생쥐 체외수정 정도관리의 유용성에 관한 실험적 연구

임영경,박현정,이여일,Lim, Young-Kyung,Park, Hyun-Jeong,Lee, Yu-Il 대한생식의학회 1991 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.18 No.1

The development of 2-cell mouse embryos to the blastocyst stage in vitro has been used as a quality control for the media empolyed for human in vitro fertilization. There was a comparison between the quality control data of the culture medium as ascertained by 2-cell mouse embryos development and sperm motility and the data from fertilization and cleavage of human oocytes. However, there was no obvious association between fertilization and cleavage of human oocytes and the quality of the medium ascertained by mouse embryo development and sperm motility.

신생아 시기에 전형적인 특징을 보인 Galloway-Mowat syndrome 1례

박경희 ( Kyung Hee Park ),임영경 ( Ryoung Kyoung Lim ),김아영 ( Ah Young Kim ),김성현 ( Seong Heon Kim ),손승국 ( Seung Kook Son ),이윤진 ( Yun Jin Lee ),변신연 ( Shin Yun Byun ) 대한주산의학회 2015 Perinatology Vol.26 No.1

Galloway-Mowat syndrome은 태내 성장지연, 조기발현 신증후군, 소두증이나 뇌이랑 병변과 같은 신경계 이상, 식도열공 탈장을 보이는 증후군으로 현재는 식도열공 탈장이 진단에 필수 요건이 아니지만 이전에는 신증후군, 신경계 이상, 식도열공 탈장을 clinical triad 라고 명명하였다. 상염생체 열성으로 유전되는 것으로 알려져 있으며 신증후군의 발현시기는 대부분 3세이전으로 신조직검사 소견상 미만성 메산지움 경화증을 비롯하여 다양한 소견을 보인다. 현재까지 국내에는 두 개의 증례가 보고되었는데 이들은 모두 신생아기에 clinical triad를 나타내지 않은 증례들이다. 이에 저자들은 신생아기에 신증후군, 신경계 이상(lissencephaly), 식도열공 탈장의 clinical triad를 모두 보인 증례를 경험하였기에 보고하는 바이다. Galloway-Mowat syndrome (GMS) is a rare autosomal recessive disorder comprising of early-onset nephrotic syndrome and central nervous system involvement including microcephaly, seizure and developmental delay. Although hiatal hernia is no longer considered essential findings for diagnosis, clinical triad of GMS included nephrotic syndrome, neurological manifestations, and hiatal hernia in the original description. We experienced a case of newborn with GMS presenting these clinical triad in neonatal period. A male infant weighing 2,250 g was born at gestational week 39+3 by cesarean section. The patient revealed mild dysmorphic facial features and microcephaly. On day 7, Nissen fundoplication was done because of hiatal hernia with gastric volvulus. At the age of 2 weeks he developed nephrotic syndrome with proteinuria and hypoalubuminemia. This is the first case of GMS that three classic findings were present in neonatal period in Korea.

폐암환자의 종양추적 정위방사선치료를 위한 삼차원 및 사차원 방사선치료계획의 비교

채규영(Gyu Young Chai),임영경(Young Kyung Lim),강기문(Ki Mun Kang),정배권(Bae Gwon Jeong),하인봉(In-Bong Ha),박경범(Kyung Bum Park),정진명(Jin-Myung Jung),김동욱(Dongwook Kim) 대한방사선종양학회 2010 Radiation Oncology Journal Vol.28 No.4

