Effectiveness of Bellyboard Device for Displacement of Small Bowel in Pelvic Irradiation

이레나,이경자,서현숙,Lee, Rena,Lee, Kyung-Ja,Suh, Hyunsuk Korean Society of Medical Physics 2007 의학물리 Vol.18 No.4

골반 방사선치료 시 방사선조사부위에서 소장을 제외하여 방사선에 의한 소장의 독성 감소에 가장 효율적인 방법을 알아보기 위하여 본 연구가 시행되었다. 연구대상은 자궁경부암, 자궁내막암, 직장암, S-결장암과 난소암으로 수술 후 골반에 방사선치료를 받은 환자 14명이다. 환자는 모의치료를 시행하기 1시간 30분 전에 150 ml의 바륨과 방광을 채우기 위해 물 500 ml를 마시고 환자의 자세변화와 벨리보드 사용 유무에 따라 5종류의 조영촬영을 하였다. 첫 번째는 방광을 채운 후 누운 자세로 전 후면과 측면을 촬영한다. 두 번째는 방광을 채운 상태에서 엎드린 자세로, 세 번째는 방광을 비운 후 누운 자세로, 네 번째는 방광을 비운 후 엎드린 자세로, 다섯 번째는 방광을 비운 후 벨리보드를 사용하여 엎드린 자세로 각각의 전 후면과 측면을 촬영한다. 모든 조영촬영 사진에서 방사선조사부위에 포함되는 소장의 용적을 측정하였다. 결과는 방광을 채우거나 비운상태 모두 엎드린 자세가 누운 자세보다 소장의 용적이 감소되었으며 특히 측면사진에서 더욱 감소되었다. 엎드린 자세에서는 방광을 채운 상태의 소장 용적이 방광을 비운상태에 비해 전후면 사진에서 13%, 측면 사진에서 26%가 감소되었다. 방광을 비운 후 벨리보드를 사용한 상태의 소장 용적이 벨리보드를 사용하지 않고 엎드린 자세에 비해 전 후면에서 $62.8{\pm}27.1%$, 측면에서 $63{\pm}32.9%$가 감소되었다. 결론적으로 골반에 방사선치료를 시행할 경우 방광을 비운 후 벨리보드를 사용함으로써 소장의 용적을 최소화시킬 수 있었다. Various techniques were evaluated to determine the best method for reducing small bowel involvement in pelvic irradiation. Fourteen patients receiving radiation in pelvic area were enrolled for this study. Five sets of small bowel images were obtained. Patients were positioned on a simulation couch with full bladder in prone and supine positions and 2 sets of images were taken. Then they were asked to empty their bladder and 2 sets of images were taken in prone and supine positions. A belly board device (BBD) was placed and one set of images was obtained. Using a software, the area of small bowel inside treatment field was contoured, measured, and analyzed. In both full and empty bladder cases, small bowel area reduction was observed in prone position as compared to supine position. Especially statistically significant reduction is noted in lateral film. An average decreases of 13% in PA and 26% in lateral direction were noted with bladder distention as compared to empty bladder. With the use of BBD for empty bladder, a significant reduction of $62.8{\pm}27.1%$ and $63.1{\pm}32.9%$ in PA and lateral directions were observed as compared to without BBD in prone position, respectively. In conclusion, the best sparing of small bowel concerning the area included in the treatment fields was achieved with BBD in prone position with empty bladder. However, further reduction is expected if the bladder was filled fully because the analysed data with empty vs full bladder study shows increased sparing of small bowel with distended bladder.

