방사선 치료 시 Fiducial Marker를 이용한 2D/2D Match의 유용성에 대한 연구

배선명,양오남,송흥권,백금문,Bae, Sun-Myung,Yang, Oh-Nam,Song, Heung-Kwon,Back, Geum-Mun 대한방사선치료학회 2010 대한방사선치료학회지 Vol.22 No.1

Purpose: To study the efficacy of marker match with using kilovoltage (KV) X-ray among multiple image guidance that referring tree fiducial marker in radiation therapy for prostate cancer patients. Materials and Methods: KV two-dimantional images (anterior-posterior, right-left) and cone-beam CT volumetric images were acquired after setup for patients with three fiducial markers. Compare the position of the fiducial marker of reference plan computed tomography (CT) and of KV, CBCT images; then decide the shift score of X, Y, and Z. This study executed 5 times on 10 patients and analyzed the shift value. Results: In the radiation therapy using fiducial marker, The function of marker match showed the same direction tendency as the CBCT, and showed X, Y, Z difference of about 0.6, 0.7, and 0.8 (unit: mm). Conclusion: Comparing to this, the result of shift value using 2D marker match showed less than 1.0 mm difference. The function of marker match is considered more useful in time-wise and effective dose rather than CBCT. Therefore, Both methods are used to treat patients for prostate cancer.

방광암 환자의 영상유도 방사선치료에 관한 고찰

배성수,배선명,김진산,강태영,백금문,권경태,Bae, Seong-Soo,Bae, Sun-Myoung,Kim, Jin-San,Kang, Tae-Young,Back, Geum-Mun,Kwon, Kyung-Tae 대한방사선치료학회 2012 대한방사선치료학회지 Vol.24 No.1

목 적: 현재 본원에서 방광암 환자의 영상유도 방사선치료는 재현성을 높이기 위하여 환자의 상태에 따라 알맞은 양의 생리식염수를 주입하고 영상유도 시스템(On-Board Imager system, OBI, VARIAN, USA)의 Cone.Beam CT (CBCT)로 3차원 정합(3D-3D matching)을 하여 치료를 한다. 본 연구에서는 방광암 환자의 치료 시 획득한 CBCT 영상의 분석을 통해 뼈를 기준으로 한 정합과 방광을 기준으로 한 정합의 차이를 알아보고, 생리 식염수를 주입한 방광의 체적 변화를 알아보고 방광암 환자의 치료 시 더욱 적절한 영상정합방법을 평가하고 고찰하고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 2009년 1월에서 2010년 4월까지 방사선치료를 위해 내원한 방광암 환자 7명을 대상으로 Folly catheter를 이용하여 방광 내 잔류 소변을 제거한 뒤 환자 개개인에 맞게 정해진 양 만큼의 생리식염수를 주입하고 CT-Sim 후 치료계획을 설계하였다. 그 뒤 OBI system을 이용하여 치료 전 자세 확인을 위해 CBCT를 찍었고, 담당 주치의가 모든 대상 환자의 영상 정합을 진행하였다. 총 45개 CBCT 영상을 이용하여 뼈를 기준으로 한 영상정합과 방광을 기준으로 한 영상정합의 차이를 분석하였다. 또, 방광의 체적 변화를 Eclipse (version 8.0, VARIAN, USA)를 통해 얻어냈다. 결 과: 뼈를 기준으로 한 영상정합을 한 후 다시 방광을 기준으로 한 정합의 차이는 X축으로 평균 $3{\pm}2mm$, Y축으로 $1.8{\pm}1.3mm$, Z축으로 $2.3{\pm}1.7mm$이고 전체 이동거리는 $4.8{\pm}2.0mm$로 나타났다. 또 방광의 체적은 기준 대비 $4.03{\pm}3.97%$의 차이를 나타냈다. 결 론: 방광의 특성상 해부학적 위치 및 내부의 움직임으로 인해 뼈를 이용한 영상정합 후에도 방광의 위치 차이가 발생하였다. 또, 생리식염수를 채운 방광의 체적은 4.03%의 차이를 나타냈으나 영상 정합 시 모두 계획한 볼륨 안에 포함되는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 생리식염수를 주입한 뒤 방광을 기준으로 영상 정합을 실시함으로써 더욱 정확한 치료를 실시 할 수 있을 것으로 사료된다. Purpose: In hospital image-guided radiation therapy in patients with bladder cancer to enhance the reproducibility of the appropriate amount, depending on the patient's condition, and image-guided injection of saline system (On-Board Imager system, OBI, VARIAN, USA) three of the Cone-Beam CT dimensional matching (3D-3D matching) to be the treatment. In this study, the treatment of patients with bladder cancer at Cone-Beam CT image obtained through the analysis of the bones based matching and matching based on the bladder to learn about the differences, the bladder's volume change injected saline solution by looking at the bladder for the treatment of patients with a more appropriate image matching is to assess how the discussion. Materials and Methods: At our hospital from January 2009 to April 2010 admitted for radiation therapy patients, 7 patients with bladder cancer using a Folly catheter of residual urine in the bladder after removing the amount determined according to individual patient enough to inject saline CT-Sim was designed after the treatment plan. After that, using OBI before treatment to confirm position with Cone-Beam CT scan was physician in charge of matching was performed in all patients. CBCT images using a total of 45 bones, bladder, based on image matching and image matching based on the difference were analyzed. In addition, changes in bladder volume of Eclipse (version 8.0, VARIAN, USA) persuaded through. Results: Bones, one based image matching based on the bladder and re-matching the X axis is the difference between the average $3{\pm}2mm$, Y axis, $1.8{\pm}1.3mm$, Z-axis travel distance is $2.3{\pm}1.7mm$ and the overall $4.8{\pm}2.0mm$, respectively. The volume of the bladder compared to the baseline showed a difference of $4.03{\pm}3.97%$. Conclusion: Anatomical location and nature of the bladder due to internal movement of the bones, even after matching with the image of the bladder occurred in different locations. In addition, the volume of saline-filled bladder showed up the difference between the 4.03 percent, but matched in both images to be included in the planned volumes were able to confirm. Thus, after injection of saline into the bladder base by providing a more accurate image matching will be able to conduct therapy.

