용적세기조절회전치료 치료계획 확인에 사용되는 MapPHAN의 유용성 평가

우헌,박장필,민제순,이제희,유숙현,Woo, Heon,Park, Jang Pil,Min, Jae Soon,Lee, Jae Hee,Yoo, Suk Hyun 대한방사선치료학회 2013 대한방사선치료학회지 Vol.25 No.2

목 적: 최신 선형가속기와 새로운 평가 장비를 도입하게 되어 이를 임상에 적용하기 위한 준비과정 중 몇 가지 문제가 발생하여 유용성을 확인하는 과정을 분석함으로써 앞으로 이 장비를 도입하는 기관에 도움이 되고자 한다. 대상 및 방법: 모든 측정은 TrueBEAM STX (Varian, USA)를 이용하였으며, 전산화치료계획장비(Eclipse ver 10.0.39, Varian, USA)를 이용하여 각 에너지 별, 조사조건 별 선량분포파일을 산출하였다. MapCHECK 2의 고유의 성능과 오차로 발생 할 수 있는 원인에 대하여 측정 및 분석하였다. MapCHECK 2의 성능 확인을 위해 6X, 6X-FFF (Flattening Filter Free), 10X, 10X-FFF, 15X의 에너지별로 필드사이즈 $10{\times}10$ cm, gantry $0^{\circ}$, $180^{\circ}$ 방향에서 측정을 하였다. 또한 기존 IGRT couch의 CT값이 volumetric dosimetry에 영향을 주는지 확인을 위해서, CT 넘버 값: -800 (Carbon) & -950 (COUCH안의 공기), -100 & -950을 지정해준 상태에서 6X-FFF, 15X의 에너지별로 필드사이즈 $10{\times}10$ cm, gantry $0^{\circ}$, $180^{\circ}$, $135^{\circ}$, $275^{\circ}$ 방향에서 측정을 하였고, MapPHAN에 할당된 HU 값 확인을 위해 Solid water phantom 3 cm을 위로 얹은 MapCHECK 2와 치료계획용 컴퓨터를 이용해 비교하였고, MapPHAN의 각진 모서리에 의한 측정오류문제, MapPHAN의 gantry 방향 의존성을 알아보기 위해 3가지 방법으로 측정 하였다. 세로로 세운 세팅 상태에서 6X-FFF, 15X를 GANTRY $90^{\circ}$, $270^{\circ}$ 방향에서 각각 측정하고, 가로로 세운 세팅상태에서 에너지 6X-FFF, 15X를 필드사이즈 $10{\times}10$ cm, $90^{\circ}$, $45^{\circ}$, $315^{\circ}$, $270^{\circ}$의 방향에서 각각 측정하였다. 세 번째로 빔의 세기조절을 하지 않은 상태에서 open arc를 조사하였다. 결 과: MapCHECK의 기본 성능을 확인, Couch에 의한 감약 측정, MAP-PHAN에 할당하는 HU값 측정, MapPHAN의 각진 모서리에 대한 계산 정확도 확인을 위한 측정에서 모두 유효한 범위에 들어와 측정오류에 영향을 미치지 않는 것을 확인 할 수 있었다. Gantry 방향의존성 확인하기 위한 3가지 방법 중 첫 번째로 측정기를 세운 상태에서의 값은 Gantry $270^{\circ}$ (상대적 $0^{\circ}$), $90^{\circ}$ (상대적 $180^{\circ}$)에서 6X-FFF, 15X에서 각각 -1.51, 0.83%와 -0.63, -0.22%를 나타내어 AP/PA 방향에 의한 영향이 없음을 나타냈다. 측정기를 가로로 세팅한 상태에서는 Gantry $90^{\circ}$, $270^{\circ}$에서 에너지 6X-FFF 4.37, 2.84%, 15X에서는 -9.63, -13.32%의 차이가 측정되어 gamma pass rate 3%의 값보다 큰 값을 나타내므로 MapPHAN에 의한 측방향 측정값이 유효범위 안에 들지 못하는 것을 확인 할 수 있었다. 마지막 Open Arc에서 6X-FFF, 15X 에너지를 필드사이즈 $10{\times}10$ cm에 $360^{\circ}$ 회전상태에서의 선량분포를 보면 pass rate가 90% 가까이 나오는 것을 확인 할 수 있다. 결 론: 위 결과를 토대로 MapPHAN은 상대등선량분포 감마값 측정에는 적합 하지만, 측방향 빔에 대한 gantry 방향의 의존성 때문에 절대선량은 정확한 측정을 할 수 없는 것으로 판단되어진다. 본 논문에서는 더욱 정확한 치료계획 확인을 위해서 VMAT 같은 회전조사시 측방향에 대한 오차를 줄이고 정확한 절대선량을 측정하기 위해서 MapCHEK 2와 IMF (Isocentric Mounting Fixture)의 조합을 사용하여 gantry 방향 의존성에 의한 영향을 최소화 할 수 있을 것이 Purpose: Latest linear accelerator and the introduction of new measurement equipment to the agency that the introduction of this equipment in the future, by analyzing the process of confirming the usefulness of the preparation process for applying it in the clinical causes some problems, should be helpful. Materials and Methods: All measurements TrueBEAM STX (Varian, USA) was used, and a file specific to each energy, irradiation conditions, the dose distribution was calculated using a computerized treatment planning equipment (Eclipse ver 10.0.39, Varian, USA). Measuring performance