목 적: 폐암환자의 종양추적 정위방사선치료에서 삼차원 및 사차원치료계획의 선량분포 차이를 비교하였고 선량계산 알고리즘에 따른 폐의 비균질성 보정 결과에 커다란 차이가 있음을 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 7명의 폐암환자를 대상으로 전향적 호흡동조된 사차원 컴퓨터단층촬영 영상을 얻었다. 획득한 영상은 환자의 호흡에 대응하는 10개의 삼차원단층촬영 영상이며 이를 바탕으로 사차원치료계획이 수립되었다. 사차원 치료계획에서는 종양과 주변장기의 움직임을 고려하여 X선의 방향과 선량분포를 최적화한다. 사차원치료계획에서 최적화된 빔을 호흡의 50% 위상에 해당하는 한 개의 삼차원단층촬영 영상에 동일하게 적용하여 삼차원치료계획을 만들었다. 삼차원 및 사차원 치료계획에서 선량계산을 위하여 각각 Ray-tracing과 몬테칼로 알고리즘을 사용하였다. 수립된 4개의 치료계획에서 처방선량의 종양체적 포함률, 종양체적의 95%를 포함하는 선량인 D95, 종양의 최대선량, 그리고 척수의 최대선량을 비교하였고 종양의 위치에 대한 연관성도 함께 고찰하였다. 결 과: 몬테칼로 알고리즘을 사용한 삼차원 및 사차원 치료계획에서 종양이 폐의 하엽에 위치해 있는 경우에는 사차원치료계획에서 종양 포함률이 평균 4.4% 높았던 반면에 종양이 폐의 중엽이나 상엽에 위치해 있는 경우에는 반대로 평균 4.6% 낮았다. 또한, D95도 종양이 폐의 하엽에 위치해 있는 경우에는 사차원치료계획에서 평균 4.8% 높았던 반면에 종양이 폐의 중엽이나 상엽에 위치해 있는 경우에는 반대로 평균 1.7% 낮았다. 척수의 최대선량에 대한 비교에서도 종양과 유사한 경향이 나타났다. 치료계획의 차원과 무관하게 Ray-tracing과 몬테칼로 알고리즘 사이의 선량계산 차이는 평균 30% 정도로 몬테칼로 알고리즘을 사용하였을 때 처방선량이 포함하는 종양의 부피는 크게 줄어들었다. 결 론: 폐 종양의 삼차원 및 사차원 치료계획 사이의 차이를 종양과 척수의 선량분포를 통해 비교하였다. 두 치료계획 사이에서 planning target volume (PTV) 포함률이나 D95와 같이 종양과 관련된 선량학적 인자들의 차이 또는 척수의 최대선량 차이는 종양의 이동크기와 형태변화의 정도에 밀접하게 연관되어 있는 것으로 나타났다. 또한, 치료계획의 차원과 무관하게 몬테칼로 알고리즘을 사용하면 처방선량이 포함하는 PTV 포함률이나 D95가 크게 줄어드는 것을 확인하였다. Purpose: To compare the dose distributions between three-dimensional (3D) and four-dimensional (4D) radiation treatment plans calculated by Ray-tracing or the Monte Carlo algorithm, and to highlight the difference of dose calculation between two algorithms for lung heterogeneity correction in lung cancers. Materials and Methods: Prospectively gated 4D CTs in seven patients were obtained with a Brilliance CT64-Channel scanner along with a respiratory bellows gating device. After 4D treatment planning with the Ray Tracing algorithm in Multiplan 3.5.1, a CyberKnife stereotactic radiotherapy planning system, 3D Ray Tracing, 3D and 4D Monte Carlo dose calculations were performed under the same beam conditions (same number, directions, monitor units of beams). The 3D plan was performed in a primary CT image setting corresponding to middle phase expiration (50%). Relative dose coverage, D95 of gross tumor volume and planning target volume, maximum doses of tumor, and the spinal cord were compared for each plan, taking into consideration the tumor location. Results: According to the Monte Carlo calculations, mean tumor volume coverage of the 4D plans was 4.4% higher than the 3D plans when tumors were located in the lower lobes of the lung, but were 4.6% lower when tumors were located in the upper lobes of the lung. Similarly, the D95 of 4D plans was 4.8% higher than 3D plans when tumors were located in the lower lobes of lung, but was 1.7% lower when tumors were located in the upper lobes of lung. This tendency was also observed at the maximum dose of the spinal cord. Lastly, a 30% reduction in the PTV volume coverage was observed for the Monte Carlo calculation compared with the Ray-tracing calculation. Conclusion: 3D and 4D robotic radiotherapy treatment plans for lung cancers were compared according to a dosimetric viewpoint for a tumor and the spinal cord. The difference of tumor dose distributions between 3D and 4D treatment plans was only significant when large tumor movement and deformation was suspected. Therefore, 4D treatment planning is only necessary for large tumor motion and deformation. However, a Monte Carlo calculation is always necessary, independent of tumor motion in the lung.