사이버나이프 6-D Skull Tracking의 유용성 평가

이건호,배선명,송흥권,백금문,Lee, Geon Ho,Bae, Sun Myeong,Song, Heung Kwon,Baek, Geum Mun 대한방사선치료학회 2018 대한방사선치료학회지 Vol.30 No.1

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. Purpose : The purpose of this study is to evaluate the usefulness of 6 Dimensional Skull Tracking(6DST) in Cyberknife Stereotactic Body Radiation Therapy(SBRT) for the first and second cervical vertebrae(C1 and C2) metastasis. Methode and material : The Computed Tomography (Lightspeed VCT 64, General Electric Co. Waukesha, WI, USA) was used to acquire the CT images of the 9 patients with cervical vertebrae(C1 and C2) metastasis. Treatment plans for Xsight spine tracking and 6 Dimensional skull tracking were established with planning system (Multiplan system Version 4.6, Accuray, US). The results of XST and 6DST for each patient were analyzed with Microsoft Excel 2010. Result : The Maximum offsets of XST for C1 were 0.9 mm in Y(supero-inferior), 0.9 mm in Z(antero-posterior), 0.7 mm in X(left-right) direction, and rotations were and 1.0 degrees roll, 1.0 degrees pitch and 1.2 degrees yaw. The Maximum offsets of 6DST for C1 were 0.7 mm, 0.7 mm, 0.9 mm and $1.0^{\circ}$, $1.0^{\circ}$, $1.2^{\circ}$ for Y, Z, X and Roll, Pitch, Yaw. The Maximum offsets of XST and 6DST for C2 were 0.7 mm, 0.7 mm, 0.8 mm and $0.9^{\circ}$, $1.0^{\circ}$, $1.8^{\circ}$, and 0.9 mm, 0.7 mm, 0.9 mm and $0.9^{\circ}$, $0.9^{\circ}$, $1.0^{\circ}$ for Y, Z, X and Roll, Pitch, Yaw, respectively. Conclusion : XST and 6DST showed identical results for translations and rotations within the tolerance. It is possible to simplify the treatment time and procedure by using the 6DST. Therefore, 6DST is very useful methode with XST among the various tracking methods in Cyberknife for the patients with C1, C2 vertebral metastasis.

용적변조회전 방사선치료에서 선량전달의 중단 및 재시작에 따른 정확성 평가

이동형,배선명,곽정원,강태영,백금문,Lee, Dong Hyung,Bae, Sun Myung,Kwak, Jung Won,Kang, Tae Young,Back, Geum Mun 대한방사선치료학회 2013 대한방사선치료학회지 Vol.25 No.1