자궁암 치료용 다채널 초음파 온열치료기

이레나,Lee Rena 한국의학물리학회 2005 의학물리 Vol.16 No.1

본 연구에서는 자궁경부암 및 질암 치료 시 고선량률 강내 근접치료기와 병행하여 사용가능한 다채널 초음파 온열 치료 기구를 제작하였다. 텐덤형의 경우 자궁 내에 삽입이 용이하도록 외부직경 4 mm, 두께 0.7 mm, 길이 24.5 mm인 원통형 plezo-ceramic crystal transducer (PZT-5A) 물질이 초음파 발생원으로 사용되었다. 질벽 또는 질 천정치료에 이용될 치료기는 질에 삽입되어야 하므로 질의 크기와 비슷한 직경 24.5 mm, 두께 1.3 mm, 길이 15.2 mm인 원통형 PZT-8 물질이 이용되었다. 임피던스와 phase 측정결과에 따라 외부직경이 4 mm인 PZT-5A의 작동주파수는 3.2 MHz 로 결정되었고 외부직경이 24.5 mm인 PZT-8 물질의 작동 주파수는 1.7 MHz로 결정되었다. Radiation force 방법으로 측정된 초음파 발생효율은 텐덤형 초음파원은 33%이고 원통형 초음파원은 61%이다. 원통형 초음파 발생물질로부터 발생되는 초음파 분포도를 MATLAB을 이용하여 계산하였고 실제 물 팬텀 내에서 열전대를 이용하여 측정하였다. 계산을 통해 얻어진 radial 한 방향으로 방사된 초음파압은 자궁내로 삽입되는 텐덤형 트랜스듀서의 경우 표면에서 5 mm 되는 점을 기준으로 10 mm 에서는 58%이고 20 mm에서는 45%이다. 질 치료에 사용될 트랜스듀서의 세기는 표면으로부터 5 mm에서의 세기를 기준으로 15 mm 거리에서는 78%, 25 mm 거리에서는 66%로 감소하였다. 특성분석 결과 직경 4 mm인 PZT-5A 와 24.5 mm인 PZT8 물질은 온열치료의 초음파원으로 사용가능함이 입증되었다. 따라서 직경 4 mm인 PZT-5A 트랜스듀서 3개를 연결하여 치료길이가 75 mm인 텐덤형 온열치료기구를 제작하였고 직경 24.5 mm인 PZT-8 트랜스듀서 4개를 연결하여 치료길이가 61 mm인 질암 치료용 온열치료기구를 제작하였다. The objective of this study was to construct multi-element ultrasound applicators for the treatment of gynecologic cancer with high dose rate brachytherapy. For the treatment of uterus, piezo-ceramic crystal transducer (PZT -5A) with outer diameter of 4 mm, wall thickness of 1.3 mm, and length of 24.5 mm was selected. For the treatment of cervix or vagina, it should be possible to insert the applicator into the vagina. Thus, a cylindrical PZT -8 material with outer diameter of 24.5 mm, wall thickness of 1.3 mm, and length of 15.2 mm was selected. The operating frequencies determined by vector impedance measurement were 3.2 MHz for the PZT 5A cylinder (OD=4 mm) and 1.7 MHz for the PZT -8 cylinder (OD: 24.5 mm). The ratios of generated acoustic output power to applied electric power were 33% and 61% for the tandem type crystal and the cylinder type crystal, respectively. The radiated acoustic pressure fields from both transducers were calculated using a Matlab code and measured in water using hydrophone. There was good agreement between measured and calculated acoustic pressure field distribution. For a tandem type transducer, the calculated acoustic pressure field decreased from 0.023 MPa at 10 mm to 0.010 Mpa at 30 mm, the reduction of 57%. For the cylinder type transducer which will be used for the treatment of vagina showed 78% reduction at 15 mm and 66% at 25 mm as compared to values at 5 mm from the surface. Based on the characteristics of the transducers, this study demonstrated the possibility of using the crystals as a heating source. Finally, a 3-element and 4-element prototype applicators were constructed. The 3-element applicator is 75 mm long and 4 mm thick and will be used for the treatment of uterus. The 4-element applicator is 61 mm long and 24.5 mm thick and will be used for the treatment of vagina. Using these applicators, it is possible to generate enough power to increase temperature to therapeutic level.

Analysis of the Movement of Surgical Clips Implanted in Tumor Bed during Normal Breathing for Breast Cancer Patients

Rena Lee(이레나),Eunah Chung(정은아),HyunSuk Suh(서현숙),Kyung-ja Lee(이경자),Jihye Lee(이지혜) 대한방사선종양학회 2006 Radiation Oncology Journal Vol.24 No.3

목 적: 정상 호흡에서 외과적 클립을 이용하여 유방 종양의 움직임을 평가하였다. 대상 및 방법: 유방 보존 수술 후 방사선 치료를 받은 7명의 환자를 대상으로 하여 각 환자별로 일반적인 모의 치료 과정에서 형광 투시 영상을 얻었다. 한 환자의 영상만 매초 15프레임의 비율로 기록되었고, 다른환자들의 영상은 1초당 30프레임의 비율로 앞뒤, 옆, 빗나가는 방향에서 기록되었다. 각 클립의 원점에서의 최대, 최소 움직임을 측정하였고 이를 통하여 클립마다 각 방향에서의 최대 움직임을 계산하였다. 비교를 위하여 위-아래 방향으로의 횡경막의 움직임도 측정하였다. 결 과: 앞뒤 방향의 영상으로부터 옆 방향과 위-아래 방향으로의 외과적 클립의 평균 움직임은 0.8±0.5 mm, 0.9±0.2 mm이며, 최대 움직임은 1.9 mm, 1.2 mm였다. 또한, 옆 방향 영상에 나타난 클립들은 평균적으로 앞-뒤 방향으로 1.3±0.7 mm, 위-아래 방향으로 1.3±0.6 mm 움직였으며, 최대 움직임은 각각 2.6 mm, 2.6 mm였다. 빗나가는 방향의 영상에 있는 외과적 클립들의 평균 움직임과 최대 움직임은 비스듬한 방향에서는 1.2±0.5 mm와 2.4 mm였으며, 위-아래 방향으로는 0.9±0.4 mm와 1.7 mm였다. 횡격막은 위-아래 방향으로 평균적으로 14.0±2.4 mm 움직였으며, 최대 18.8 mm 움직였다. 결 론: 호흡에 의해 발생되는 클립의 움직임은 횡경막의 움직임에 비해서 크지 않은 것으로 나타났다. 그리고, 외과적 클립의 움직임은 모든 방향에서 3 mm 이내였다. 이 결과, 유방암의 방사선 치료 시 호흡을 잡아주는 기술이나 도구가 필요하지 않다는 것을 알 수 있었다. Purpose: To evaluate the movement of surgical clips implanted in breast tumor bed during normal breathing. Materials and Methods: Seven patients receiving breast post-operative radiotherapy were selected for this study. Each patient was simulated in a common treatment position. Fluoroscopic images were recorded every 0.033 s, 30 frames per 1 second, for 10 seconds in anterior to posterior (AP), lateral, and tangential direction except one patient's images which were recorded as a rate of 15 frames per second. The movement of surgical clips was recorded and measured, thereby calculated maximal displacement of each clip in AP, lateral, tangential, and superior to inferior (SI) direction. For the comparison, we also measured the movement of diaphragm in SI direction. Results: From AP direction's images, average movement of surgical clips in lateral and SI direction was 0.8± 0.5 mm and 0.9±0.2 mm and maximal movement was 1.9 mm and 1.2 mm. Surgical clips in lateral direction's images were averagely moved 1.3±0.7 mm and 1.3±0.5 mm in AP and SI direction with 2.6 mm and 2.6 mm maximal movement in each direction. In tangential direction's images, average movement of surgical clips and maximal movement was 1.2±0.5 mm and 2.4 mm in tangential direction and 0.9±0.4 mm and 1.7 mm in SI direction. Diaphragm was averagely moved 14.0±2.4 mm and 18.8 mm maximally in SI direction. Conclusion: The movement of clips caused by breathing was not as significant as the movement of diaphragm. And all surgical clip movements were within 3 mm in all directions. These results suggest that for breast radiotherapy, it may not necessary to use breath-holding technique or devices to control breath.