Monte Carlo Simulation of the Carbon Beam Nozzle for the Biomedical Research Facility in RAON

배재범,조병철,곽정원,박우윤,임영경,정현태,Bae, Jae-Beom,Cho, Byung-Cheol,Kwak, Jung-Won,Park, Woo-Yoon,Lim, Young-Kyung,Chung, Hyun-Tai Korean Society of Medical Physics 2015 의학물리 Vol.26 No.1

본 연구에서 한국형 중이온 가속기 RAON에서의 의생물 실험을 위하여 요구되는 빔 조건을 만족할 수 있도록 Monte Carlo 전산모사를 통한 노즐 설계를 최적화하고자 하였다. 의생명 실험을 위한 빔 조건으로 최대 조사면 크기, 선량균일도 그리고 빔 오염도의 특정 조건을 만족하는 $C^{12}$ 빔 생산이 요구되었다. 이때 최적화된 빔 노즐 설계를 위하여 Monte Carlo 시뮬레이션인 GEANT4 toolkit이 사용되었다. $15{\times}15cm^2$ 이상의 빔 조사면 크기와 3% 이내의 선량 균일도 그리고 전체 선량의 5% 보다 낮은 빔 오염도를 기본적인 조건으로 설정 되었다. 조사면 크기는 쌍극자 자석에 의해서 빔의 각도를 기울여 원형으로 회전하면서 쌍극자 자석의 아래쪽에 위치한 산란판의 두께를 조정하여 최적화 하였다. 빔 스캐닝 각도와 산란판의 두께는 Monte Carlo 시뮬레이션 분석에 의해서 각각 $0.5^{\circ}$와 0.05 cm로 최적의 값을 나타내었다. 선량 균일도와 최대 조사면 크기를 만족하기 위하여 static과 scanning beam을 복합하는 기술을 이용한 새로운 빔 전달 방법을 소개하였다. 중앙 고정용 빔과 빔 축으로부터 $0.5^{\circ}$ 경사각을 가지고 회전하는 빔과 경사각이 없이 바로 들어오는 빔을 조합하여 선량균일도가 1.1%와 빔 조사면의 최대크기가 $15{\times}15cm^2$가 되는 것을 확인하였다. 빔 오염도는 $C^{12}$ 이온과 다른 입자들에 의해서 전달된 흡수선량의 비율로 나타내었다. 물등가 깊이(water equivalent depth) 5 cm에서 17 cm 사이에서의 빔 오염도는 전체 선량에서의 2.5% 미만임을 확인하였으며 이와 같은 결과를 바탕으로, 본 연구에서는 의생명 실험을 위하여 요구되는 빔 조건을 만족하는 노즐 구조를 설정할 수 있었다. The purpose of the Monte Carlo simulation study was to provide the optimized nozzle design to satisfy the beam conditions for biomedical researches in the Korean heavy-ion accelerator, RAON. The nozzle design was required to produce $C^{12}$ beam satisfying the three conditions; the maximum field size, the dose uniformity and the beam contamination. We employed the GEANT4 toolkit in Monte Carlo simulation to optimize the nozzle design. The beams for biomedical researches were required that the maximum field size should be more than $15{\times}15cm^2$, the dose uniformity was to be less than 3% and the level of beam contamination due to the scattered radiation from collimation systems was less than 5% of total dose. For the field size, we optimized the tilting angle of the circularly rotating beam controlled by a pair of dipole magnets at the most upstream of the user beam line unit and the thickness of the scatter plate located downstream of the dipole magnets. The values of beam scanning angle and the thickness of the scatter plate could be successfully optimized to be $0.5^{\circ}$ and 0.05 cm via this Monte Carlo simulation analysis. For the dose uniformity and the beam contamination, we introduced the new beam configuration technique by the combination of scanning and static beams. With the combination of a central static beam and a circularly rotating beam with the tilting angle of $0.5^{\circ}$ to beam axis, the dose uniformity could be established to be 1.1% in $15{\times}15cm^2$ sized maximum field. For the beam contamination, it was determined by the ratio of the absorbed doses delivered by $C^{12}$ ion and other particles. The level of the beam contamination could be achieved to be less than 2.5% of total dose in the region from 5 cm to 17 cm water equivalent depth in the combined beam configuration. Based on the results, we could establish the optimized nozzle design satisfying the beam conditions which were required for biomedical researches.

