방사선치료를 위한 CT 검사 시 3DCT와 4DCT에 대한 피폭선량 고찰

박령황(Ryeong-Hwang Park),김민정(Min-Jung Kim),이상규(Sang-Kyu Lee),박광우(Kwang-Woo Park),전병철(Byeong-Cheol Jeon),조정희(Jeong-Hee Cho),유병규(Beong-Gyu Yoo),이종석(Jong-Seok Lee) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2011 방사선기술과학 Vol.34 No.4

방사선치료를 위한 CT 검사 시 동일 환자에 대하여 3차원영상과, 호흡주기영상을 획득하기 위한 컴퓨터단층촬영에서 환자의 피폭선량을 측정하고자 SOMATON SENSATION OPEN(SIEMENS, GERMANY)을 이용하여 내원환자 중 폐암환자 10명, 간암환자 10명의 CT 검사 시 피폭선량을 측정했다. 환자가 받는 피폭선량은 The volume CT dose index(CTDIvol), Dose Length Product(DLP)를 이용하여 분석하였으며 각각의 장기들이 받는 피폭선량의 실측은 환자의 장기를 대상으로 할 수 없어 Rando 팬텀을 이용 흉부검사 시 폐와 심장, 척수를, 복부검사 시 간과 신장의 위치를 선택하여 in-vitro와 in-vivo 계측이 가능한 광유도발광선량계(Optically Stimulated Luminescent Dosimeter, Landauer, Inc., USA)를 이용하여 측정하였다. 폐암환자의 CT 검사 시 10명의 CTDIvol값은 5.7배, DLP값은 약 2.4배, 간암환자의 CTDIvol값은 3.8배, DLP값은 약 1.6배의 값을 나타내었고, OSLD를 이용한 실측정치 역시 폐암환자의 경우 6배, 간암환자의 경우 5.5배의 차이를 보이는 등 4DCT 검사에서 전체적인 피폭선량의 증가를 볼 수 있었다. 방사선치료 시 호흡에 의한 치료부위의 위치변화를 4DCT 검사를 이용하여 움직임을 보정하여 치료계획시 치료용적의 정확성을 높일 수 있으나 4DCT 검사로 인한 환자의 피폭선량 증가를 고려하여 검사시간과 검사범위를 줄여 피폭선량을 감소시키기 위한 노력이 필요하다. This study was to measure the patient dose difference between 3D treatment planning CT and 4D respiratory gating CT. Study was performed with each 10 patients who have lung and liver cancer for measured patient exposure dose by using SOMATON SENSATION OPEN(SIMENS ,GERMANY). CTDIvol and DLP value was used to analyze patient dose, and actual dose was measured in the location of liver and kidney for abdominal examination and lung, heart and spinal cord for chest examination. Rando phantom were used for the experiment. OSLD was used for in-vitro and in-vivo dosimetry. Increasing overall actual dose in 4D respiratory gated CT-simulation using OSLD increase the dose by 5.5 times for liver cancer patients and 6 times for lung cancer patients. In CT simulation of 10 lung cancer patients, CTDIvol value was increased by 5.7 times and DLP 2.4 times. For liver cancer patients, CTDIvol was risen by 3.8 times and DLP 1.6 times. The accuracy of treatment volume could be increased in 4D CT planning for position change due to the breaths of patient in the radiation therapy. However, patients dose was increased in 4D CT than 3D CT. In conclusion, constant efforts is required to reduce patients dose by reducing scan time and scan range.

좌측 유방에 대한 용적 변조 회전 방사선 치료 시 자세 오차로 인한 피부 선량

권용재,박령황,김세영,정동민,백종걸,조정희,Kwon, Yongjae,Park, Ryeunghwang,Kim, Seyoung,Jung, Dongmin,Baek, Jonggeol,Cho, Jeonghee 대한방사선치료학회 2021 대한방사선치료학회지 Vol.33 No.-