목 적: 용적변조회전 방사선치료는 겐트리 회전과 다엽콜리메이터, 선량률이 연동되어 진행되며 치료 중 선량 전달의 중단이 발생한 경우 겐트리와 다엽콜리메이터가 최초위치부터 다시 동작하여 정지된 지점부터 선량전달이 재개된다. 본 연구는 용적 변조회전 방사선치료의 치료 중단과 재 진행에 따른 선량전달의 오차를 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 10명의 환자를 대상으로 전산화치료계획시스템(Eclipse V10.0, Varian, USA)을 이용하여 용적변조회전 방사선 치료 계획을 수립하였다. TRILOGY (Varian, USA)의 6 MV 선속을 이용하여 계획된 선량을 이차원 배열 검출기와 CUBE (IBA dosimetry, Germany)팬텀에 조사하였다. OmniPro I'mRT system (V1.7b, IBA dosimetry, Germany)을 통해 4회에 걸쳐 일반적인 선량전달의 일관성을 평가 하고 선량 전달의 중단 또는 도어 인터락 발생으로 인해 선량 전달이 중단되고 최초지점부터 다시 시작되어 조사되는 경우와 비교하여 감마지수(Gamma index)의 변화를 분석하였다. 결 과: 선량 전달이 정상적으로 이루어진 경우에 각각의 감마 평균 신호 값의 차이는 0.1로 나타났고, 선량 전달의 중단이 발생한 경우 0.128로 나타났으며 도어 인터락의 경우 0.141로 나타났다. 각각의 경우 감마 표준편차 값의 차이는 0.071, 0.091, 0.099로 나타났고, 감마 최대값의 차이는 0.286, 0.379, 0.413으로 나타났다. Gamma pass rate (3%, 3 mm)는 허용 오차 범위를 만족하였고, T검증 결과 95% 신뢰구간에서 P-value가 0.05 미만으로 유의한 차이를 보였다. 결 론: 본 실험에서 치료 중 선량 전달의 중단 및 재시작에 관한 정확성을 평가해 본 결과 통계적으로는 차이가 있으나 임상적으로 허용 오차 범위이내로 문제가 없다는 것을 알 수 있었다. 그러나 겐트리와 다엽콜리메이터, 선량률의 연동으로 정확성이 요구되는 치료방법인 만큼 선량적인 측면에서 치료 중단에 따른 차이는 간과할 수 없다. 그러므로 갑작스러운 치료 중단 상황이 발생한 경우 추가적인 정도관리 절차를 통해 정확한 선량평가가 이루어져야 할 것으로 사료된다. Purpose: The accurate movement of gantry rotation, collimator and correct application of dose rate are very important to approach the successful performance of Volumetric Modulated Arc Therapy (VMAT), because it is tightly interlocked with a complex treatment plan. The interruption and restart of dose delivery, however, are able to occur on treatment by various factors of a treatment machine and treatment plan. If unexpected problems of a treat machine or a patient interrupt the VMAT, the movement of treatment machine for delivering the remaining dose will be restarted at the start point. In this investigation, We would like to know the effect of interruptions and restart regarding dose delivery at VMAT. Materials and Methods: Treatment plans of 10 patients who had been treated at our center were used to measure and compare the dose distribution of each VMAT after converting to a form of digital image and communications in Medicine (DICOM) with treatment planning system (Eclipse V 10.0, Varian, USA). We selected the 6 MV photon energy of Trilogy (Varian, USA) and used OmniPro I'mRT system (V 1.7b, IBA dosimetry, Germany) to analyze the data that were acquired through this measurement with two types of interruptions four times for each case. The door interlock and the beam-off were used to stop and then to restart the dose delivery of VMAT. The gamma index in OmniPro I'mRT system and T-test in Microsoft Excel 2007 were used to evaluate the result of this investigation. Results: The deviations of average gamma index in cases with door interlock, beam-off and without interruption on VMAT are 0.141, 0.128 and 0.1. The standard deviations of acquired gamma values are 0.099, 0.091, 0.071 and The maximum gamma value in each case is 0.413, 0.379, 0.286, respectively. This analysis has a 95-percent confidence level and the P-value of T-test is under 0.05. Gamma pass rate (3%, 3 mm) is acceptable in all of measurements. Conclusion: As a result, We could make sure that the interruption of this investgation are not enough to seriously affect dose delivery of VMAT by analyzing the measured data. But this investigation did not reflect all cases about interruptions and errors regarding the movement of a gantry rotation, collimator and patient So, We should continuously maintain a treatment machine and program to deliver the accurate dose when we perform the VMAT for the many kinds of cancer patients.

두경부암 방사선 치료 시 Aquaplastic Mask가 환자 고정에 미치는 영향

이호연,배선명,김진산,강태영,곽정원,백금문,Lee, Ho-Yeon,Bae, Sun-Myung,Kim, Jin-San,Kang, Tae-Young,Kwak, Jung-Won,Back, Geum-Mun 대한방사선치료학회 2012 대한방사선치료학회지 Vol.24 No.2

목 적: Exactrac 6D couch system을 이용한 2D/2D 정합 결과를 분석하여 두경부암 환자의 방사선 치료 시 사용되는 Aquaplastic mask가 실제 임상에서 환자 위치 고정에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 2010년 6월에서 2011년 6월까지 방사선치료를 받은 두경부암 환자 14명을 대상으로 Exactrac 6D couch system을 이용하여 2D/2D 정합을 통한 영상유도를 실시하였다. 영상 유도 후 획득한 6D 보정 결과 값들을 이용하여 각 값들의 상호 관계 연관성에 대하여 환자에 관련된 부분과 환자에 관련되지 않은 부분으로 나누어 분석하였다. 결 과: 전체 14명의 각 환자에 대한 보정 값들의 환자와 관련된 연관성 분석에서는 Longitudinal 방향과 Pitch 방향의 결정계수($R^2$)값이 0.76, Longitudinal 방향과 Yaw 방향은 0.48, Pitch 방향과 Yaw 방향은 0.42로 나타났으나 환자의 의존도를 제외한 분석에서는 위의 인자들에 대하여 0.03 이하의 값을 나타내었다. 결 론: Aquaplastic mask를 이용한 환자의 고정은 환자와 관련된 여러 가지 인자들로부터 영향을 받는 부분도 있지만 근본적인 mask 자체의 요인도 있음을 확인 할 수 있었다. 이에 대한 보정이 이루어질 경우 두경부암 환자의 치료에 있어 좀 더 정확한 치료가 이루어질 수 있으리라고 사료된다. Purpose: This study aimed to analyze the influence of aquaplastic mask which is used for the radiotherapy for patients with head and neck cancer on patient positioning by analyzing the results of 2D/2D matching with the use of Exactrac 6D couch system. Materials and Methods: 2D/2D matching-based Image guidance was performed with the use of Exactrac 6D couch system on a total of 14 patients with head and neck cancer who received radiotherapy at this hospital in a period from June 2010 to June 2011. The adjusted 6D values obtained after the image guidance were classified into values related with patients and values not related with patients as to the correlation between the results. Results: In the analysis of the relation of each adjusted value to patients, the coefficient of determination ($R^2$) of longitudinal and pitch direction was 0.76, of longitudinal and yaw direction was 0.48, and of pitch and yaw direction was 0.42 although the coefficient of determination for above factors was 0.03 or less when the dependency of patients was excluded. Conclusion: It was demonstrated that intrinsic factors of aquaplastic mask had influence on the immobilization of patients by aquaplastic mask although various factors related with patients had influence on the immobilization of patients. It is believed that if these factors are adjusted, the treatment of patients with head and neck cancer can be more accurate.

