두경부(Head & Neck)종양에서 Forward IMRT 유용성에 관한 고찰

백금문,김대섭,박광호,김정만,Baek Geum Mun,Kim Dae Sup,Park Kwang Ho,Kim Chung Man 대한방사선치료학회 2003 大韓放射線治療技術學會誌 Vol.15 No.1

I. 목적 방사선 치료계획에 있어서 정상조직의 선량과 치료부위 선량의 분포는 매우 중요하다. 또한 치료부위의 균일한 선량분포를 얻기 위하여 여러 가지 방법을 이용하고 있다. 특히 두경부(Head & Neck) 종양의 방사선 치료 시 체표 윤곽의 변화가 심하여 이에 따른 선량 불균일 보정이 필요하다. 기존의 치료방법으로는 parotid gland 와 spinal cord 의 tolerance dose 이하를 유지하면서 planning target volume(PTV)에 충분한 치료 선량을 전달하기에는 여러 가지 어려움이 있다. 이에 본원에서는 Forward IMRT를 이용한 방사선 치료의 유용성 및 실용적인 정도관리 방법에 관한 연구를 하였다. II. 대상 및 방법 본 연구는 두경부(Head & Neck) 종양 비인두암(nasophrygeal cancer)의 방사선 치료가 요구되는 환자를 대상으로 하여 2차원적인 치료계획과 dynamic Mulit-Leaf Collimator(dMLC)를 이용하여 partial block technique(PBT)방법을 적용한 Forward IMRT를 위한 치료계획을 dose volume histogram(DVH)로 비교 분석하였다. 또한 정도관리(quality assurance, QA)를 위하여 필름과 pinpoint chamber를 이용하여 정확한 선량 평가를 실시하였다. III. 결과 2차원적인 치료계획과 Forward IMRT를 적용한 치료계획의 DVH를 비교 분석한 결과 Forward IMRT를 적용한 치료계획이 Rt, Lt parotid gland와 spinal cord에 들어가는 선량을 좀더 줄일 수 있었다. 이러한 Forward IMRT의 시도로 조사면의 방사선 세기가 정상조직의 보호를 개선시키고 치료의 최적화를 이룰 수 있었다. Inverse IMRT에 비해 기존의 3차원적 치료계획 장치를 이용할 수 있고 비교적 단순한 방사선 세기 패턴이므로 정도관리가 용이하였다. IV. 결론 Forward IMRT는 2차원적인 치료법에 비하여 PTV에는 균일한 선량분포를 이루면서 정상조직에는 tolerance dose 이하로 선량을 전달 할 수 있는 치료기법이었다. I. Purpose The dose distribution in normal tissues and target lesions is very important in the treatment planning. To make the uniform dose distribution in target lesions, many methods has been used. Especially in the head and neck, the dose inhomogeneity at the skin surface should be corrected. Conventional methods have a limitation in delivering the enough doses to the planning target volume (PTV) with minimized dose to the parotid gland and spinal cord. In this study, we investigated the feasibility and the practical QA methods of the forward IMRT. II. Material and Methods The treatment plan of the forward IMRT with the partial block technique using the dynamic multi-leaf collimator (dMLC) for the patients with the nasopharyngeal cancer was verified using the dose volume histogram (DVH). The films and pinpoint chamber were used for the accurate dose verification. III. Results As a result of verifying the DVH for the 2-D treatment plan with the forward IMRT, the dose to the both parotid gland and spinal cord were reduced. So the forward IMRT could save the normal tissues and optimize the treatment. Forward IMRT can use the 3-D treatment planning system and easily assure the quality, so it is easily accessible comparing with inverse IMRT IV. Conclusion The forward IMRT could make the uniform dose in the PTV while maintaining under the tolerance dose in the normal tissues comparing with the 2-D 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.