Analysis of Set-up Errors during CT-scan, Simulation, and Treatment Process in Breast Cancer Patients

Rena Lee(이레나) 대한방사선종양학회 2005 Radiation Oncology Journal Vol.23 No.3

목 적: 방사선 치료 시 3차원 영상 획득에 방사선치료 전용으로 개발된 모의 CT를 사용하고 있으나 아직까지도 많은 병원에서는 일반 진단용 CT를 이용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 21명의 유방암 환자를 대상으로 모의치료, 진단용 CT기를 이용한 CT 스캔, 및 치료 과정 사이의 준비 오차를 분석하였다.대상 및 방법: 준비 오차는 isocenter, SSD, CLD, 및 수술 시 삽입된 클립의 위치들의 변화를 계산하여 분석하였다. 모의조사에서 얻어진 x-ray 영상에 나타난 해부학적 구조물과 CT 스캔 시 isocenter를 표시하기 위해 환자의 몸에 부착된 marker를 기준으로 정해진 isocenter에서 얻은 DRR 영상상의 구조물을 비교하여 잘 일치하지 않을 경우 새로운 isocenter가 정해졌고 이러한 isocenter의 위치 변화를 계산하였다.결 과: 21명의 환자 중 7명의 경우 DRR상과 모의치료 필름상의 해부학적 구조물이 21명의 환자 중 7명이 일치하지 않았으므로 치료계획을 실행하기에 앞서 새로운 isocenter를 정하였다. Isocenter 이동을 근거로 계산된 진단용 CT와 모의 치료간에 발생되는 평균 준비오차의 표준편차는 횡측 방향으로 2.3 mm, longitudinal 방향으로 1.6 mm, 그리고 AP 방향으로 1.6 mm이다. 모의치료와 CT data의 AP 방향 및 tangential 방향에서 측정된 SSD 값의 평균오차 및 표준편차는 각각 1.9±2.3 mm 및 2.8±3.7 mm이다. 모의치료와 DRR간의 CLD 오차의 변화범위는 0 에서 6 mm 이고 모의치료와 portal 영상간의 오차범위는 0에서 5 mm이다. 클립을 기준으로 계산된 그룹의 systematic error는 횡측 방향으로 1.7 mm, AP 방향으로 2.1 mm, 그리고 SI 방향으로 1.7 mm이다. 결 론: 연구 결과 SSD, CLD, 클립의 움직임 및 isocenter의 위치변화 측면에서 분석될 경우 그다지 큰 오차는 발생하지 않았음을 보여준다. 그러므로 본 연구결과 유방암 환자의 경우 진단용 CT를 사용한다 하더라도 준비오차는 모의 CT를 사용하는 경우와 비교하여 차이가 없음을 알 수 있다. 그러나 모의치료와 CT 스캔 사이의 준비오차를 감소하기 위해서는 CT 영상 획득 시 환자 위치고정에 특별한 주의를 기울여야 한다. Purpose: Although computed tomography (CT) simulators are commonly used in radiation therapy department, many institution still use conventional CT for treatments. In this study the setup errors that occur during simulation, CT scan (diagnostic CT scanner), and treatment were evaluated for the twenty one breast cancer patients. Materials and Methods: Errors were determined by calculating the differences in isocenter location, SSD, CLD, and locations of surgical clips implanted during surgery. The anatomic structures on simulation film and DRR image were compared to determine the movement of isocenter between simulation and CT scan. The isocetner point determined from the radio-opaque wires placed on patient's surface during CT scan was moved to new position if there was anatomic mismatch between the two images. Results: In 7/21 patients, anatomic structures on DRR image were different from the simulation image thus new isocenter points were placed for treatment planning. The standard deviations of the diagnostic CT setup errors relative to the simulator setup in lateral, longitudinal, and anterior-posterior directions were 2.3, 1.6, and 1.6 mm, respectively. The average variation and standard deviation of SSD from AP field were 1.9 mm and 2.3 mm and from tangential fields were 2.8 mm and 3.7 mm. The variation of the CLD for the 21 patients ranged from 0 to 6 mm between simulation and DRR and 0 to 5 mm between simulation and treatment. The group systematic errors analyzed based on clip locations were 1.7 mm in lateral direction, 2.1 mm in AP direction, and 1.7 mm in SI direction. Conclusion: These results represent that there was no significant differences when SSD, CLD, clips' locations and isocenter locations were considered. Therefore, it is concluded that when a diagnostic CT scanner is used to acquire an image, the set-up variation is acceptable compared to using CT simulator for the treatment of breast cancer. However, the patient has to be positioned with care during CT scan in order to reduce the setup error between simulation and CT scan.