좌측 유방암 환자의 방사선치료 중 환자의 호흡과 심장 위치 분석을 통한 Deep inspiration breath-hold(DIBH) 기법의 재현성 평가

조재영,배선명,윤인하,이호연,강태영,백금문,배재범,Jo, Jae Young,Bae, Sun Myung,Yoon, In Ha,Lee, Ho Yeon,Kang, Tae Young,Baek, Geum Mun,Bae, Jae Beom 대한방사선치료학회 2014 대한방사선치료학회지 Vol.26 No.2

목 적 : Deep inspiration breath-hold(DIBH) 기법을 이용한 좌측 유방암의 방사선치료 중 환자의 호흡과 심장 위치의 변화에 대한 분석을 통해 DIBH 기법의 치료 재현성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 유방보존수술 후 DIBH 기법을 적용한 좌측 유방암 환자 3명을 대상으로 하였다. 전산화치료계획시스템(Eclipse version 10.0, Varian, USA)을 이용하여 자유호흡상태 Computed Tomography(CT)와 DIBH CT에서 동일한 전산화치료계획을 수립하여 심장의 체적과 선량을 비교하였고, RPM (Real-time Position Management) Respiratory Gating System (version 1.7.5, Varian, USA)의 데이터를 이용하여 환자의 호흡을 분석하였다. 치료 중 Electronic portal imaging device(EPID)를 이용한 Cine Acquisition 방법으로 영상을 획득하여 Varian 사의 Offline Review (ARIA 10, Varian, USA)에서 심장의 장축 거리를 측정하였다. 조사야 내 심장의 포함 정도를 비교 평가하기 위하여 동일한 3개(A, B, C)의 지점에서 길이 측정을 진행하였다. 결 과 : 자유호흡상태와 DIBH를 적용한 두 가지 전산화치료계획에서 심장평균선량 (6.82 vs 1.91 Gy), 심장의 V30 (68.57 vs $8.26cm^3$), V20(76.43 vs $11.34cm^3$)의 차이를 확인 할 수 있었다. 각 환자의 치료 중 DIBH 구간에서 호흡 진폭에 대한 표준편차의 평균값은 각각 ${\pm}0.07cm$, ${\pm}0.04cm$, ${\pm}0.13cm$로 분석되었다. 치료 중 획득한 영상에서 조사야 내에 포함되는 심장의 길이를 측정한 후 전산화치료계획에서의 심장의 길이와 비교한 결과 최대값은 0.32 cm, 최소값은 0.00 cm로 확인 되었다. 결 론 : 좌측 유방암 환자 치료 시 DIBH를 적용할 경우 심장에 들어가는 선량을 줄이기 위한 전산화치료계획을 수립하는데 용이할 뿐만 아니라, 실제 치료 중에도 심장의 위치에 대한 정확한 재현성과 심장 선량을 감소시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 EPID의 Cine acquisition 방법은 치료 선량 외에 추가적인 선량 없이 DIBH의 재현성 평가를 위한 매우 효과적인 방법이라고 생각된다. Purpose : The purpose of this study is reproducibility evaluation of deep inspiration breath-hold(DIBH) technique by respiration data and heart position analysis in radiation therapy for Left Breast cancer patients. Materials and Methods : Free breathing(FB) Computed Tomography(CT) images and DIBH CT images of three left breast cancer patients were used to evaluate the heart volume and dose during treatment planing system( Eclipse version 10.0, Varian, USA ). The signal of RPM (Real-time Position Management) Respiratory Gating System (version 1.7.5, Varian, USA) was used to evaluate respiration stability of DIBH during breast radiation therapy. The images for measurement of heart position were acquired by the Electronic portal imaging device(EPID) cine acquisition mode. The distance of heart at the three measuring points(A, B, C) on each image was measured by Offline Review (ARIA 10, Varian, USA). Results : Significant differences were found between the FB and DIBH plans for mean heart dose (6.82 vs. 1.91 Gy), heart $V_{30}$ (68.57 vs. $8.26cm^3$), $V_{20}$ (76.43 vs. $11.34cm^3$). The standard deviation of DIBH signal of each patient was ${\pm}0.07cm$, ${\pm}0.04cm$, ${\pm}0.13cm$, respectively. The Maximum and Minimum heart distance on EPID images were measured as 0.32 cm and 0.00 cm. Conclusion : Consequently, using the DIBH technique with radiation therapy for left breast cancer patients is very useful to establish the treatment plan and to reduce the heart dose. In addition, it is beneficial to using the Cine acquisition mode of EPID for the reproducibility evaluation of DIBH.