호흡동조 방사선치료에 사용되고 있는 RPM (Real-time Position Management) Respiratory Gating System의 호흡변화에 따른 정확성에 대한 고찰

나준영,강태영,백금문,권경태,Na, Jun Young,Kang, Tae Young,Baek, Geum Mun,Kwon, Gyeong Tae 대한방사선치료학회 2013 대한방사선치료학회지 Vol.25 No.1

목 적: 본원에서 시행하고 있는 호흡동조 방사선치료(Respiratory Gated Radiation Therapy, RGRT)는 RPM (Real-time Position Management) Respiratory Gating System (version 1.7.5, Varian, USA)을 이용하여 실시하고 있다. 본 연구는 호흡변화에 따른 방사선치료의 정확성을 분석하고 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 움직임을 임의로 조정할 수 있는 구동 팬텀(Motion Phantom)인 QUASAR Programmable Respiratory Motion Phantom (Moudus Medical Device Inc. CANADA)을 이용하였다. 폐암과 간암 환자 50명의 호흡을 분석하여 호흡의 변화를 관찰한 결과를 기준으로 주기 3초, 진폭 1.5 cm인 총 60초간의 기준호흡에서 매번 기저호흡(Baseline)을 기울기를 갖고 점진적으로 내려가는 경우와, 간헐적으로 기준 기저호흡 보다 더 내려가는 경우의 호흡 모양을 만들어 본원에서 사용되고 있는 Phase gating, 보통 30~70% gating 치료 방법과 동일하게 방사선을 조사하였다. 결 과: 점진적으로 매번 기저호흡이 0.01 cm, 0.03 cm, 0.05 cm씩 내려가는 호흡의 경우 모든 조건에서 방사선이 조사되었다. 간헐적으로 기저호흡이 0.2 cm, 0.4 cm, 0.6 cm, 0.8 cm 내려가는 경우도 모든 조건에서 방사선이 조사되어 RPM Respiratory Gating System에서 Phase gating 방식은 기저호흡 변화에 대하여 방사선이 모두 조사되었다. 결 론: 최적의 방사선치료를 위해 종양의 움직임을 고려하여 시행하는 호흡동조 방사선치료에서 RPM Respiratory Gating System의 Phase gating 방식은 본 연구에서와 같이 기저호흡의 변화가 호흡동조에 정확히 반영되지 않음을 알 수 있었다. 이에 호흡동조 방사선치료에는 무엇보다 환자의 호흡 관찰이 중요하다고 사료되며 호흡의 변화가 관찰되었다면 즉시 방사선치료를 멈추고 호흡을 관찰한 후 변화된 호흡상태에서 투시를 시행하여 치료부위를 다시 확인한 후에 치료를 재개하여야 한다고 사료된다. Purpose: Respiratory Gated Radiation Therapy (RGRT) has been carried out using RPM (Real-time Position Management) Respiratory Gating System (version 1.7.5, varian, USA) in Asan Medical Center. This study was to analyze and evaluate the accuracy of Respiratory Gated Radiation Therapy (RGRT) according to variation of respiration. Materials and Methods: Making variation of respiration using Motion Phantom:QUASAR Programmable Respiratory Motion Phantom (Moudus Medical Device Inc. CANADA) able to adjust respiration pattern randomly was varying period, amplitude and baseline by analyze 50 patient's respiration of lung and liver cancer. One of the variations of respiration is baseline shift gradually downward per 0.01 cm, 0.03 cm, 0.05 cm. The other variation of respiration is baseline shift accidently downward per 0.2 cm, 0.4 cm, 0.6 cm, 0.8 cm. Experiments were performed in the same way that is used RPM Respiratory Gating System (phase gating, usually 30~70% gating) in Asan Medical Center. Results: It was all exposed radiation under one of the conditions of baseline shift gradually downward per 0.01 cm, 0.03 cm, 0.05 cm. Under the other condition of baseline shift accidently downward per 0.2 cm, 0.4 cm, 0.6 cm, 0.8 cm equally radiation was exposed. Conclusion: The variations of baseline shifts didn't accurately reflect on phase gating in RPM Respiratory Gating System. This inexactitude makes serious uncertainty in Respiratory Gated Radiation Therapy. So, Must be stabilized breathing of patient before conducting Respiratory Gated Radiation Therapy. also must be monitored breathing of patient in the middle of treatment. If you observe considerable changes of breathing when conducting Respiratory Gated Radiation Therapy. Stopping treatment immediately and then must be need to recheck treatment site using fluoroscopy. If patient's respiration rechecked using fluoroscopy restabilize, it is possible to restart Respiratory Gated Radiation Therapy.