and cause errors in MapCHECK 2 were analyzed and measured against. In order to verify the performance of the MapCHECK 2, 6X, 6X-FFF, 10X, 10X-FFF, 15X field size $10{\times}10$ cm, gantry $0^{\circ}$, $180^{\circ}$ direction was measured by the energy. IGRT couch of the CT values affect the measurements in order to confirm, CT number values : -800 (Carbon) & -950 (COUCH in the air), -100 & 6X-950 in the state for FFF, 15X of the energy field sizes $10{\times}10$, gantry $180^{\circ}$, $135^{\circ}$, $275^{\circ}$ directionwas measured at, MapPHAN allocated to confirm the value of HU were compared, using the treatment planning computer for, Measurement error problem by the sharp edges MapPHAN Learn gantry direction MapPHAN of dependence was measured in three ways. GANTRY $90^{\circ}$, $270^{\circ}$ in the direction of the vertically erected settings 6X-FFF, 15X respectively, and Setting the state established as a horizontal field sizes $10{\times}10$, $90^{\circ}$, $45^{\circ}$, $315^{\circ}$, $270^{\circ}$ of in the direction of the energy-6X-FFF, 15X, respectively, were measured. Without intensity modulated beam of the third open arc were investigated. Results: Of basic performance MapCHECK confirm the attenuation measured by Couch, measured from the measured HU values that are assigned to the MAP-PHAN, check for calculation accuracy for the angled edge of the MapPHAN all come in a range of valid measurement errors do not affect the could see. three ways for the Gantry direction dependence, the first of the meter built into the value of the Gantry $270^{\circ}$ (relative $0^{\circ}$), $90^{\circ}$ (relative $180^{\circ}$), 6X-FFF, 15X from each -1.51, 0.83% and -0.63, -0.22% was not affected by the AP/PA direction represented. Setting the meter horizontally Gantry $90^{\circ}$, $270^{\circ}$ from the couch, Energy 6X-FFF 4.37, 2.84%, 15X, -9.63, -13.32% the difference. By-side direction measurements MapPHAN in value is not within the valid range can not, because that could be confirmed as gamma pass rate 3% of the value is greater than the value shown. You can check the Open Arc 6X-FFF, 15X energy, field size $10{\times}10$ cm $360^{\circ}$ rotation of the dose distribution in the state to look at nearly 90% pass rate to emerge. Conclusion: Based on the above results, the MapPHAN gantry direction dependence by side in the direction of the beam relative dose distribution suitable for measuring the gamma value, but accurate measurement of the absolute dose can not be considered is. this paper, a more accurate treatment plan in order to confirm, Reduce the tolerance for VMAT, such as lateral rotation investigation in order to measure accurate absolute isodose using a combination of IMF (Isocentric Mounting Fixture) MapCHEK 2, will be able to minimize the impact due to the angular dependence.