세기변조방사선치료에서 Pitch와 Roll 변화에 따른 선량전달 정확성 평가

정창영,배선명,이동형,민순기,강태영,백금문,Jeong, Chang Young,Bae, Sun Myung,Lee, Dong Hyung,Min, Soon Ki,Kang, Tae Young,Baek, Geum Mun 대한방사선치료학회 2014 대한방사선치료학회지 Vol.26 No.2

목 적 : 세기변조방사선치료에서(Intensity modulated radiation therapy,IMRT) 6D robotic couch의 pitch 와 roll 변화에 따른 선량전달의 정확성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : Trilogy(Varian Medical Systems, USA)와 6D robotic couch(ProturaTM 1.4, CIVCO, USA)를 사용하여 골반부위의 세기변조방사선치료를 진행한 14명의 환자를 대상으로 영상유도 시 발생한 pitch 와 roll 방향의 오차 값과 발생빈도를 분석하였다. 오차의 변화에 따른 선량전달 정확성의 차이를 평가하기 위해 pitch 와 roll의 변화가 $0^{\circ}$인 상태의 측정치를 기준으로 각각 $1.0^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$, $2.5^{\circ}$로 변화시킨 경우에 대하여 2차원 이온전리함 배열 검출기(I'mRT Matrixx, IBA Dosimetry,Germany)와 MultiCube Phantom(IBA Dosimetry, Germany)를 이용하여 측정 후 감마지수(3 mm, 3%)의 비교평가를 실시하였다. 실험에는 Dynamic Multi-Leaf Collimator의 sliding window기법을 사용한 3명의 자궁경부암 치료계획을 적용하였다. 결 과 : 대상 환자의 영상(3D/3D Match 78건, 2D/2D match 79건)을 분석한 결과 pitch 와 roll의 평균 오차값은 $0.9^{\circ}{\pm}0.7$, $0.5^{\circ}{\pm}0.6$, 최대 값은 $2.8^{\circ}$, $2.0^{\circ}$로 분석되었고, 최소값은 pitch 와 roll 모두 $0^{\circ}$으로 나타났다. 각각의 조건에서 측정된 선량전달에 대하여 감마지수를 이용하여 비교한 결과, pitch가 $1.0^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$, $2.5^{\circ}$일 때 gamma pass rate의 평균은 각각 97.75%, 96.65%, 94.38%, 90.91%, roll의 경우 $1.0^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$, $2.5^{\circ}$에서 평균 93.68%, 93.05%, 87.77%, 84.96%로 나타났고, pitch 와 roll을 동시에 변화시킨 경우 $1.0^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$에서 평균 94.90%, 92.37%, 87.88%의 결과 값을 얻었다. 결 론 : 대상 환자의 영상 유도 시 pitch 와 roll의 오차 발생률은 전체 치료 횟수에서 각각 82.20%, 72.20%로 분석되었고, 감마지수를 통해 오차 값이 커질수록 선량전달의 정확성이 낮아진다는 것을 확인할 수 있었다. 세기변조방사선치료 시 선량전달의 정확성을 높이기 위해서는 정확한 자세잡이와 더블어 적절한 영상유도를 통해서 pitch 와 roll 방향으로 발생할 수 있는 오차를 줄이도록 노력해야 할 것으로 사료된다. Purpose : The purpose of this study is to verify the accuracy of dose delivery according to the pitch and roll rotational setup error with 6D robotic couch in Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) for pelvic region in patients. Materials and Methods : Trilogy(Varian, USA) and 6D robotic couch(ProturaTM 1.4, CIVCO, USA) were used to measure and analyze the rotational setup error of 14 patients (157 setup cases) for pelvic region. The total 157 Images(CBCT 78, Radiography 79) were used to calculate the mean value and the incidence of pitch and roll rotational setup error with Microsoft Office Excel 2007. The measured data (3 mm, 3%) at the reference angle ($0^{\circ}$) without couch rotation of pitch and roll direction was compared to the others at different pitch and roll angles ($1^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2^{\circ}$, $2.5^{\circ}$) to verify the accuracy of dose delivery by using 2D array ionization chamber (I'mRT Matrixx, IBA Dosimetry, Germany) and MultiCube Phantom(IBA Dosimetry, Germany). Result from the data, gamma index was evaluated. Results : The mean values of pitch and roll rotational setup error were $0.9^{\circ}{\pm}0.7$, $0.5^{\circ}{\pm}0.6$. The maximum values of them were $2.8^{\circ}$, $2.0^{\circ}$. All of the minimum values were zero. The mean values of gamma pass rate at four different pitch angles ($1^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2^{\circ}$, $2.5^{\circ}$) were 97.75%, 96.65%, 94.38% and 90.91%. The mean values of gamma pass rate at four different roll angles ($1^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2^{\circ}$, $2.5^{\circ}$) were 93.68%, 93.05%, 87.77% and 84.96%. when the same angles ($1^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2^{\circ}$) of pitch and roll were applied simultaneously, The mean values of each angle were 94.90%, 92.37% and 87.88%, respectively. Conclusion : As a result of this study, it was able to recognize that the accuracy of dose delivered is lowered gradually as pitch and roll increases. In order to increase the accuracy of delivered dose, therefore, it is recommended to perform IGRT or correct patient's position in the pitch and roll direction, to improve the quality of treatment.