Evaluation of Electron Boost Fields based on Surgical Clips and Operative Scars in Definitive Breast Irradiation

Rena Lee(이레나),Eunah Chung(정은아),Jihye Lee(이지혜),Hyunsuk Suh(서현숙) 대한방사선종양학회 2005 Radiation Oncology Journal Vol.23 No.4

목 적: 본 연구에서는 초기 유방암환자에서 보존적 수술 후 전자선을 이용한 추가방사선 조사 시 조사야의 범위 결정에 수술상흔 및 외과적 클립이 미치는 역할을 분석하였으며 이상적인 조사야 범위 결정방법을 제시하였다. 대상 및 방법: 조기 유방암 환자로 병소를 제거한 후 외과적 클립을 4∼7개 삽입한 환자 20명을 대상으로 연구를 시행하였다. 전자선의 치료 에너지를 결정하기 위하여 피부에서부터 흉부벽까지의 거리(SCD)와 병변조직의 가장 뒤쪽에 위치해 있는 클립까지의 거리를 측정하였다. 수술시 삽입된 클립들을 simulation 필름 상에서 연결하여 방사선학적 tumor bed로 정의하였다. 방사선 조사야의 범위는 3가지 방법에 의해 simulation 필름에 그렸다. 임상방사선 조사야(CF)는 수술 상흔 둘레로 3 cm의 여유를 주었고, 외과적방사선 조사야(SF)는 클립주위로 2 cm의 여유를 주었으며, 마지막으로 이상적 방사선조사야(IF)는 수술 상흔과 클립을 모두 포함하여 2 cm의 여유를 주었다. 그려진 조사야들의 면적을 측정하기 위하여 치료계획 컴퓨터에 입력되었고 측정된 면적을 비교하였다. 마지막으로 삽입된 클립들을 CT 상에서 그려 넣었고 클립들의 3차원적인 선량분포를 알아보기 위해 선량체적표를 얻었다. 결 과: SCD와 가장 깊이 삽입된 clip까지의 거리의 평균차이는 0.7±0.56 cm이다. 12명의 환자의 경우 깊이의 차이가 있다. 수술 상흔과 클립들의 평균 위치의 변화는 상방으로 1.7 cm, 하방으로 1.2 cm, 내측으로 1.2cm, 그리고 외측으로 0.9 cm이다. CF의 면적은 20명의 환자 중 6명의 경우 SF보다 크고 IF보다 크다. SF 와 IF의 면적 차이는 15의 환자에서 5%보다 작다. CF 조사야를 이용할 경우 15명의 환자들에 대해 1개 또는 3개의 클립들을 조사야 내에 포함하지 못하고 있다. 또한 클립들의 선량분포를 볼 때 17명의 환자들이 처방선 량의 80% 미만을 받는 즉 선량적으로 부적절한 선량을 받는 클립들이 있었다. 결 론: 수술 상흔을 중심으로 방사선 조사야 범위를 결정 할 경우 병변의 상하 부위를 적절히 포함하지 못하므로 병변 조직의 충분한 선량을 전달하지 못하였다. 외과적 클립만을 이용할 경우는 수술 상흔을 모두 포함하지 못하였다. 따라서 결론적으로 즉 수술 상흔과 외과적 클립을 모두 포함하는 본 기관에서 사용하는 방법으로 전자선 추가 조사야를 그린다면 정상조직의 부작용 및 지리상으로 병변조직의 빠트림을 최소화할수 있을 것이다. Purpose: To evaluate the role of surgical clips and scars in determining electron boost field for early stage breast cancer undergoing conserving surgery and postoperative radiotherapy and to provide an optimal method in drawing the boost field. Materials and Methods: Twenty patients who had 4∼7 surgical clips in the excision cavity were selected for this study. The depth informations were obtained to determine electron energy by measuring the distance from the skin to chest wall (SCD) and to the clip implanted in the most posterior area of tumor bed. Three different electron fields were outlined on a simulation film. The radiological tumor bed was determined by connecting all the clips implanted during surgery. Clinical field (CF) was drawn by adding 3 cm margin around surgical scar. Surgical field (SF) was drawn by adding 2 cm margin around surgical clips and an ideal field (IF) was outlined by adding 2 cm margin around both scar and clips. These fields were digitized into our planning system to measure the area of each separate field. The areas of the three different electron boost fields were compared. Finally, surgical clips were contoured on axial CT images and dose volume histogram was plotted to investigate 3-dimensional coverage of the clips. Results: The average depth difference between SCD and the maximal clip location was 0.7±0.56 cm. Greater difference of 5 mm or more was seen in 12 patients. The average shift between the borders of scar and clips were 1.7, 1.2, 1.2, and 0.9 cm in superior, inferior, medial, and lateral directions, respectively. The area of the CF was larger than SF and IF in 6/20 patients. In 15/20 patients, the area difference between SF and IF was less than 5%. One to three clips were seen outside the CF in 15/20 patients. In addition, dosimetrically inadequate coverage of clips (less than 80% of prescribed dose) were observed in 17/20 patients when CF was used as the boost field. Conclusion: The electron field determined from clinical scar underestimates the tumor bed in superior-inferior direction significantly and thereby underdosing the tissue at risk. The electron field obtained from surgical clips alone dose not cover the entire scar properly. As a consequence, our technique, which combines the surgical clips and clinical scars in determining electron boost field, was proved to be effective in minimizing the geographical miss as well as normal tissue complications.

전립선암의 방사선치료시 방광 부피가 비뇨기계 부작용에 미치는 영향

이지혜(Jihae Lee),서현숙(HyunSuk Suh),이경자(Kyung-ja Lee),이레나(Rena Lee),김명수(Myungsoo Kim) 대한방사선종양학회 2008 Radiation Oncology Journal Vol.26 No.4