IMRT(Intensity Modulated Radiation Therapy)전달 기법과 FFF(Flattening Filter Free) 빔을 이용한 요철 부위 피부 선량 증가 방법에 대한 고찰

우헌,손상준,제영완,Woo Heon,Son Sang Jun,Je Young Wan 대한방사선치료학회 2022 대한방사선치료학회지 Vol.34 No.-

Purpose: When it is difficult to secure the skin dose when treating Irregularly Shaped Skin Surface such as the nose where it is difficult to apply a bolus, increase the skin dose with a treatment plan that combines the IMRT (Intensity Modulated Radiation Therapy) delivery technique and FFF (Flattening Filter Free), It was tried to find out whether or not through the phantom experiment. Materials & Methods: Based on the 6MV-FF (Flattening Filter) and VMAT (Volumetric-Modulated Arc Therapy) treatment plans, which are the most commonly used treatment plans for head and neck cancer, A comparison group was created by combining VMAT and IMRT, FF and FFF, and the presence or absence of 5 mm bolus application. A virtual target was created on the Rando Phantom's nose, and a virtual bolus of 5 mm was applied assuming full contact on the Rando Phantom's nose. Five measurement points were determined based on the phantom's nose, and the absorbed dose was measured by irradiating each treatment plan 3 times per treatment plan according to the treatment technique and whether or not the bolus was applied. Result: The difference in skin dose in FF vs FFF increased in the case of FFF in VMAT bolus off, and there was no difference in case of IMRT bolus off. In VMAT bolus 5 mm and IMRT bolus 5 mm, it was confirmed that the skin dose was rather decreased in FFF. The difference in skin dose between VMAT and IMRT increased only in the case of FFF bolus off, and there was no statistical difference in the rest. For the difference in skin dose between bolus off vs bolus 5 mm, it was confirmed that the skin dose increased at bolus 5 mm, except for the case of using IMRT FFF. The treatment plan combining IMRT and FFF did not find any statistically significant difference as a result of analyzing the measured values of the treatment plan skin dose applied with a 5 mm bolus using the commonly used VMAT and FF. Therefore, it is thought that by using IMRT_FFF, it is possible to deliver a skin dose similar to that of applying a 5 mm bolus to VMAT_FF, which can be useful for patients who need a high skin dose but have difficulty applying a bolus. Conclusion: For patients who find it difficult to apply bolus, an increase in skin dose can be expected with a treatment plan that properly combines IMRT and FFF compared to VMAT and FF.

인공 유방 확대술을 받은 환자의 유방암 치료 시 크기에 따른 반대 측 유방의 피폭 선량 및 차폐 효율 평가

김종욱,우헌,정현학,김경아,김찬용,유숙현,Kim, Jong Wook,Woo, Heon,Jeong, Hyeon Hak,Kim, Kyeong Ah,Kim, Chan Yong,Yoo, Suk Hyun 대한방사선치료학회 2014 대한방사선치료학회지 Vol.26 No.2