RPM System^TM을 이용한 호흡 관찰의 유용성 평가

박현준,배선명,백금문,강태영,서동린,Park, hyun jun,Bae, sun myeong,Baek, Geum Mun,Kang, tae young,Seo, Dong Rin 대한방사선치료학회 2016 대한방사선치료학회지 Vol.28 No.1

목 적 : 정위적체부방사선치료(Stereotactic Body Radiation Therapy, SBRT)를 시행하는 폐암환자의 호흡 변화에 따른 종양 움직임의 재현성을 비교 분석하고, 치료 중 환자 호흡의 안정도를 확인하여 호흡 신호 확인 과정의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 호흡연동방사선치료(Respiratory Gated Radiation Therapy, RGRT)를 실시한 30명과 RGRT를 시행하지 않는 30명을 그룹1, 2로 정하고, 4-Dimensional Computed Tomography (4-DCT), Cone-Beam CT (CBCT), 투시 영상에서 측정한 종양의 움직임 차이를 비교하였다. 그룹2를 대상으로 치료 중 호흡의 안정도를 확인하기 위해서 Real-time Position Management (RPM) System (version 1.7.5, Varian, USA)을 이용하여 호흡 신호의 기준 구간을 설정하고 치료 중 환자의 호흡이 정해진 구간에서 벗어난 횟수를 측정하였다. 결 과 : 4DCT에서 측정한 평균 움직임과 CBCT에서 평균 움직임의 차이가 그룹1은 전 후 방향, 축 방향, 측 방향 각각 1.0 mm, 1.1 mm, 1.9 mm, 그룹2는 0.3 mm, 0.9 mm, 0.4 mm로 확인되었다. 4DCT와 투시 영상의 축 방향에 대한 평균 움직임 차이는 그룹1에서 0.6 mm, 그룹2에서는 2.3 mm였고, CBCT와 투시 영상의 축 방향에 대한 차이는 그룹1에서 1.7 mm, 그룹2에서 1.4 mm의 차이를 보였다. 그룹2에서 1회 치료(15Gy)를 시행하는 동안 호흡 기준을 벗어나지 않고 치료가 시행된 경우는 대상 환자 30명의 총 120회 중 32회였고, 가장 많이 벗어난 환자는 1회 치료 시 최대 108번 설정 기준을 벗어난 것으로 확인되었다. 결 론 : 전체 대상 환자의 종양 움직임은 각각의 영상에서 평균적으로 5 mm 미만의 차이를 보였지만 특정 환자의 경우 13 mm이상의 차이가 있었고, RGRT를 적용하지 않은 환자들의 치료 중 호흡이 불안정한 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 고 선량이 전달되는 폐암 환자의 SBRT 시 RGRT를 적용하지 않는 환자에 대해서도 종양 움직임을 확인하고 RPM system 을 이용한 치료 중 호흡 관찰을 실시한다면, 치료 중 계획된 선량 전달의 정확성을 높일 수 있을 것으로 사료된다. Purpose : The purpose of this study is to evaluate the variability of tumor motion and respiration pattern in lung cancer patients undergoing Stereotactic Body RadioTherapy(SBRT) by using On-Board imager (OBI) system and Real-time Position Management (RPM) System. Materials and Methods : This study population consisted of 60 lung cancer patient treated with stereotactic body radiotherapy (48 Gy / 4 fractions). Of these, 30 were treated with gating (group 1) and 30 without gating(group2): typically the patients whose tumors showed three-dimensional respiratory motion > 10 mm were selected for gating. 4-dimensional Computed Tomography (4DCT). Cone Beam CT (CBCT) and Fluoroscopy images were used to measure the tumor motion. RPM system was used to evaluate the variability of respiration pattern on SBRT for group1. Results : The mean difference of tumor motion among 4DCT, CBCT and Fluoroscopy images in the cranio-caudal direction was 2.3 mm in group 1, 2. The maximum difference was 12.5 mm in the group 1 and 8.5 mm in group 2. The number of treatment fractions that patient's respiration pattern was within Upper-Lower threshold on SBRT in group 2 was 31 fractions. A patient who exhibited the most unstable pattern exceeded 108 times in a fraction Conclusion : Although many patients in group 1 and 2 kept the reproducibility of tumor motion within 5 mm during their treatment, some patients exhibited variability of tumor motion in the CBCT and Fluoroscopy images. It was possible to improve the accuracy of dose delivery in SBRT without gating for lung cancer patient by using RPM system.

호흡연동 용적변조 회전방사선치료에서 호흡주기에 따른 선량전달 정확성 검증

전수동,배선명,윤인하,강태영,백금문,Jeon, Soo Dong,Bae, Sun Myung,Yoon, In Ha,Kang, Tae Young,Baek, Geum Mun 대한방사선치료학회 2014 대한방사선치료학회지 Vol.26 No.1