목 적: 방사선 피부염은 유방암 방사선 치료로 인해 발생하는 가장 흔한 부작용 중 하나로 본 연구는 자세오차에 따른 피부선량 차이를 분석하여 방사선 치료 부작용을 줄이고자 한다. 대상 및 방법 : 3D 프린터를 이용하여 유방 모형을 제작하고, 그것을 팬텀에 적용하였으며, 컴퓨터단층촬영을 통해 영상을 획득하였다. 처방선량의 95%가 들어가는 치료계획용적이 체적의 95%이상이 될 수 있도록, Dmax가 처방선량의 107%넘지 않게 치료계획하였다. 자세오차는 X축, Y축, Z축으로 ±1mm/±3mm/±5mm를 동일하게 적용하여 비교평가하였다. 결 과 : 자세오차 시 피부선량의 변동성은 처방선량 대비 약 106%에서 약 123%였으며 가장 큰 피부선량의 증가는 X축의 바깥쪽(lateral) 방향 5mm 자세오차에서 49.24 Gy였다. 처방선량 대비 107%이상의 영역은 skin lateral에서 6.87 cc로 가장 넓게 나타났다. 결 론 : 좌측 유방암 용적 변조 회전 방사선 치료 시 자세오차가 일어났을 경우 X축의 바깥쪽 방향에서 처방선량 대비 가장 큰 피부선량의 차이가 나타났다. 이를 통해 치료실 CBCT 정합 시 치료받는 쪽 유방의 Y축, Z축을 정합하는 것도 물론 중요하지만 X축을 정합하는데 더 노력한다면 치료 간 피부선량의 변동성을 더 줄이기 위한 효과적인 방법으로 사료된다. Purpose: This study aims to contribute to the reduction of complications of breast cancer radiation therapy by analyzing skin dose differences due to Set-up error. Materials and Method: Pseudo breast was produced using a 3D printer, applied to the phantom, and images were acquired through CT. Treatment plan was carried out that the PTV, which contains 95% of the prescription dose, could be more than 95% of the volume, so that Dmax did not exceed 107% of the prescription dose. The Set-up error was evaluated by applying ±1mm/±3mm/±5mm to the X-axis, Y-axis, and Z-axis. Results: The dose-variation in skin due to Set-up error was approximately 106% to 123% compared to prescription dose, and the highest dose in skin was 49.24 Gy at 5mm Set-up error in the lateral direction of the X-axis. More than 107% of the prescription dose was the widest at 6.87 cc in skin lateral. Conclusions: If a Set-up error occurs during left breast cancer VMAT, a great difference in skin dose was shown in the lateral direction of the X-axis. If more effort is made to align the X-axis of the breast treated during CBCT registration, the dose-variation of skin will be reduced.

좌측 유방암 방사선 치료 시 치료 기법에 따른 선량적 고찰

김태민,문성공,김이지,김세영,박령황,김주호,조정희,Kim, Tae Min,Moon, Sung Kong,Kim, Li Zzy,Kim, Se Young,Park, Ryeung Hwang,Kim, Joo Ho,Cho, Jung Heui 대한방사선치료학회 2018 대한방사선치료학회지 Vol.30 No.1