양성자치료용 보상체의 영상기반 정도 관리 기반 프로그램 개발

김진성,윤명근,김동욱,임영경,곽정원,박소아,신동호,신정욱,이세병,박성용,조관호,Kim, Jin-Sung,Yoon, Myong-Geun,Kim, Dong-Wook,Lim, Young-Kyung,Kwak, Jung-Won,Park, So-Ah,Shin, Dong-Ho,Shin, Jung-Wook,Lee, Se-Byeong,Park, Sung-Yong,Cho, 한국의학물리학회 2008 의학물리 Vol.19 No.1

양성자치료는 양성자의 물리적 특성으로 인해 인체 내의 특정범위에 모든 에너지를 전달하고 감쇠되어 타겟조직 뒤에 존재하는 정상조직에는 방사선이 조사되지 않는 큰 장점을 가진 치료법이다. 이 방법은 인체 내의 암 조직을 타겟으로 했을 때, 빔 방향에서의 타겟의 2차원적인 모양은 황동으로 제작된 블럭을 통해 정상조직에 들어가는 방사선을 차폐하고 마진을 주어서 GTV (eross Tumor Volume)에 90% 이상의 선량이 전달되도록 조절한다. 그리고, 양성자 빔의 날줄방향 (longitudinal)에서의 타겟의 3차원적인 모양을 고려하여 PMMA로 이루어진 보상체(compensator)를 밀링머신으로 조각하여 타겟에 방사선이 정확하게 분포되도록 한다. 이러한 보상체의 정확한 정도 관리를 위해 현재 사용되는 수동적인 방법을 보완하여 X선 영상으로 해당하는 보상체의 영상을 획득하여 이 영상을 기반으로 정도관리를 할 수 있는 방법을 제안하였고, 제안한 방법으로 보상체의 각각의 깎여진 평면의 모양과 두께를 정성적으로 비교 및 평가할 수 있었으며 두 영상의 차이가 80% 이상 맞는 것으로 확인되었다. 이를 바탕으로 영상을 이용한 정도관리 프로그램을 보완하여 추후 실제 양성자치료 정도관리에 사용될 예정이다. The main benefit of proton therapy over photon beam radiotherapy is the absence of exit dose, which offers the opportunity for highly conformal dose distributions to target volume while simultaneously irradiating less normal tissue. For proton beam therapy two patient specific beam modifying devices are used. The aperture is used to shape the transverse extension of the proton beam to the shape of the tumor target and a patient-specific compensator attached to the block aperture when required and used to modify the beam range as required by the treatment plan for the patient. A block of range shifting material, shaped on one face in such a way that the distal end of the proton field in the patient takes the shape of the distal end of the target volume. The mechanical quality assurance of range compensator is an essential procedure to confirm the 3 dimensional patient-specific dose distributions. We proposed a new quality assurance method for range compensator based on image processing using X-ray tube of proton therapy treatment room. The depth information, boundaries of each depth of plan compensatorfile and x-ray image of compensator were analyzed and presented over 80% matching results with proposed QA program.