목 적 : 호흡연동 용적변조 회전방사선치료(Gated Volumetric Modulated Arc Therapy)에서 환자의 호흡주기 변화에 따른 선량전달의 정확성을 검증하고자 한다. 대상 및 방법 : 실험에는 TrueBeam STxTM(Varian Medical Systems, Palo Alto, CA)치료기를 사용하였다. 인체모형등가팬텀(Rando Phantom, Alderson Resarch Laboratories Inc. Stamford. CT, USA)의 전산화단층영상에 전산화치료계획시스템(Eclipse 10.0, Varian, USA)을 이용하여 10 MV FFF(Flatenning Filter Free), 선량률 1200 MU/min으로 1500 cGy/fx(Case1, 2, 3)과 220 cGy/fx(Case4, 5, 6)의 치료계획을 수립하였다. $QUASAR^{TM}$ Respiratory Motion Phantom(Modus Medical Devices Inc)을 이용하여 1.5, 2.5, 3.5, 4.5 sec의 일정한 호흡주기와 평균호흡주기가 2.2, 3.5 sec인 환자의 호흡주기를 재현하였고 위상모드 30~70% 구간에서 방사선이 조사되도록 설정하였다. 각각의 호흡 조건에서 2차원 이온전리함 배열 검출기(I'mRT Matrixx, IBA Dosimetry, Germany)와 MultiCube Phantom(IBA Dosimetry, Germany)을 이용하여 측정하였고 세기변조 방사선치료 분석 프로그램(OmniPro I'mRT, IBA Dosimetry, Germany)을 이용하여 Gamma pass rate(3 mm, 3%)을 비교하였다. 결 과 : Case 1, 2, 3, 4, 5, 6의 Gamma pass rate은 일정한 호흡주기 1.5 sec에서 100.0, 97.6, 98.1, 96.3, 93.0, 94.8%, 2.5 sec에서 98.8, 99.5, 97.5, 99.5, 98.3, 99.6%, 3.5 sec에서 99.6, 96.6, 97.5, 99.2, 97.8, 99.1%, 4.5 sec에서 99.4, 96.3, 97.2, 99.0, 98.0, 99.3%의 결과를 보였다. 환자의 호흡을 재현한 경우 평균 호흡주기 2.2 sec에서는 97.7, 95.4, 96.2, 98.9, 96.2, 98.4%, 3.5 sec에서는 97.3, 97.5, 96.8, 100.0, 99.3 99.8%의 결과를 보였다. 결 론 : 2.5 sec이상의 일정한 호흡주기와 환자의 호흡을 재현한 실험에서 Gamma pass rate 95%이상의 임상적으로 신뢰할 만한 결과를 보였다. 일정한 호흡주기 1.5 sec의 Case 5, 6 에서 93.0, 94.8%의 결과를 보였으나 100명의 환자 호흡주기 분석 결과 1.5 sec의 호흡을 지속했던 경우는 없었던 점으로 보아 대부분의 호흡조건에서 정확한 선량전달이 가능함을 확인 하였다. 다만 극히 짧은 호흡주기로 인한 오차발생 가능성을 배제할 수 없기 때문에 치료전 선량전달 정확성 검증이 선행되어야 하며 모의치료시 환자 교육으로 안정된 호흡을 유지하고 정확한 모니터링을 통해 치료중 환자 호흡변화에 대처한다면 더욱 안정적이고 정확한 치료가 이루어질 것으로 사료된다. Purpose : The purpose of this study is to verify the accuracy of dose delivery according to the patient's breathing cycle in Gated Volumetric Modulated Arc Therapy Materials and Methods : TrueBeam STxTM(Varian Medical System, Palo Alto, CA) was used in this experiment. The Computed tomography(CT) images that were acquired with RANDO Phantom(Alderson Research Laboratories Inc. Stamford. CT, USA), using Computerized treatment planning system(Eclipse 10.0, Varian, USA), were used to create VMAT plans using 10MV FFF with 1500 cGy/fx (case 1, 2, 3) and 220 cGy/fx(case 4, 5, 6) of doserate of 1200 MU/min. The regular respiratory period of 1.5, 2.5, 3.5 and 4.5 sec and the patients respiratory period of 2.2 and 3.5 sec were reproduced with the $QUASAR^{TM}$ Respiratory Motion Phantom(Modus Medical Devices Inc), and it was set up to deliver radiation at the phase mode between the ranges of 30 to 70%. The results were measured at respective respiratory conditions by a 2-Dimensional ion chamber array detector(I'mRT Matrixx, IBA Dosimetry, Germany) and a MultiCube Phantom(IBA Dosimetry, Germany), and the Gamma pass rate(3 mm, 3%) were compared by the IMRT analysis program(OmniPro I'mRT system software Version 1.7b, IBA Dosimetry, Germany) Results : The gamma pass rates of Case 1, 2, 3, 4, 5 and 6 were the results of 100.0, 97.6, 98.1, 96.3, 93.0, 94.8% at a regular respiratory period of 1.5 sec and 98.8, 99.5, 97.5, 99.5, 98.3, 99.6% at 2.5 sec, 99.6, 96.6, 97.5, 99.2, 97.8, 99.1% at 3.5 sec and 99.4, 96.3, 97.2, 99.0, 98.0, 99.3% at 4.5 sec, respectively. When a patient's respiration was reproduced, 97.7, 95.4, 96.2, 98.9, 96.2, 98.4% at average respiratory period of 2.2 sec, and 97.3, 97.5, 96.8, 100.0, 99.3, 99.8% at 3.5 sec, respectively. Conclusion : The experiment showed clinically reliable results of a Gamma pass rate of 95% or more when 2.5 sec or more of a regular breathing period and the patient's breathing were reproduced. While it showed the results of 93.0% and 94.8% at a regular breathing period of 1.5 sec of Case 5 and 6, it could be confirmed that the accurate dose delivery could be possible on the most respiratory conditions because based on the results of 100 patients's respiratory period analysis as no one sustained a respiration of 1.5 sec. But, pretreatment dose verification should be precede because we can't exclude the possibility of error occurrence due to extremely short respiratory period, also a training at the simulation and careful monitoring are necessary for a patient to maintain stable breathing. Consequently, more reliable and accurate treatments can be administered.