목 적 : 부분절제술 시행 후 좌측 유방암 환자의 방사선 치료 시 적용된 각 방사선 치료 기법 별 선량을 후향적으로 분석하여 정상장기와 종양용적의 선량적 결과를 전형적인 분할치료 선량(EQD2)을 고려한 선량 결과를 도출함으로써 임상적 참고 지표로 활용하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 시행한 좌측 유방암 환자 중 부분절제술을 시행한 40명을 대상으로 3가지의 치료기법으로 구분하여 적용하였다. 각 치료법의 총 종양용적과 임상적 표적용적에서 HI(homogeneity index), $D_{95%}$, 그리고 CI(conformity index)값, 그리고 $V_{hot}$ 수치를 도출한 후 치료계획을 평가하였다. 사이버나이프를 이용한 경우 종양용적은 타 기법에서의 고선량 용적과 동일하여 임상적 표적용적는 고려하지 않았다. 정상장기에 대한 평가는 평균선량을 비교하였다. 결 과 : 세가지 치료법의 HI는 3D-CRT, VMAT, RIMRT 모두 큰 차이를 보이지 않았다. 체적조절 호형 방사선치료(VMAT)을 이용한 치료의 경우 임상적 표적용적의 $D_{95%}$의 경우 $95.84{\pm}0.75%$로 3차원 입체조형 방사선 치료(3D-CRT) 치료법에 비해 높은 값을 나타냈다. 총 종양용적의 $D_{95%}$값은 다른 치료법들에 비해 미세하게 높은 결과를 보여줬다. 사이버나이프를 이용한 치료법은 정상장기들에 조사되는 선량이 타 치료법에 비해 현저하게 낮았다. 결 론 : 3D-CRT의 경우 DIBH를 동반하여 치료할 경우 전반적으로 심장을 보호하는데 유용한 치료 기법이며 VMAT의 경우 탁월한 TARGET COVERAGE를 나타내지만 저 선량 영역이 타 기법에 비해 넓은 것을 알 수 있다. 그러나 앞선 두 가지 치료법에서 치료계획 평가를 위한 대부분의 선량적 지표에서 비슷한 값을 보여 치료 계획 결과 및 평가에서는 큰 차이가 없는 것으로 환자의 해부학적 구조나 호흡 조절 가능 유무에 따라 치료기법 선택이 가능할 것으로 사료된다. 사이버나이프를 이용한 치료의 경우 종양용적에 정확한 고 선량을 주며 정상장기 보호에 매우 유용한 치료법이지만 국소부위 치료만 가능한 점, 치료시간이 상대적으로 긴 점, 치료 전 침습적 시술인 금침 삽입술을 해야 하는 제약이 있다. Purpose : We retrospectively analyzed doses of each radiation therapy technique used in the treatment for left breast cancer patients after partial mastectomy through dose results for normalorgans and tumor volume to use this as a clinical reference for radiation therapy of domestic left breast cancer patients. Materials and Methods : 40 patients who underwent partial mastectomy on left breast cancer were classified in 3 treatment methods. The treatment plan was evaluated by HI(homogeneity index), $D_{95%}$, and CI(conformity index), and the $V_{hot}$ for gross tumor volume and clinical target volume of each treatment method. In Cyberknife treatment, tumor volume was the same as high dose volume in the other techniques, so no consideration was given to clinical target volume. Treatment plan evaluation for normal organs were evaluated by mean dose on ipsilateral lung, heart, left anterior descending artery, opposite breast and lung, and non-target tissue. Result : Treatment with volumetric arc radiotherapy(VMAT) showed $95.84{\pm}0.75%$ of $D_{95%}$ on the clinical target volume, significantly higher than that of 3D-CRT. The $D_{95%}$ value of the total tumor volume was slightly higher than the other treatments. In Cyberknife treatment, the dose to the normal organs was significantly lower than other treatments. Overall, the maximum dose and mean dose to the heart were $26.2{\pm}6.12Gy$ and $1.88{\pm}0.2Gy$ in VMAT treatment and $20.25{\pm}9.35Gy$ and $1.04{\pm}0.19Gy$ in 3D-CRT therapy, respectively. Conclusion : In comparison on 3D-CRT and VMAT, most of the dosimetric parameters for the evaluation of the treatment plan showed similar values, so that there is no significant difference in treatment plan evaluation. It is possible to select the treatment method according to the patient's anatomical structure or possibility of breath control. Cyberknife treatment is very useful treatment for normal organs because of its accurate dose exposure to the tumor volume However, it has restrictions to treat the local area, to have relatively long treatment time and to involve invasive procedure.

총 두피 방사선치료 시 치료계획 방법에 따른 선량적 유용성 비교 평가

박별님,정동민,권용재,조용완,김세영,박광순,박령황,백종걸,Park byeal nim,Jung dong min,Kwon yong jae,Cho yong wan,Kim se young,Park kwang soon,Park ryeong hwang,Baek jong geol 대한방사선치료학회 2022 대한방사선치료학회지 Vol.34 No.-

Objective: The purpose of this study is to choose a treatment plan and equipment to maximize tangential irradiation to protect the normal brain tissues as much as possible during total scalp irradiation. Subjects and Methods: After zoning the total scalp of a phantom and selecting a target area for treatment, the study made a Helical TomoTherapy(HT) plan, a Helical TomoTherapy with a Complete Block(HTCB) plan, and a Volumetric Modulated Arc Therapy(VMAT) plan. All of these plans made sure that the volume of a treatment plan with 95% of a prescription dose(40 Gy) would not exceed 95% of the entire volume and that Dmax would not be more than 110% of the prescription dose. The therapy plans compared doses among organs at risk of damage including the brain. Doses in the brain tissues were assessed based on the volumetric criteria for normal tissues in Emami et al. Results: HT, HTCB, and VMAT had a dose of 21.68 Gy, 13.75 Gy, and 20.89 Gy, respectively, in brain tissues at D_33%, a dose of 7.06 Gy, 3.21 Gy, and 7.84 Gy, respectively, at D_67%, and a dose of 3.14 Gy, 1.75 Gy, and 3.84 Gy, respectively, at D_100%. They recorded a Dmean of 16.64 Gy, 11.78 Gy, and 16.64 Gy, respectively. These results show that the overall dose was low in the HTCB plan. When the volume of a low dose was calculated based on 5 Gy, they recorded 87%, 49%, and 96%, respectively, in V_5Gy. In addition, the maximum dose in the remaining organ(brain stem, hippocampus, and both lenses) except for the optic pathway was the lowest in HTCB Conclusion: The findings demonstrate that TomoTherapy with a complete block minimized a dose in organs at risk of damage including the brain and hippocampus on both sides and accordingly reduced the probability of side effects such as radiation-induced brain injuries and a resulting decrease in neurocognitive functions. In addition to total scalp irradiation, if additional studies on ring targets treated in various areas are conducted to establish the benefits of tangential irradiation, it is believed that TomoTherapy using Complete Block can be used to maximize tangential irradiation in treatment planning.