고에너지 방사선치료 시 치료변수에 따른 광중성자 선량 변화 연구

김연수,윤인하,배선명,강태영,백금문,김성환,남욱원,이재진,박영식,Kim, Yeon Su,Yoon, In Ha,Bae, Sun Myeong,Kang, Tae Young,Baek, Geum Mun,Kim, Sung Hwan,Nam, Uk Won,Lee, Jae Jin,Park, Yeong Sik 대한방사선치료학회 2014 대한방사선치료학회지 Vol.26 No.2

목 적 : 고에너지 광자선을 이용한 방사선치료 시 발생되는 광중성자는 치료대상인 종양 주위의 인접한 정상조직에서 2차적인 암의 발생에 기인 될 수 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 방사선치료계획 시에 고려할 수 있는 변수 중 치료방법, 선속평탄여과판, 선량률, 갠트리 각도들을 변환시켰을 때 발생된 광중성자의 선량 변화를 비교 분석하였다. 대상 및 방법 : 실험에는 TrueBeam $ST{\time}TM$(Ver.1.5, Varian, USA)치료기를 사용하였다. 광중성자 측정 장비는 조직등가비례계수기(Tissue Equivalent Proportional Counter : TEPC)인 KTEPC를 이용하였으며, 치료대의 세로 방향으로 조사야 중앙 하단 6cm 지점에서 측정을 실시하였다. 치료방법, 선속평탄여과판의 사용유무, 선량율에 따른 광중성자 선량의 차이를 평가하기 위하여 모든 환자에 대하여 전산화치료계획시스템(Eclipse Ver 10.0, Varian, USA)으로 방사선치료계획을 각각 수립하였다. 치료방법으로는 세기변조방사선치료와 용적변조회전방사선치료로 구분하였으며, 선량율은 400MU/min, 1,200MU/min 및 2,400MU/min에 따른 차이를 평가하였다. 또한 방사선의 입사방향에 따른 광중성자 선량을 측정하였다. 결 과 : 치료방법의 차이에 따라 세기변조방사선치료와 용적변조회전방사선치료로 조사하였을 때 산란 광중성자 평균선량은 각각 $449.7{\mu}Sv$, $2940.7{\mu}Sv$로 측정되었다. 선속평탄여과판의 사용 유무에 따라 Flattening Filter(FF)모드와 Flattening Filter Free(FFF)모드에서의 산란 광중성자 평균선량은 $2940.7{\mu}Sv$, $232.0{\mu}Sv$로 측정되었다. 400, 1200, 2400 MU/min으로 선량률을 변환시켜 조사하였을 때 CASE I은 $3242.5{\mu}Sv$, $3189.4{\mu}Sv$, $3191.2{\mu}Sv$로, CASE II는 $3493.2{\mu}Sv$, $3482.6{\mu}Sv$, $3477.2{\mu}Sv$로, 그리고 CASE III에서 $4592.2{\mu}Sv$, $4580.0{\mu}Sv$, $4542.3{\mu}Sv$로 측정 되었다. $0^{\circ}$부터 $315^{\circ}$까지 $45^{\circ}$간격으로 갠트리 각도를 변환시켰을 때 산란 광중성자 선량은 10MV 광자선에 대하여 최소 $3.2{\mu}Sv$, 최대 $14.7{\mu}Sv$이었으며, 갠트리 각도가 $180^{\circ}$일 때 가장 높게 나타났다. 15MV 광자선의 경우 최소 $369.6{\mu}Sv$ 최대 $448.0{\mu}Sv$이었으며, 역시 갠트리 각도가 $180^{\circ}$일 때 가장 높게 측정되었다. 결 론 : 치료방법의 차이에 따른 실험은 용적변조회전방사선치료가 세기변조방사선치료 보다 산란된 광중성자 선량이 측정점에서 평균 6.5배 높게 측정되었다. 선속평탄여과판의 사용 차이에 따른 실험에서 선속평탄여과판을 사용하였을 때 12.7배 높게 측정되었다. 선량률을 변환에 따른 차이는 큰 차이를 보이지 않았다. 갠트리 각도에 따른 산란 광중성자 선량 측정에서는 광자선이 치료대를 지나는 각도인 $135^{\circ}$, $180^{\circ}$, $225^{\circ}$에서 산란 광중성자 선량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. TrueBeam $ST{\time}TM$을 이용한 FFF 모드와 세기변조방사선치료를 한 경우 산란 광중성자가 적게 발생한다는 것을 확인할 수 있었다. 지속적으로 더 많은 변수에 대한 실험을 계획하고 광중성자 측정에 대한 평가를 통하여, 보다 환자들에게 안전한 방사선치료에 기여할 수 있을 것으로 사료된다. Purpose : Photoneutron dose in high-energy photon radiotherapy at linear accelerator increase the risk for secondary cancer. The purpose of this investigation is to evaluate the dose variation of photoneutron with different treatment method, flattening filter, dose rate and gantry angle in radiation therapy with high-energy photon beam ($E{\geq}8MeV$). Materials and Methods : TrueBeam $ST{\time}TM$(Ver1.5, Varian, USA) and Korea Tissue Equivalent Proportional Counter (KTEPC) were used to detect the photoneutron dose out of the high-energy photon field. Complex Patient plans using Eclipse planning system (Version 10.0, Varian, USA) was used to experiment with different treatment technique(IMRT, VMAT), condition of flattening filter and three different dose rate. Scattered photoneutron dose was measured at eight different gantry angles with open field (Field size : $5{\time}5cm$). Results : The mean values of the detected photoneutron dose from IMRT and VMAT were $449.7{\mu}Sv$, $2940.7{\mu}Sv$. The mean values of the detected photoneutron dose with Flattening Filter(FF) and Flattening Filter Free(FFF) were measured as $2940.7{\mu}Sv$, $232.0{\mu}Sv$. The mean values of the photoneutron dose for each test plan (case 1, case 2 and case 3) with FFF at the three different dose rate (400, 1200, 2400 MU/min) were $3242.5{\mu}Sv$, $3189.4{\mu}Sv$, $3191.2{\mu}Sv$ with case 1, $3493.2{\mu}Sv$, $3482.6{\mu}Sv$, $3477.2{\mu}Sv$ with case 2 and $4592.2{\mu}Sv$, $4580.0{\mu}Sv$, $4542.3{\mu}Sv$ with case 3, respectively. The mean values of the photoneutron dose at eight different gantry angles ($0^{\circ}$, $45^{\circ}$, $90^{\circ}$, $135^{\circ}$, $180^{\circ}$, $225^{\circ}$, $270^{\circ}$, $315^{\circ}$) were measured as $3.2{\mu}Sv$, $4.3{\mu}Sv$, $5.3{\mu}Sv$, $11.3{\mu}Sv$, $14.7{\mu}Sv$, $11.2{\mu}Sv$, $3.7{\mu}Sv$, $3.0{\mu}Sv$ at 10MV and as $373.7{\mu}Sv$, $369.6{\mu}Sv$, $384.4{\mu}Sv$, $423.6{\mu}Sv$, $447.1{\mu}Sv$, $448.0{\mu}Sv$, $384.5{\mu}Sv$, $377.3{\mu}Sv$ at 15MV. Conclusion : As a result, it is possible to reduce photoneutron dose using FFF mode and VMAT method with TrueBeam $ST{\time}TM$. The risk for secondary cancer of the patients will be decreased with continuous evaluation of the photoneutron dose.