목 적: 국소적 전립선암에 대한 근치적 목적의 방사선치료시 3차원 입체조형방사선치료(3-dimensional conformal radiotherapy, 3DCRT) 또는 세기조절방사선치료(intensity modulated radiotherapy, IMRT)를 시행하면 직장의 부작 용이 현저히 감소하지만 비뇨기계 부작용의 발생률은 감소하지 않는다. 방사선 치료로 인한 급성 비뇨기계 부작용 은 환자의 삶의 질을 저하시킬 뿐 아니라 만성 비뇨기계 부작용의 발생을 증가시킨다. 따라서 비뇨기계 부작용을 줄이기 위해 방광을 채운 상태에서 방사선치료를 하는 방법이 제안되었는데 이 경우 방사선 조사야에 포함되는 방 광의 면적이 줄어들어 부작용이 감소한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 전립선암의 방사선치료시 방광의 부피가 급성 비뇨기계 부작용에 미치는 영향에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 전립선암으로 근치적 목적의 방사선치료를 받은 환자 42명을 대상으로 하였으며 대조군과 실험군이 각각 21명씩 포함되었다. 대조군은 본 연구가 계획되기 전에 방광 조절을 하지 않고 방사선치료를 시행 받은 환자 중 무작위로 추출하였고, 실험군은 치료 1시간 전 450 ml의 물을 마셔 방광을 채운 상태에서 방사선치료를 받은 환자들이었다. 모의치료시 설계용 CT와 초음파를 이용하여 방광의 부피를 측정하였고, 실험군에서는 방사선 치료 기간 동안 초음파로 매주 방광의 부피를 측정하였다. 결 과: 모의치료시 초음파로 측정한 방광의 부피와 CT로 측정한 방광의 부피는 유의한 상관성을 보여(r=0.679) 방광 부피를 측정하는 데 있어 초음파의 정확성을 확인하였다. 실험군에서 같은 양의 물을 마셔도 방광의 부피는 환자에 따라 차이가 컸고(범위 22∼352 ml), 방사선치료 기간 동안 방광의 부피는 일정하게 유지되지 않았다. 그러나 모의치료시 방광의 부피가 컸던 환자는 치료기간 중에도 방광의 부피가 큰 경향을 보였다. 실험군의 방광 부피는 평균 299±155 mL이었고 대조군은 평균 187±155 ml로, 일정량의 물을 마시면 방광 조절을 하지 않았을 때보다 방광 부피가 유의하게 증가하였고(p=0.009), 실험군에서 급성 비뇨기계 부작용이 대조군보다 감소하였지만 통계적으로 유의하지는 않았다. 또한 방광의 부피가 클수록 부작용이 감소하는 경향을 보였고, 모의치료시 CT로 측정한 방광의 부피가 150 ml 이상이면 1등급과 2등급의 비뇨기계 부작용이 현저히 감소하였다(p=0.023). 치료 기간 중의 방광 부피에 따른 부작용 발생률은 통계적으로 유의한 변화를 보이지 않았으나 방광의 부피가 클수록 1등급 부작용이 감소하는 경향을 보였고, 100 ml 이상인 경우에는 모든 등급의 부작용이 감소하는 경향을 보였다.결 론: 방광을 채우고 방사선치료를 할 때 치료 기간 중 방광의 부피가 일정하게 유지되지 않았음에도 불구하고 방광 조절을 하지 않았을 때보다 비뇨기계 급성 부작용이 감소하는 경향을 보였고, 모의치료시 방광 부피가 150mL 이상인 경우 부작용은 현저히 감소하였다. 따라서 전립선암 환자에서 방사선치료를 할 때 방광을 채우는 것이 급성 비뇨기계 부작용을 줄이는 데 도움이 될 것으로 생각한다. Purpose: Three-dimensional conformal radiation therapy (3DCRT) and intensity-modulated radiation therapy (IMRT) were found to reduce the incidence of acute and late rectal toxicity compared with conventional radiation therapy (RT), although acute and late urinary toxicities were not reduced significantly. Acute urinary toxicity, even at a low-grade, not only has an impact on a patient’s quality of life, but also can be used as a predictor for chronic urinary toxicity. With bladder filling, part of the bladder moves away from the adiation field, resulting in a small irradiated bladder volume; hence, urinary toxicity can be decreased. The purpose of this study is to evaluate the impact of bladder volume on acute urinary toxicity during RT in patients with prostate cancer. Materials and Methods: Forty two patients diagnosed with prostate cancer were treated by 3DCRT and of these, 21 patients made up a control group treated without any instruction to control the bladder volume. The remaining 21 patients in the experimental group were treated with a full bladder after drinking 450 mL of water an hour before treatment. We measured the bladder volume by CT and ultrasound at simulation to validate the accuracy of ultrasound. During the treatment period, we measured bladder volume weekly by ultrasound, for the experimental group, to evaluate the variation of the bladder volume. Results: A significant correlation between the bladder volume measured by CT and ultrasound was observed. The bladder volume in the experimental group varied with each patient despite drinking the same amount of water. Although weekly variations of the bladder volume were very high, larger initial CT volumes were associated with larger mean weekly bladder volumes. The mean bladder volume was 299±155 mL in the experimental group, as opposed to 187±155 mL in the control group. Patients in experimental group experienced less acute urinary toxicities than in control group, but the difference was not statistically significant. A trend of reduced toxicity was observed with the increase of CT bladder volume. In patients with bladder volumes greater than 150 mL at simulation, toxicity rates of all grades were significantly lower than in patients with bladder volume less than 150 mL. Also, patients with a mean bladder volume larger than 100 mL during treatment showed a slightly reduced Grade 1 urinary toxicity rate compared to patients with a mean bladder volume smaller than 100 mL. Conclusion: Despite the large variability in bladder volume during the treatment period, treating patients with a full bladder reduced acute urinary toxicities in patients with prostate cancer. We recommend that patients with prostate cancer undergo treatment with a full bladder.