국립암센터의 양성자 치료를 위한 수동형 다엽 콜리메이터 개발

이누리,김태윤,강동윤,최재혁,정종휘,신동호,임영경,박정훈,김태현,이세병,Lee, Nuri,Kim, Tae Yoon,Kang, Dong Yun,Choi, Jae Hyock,Jeong, Jong Hwi,Shin, Dongho,Lim, Young Kyung,Park, Jeonghoon,Kim, Tae Hyun,Lee, Se Byeong 한국의학물리학회 2015 의학물리 Vol.26 No.4

양성자 치료를 위해서는 Snout이 부착된 받침대(gantry)를 사용하는데 빔의 형태를 만들기 위해 환자 종양의 크기와 거리에 맞게 황동 차폐체(aperture)가 많이 사용된다. 또한 빔의 거리를 보정하기 위해 PMMA를 이용한 거리 보상체도 사용된다. 이렇게 황동으로 만들어진 차폐체의 경우 가공하는데 많은 시간이 소요되며 비용 발생이 높다. 또한 치료 사용되었던 차폐체의 방사선 노출에 따라 재사용이 어렵다. 이러한 단점을 보안하기 위해 황동 차폐체 대신 X-선 치료에서 사용되는 수동형 다엽 콜리메이터 시스템을 도입하였다. 수동형 다업 콜리메이터는 여러 개의 황동판을 조립하여 차폐체를 제작하는 방식이다. 본 연구는 제작된 수동형 다엽 콜리메이터의 방사화 실험 및 필름을 이용해 선량측정을 진행하였다. 다엽 콜리메이터를 투과한 2차 발생 선량 1% 이하였으며, 여러 번의 230 MeV의 빔에서도 방사화가 2시간 이내에서 감소하였다. 이렇게 개발된 수동형 다엽 콜리메이터를 임상에 적용하여 일반 차폐체와 수동형 다엽 콜리메이터를 감마지표 분석을 했을 시 99.74%의 높은 일치도가 측정되었다. 또한, 일반 황동 차폐체에 비해 수동형 다엽 콜리메이터를 제작하는데 소요되는 비용과 시간을 1/10 이상 단축시킬 수 있다. 개발된 수동형 다엽 콜리메이터는 성공적으로 양성자 환자치료에 사용하고 있다. Multi-leaf collimator (MLC) systems are frequently used to deliver photon-based radiation, and allow conformal shaping of treatment beams. Many proton beam centers currently make use of aperture and snout systems, which involve use of a snout to shape and focus the proton beam, a brass aperture to modify field shape, and an acrylic compensator to modulate depth. However, it needs a lot of time and cost of preparing treatment, therefore, we developed the manual MLC for solving this problem. This study was carried out with the intent of designing an MLC system as an alternative to an aperture block system. Radio-activation and dose due to primary proton beam leakage and the presence of secondary neutrons were taken into account during these iterations. Analytical calculations were used to study the effects of leaf material on activation. We have fabricated tray model for adoption with a wobbling snout ($30{\times}40cm^2$) system which used uniform scanning beam. We designed the manual MLC and tray and can reduce the cost and time for treatment. After leakage test of new tray, we upgrade the tray with brass and made the safety tool. First, we have tested the radio-activation with usually brass and new brass for new manual MLC. It shows similar behavior and decay trend. In addition, we have measured the leakage test of a gantry with new tray and MLC tray, while we exposed the high energy with full modulation process on film dosimetry. The radiation leakage is less than 1%. From these results, we have developed the design of the tray and upgrade for safety. Through the radio-activation behavior, we figure out the proton beam leakage level of safety, where there detects the secondary particle, including neutron. After developing new design of the tray, it will be able to reduce the time and cost of proton treatment. Finally, we have applied in clinic test with original brass aperture and manual MLC and calculated the gamma index, 99.74% between them.