용적조절호형방사선치료(VMAT)의 다중치료중심(Multi- Isocenter)을 이용한 치료 시, 접합부(Junction)의 선량 변화에 대한 고찰

정동민,박광순,안혁진,최윤원,박별님,권용재,문성공,이종운,정태식,박령황,김세영,김미정,백종걸,조정희,Jung, Dong Min,Park, Kwang Soon,Ahn, Hyuk Jin,Choi, Yoon Won,Park, Byul Nim,Kwon, Yong Jae,Moon, Sung Gong,Lee, Jong Oon,Jeong, Tae Sik,Park, Ry 대한방사선치료학회 2021 대한방사선치료학회지 Vol.33 No.-

용적조절호형방사선치료(Volumetric Modulated Arc Therapy)의 다중치료중심(Multi-Isocenter)을 이용하여 치료 시, 접합부(Junction)의 재현 오차에 따른 선량변화에 대해 고찰하였다. Arccheck Phantom에 임의의 치료부위를 설정하고, 다중치료중심에 대해 치료계획을 수립하였다. 그리고 X(왼쪽), Y(위쪽), Z(안쪽, 바깥쪽) 방향에 대해서 접합부의 오차를 0 ~ 4 mm로 설정 후 선형가속기를 이용하여 방사선을 조사하였고, 이 후 phantom을 통해 얻어진 점 선량(point dose)과 감마인덱스(gamma Index)를 통해 분석하였다. X방향과 Y방향에 대한 오차가 2, 4 mm 발생 했을 때, 감마패스율(점 선량)은 각각 99.3% (2.085), 98% (2.079 Gy) 와 98.5% (2.088), 95.5% (2.093 Gy)로 나타났다. 그리고 Z방향에 대해서 안쪽과 바깥쪽에 대한 오차가 1, 2, 4 mm 발생 했을 때, 감마패스율(점 선량)은 각각 94.8% (2.131), 82.6% (2.164), 72.8% (2.22 Gy) 와 93.4% (2.069), 90.6% (2.047), 79.7% (1.962 Gy) 로 보여졌다. X, Y방향에 대해서 4 mm 까지의 오차 결과는 허용오차 안에 있었으나, Z방향에 대해서는 1 mm 를 초과하는 오차 값에 대해서 허용오차 밖의 결과 값이 도출되었다. 이는 높은 선량 영역(high dose area)과 낮은 선량 영역(low dose area)에 대해 치료부위의 진행방향과 같은 방향의 오차가 선량 분포(dose distribution)가 더 민감하다는 것을 시사한다. 향후 지속적인 연구를 통해 기관차원의 셋 업(set up) 오차에 대한 가이드라인이 정립된다면, 접합부를 이용한 치료에서 양질의 치료를 제공할 수 있을 것이라 사료된다. This study examined dose change depending on the reposition error of the junction at the time of treatment with multi-isocenter volumetric modulated arc therapy. This study selected a random treatment region in the Arccheck Phantom and established the treatment plan for multi-isocenter volumetric modulated arc therapy. Then, after setting the error of the junction at 0 ~ 4 mm in the X (left), Y (upper), and Z (inner and outer) directions, the area was irradiated using a linear accelerator; the point doses and gamma indexes obtained through the Phantom were subsequently analyzed. It was found that when errors of 2 and 4 mm took place in the X and Y directions, the gamma pass rates (point doses) were 99.3% (2.085) and 98% (2.079 Gy) in the former direction and 98.5% (2.088) and 95.5% (2.093 Gy) in the latter direction, respectively. In addition, when errors of 1, 2, and 4 mm occurred in the inner and outer parts of the Z direction, the gamma pass rates (point doses) were found to be 94.8% (2.131), 82.6% (2.164), and 72.8% (2.22 Gy) in the former part and 93.4% (2.069), 90.6% (2.047), and 79.7% (1.962 Gy) in the latter part, respectively. In the X and Y directions, errors up to 4 mm were tolerable; however, in the Z direction, error values exceeding 1 mm were beyond the tolerance level. This suggests that for high and low dose areas, errors in the direction same as the progress direction in the treatment region have a more sensitive dose distribution. If the guidelines for set-up errors are established at the institutional level through continuous research in the future, it will be possible to provide good quality treatment using junctions.