목 적 : 인공 유방 확대술을 받은 환자가 유방암 방사선치료를 받을 경우 유방의 크기별로 치료 조사야와의 거리에 따른 치료반대 측 유방조직에 피폭되는 선량 및 차폐의 효율성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법 : 인체팬텀(Rando-phantom)을 이용하여 유방 모형의 크기별 (200 cc ~ 500 cc) CT영상을 획득한 후 크기 별로 일 선량 180 cGy의 왼쪽 유방암 방사선 치료계획을 세웠다. 유방 모형이 커질수록 치료 반대 측 유방모형의 표면과 X선의 진행지점 사이에 발생하는 거리가 가까워지게 설정하였고, 체표에 입사하는 선속중심축을 기준으로 3 cm, 6 cm 떨어진 점에서 반대측 유방 표면에 수직으로 내린 거리를 각 A point, B point로 설정하였다. 그리고 유두지점에서 외측으로 2 cm 되는 점을 C point, 체표중앙에서 외측으로 6 cm 되는 점을 D point로 설정하였다. 유방 모형의 크기별로 각 측정지점에 MOSFET을 부착하여 6 MV, 10 MV, 15 MV의 X선 에너지로 조사하여 측정하였다. 이와 동일한 조건으로 납 2 mm의 두께로 차폐한 후의 선량 값과 납 2 mm 아래에 bolus 3 mm를 부착하여 차폐한 후의 선량 값을 얻었다. 결 과 : 유방 모형이 200 cc에서 500 cc로 커짐에 따라 유방 모형의 표면과 X선의 진행지점과의 거리가 A point에서는 2.14 cm에서 최대 1.23 cm으로 근접하였고 B point에서는 2.55 cm에서 1.31 cm으로 근접하였다. 유방 모형의 크기에 따라 180 cGy 기준으로 200 cc 대비 500 cc의 산란선 측정값이 A point에서 3.22 ~ 4.17%, B point에서 4.06 ~ 6.22%, C point는 0.4~0.5% 증가하였고, D point에서는 크기별로 측정값의 차이가 0.4% 미만이었다. X선 에너지가 커짐에 따라 6 MV 대비 15 MV X선에서 180cGy 기준으로 산란선이 A point에서는 4.06~5%, B point에서는 2.85~4.94%, C point에서는 0.74~1.65% 증가하였고, D point에서는 측정값 차이가 0.4% 미만이었다. 차폐체로 납 2 mm를 사용하였을 경우 A와 B point에서 평균 9.74%, C point에서 2.8%, D point에서 1% 미만의 산란선 감소효과가 있었고, 납과 bolus를 함께 차폐하였을 경우 A와 B point에서 평균 9.76%, C point에서 2.2%, D point에서 1% 미만의 산란선 감소효과가 있었다. 결 론 : 일반적으로 인공 유방 확대술을 받은 환자의 경우 유방의 크기에 따라 치료 반대편 유방 표면과 치료조사야의 거리가 가까울수록 유방 표면이 받는 산란선이 증가하였다. 동일한 크기의 유방 모형에서는 사용 X선 에너지가 커질수록 산란선에 의한 피폭이 증가하는 경향을 보였고, 이는 사용 X선의 에너지 선택에 있어 유방암의 방사선 치료계획에서 허용되는 한도에서는 낮은 X선 에너지의 사용이 반대측 유방의 선량 감소에 유리할 것으로 여겨진다. Purpose : To evaluate the dose on a contralateral breast and the usefulness of shielding according to the distance between the contralateral breast and the side of the beam by breast size when patients who got breast implant receive radiation therapy. Materials and Methods : We equipped 200 cc, 300 cc, 400 cc, and 500 cc breast model on the human phantom (Rando-phantom), acquired CT images (philips 16channel, Netherlands) and established the radiation treatment plan, 180 cGy per day on the left breast (EclipseTM ver10.0.42, Varian Medical Systems, USA) by size. We set up each points, A, B, C, and D on the right(contralateral) breast model for measurement by size and by the distance from the beam and attached MOSFET at each points. The 6 MV, 10 MV and 15 MV X-ray were irradiated to the left(target) breast model and we measured exposure dose of contralateral breast model using MOSFET. Also, at the same condition, we acquired the dose value after shielding using only Pb 2 mm and bolus 3 mm under the Pb 2 mm together. Results : As the breast model is bigger from 200 cc to 500 cc, The surface of the contralateral breast is closer to the beam. As a result, from 200 cc to 500 cc, on 180 cGy basis, the measurement value of the scattered ray inclined by 3.22 ~ 4.17% at A point, 4.06 ~ 6.22% at B point, 0.4~0.5% at C point, and was under 0.4% at D point. As the X-ray energy is higher, from 6 MV to 15 MV, on 180 cGy basis, the measurement value of the scattered ray inclined by 4.06~5% at A point, 2.85~4.94% at B point, 0.74~1.65% at C point, and was under 0.4% at D point. As using Pb 2 mm for shield, scattered ray declined by average 9.74% at A and B point, 2.8% at C point, and is under 1% at D point. As using Pb 2 mm and bolus together for shield, scattered ray declined by average 9.76% at A and B point, 2.2% at C point, and is under 1% at D point. Conclusion : Commonly, in case of patients who got breast implant, there is a distance difference by breast size between the contralateral breast and the side of beam. As the distance is closer to the beam, the scattered ray inclined. At the same size of the breast, as the X-ray energy is higher, the exposure dose by scattered ray tends to incline. As a result, as low as possible energy wihtin the plan dose is good for reducing the exposure dose.