사이버나이프를 이용한 무고정틀 두개 방사선 수술 중 발생한 환자의 치료 중 움직임 분석

강기문,채규영,정배권,하인봉,박경범,정진명,임영경,정호진,Kang, Ki Mun,Chai, Gyu Young,Jeong, Bae Gwon,Ha, In-Bong,Park, Kyung Bum,Jung, Jin-Myung,Lim, Young Kyung,Jeong, Hojin 한국의학물리학회 2012 의학물리 Vol.23 No.3

무고정틀 두개 방사선 시술은 두개 고정틀 방식에 비해 환자 친화적이며 다중 분할 치료의 적용이 용이하다는 장점을 가진다. 그러나, 환자의 움직임을 완전히 제어할 수 없기 때문에 치료 중 움직임으로 인해 시술의 정확도가 영향을 받을 수 있다. 본 연구에서는 종양 추적 방식의 무고정틀 방사선 치료를 시행 받은 환자의 실제 치료 기록을 분석하여 무고정틀 방사선 치료 시 발생할 수 있는 치료 중 환자의 움직임을 분석하였다. 사이버나이프(CyberKnife, Accuray Inc, CA)를 이용한 294회의 뇌종양 방사선 수술 기록을 분석하였으며, 이를 토대로 치료시간에 따른 치료 중 움직임의 크기를 통계적으로 제시하였다. 본 연구의 결과는 무고정틀 방사선 수술 시 고려되어야 할 치료 중 움직임에 대한 기본 지표로 활용될 수 있을 것으로 생각된다. Frameless method in brain radiosurgery has advantages relative to rigid head-frame method in terms of patient friendly and flexible application of multi-fractionation. However, it has also disadvantages and the most negative point is that it cannot control the patient motion during treatment as lowly as the level of the frame-based radiosurgery, which could affect to the treatment accuracy. In the present study, we analyzed the geometric uncertainty of the intra-fraction motion using the actual treatment records of 294-CyberKnife treatments for brain tumors. Based on the analysis, we statistically presented the magnitude of intra-fraction motion in frameless radiosurgy. The result could provide the quantitative information to determine the adequate treatment margins to compensate the intra-fraction movements.

CCD기반의 방사선치료 중 실시간 자동 환자 위치보정 시스템 개발: 타당성 연구

신동호,정광주,김미영,손재만,윤명근,임영경,이세병,Shin, Dongho,Chung, Kwangzoo,Kim, Meyoung,Son, Jaeman,Yoon, Myonggeun,Lim, Young Kyung,Lee, Se Byeong 한국의학물리학회 2013 의학물리 Vol.24 No.3

방사선 치료 시 방사선이 조사되는 동안 환자의 움직임을 모니터링하는 것은 치료의 성공을 결정 하는 중요한 요인이다. 따라서 방사선이 조사되는 동안 환자의 움직임을 실시간으로 감시하고 움직인 치료위치를 자동으로 보정 할 수 있는 시스템을 개발 하였다. 원점을 중심으로 직교하게 위치한 2개의 CCD 카메라를 이용하여 3차원적 환자의 위치를 확인 하고, 틀 맞춘 상호교차 비교법(normalized cross-correlation method)을 이용한 영상 본 맞춤(image pattern matching) 방법을 이용한 환자위치 모니터링 시스템을 개발하였다. CCD카메라로부터 촬영된 영상을 컴퓨터로 전달하여 위치 변화를 정량적으로 분석 하여 빔 켜고 끔(beam on and off)를 위한 방아쇠신호(trigger signal)를 발생시키고, 이동치료대(moving couch)의 모터를 제어할 수 있는 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 0.5 mm 이하의 분해능으로 환자의 위치를 자동으로 보정할 수 있었다. Upon radiation treatment, it is the important factor to monitor the patient's motion during radiation irradiated, since it can determine whether the treatment is successful. Thus, we have developed the system in which the patient's motion is monitored in real time and moving treatment position can be automatically corrected during radiation irradiation. We have developed the patient's position monitoring system in which the patient's position is three dimensionally identified by using two CCD cameras which are orthogonal located around the isocenter. This system uses the image pattern matching technique using a normalized cross-correlation method. We have developed the system in which trigger signal for beam on and off is generated by quantitatively analyzing the changes in a treatment position through delivery of the images taken from CCD cameras to the computer and the motor of moving couch can be controlled. This system was able to automatically correct a patient's position with the resolution of 0.5 mm or less.