용적변조회전 방사선치료에서 Portal Dosimetry를 이용한 선량평가의 재현성 분석

김세현,배선명,서동린,강태영,백금문,Kim, Se Hyeon,Bae, Sun Myung,Seo, Dong Rin,Kang, Tae Young,Baek, Geum Mun 대한방사선치료학회 2015 대한방사선치료학회지 Vol.27 No.2

목 적 : 복잡하고 정교하게 계획된 용적변조회전 방사선치료(Volumetric Arc Therapy, VMAT)의 Portal Dosimetry를 이용한 치료 전 선량평가가 다양한 인자에 따라 재현성을 유지하는지 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 실험에는 TrueBeam STx$^{TM}$(Ver.1.5, Varian, USA), Portal dosimetry application(Ver.10, Varian)과 Portal Vision aS1000 Imager(Varian, USA)을 사용하였다. 두경부암 환자 2명, 전립샘암 환자 3명, 폐암 환자 1명, 자궁경부암 환자 1명, 총 7명의 환자에 대하여 Portal Dosimetry용 VMAT 전산화치료계획(Eclipse, Ver.10.0, Varian, USA)을 수립하였다. 오전 치료 전과 후 오후 치료 종료 후 각 4시간 간격을 두고 3회씩 5일에 걸쳐 선량평가를 시행하였다. Gamma pass rate(GPR 3%, 3mm 95%신뢰구간)와 Beam 출력의 상관관계를 확인하기 위하여 선량평가 시행 전 Beam 출력 을 물등가모형과 이온전리함(IBA dosimetry, Germany)을 이용하여 측정하였다. Electronic Portal Imaging Device(EPID) 상태에 따른 GPR 의 변화를 확인하기 위하여 EPID의 영상 교정 (Dark field correction, Flood field correction) 전과 후로 나누어 선량평가를 시행하였다. 또한 다엽콜리메이터(Multi Leaf Collimator) 상태에 따른 GPR의 변화를 확인하기 위해 다엽콜리메이터 Initialize 전과 후로 나누어 선량평가를 시행하였다. 결 과 : Portal Dosimetry를 시행하여 얻은 모든 환자들의 각 시간대 별 GPR의 평균값은 97.11%, 96.09%, 95.37% 였고 최대 차이를 보인 환자의 경우 각 시간대 별 GPR의 평균값은 95.73%, 94.20% 93.23% 였다. 선량평가 시점의 Beam 출력을 측정한 결과 각 시간대별 평균값은 100.45%, 100.46%, 100.59% 였다. EPID의 영상 교정(Dark field correction, Flood field correction)을 시행하기 전과 후의 대상 환자들의 GPR의 평균값은 95.94 %, 96.01% 였다. 또한 다엽콜리메이터 의 Initialize 를 시행하기 전과 후의 대상 환자들의 GPR 의 평균값은 95.83%, 96.40%였다. 결 론 : 치료기 사용시간이 경과됨에 따라 대상 환자들의 GPR 평균값이 0.8% 감소함을 확인할 수 있었다. Beam 출력은 각 측정시점에 0.1% 오차범위 안에서 일정한 상태를 유지하였다. EPID의 영상 교정 전, 후 의 선량평가 결과 GPR은 평균 0.1% 차이를 나타내었다. 다엽콜리메이터의 Initialize 전, 후의 선량평과 결과 Initialize 시행 후 GPR이 평균 0.6% 상승하였고 다엽콜리메이터 상태에 따라 GPR이 변화할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 복잡하고 정교하게 계획된 VMAT의 치료 전 선량평가 도구로서 재현성을 유지하며 Portal Dosimetry를 이용하기 위해서는 주기적인 장비의 점검뿐만 아니라, 선량평가에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들에 대한 관리가 이뤄져야 할 것으로 판단된다. Purpose : The pre-treatment QA using Portal dosimetry for Volumetric Arc Therapy To analyze whether maintaining the reproducibility depending on various factors. Materials and Methods : Test was used for TrueBeam STx$^{TM}$ (Ver.1.5, Varian, USA). Varian Eclipse Treatment planning system(TPS) was used for planning with total of seven patients include head and neck cancer, lung cancer, prostate cancer, and cervical cancer was established for a Portal dosimetry QA plan. In order to measure these plans, Portal Dosimetry application (Ver.10) (Varian) and Portal Vision aS1000 Imager was used. Each Points of QA was determined by dividing, before and after morning treatment, and the after afternoon treatment ended (after 4 hours). Calibration of EPID(Dark field correction, Flood field correction, Dose normalization) was implemented before Every QA measure points. MLC initialize was implemented after each QA points and QA was retried. Also before QA measurements, Beam Ouput at the each of QA points was measured using the Water Phantom and Ionization chamber(IBA dosimetry, Germany). Results : The mean values of the Gamma pass rate(GPR, 3%, 3mm) for every patients between morning, afternoon and evening was 97.3%, 96.1%, 95.4% and the patient's showing maximum difference was 95.7%, 94.2% 93.7%. The mean value of GPR before and after EPID calibration were 95.94%, 96.01%. The mean value of Beam Output were 100.45%, 100.46%, 100.59% at each QA points. The mean value of GPR before and after MLC initialization were 95.83%, 96.40%. Conclusion : Maintain the reproducibility of the Portal Dosimetry as a VMAT QA tool required management of the various factors that can affect the dosimetry.