자궁경부암에 항암화학요법과 동시 병용요법으로 외부 방사선조사와 고선량률 강내조사의 예비적 치료 결과

이경자(Kyung-Ja Lee),이지혜(Jihye Lee),이레나(Rena Lee),서현숙(Hyunsuk Suh) 대한방사선종양학회 2006 Radiation Oncology Journal Vol.24 No.3

목 적: 자궁경부암 환자에 항암화학요법과 동시에 외부 방사선조사와 고선량률의 강내조사를 시행하여 국소제어 율, 생존율 및 독성을 후향적으로 분석하여 그 효과와 안전성을 알아보기 위한 연구이다. 대상 및 방법: 2001년 1월부터 2002년 12월까지 자궁경부암으로 진단받고 완치목적의 방사선치료가 필요한 30명 의 환자를 대상으로 항암화학요법과 방사선조사를 동시에 시행하였다. 환자 나이의 중앙값은 58세(34∼74세)였다. 병리조직학적 소견은 29명이 편평상피세포암이고 1명은 선암이었다. FIGO 병기에 따라 IB 7명(23%), IIA 3명(10%), IIB 12명(40%), IIIA 3명(10%), IIIB 5명(17%)이었다. 외부 방사선조사는 골반강에 1회 180 cGy로 총 선량 45∼50.4 Gy (중앙값: 50.4 Gy)를 시행하였다. 강내조사는 외부 방사선조사 41.4 Gy 조사 후 Ir-192를 이용한 고선량률로 point A 에 1회 4 Gy를 주 2회 시행하여 총 4∼8회 조사하여 16∼32 Gy (중앙값 28 Gy) 조사하였다. Point A에 외부조사와 강내조사의 합산 선량의 생물학적 동등선량(biological effective dose, BED)은 77∼94 Gy10 (중앙값 88 Gy10)이었다. ICRU 38에 따른 직장의 선량은 88∼125 Gy3 (중앙값 109 Gy3), 방광의 선량은 91∼123 Gy3 (중앙값 111 Gy3)이였다. 항암제는 cisplatin (60 mg/m2)과 5-FU (1,000 mg/m2)를 외부 방사선조사와 동시에 시작하여 3주 간격으로 정맥 주 입하였으며 총 2∼6회(중앙값 5회) 시행하였다. 방사선조사 완료 후 4주에 진찰소견과 복부-골반 전산화단층촬영 을 시행하여 관해정도를 관찰하였다. 추적기간은 8∼50개월(중앙값 36개월)이었으며 국소제어율, 3년 생존율, 직장 과 방광의 급성 및 만성 합병증을 관찰하였다. 결 과: 방사선조사와 항암화학요법을 동시에 시행하여 완전관해는 30명 중 28명으로 완전관해율은 93%였다. 3년 국소제어율은 87%, 전체환자의 3년 생존율은 93%, 무병생존율은 87%였다. 4명(13%)에서 국소실패를 보였고 1명(3%)에서 원격전이를 보였다. 치료 중 급성 합병증으로 11명(37%)에서 RTOG grade 1-2의 장염을 보였으며 1명은 대장의 천공이 발생하여 수술로 치유되었다. 12명(40%)에서 RTOG grade 1-2의 급성 방광염을 보였다. 3명(10%)에서 RTOG grade 1-2의 백혈구 감소증이 보였으며 1명에서 심한 백혈구 감소증(RTOG grade 4)이 나타났으나 회복되어 치료를 완료하였다. 만성 합병증으로 5명(15%)에서 RTOG grade 1-2의 만성 장염을 보였으며 별다른 치료 없이 지내고 있으며 1명(3%)에서 RTOG grade 2의 만성 방광염을 보였다. 그러나 치료에 의해 사망한 환자는 없었다. 결 론: 자궁경부암 환자에 항암화학요법과 동시에 외부 방사선조사와 고선량률의 강내조사를 시행한 결과 독성이 심하지 않고 국소제어율과 단기 생존율이 양호하여 안전하고 효율적인 치료방법으로 생각된다. 그러나 장기 생존율과 만성 합병증을 파악하기 위해서는 더 많은 환자를 대상으로 장기 추적관찰이 요구된다. Purpose: To determine the efficacy and safety of concurrent chemotherapy and radiation therapy with highdose- rate brachytherapy for cervical cancer. Materials and Methods: From January 2001 to December 2002, 30 patients with cervical cancer were treated with concurrent chemotherapy (cisplatin and 5-FU) and definitive radiation therapy. The median age was 58 (range 34∼74) year old. The pathology of the biopsy sections was squamous cell carcinoma in 29 patients and one was adenocarcinoma. The distribution to FIGO staging system was as follows: stage IB, 7 (23%); IIA, 3 (10%); IIB, 12 (40%); IIIA, 3 (10%); IIIB, 5 (17%). All patients received pelvic external beam irradiation (EBRT) to a total dose of 45∼50.4 Gy (median: 50.4 Gy) over 5∼5.5 weeks. Ir-192 HDR intracavitary brachytherapy (ICBT) was given after a total dose of 41.4 Gy. HDR-ICBT was performed twice a week, with a fraction point A dose of 4 Gy and median dose to point A was 28 Gy (range: 16∼32 Gy) in 7 fractions. The median cumulative biologic effective dose (BED) at point A (EBRT+ICBT) was 88 Gy10 (range: 77∼94 Gy10). The median cumulative BED at ICRU 38 reference point (EBRT+ICBT) was 131 Gy3 (range: 122∼140 Gy3) at point A, 109 Gy3 (range: 88∼125 Gy3) at the rectum and 111 Gy3 (range: 91∼123 Gy3) at the urinary bladder. Cisplatin (60 mg/m2) and 5-FU (1,000 mg/m2) was administered intravenously at 3 weeks interval from the first day of radiation for median 5 (range: 2∼6) cycles. The assessment was performed at 1 month after completion of radiation therapy by clinical examination and CT scan. The median follow-up time was 36 months (range: 8∼50 months). Results: The complete response rate after concurrent chemoradiation therapy was 93.3%. The 3-yr actuarial pelvic control rate was 87% and 3-yr actuarial overall survival and disease-free survival rate was 93% and 87%, respectively. The local failure rate was 13% and distant metastatic rate was 3.3%. The crude rate of minor hematologic complications (RTOG grade 1-2) occurred in 3 patients (10%) and one patient had suffered from severe leukopenia (RTOG grade 4) during concurrent treatment. Acute minor enterocolitis (RTOG grade 1-2) occurred in 11 patients (37%) and one patient (3%) was suffered from colon perforation during radiation therapy. Late colitis of RTOG grade 1 occurred in 5 patients (15%). Acute cystitis of RTOG grade 1 occurred in 12 patients (40%) and late cystitis of RTOG grade 2 occurred in one patient (3%). No treatment related death was seen. Conclusion: The results of this study suggest that the concurrent chemoradiation therapy with HDR brachytherapy could be accepted as an effective and safe treatment for cervical cancer.