두경부암 환자에 대한 선량체적 히스토그램에 따른 토모치료외 선형가속기기반 세기변조방사선치료의 정량적 비교

김동욱,윤명근,박성용,이세병,신동호,이두현,곽정원,박소아,임영경,김진성,신정욱,조관호,Kim, Dong-Wook,Yoon, Myong-Geun,Park, Sung-Yong,Lee, Se-Byeong,Shin, Dong-Ho,Lee, Doo-Hyeon,Kwak, Jung-Won,Park, So-Ah,Lim, Young-Kyung,Kim, Jin-Sung,Sh 한국의학물리학회 2008 의학물리 Vol.19 No.2

토모치료기는 선형가속기에서 사용되는 세기 변조방사선치료와 Mega-voltage Computed Tomography (MVCT) 3차원 영상정보에 의한 영상유도방사선치료(Image Guide Radiation Therapy, IGRT)가 가능하고 나선식 빔 조사를 통해 표적과 정상조직에 효율적으로 선량(dose)을 집중하고 분산할 수 있다는 장점을 가진다. 이에 본 논문에서는 2006년 9월부터 운용을 시작한 국립암센터의 토모치료기를 이용하여 10명의 두경부암 환자를 대상으로 토모치료계획과 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획의 선량분포를 비교하였으며 또한, 영상유도 방사선치료장치가 구비되지 못하여 환자의 위치보정이 부정확한 구형 세기변조방사선치료기에 대해 표적의 움직임에 따라 균일성(Homogeneity)과 정상조직부작용율(Normal Tissue Complication Probability, NTCP)이 상대적으로 어떻게 변화하는지 연구하였다. 이 연구를 위하여 토모치료기의 치료계획용 시스템인 Hi-Art (Hi-Art2_2_4 2.2.4.15, TomoTherapy Incorporated, 1240 Doming Way, Madison, WI S3717-1954, USA)와 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획용 시스템인 CadPlan (CadPlan R.6.4.7, Varian Medical System Inc. 3100 Hansen Way, Palo Alto, CA 94304-1129, USA)을 이용한 역치료계획(inverse Planning)이 수행되었으며 치료계획은 각각의 환자에 대해 같은 표적과 최적화조건을 가지도록 고려되었다. 총 10명의 환자를 대상으로 한 연구결과, 환자의 신체내 외부가 완전히 고정되어 있는 이상적인 경우에 대해서 토모치료기를 이용한 치료계획이 선형가속기에 의한 세기 변조 방식보다 표적에 대해 보다 높고 일정한 선량분포를 주면서도 주변 장기의 선량이 선량체적 히스토그램(Dose Volume Histogram, DVH)에서 오히려 감소함을 보여 주었다 또한 토모치료기의 MVCT를 이용하여 한 달간 토모 환자의 표적위치변화를 측정하였고, 이를 토대로 평균 표적위치변화를 고려하였을 경우 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획인 CadPlan에서 표적의 등가균질선량(Equivalant Uniform Dose, EUD)이 감소하고 정상조직의 부작용율의 발생가능성이 상대적으로 증가함을 발견하였다. TomoTherapy has a merit to treat cancer with Intensity modulated radiation and combines precise 3-D imaging from computerized tomography (CT scanning) with highly targeted radiation beams and rotating beamlets. In this paper, we comparing the dose distribution between TomoTherapy and linear accelerator based intensity modulated radiotherapy (IMRT) for 10 Head & Neck patients using TomoTherapy which is newly installed and operated at National Cancer Center since Sept. 2006. Furthermore, we estimate how the homogeneity and Normal Tissue Complication Probability (NTCP) are changed by motion of target. Inverse planning was carried out using CadPlan planning system (CadPlan R.6.4.7, Varian Medical System Inc. 3100 Hansen Way, Palo Alto, CA 94304-1129, USA). For each patient, an inverse IMRT plan was also made using TomoTherapy Hi-Art System (Hi-Art2_2_4 2.2.4.15, TomoTherapy Incorporated, 1240 Deming Way, Madson, WI 53717-1954, USA) and using the same targets and optimization goals. All TomoTherapy plans compared favorably with the IMRT plans regarding sparing of the organs at risk and keeping an equivalent target dose homogeneity. Our results suggest that TomoTherapy is able to reduce the normal tissue complication probability (NTCP) further, keeping a similar target dose homogeneity.