손상위험장기에 인접한 표적 Coverage 개선을 위한 Planning Target Volume 중복 설정에 관한 연구

이정웅,김보겸,문준기,우헌,이양훈,전창우,이제희,Lee, Jung Woong,Kim, Bo Kyum,Mun, Jun Ki,Woo, Hun,Lee, Yang Hoon,Jeon, Chang Woo,Lee, Jea Hee 대한방사선치료학회 2019 대한방사선치료학회지 Vol.31 No.2

목 적: 용적변조회전 방사선치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT)시, Planning Target Volume(PTV)을 중복 설정하여 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)에 인접한 PTV Coverage 감소를 개선하기 위한 연구이다. 대상 및 방법: 본원에서 전뇌(Whole Brain), 담낭(Gall Bladder), 직장(Rectum) 방사선치료를 받은 환자를 대상으로 하였으며, PTV 내 Coverage가 부족한 부분에 PTV를 중복 적용한 치료계획과 적용하지 않은 치료계획으로 구성하여 Coverage 변화와 최대선량, 선량균질지수(Homogeneity Index, H.I.), 처방선량지수(Conformity Index, C.I.)를 비교하였으며, 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)의 최대선량과 평균선량의 변화 또한 비교하였다. 결 과: 중복하여 적용한 PTV의 Coverage는 모든 환자에게서 증가하였고, 이에 따른 영향으로 전체 Coverage 또한 4명의 환자에게서 증가하였다. PTV의 최대선량은 5명의 환자에게서 증가하였으며, 모든 환자의 선량균질지수와 처방선량지수는 큰 차이를 나타내지 않았다. 수정체의 최대선량은 최대 1.12배 증가하였으나, 뇌줄기의 경우 2명의 환자에게서 최대선량이 감소하였다. 안구의 평균선량은 최대 1.15배 증가하였으며, 양측 이하선의 경우 큰 차이를 나타내지 않았다. 담낭암 환자의 경우 간과 결장의 평균선량은 각각 0.95배, 0.94배 감소하였으며, 십이지장의 평균선량은 큰 차이가 없었다. 직장암 환자의 경우 OAR로 설정한 양측 대퇴골두와 방광 모두 평균선량은 감소하였으며, 전체 MU는 1명을 제외한 4명의 환자에게서 비슷한 수준으로 나타났다. 결 론: OAR의 선량제한을 고려해가면서 적절하게 사용한다면, PTV의 Coverage 개선에 유용한 방법이라 생각한다. Purpose: The purpose of this study is to improve the reduction of coverage of PTVs adjacent to organ at risk (OAR) by setting up overlapping Planning Target Volume (PTV) during Volumetric Modulated Arc Therapy(VMAT). Materials and Methods: In patients who received Whole Brain, Gall Bladder and Rectum radiation therapy, We compared the cover change, maximum dose, Homogenicity Index and Conformity Index of PTV and also compared the maximum dose and average dose change of Organ At Risk by organizing treatment plans that are not applied overlaped PTV and treatment plans that are applied overlaped PTV in areas where coverage is insufficient. Results: overage of treatment plans with overlapping PTVs was increased in all patients, and overall coverage was also increased in each of the four patients. The maximum dose for PTV was increased in five patients, and the Homogenicity Index and Conformity Index for all patients did not differ much. The maximum dose of the lens was increased by 1.12 times, and the maximum dose was decreased in two patients for brain stem. The mean dose of the eyeball was increased by a maximum of 1.15 times, and there was no significant difference between both parotid gland. In case of gallbladder cancer patients, the mean dose in the liver and colon was decreased, and the mean dose in the duodenum was increased. In the case of rectal cancer patients, the mean dose was reduced for both femur and bladder set as OARs. The overall MU was shown to be similar in four patients, excluding one. Conclusion: If the critical dose of OAR is considered and used properly, I think it is a useful way to improve coverage of PTV.