Quasi-breath-hold (QBH) Biofeedback in Gated 3D Thoracic MRI: Feasibility Study

김태호,이레나,김시용,Kim, Taeho,Pooley, Robert,Lee, Danny,Keall, Paul,Lee, Rena,Kim, Siyong Korean Society of Medical Physics 2014 의학물리 Vol.25 No.2

연구의 목적은 의사호흡정지(QBH) 바이오 피드백이 의료영상획득 시간의 큰변화 없이 잔류 호흡 운동을 조절함으로써 호흡 운동에 의한 영상 오류를 줄이고, 게이트 3차 흉부 자기 공명 영상을 향상시킬 수 있다는 가설을 실험하는 것이다. 가설을 확인하기 위해 건강한 다섯 사람을 대상으로 3T 지멘스 엠알아이의 호흡 탐색기가 포함된 T2 가중 스페이스 엠알 펄스 시퀀스를 이용해 두번의 게이트 자기공명 영상 연구를 시행 하였다: 자유 호흡 상태와 의사호흡정지 바이오 피드백 호흡상태, 의사호흡정지 바이오 피드백 시스템은 알피엠(RPM) 시스템(실시간 위치 관리시스템, 베리안)을 사용하여, 복부의 외부 위치를 측정하고, 음향과 시각적으로 각각의 호흡주기의 90% 위치에서 2초 숨을 정지하도록 안내하는 방법을 사용했다. 평가방법은 의사호흡정지 바이오 피드백 시스템을 이용시 간 상부의 호흡정지모습의 재현성이 게이팅 영역 내에서 향상되는지를 지원자의 실험을 통해 평가하였다. 자유호흡상태와 의사호흡정지 바이오 피드백상태에서 3차 흉부자기공명영상내에 호흡 운동에 의한 영상 오류와 게이팅영역 내에서의 잔류 호흡 운동 조절여부도 함께 평가했다. 또한, 복부 변위의 RMSE도 (제곱근오차) 조사되었다. 의사호흡정지 바이오 피드백방법을 사용함으로 자유호흡의 경우보다 게이트 3차 흉부 엠알 영상에서 폐와 간에서 호흡운동에 의한 영상오류의 감소 결과를 획득했다(영상획득시간: ~6분). 이는 의사호흡정지 바이오 피드백사용시, 게이팅 영역에서 복부 운동 감소와 횡경막의 잔류 움직임 감소가 일치함을 의미한다. 따라서, 알피엠을 통해 얻은 복부 변위의 전체 자료에서평균 RMSE는 (제곱근오차) 자유 호흡의 2.0 mm에 비해 7 mm (67% 감소, p값=0.02)로 감소하였으며, 게이팅영역만을 고려했을때는 자유 호흡의 1.7 mm가 의사호흡정지 바이오 피드백 호흡을 사용함으로써 0.7 mm (58 % 감소, p값=0.14) 로 개선되었다. 선형 피팅을 사용하여 얻은 평균 기준 이동값은 의사호흡정지 바이오 피드백 을 사용하면 자유 호흡 5.5 mm/분보다 0.6 mm/분(89% 감소, p값=0.017)으로 감소되었다. 이 연구는 의사호흡정지 바이오 피드백을 이용해 게이트 3차 흉부 자기 공명 영상 중에 간 상부의 호흡정지 재현성이 향상되는 것을 보여 주었다. 이 시스템은 내부 해부학의 운동을 조절함으로써 게이트 의료 영상과 방사선 치료에 임상적으로 적용 할 수 있다. The aim of the study is to test a hypothesis that quasi-breath-hold (QBH) biofeedback improves the residual respiratory motion management in gated 3D thoracic MR imaging, reducing respiratory motion artifacts with insignificant acquisition time alteration. To test the hypothesis five healthy human subjects underwent two gated MR imaging studies based on a T2 weighted SPACE MR pulse sequence using a respiratory navigator of a 3T Siemens MRI: one under free breathing and the other under QBH biofeedback breathing. The QBH biofeedback system utilized the external marker position on the abdomen obtained with an RPM system (Real-time Position Management, Varian) to audio-visually guide a human subject for 2s breath-hold at 90% exhalation position in each respiratory cycle. The improvement in the upper liver breath-hold motion reproducibility within the gating window using the QBH biofeedback system has been assessed for a group of volunteers. We assessed the residual respiratory motion management within the gating window and respiratory motion artifacts in 3D thoracic MRI both with/without QBH biofeedback. In addition, the RMSE (root mean square error) of abdominal displacement has been investigated. The QBH biofeedback reduced the residual upper liver motion within the gating window during MR acquisitions (~6 minutes) compared to that for free breathing, resulting in the reduction of respiratory motion artifacts in lung and liver of gated 3D thoracic MR images. The abdominal motion reduction in the gated window was consistent with the residual motion reduction of the diaphragm with QBH biofeedback. Consequently, average RMSE (root mean square error) of abdominal displacement obtained from the RPM has been also reduced from 2.0 mm of free breathing to 0.7 mm of QBH biofeedback breathing over the entire cycle (67% reduction, p-value=0.02) and from 1.7 mm of free breathing to 0.7 mm of QBH biofeedback breathing in the gated window (58% reduction, p-value=0.14). The average baseline drift obtained using a linear fit was reduced from 5.5 mm/min with free breathing to 0.6 mm/min (89% reduction, p-value=0.017) with QBH biofeedback. The study demonstrated that the QBH biofeedback improved the upper liver breath-hold motion reproducibility during the gated 3D thoracic MR imaging. This system can provide clinically applicable motion management of the internal anatomy for gated medical imaging as well as gated radiotherapy.