간암환자에 대한 세기조절방사선치료에서의 2차 산란선량평가

김동욱,성지원,이현호,윤명근,정원규,배선현,신동오,정광주,임영경,신동호,이세병,Kim, Dong Wook,Sung, Jiwon,Lee, Hyunho,Yoon, Myonggeun,Chung, Weon Kuu,Bae, Sun Hyun,Shin, Dong Oh,Chung, Kwangzoo,Lim, Young Kyung,Shin, Donho,Lee, Se Byeo 한국의학물리학회 2013 의학물리 Vol.24 No.4

간암 환자에 대한 세기조절방사선치료(IMRT, intensity modulated radiotherapy) 및 세기조절회전방사선치료(VMAT, volumetric arc therapy)와 나선식토모치료(TOMO, Helical Tomotherapy)에서 2차 암의 원인이 될 수 있는 산란 및 누출선량률을 평가하였다. 5명의 간암 환자에 대해 IMRT와 VMAT, TOMO 치료계획을 실시하여 등중심(iso-center)으로부터 20, 40, 60, 80 cm 위치에서 유리선량계(RPLGD, radiophotoluminescence glass dosimeter)를 이용하여 선량을 측정하였다. 계획표적체적(Planning Target Volume, PTV)에 조사된 단위 선량(Gy)당 측정된 산란 및 누출선량은 IMRT의 경우, 최소 0.01에서 최대 3.13 Gy로 측정 되었고 VMAT에 대해서는 최소 0.03에서 최대 2.35 Gy까지, TOMO에 대해서는 최소 0.04에서 최대 1.30 Gy 까지 측정 되었다. 각 치료법에 대한 평균장기등가선량은 세기조절방사선치료에 대해 세기조절회전방사선 치료와 나선식단층토모치료가 각각 갑상선에서 75%와 51%, 대장에서 75%와 41%, 직장에서 72%와 48%, 전립선에서 76%와 50%로 나왔다. 본 측정을 통하여 산란 및 누출선량은 치료 중심으로부터의 거리에 따라 감소함을 보았으며 TOMO 치료의 경우, 환자치료를 위해 사용하는 모니터단위(MU, monitor unit)가 타 치료법에 비해 상대적으로 큼에도 불구하고 산란 및 누출선량은 크지 않는 것으로 평가되었다. We estimated secondary scattered and leakage doses for intensity-modulated radiotherapy (IMRT), volumetric arc therapy (VMAT) and tomotherapy (TOMO) in patients with liver cancer. Five liver patients were planned by IMRT, VMAT and TOMO. Secondary scatter (and leakage) dose and organ equivalent doses (OEDs) are measured and estimated at various points 20 to 80 cm from the iso-center by using radiophotoluminescence glass dosimeter (RPLGD). The secondary dose per Gy from IMRT, VMAT and TOMO for liver cancer, measured 20 to 80 cm from the iso-center, are 0.01~3.13, 0.03~2.34 and 0.04~1.29 cGy, respectively. The mean values of relative OED of secondary dose of VMAT and TOMO for five patients, which is normalized by IMRT, measured as 75.24% and 50.92% for thyroid, 75.14% and 40.61% for bowel, 72.30% and 47.77% for rectum, 76.21% and 49.93% for prostate. The secondary dose and OED from TOMO is relatively low to those from IMRT and VMAT. OED based estimation suggests that the secondary cancer risk from TOMO is less than or comparable to the risks from conventional IMRT and VMAT.