kV Cone Beam Computed Tomography (CBCT)를 이용한 전립선암 영상유도방사선치료 시 흡수선량 및 유효선량에 관한 고찰

나종억,이도근,김진수,백금문,권경태,Na, Jong-Eok,Lee, Do-Geun,Kim, Jin-Soo,Baek, Geum-Mun,Kwon, Kyung-Tae 대한방사선치료학회 2009 대한방사선치료학회지 Vol.21 No.2

Purpose: To evaluate the results of absorbed and effective doses using two different modes, standard mode (A-mode) and low-dose mode (B-mode) settings for prostate cancer IGRT from CBCT. Materials and Methods: This experimental study was obtained using Clinac iX integrated with On Board Imager (OBI) System and CBCT. CT images were obtained using a GE Light Speed scanner. Absorbed dose to organs from ICRP recommendations and effective doses to body was performed using A-mode and B-mode CBCT. Measurements were performed using a Anderson rando phantom with TLD-100 (Thermoluminescent dosimeters). TLD-100 were widely used to estimate absorbed dose and effective dose from CBCT with TLD System 4000 HAWSHAW. TLD-100 were calibrated to know sensitivity values using photon beam. The measurements were repeated three times for prostate center. Then, Evaluations of effective dose and absorbed dose were performed among the A-mode and B-mode CBCT. Results: The prostate absorbed dose from A-mode and B mode CBCT were 5.5 cGy 1.1 cGy per scan. Respectively Effective doses to body from A mode and B-mode CBCT were 19.1 mSv, 4.4 mSv per scan. Effective dose from A-mode CBCT were approximately 4 times lower than B-mode CBCT. Conclusion: We have shown that it is possible to reduce the effective dose considerably by low dose mode(B-mode) or lower mAs CBCT settings for prostate cancer IGRT. Therefore, we should try to select B-mode or low condition setting to decrease extra patient dose during the IGRT for prostate cancer as possible.