강내형 X선 튜브 온도 및 선량 분포 특성

조성호,이레나,Cho, Sungho,Lee, Rena 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.11

신개념 치과용 X선 촬영장치인 강내형 X선 튜브에 대한 연구가 소개되었다. 이는 초소형의 X-선 튜브를 구강내 삽입하여 외부에서 검출기로 영상을 획득하는 새로운 시스템이다. 본 연구에서는 구내 치근단 촬영을 위해 사용하는 강내형 X선 튜브의 온도분포 및 선량 분포 특성을 조사하였다. X선 튜브의 온도특성을 파악하기 위하여 튜브 표면에 써머커플을 부착하여 튜브 표면에서부터 거리에 대한 온도를 측정하였으며, EBT 필름을 이용하여 튜브표면에서부터 거리에 따른 선량 분포를 측정하였다. 그 결과 냉각장치가 없는 튜브에서 2mm 이상 거리에서 온도는 $27^{\circ}C$로 일정하였으며, 튜브에서 3cm, 5cm일 때 선량분포가 3.14, 1.84mGy로 나타났다. 그 결과 제안한 시스템은 기존 시스템에 비해 낮은 선량에서 안전하게 촬영이 가능한 것으로 향후 구내 치근단 촬영장치에 새로운 변화를 가져올 수 있을 것으로 사료된다. A new concept of periapical radiography, intra oral x-ray tube and detector system is introduced. It is new system that a miniature x-ray tube is inserted into mouse and it acquired digital image using external detector. In this study, we have investigated temperature and dose distribution of insertional x-ray tube for periapical radiography. To analyze temperature characteristic of x-ray tube, we attached the thermocouple to surface of x-ray tube and we measured the temperature according to distance. Also, we measured the dose distribution of a miniature x-ray tube according to distance. As a result, temperature was constant to $27^{\circ}C$ over 2mm without cooling system, dose distribution of x-ray tube was 3.14 and 1.84mGy in 3 and 5cm, respectively. Therefore, the proposed x-ray system works in lower dose than conventional dental x-ray system. Thus, it is considered that new concept of system will have a significant effect on medical imaging technology.

고선량률 근접조사치료용 이리듐-192 방사성동위원소의 교정방법 비교연구

허현도,박성용,이레나,신동오,권수일,노준규,최진호,Huh Hyun Do,Park Sung Yong,Lee Rena J,Shin Dong Oh,Kwon Soo Il,Loh John J K,Choi Jinho 한국의학물리학회 2004 의학물리 Vol.15 No.4

본 연구는 국내에서 이용되고 있는 고선량률 근접치료기에 사용되는 Ir-192 선원에 대하여 Farmer type전리함과 우물형 전리함을 이용하여 선원의 세기를 측정하여 제조사에서 제공된 값과의 오차를 확인하고 두 증기간의 오차를 비교하였다. 동일한 Ir-192가 장착되어 가동 중인 6개의 병원의 고선량률 근접치료기(microSelctron, Nucletron, Netherlands)를 대상으로 선원의 모델별로 구분하여 상품화된 교정 Jig와 우물형 전리함 시스템을 이용, 선원의 세기를 측정하고 제조사에서 제공된 값과 비교하여 오차를 구하였다. 교정용 Jig를 이용한 선원 세기의 오차범위는 -2.40~+3.12%이고 우물형 전리함의 경우 오차범위는 -3.31~0.00%를 나타내었다. 측정 결과 두 장비 모두 제조사에서 제공된 값과 비교하였을 때 ${\pm}5%$의 오차를 넘지 않았으므로 임상 적용에는 문제가 없다. 외국의 사고 사례 보고에 따르면 계산 값에 의존하지 말고 새로운 선원이 교체될때 반드시 치료에 사용되기 전에 측정 도구를 이용하여 방사능의 세기를 측정하고 계산된 값과 비교하여 오차범위 내에서 일치하는지에 대한 확인 절차과정을 거치는 것이 필요하다. The activity of Ir-192 sources for high dose rate (HDR) Brachytherapy in Korea were measured by using the well-type chamber and using the calibration Jig with the Farmer-type ionization chamber to compare the manufacturer certificated source strength which is supplied with each new Ir-192 source. The activity of two different source models used in six hospitals were measured. The range of measured activities to the manufacturer's suggested ones was -2.40% to +3.31% for the calibration Jig and -3.12% to 0.00% for the well-type chamber system. The source strength values given by the manufacturer for the 6 sources were within ${\pm}5%$ for the two different measuring equipment. Our results demonstrate that well-type chamber as wall as Farmer-type chamber system are appropriate system for the routine source calibration procedures in HDR brachytherapy. Whenever a new source is installed to use in clinics, a source calibration should be carried out.