Cone-Beam CT에서 물질 및 호흡 변화가 영상에 미치는 영향에 대한 고찰

나준영,김정미,김대섭,강태영,백금문,권경태,Na, Jun-Young,Kim, Jung-Mi,Kim, Dae-Sup,Kang, Tae-Young,Baek, Geum-Mun,Kwon, Gyeong-Tae 대한방사선치료학회 2012 대한방사선치료학회지 Vol.24 No.1

목 적: 본원에서 시행하고 있는 영상유도 방사선치료(Image Guided Radiation Therapy, IGRT)는 On-Board Imager system(OBI)을 이용하여 실시하고 있다. 본 논문에서는 Cone-Beam CT에서 물질 및 호흡의 변화가 영상에 미치는 영향을 분석하고 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 호흡의 모양을 임의로 조정할 수 있는 구동 팬텀(Motion Phantom)을 이용하여 기준 호흡에 따른 주기, 진폭, 기저호흡(Baseline)을 변화시키면서 폐 등가 물질 내의 지름 3 cm인 구 형태의 아크릴(Acryl)과 임상에 이용되고 있는 표지자(Fiducial Marker) 두 물질에 대하여 Cone-Beam CT를 총 3회 획득하고, 분석하였다. 결 과: 첫 번째 물질의 종류에 따라 구동 팬텀의 동일한 움직임을 원형 아크릴(Arcyl)일 때 100%, 표지자일 때 120% 나타내었다. 두 번째 기준 호흡 변화에 따라 기준 호흡의 영상크기를 1로 상쇄(Offset)하면 원형 아크릴(Arcyl)의 경우 기저호흡(Baseline)을 1.8 mm 이동 시켰을 때 1.13, 3.3 mm 이동 시켰을 때 1.27, 주기가 1초일 때 1.01, 2.5초일 때 1.045, 진폭이 기준의 0.7배일 때 0.86, 1.7배일 때 1.43의 변화를 보였고, 표지자의 경우 Baseline 1.8 mm shift일 때 1.18, 3.3 mm shift일 때 1.34, 주기가 1초일 때 1.0, 2.5초일 때 1.0, 진폭이 기준의 0.7배일 때 0.99, 1.7배일 때 1.66의 변화를 보였다. 결 론: Cone-Beam CT는 물질에 따라 그 움직임을 나타내는 것에 Fiducial marker의 경우 영상 크기에 20%의 영향이 있었다. 호흡의 변화에 따른 영향은 아크릴(Arcyl)의 경우 최소 13% 최대 43%, Fiducial marker의 경우 최소 18% 최대 66%의 변화를 보였다. 이런 영상의 차이는 큰 불확실성 요인이므로 Cone-Beam CT 획득 전에 환자의 호흡을 안정화해야 한다. 또한 영상획득 중간에도 지속적인 환자의 호흡 관찰을 하여 환자의 큰 호흡변화를 관찰하였다면 영상유도 후에 반드시 투시를 이용하여 치료부위를 확인할 필요가 있으며 재 Cone-Beam CT 획득을 통하여 보다 정확한 영상유도를 하는 것이 바람직하다고 사료된다. Purpose: Image Guided Radiation Therapy (IGRT) has been carried out using On-Board Imager system (OBI) in Asan Medical Center. For this reason, This study was to analyze and evaluate the impact on Cone-Beam CT according to variation of material and respiration. Materials and Methods: This study was to acquire and analyze Cone-Beam CT three times for two material: Cylider acryl (lung equvalent material, diameter 3 cm), Fiducial Marker (using clinic) under Motion Phantom able to adjust respiration pattern randomly was varying period, amplitude and baseline vis-a-vis reference respiration pattern. Results: First, According to a kind of material, when being showed 100% in the acryl and 120% in the Fiducial Marker under the condition of same movement of the motion phantom. Second, According to the respiratory alteration, when being showed 1.13 in the baseline shift 1.8 mm and 1.27 in the baseline shift 3.3 mm for acryl. when being showed 1.01 in 1 sec of period and 1.045 in 2.5 sec of period for acryl. When being showed 0.86 in 0.7 times the standard of amplitude and 1.43 in 1.7 times the standard of amplitude for acryl. when being showed 1.18 in the baseline shift 1.8 mm and 1.34 in the baseline shift 3.3 mm for Fiducial Marker. when being showed 1.0 in 1 sec of period and 1.0 in 2.5 sec of period for Fiducial Marker. When being showed 0.99 in 0.7 times the standard of amplitude and 1.66 in 1.7 times the standard of amplitude for Fiducial Marker. Conclusion: The effect of image size of CBCT was 20% in the case of Fiducial marker. The impact of changes in breathing pattern was minimum 13% - maximum 43% for Arcyl, min. 18% - max. 66% for Fiducial marker. This difference makes serious uncertainty. So, Must be stabilized breathing of patient before acquiring CBCT. also must be monitored breathing of patient in the middle of acquire. If you observe considerable change of breathing when acquiring CBCT. After Image Guided, must be need to check treatment site using fluoroscopy. If a change is too big, re-acquiring CBCT.

유방암 접선조사 치료 방법에 대한 반대쪽 유방에서의 산란선량 평가

반태준,전수동,곽정원,백금문,Ban, Tae-Joon,Jeon, Soo-Dong,Kwak, Jung-Won,Baek, Geum-Mun 대한방사선치료학회 2012 대한방사선치료학회지 Vol.24 No.2

목 적: 암치료 기술의 발전으로 환자의 생존기간이 길어짐에 따라 치료 이후 삶의 질을 증진하고 치료 방법에 의한 부작용을 줄이는 노력에 관심이 집중되고 있다. 본 연구는 유방암 접선조사 치료에서 치료방법 차이가 반대쪽 유방 산란 선량에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 제작한 유방 모형 팬텀의 전산화 단층 영상을 이용하여 이클립스 10.0 (Eclipse 10.0, Varian, USA) 치료계획 시스템을 사용하여 $30^{\circ}$ wedge plan, $15^{\circ}$ wedge plan, $30^{\circ}$ EDW (Enhanced dynamic wedge) plan, Non-wedge plan, FIF(Field in Field) plan을 수립하였다. 각 치료계획은 선형가속기 CL-6EX (VARIAN, USA)를 이용하여 400 cGy씩 조사하였고 팬텀의 중심점으로부터 횡축방향으로 1 cm, 3 cm, 5 cm, 9 cm 씩 이동한 지점의 1 cm 깊이에서 전리조(FC 65G, IBA)를 이용하여 내측접선(Medial tangential) 조사와 외측접선(Lateral tangential) 조사에서 발생하는 산란선량을 각각 측정하고 비교 분석하였다. 결 과: 반대쪽 유방 산란 선량을 평가해보았을 때 $30^{\circ}$ wedge plan, $15^{\circ}$ wedge plan, $30^{\circ}$ EDW (Enhanced dynamic wedge) plan, Non-wedge plan, FiF (Field in Field) plan에서 처방선량에 대해 각각 6.55%, 4.72%, 2.79%, 2.33%, 1.87%로 나타났다. 내측접선조사와 외측접선 조사로 나누어 보았을 때 내측접선 조사 측정값은 각각 4.94%, 3.33%, 1.55%, 1.17%, 0.77%로 나타났고 외측접선 조사는 각각 1.61%, 1.40%, 1.24%, 1.16%, 1.10%의 산란 선량이 측정되었다. 결 론: 유방암 접선 조사 치료방법 중 반대쪽 유방에 가장 적은 산란 선량이 발생하는 방법은 FiF plan으로 이때 발생한 산란선량은 팬텀 내에서 기인한 선량이 주로 작용하는 것으로 판단되었다. 가장 많은 산란 선량이 발생하는 치료방법은 $30^{\circ}$ wedge plan이었고 쐐기필터를 비롯한 치료 장비에서 기인한 선량은 3.3%로 평가되었다. 치료계획 시스템은 처방선량에 대해 상대적으로 낮은 산란 선량 영역은 정확성이 떨어지는 것으로 나타났다. 치료 조사야 밖으로 발생하는 산란 선량은 처방 선량에 비해 그 양이 적지만 2차 암 발생 확률과 관련이 있다는 점에서 간과할 수 없는 부분이며 방사선 치료를 결정하는데 있어 고려되어야 할 부분으로 사료된다. Purpose: The concern of improving the quality of life and reducing side effects related to cancer treatment has been a subject of interest in recent years with advances in cancer treatment techniques and increasing survival time. This study is an analysis of differing scattered dose to the contralateral breast using common different treatment techniques. Materials and Methods: Eclipse 10.0 (Varian, USA) based $30^{\circ}$ EDW (Enhanced dynamic wedge) plan, $15^{\circ}$ wedge plan, $30^{\circ}$ wedge plan, Open beam plan, FiF (field in field) plan were established using CT image of breast phantom which in our hospital. Each treatment plan were designed to exposure 400 cGy using CL-6EX (VARIAN, USA) and we measured scattered dose at 1 cm, 3 cm, 5 cm, 9 cm away from medial side of the phantom at 1 cm depth using ionization chamber (FC 65G, IBA). We carried out measurement by separating effect of medial tangential field and lateral tangential field and analyze. Results: The evaluation of scattered dose to contralateral breast, $30^{\circ}$ EDW plan, $15^{\circ}$ wedge plan, $30^{\circ}$ wedge plan, Open beam plan, FIF plan showed 6.55%, 4.72%, 2.79%, 2.33%, 1.87% about prescription dose of each treatment plan. The result of scattered dose measurement by separating effect of medial tangential field and lateral tangential field results were 4.94%, 3.33%, 1.55%, 1.17%, 0.77% about prescription dose at medial tangential field and 1.61%, 1.40%, 1.24%, 1.16%, 1.10% at lateral tangential field along with measured distance. Conclusion: In our experiment, FiF treatment technique generates minimum of scattered dose to contralateral breast which come from mainly phantom scatter factor. Whereas $30^{\circ}$ wedge plan generates maximum of scattered doses to contralateral breast and 3.3% of them was scattered from gantry head. The description of treatment planning system showed a loss of precision for a relatively low scatter dose region. Scattered dose out of Treatment radiation field is relatively lower than prescription dose but, in decision of radiation therapy, it cannot be ignored that doses to contralateral breast are related with probability of secondary cancer.

두경부암에서 2차원 배열 검출기를 이용한 IMRT QA의 불확실성에 대한 연구

반태준,이우석,김대섭,백금문,곽정원,Ban, Tae-Joon,Lee, Woo-Suk,Kim, Dae-Sup,Baek, Geum-Mun,Kwak, Jung-Won 대한방사선치료학회 2011 대한방사선치료학회지 Vol.23 No.2

Purpose: IMRT QA using 2Dimensional array detector is carried out with condition for discrete dose distribution clinically. And it can affect uncertainty of evaluation using gamma method. We analyze gamma index variation according to grid size and suggest validate range of grid size for IMRT QA in Hospital. Materials and Methods: We performed QA using OniPro I'mRT system software version 1.7b on 10 patients (head and neck) for IMRT. The reference dose plane (grid size, 0.1 cm; location, [0, 0, 0]) from RTP was compared with the dose plane that has different grid size (0.1 cm, 0.5 cm, 1.0 cm, 2.0 cm, 4.0 cm) and different location (along Y-axis 0 cm, 0.2 cm, 0.5 cm, 1.0 cm). The gamma index variation was evaluated by observing the level of changes in Gamma pass rate, Average signal, Standard deviation for each case. Results: The average signal for each grid size showed difference levels of 0%, -0.19%, -0.04%, -0.46%, -8.32% and the standard deviation for each grid size showed difference levels of 0%, -0.30%, 1.24%, -0.70%, -7.99%. The gamma pass rate for each grid size showed difference levels of 0%, 0.27%, -1.43%, 5.32%, 5.60%. The gamma evaluation results according to distance in grid size range of 0.1 cm to 1.0 cm showed good agreement with reference condition (grid size 0.1 cm) within 1.5% and over 5% in case of the grid size was greater than 2.0 cm. Conclusion: We recognize that the grid size of gamma evaluation can make errors of IMRT QA. So we have to consider uncertainty of gamma evaluation according to the grid size and apply smaller than 2 cm grid size to reduce error and increase accuracy clinically.

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.

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.