A Study of Relationship Between PPC (Probability of Primary Clearance: a multivariate modelling system predicting tumor clearance proposed by RTOG) and Survival in the Patients with Carcinoma of the Nasopharynx following Radiation Therapy

조관호(Kwan Ho Cho),박경란(Kyung Ran Park),오원용(Won Yong Oh),전미선(Mison Chun),서창옥(Chang Ok Suh),김귀언(Gwi Eon Kim),노준규(J.K. Loh) 대한방사선종양학회 1986 Radiation Oncology Journal Vol.4 No.1

RTOG proposed a multivariate modelling system predicting the response of head and neck cancers to radiation therapy in 1984. The aim of this study was to veri(y whether PPC (Probaility of primary clearance calculated by a multivariate modelling system) had any correlation with the survival in the patients with carcinoma of the nasopharynx following radiation therapy Analysing 81 patients with carcinoma of the nasopharynx treated with radiotherapy between January 1, 1971 and December 31, 1983 at Yonsei University College of Medicine, Yonsei Cancer Center the actuarial 5 year survival rate was 36% and median survival was 39 months. The survivals for Group 1 (27 who had more than 80% of PPC), Group 2 (20 who had between 71 and 80\% of PPC), and Group 3 (29 who had less than 71% of PPC) were 66% (median survival months : more than 72), 27% (31), and 4% (12) respectively. There was a definite correlation between PPC and survival among the three groups. 1984년 RTOG에서 두경부 편평세포암의 방사선치료시, 원발병소의 완전관해 가능성을 예측할 수 있는 Multivariate Modelling System을 제시하였다. 저자들은 1971년 1월부터 1983년 12월까지 조직병리학적으로 확진된 비인강암으로 연계대학교 의과대학 연세암센타, 치료방사선과에 내원하여 근치적 방사선 치료를 받은 81예를 대상으로, 그들이 제시한 system에 의해 계산된 PPC(Probability of Primary Clearance : 원발병소 완전관해 가능성)와 생존율과의 관계를 후향적으로 분석 고찰하였다. 전례를 대상으로 한 5년 생존율은 36%, 중앙생존기간은 39개월이었다. 편의상, PPC에 따라 3군으로 구분하였고, 각군에 따른 생존율은 Group 1 (PPC가 81%이상인 27예)은 66%(중앙생존기간: 72개월 이상), Group 2(PPC가 71 ~ 80%의 20예)는 27%(31개월) 및 Group 3(PPC가 70% 이하의 29예)의 4%(12개월)순이었다. 그러고 각 Group간의 PPC와 생존율은 통계학적으로 유의한 차이를 보였다.

Multidisciplinary Management of the Locally Advanced nresectable Non-Small Cell Lung Cancer

조관호(Kwan Ho Cho) 대한방사선종양학회 2004 Radiation Oncology Journal Vol.22 No.1

비소세포성 폐암에서 국소 진행성 병변(병기3)이 3분의 1을 차지한다. 이 중 완전 절제가 가능한 소수의 환자를 제외하고 대부분의 환자에서 근치적 방사선치료가 전통적으로 시행되어 왔다. 하지만 근치적 방사선치료 후 장기 생존율은 극히 불량하고, 대개의 경우 원격 전이 또는 국소 재발로 사망하게 된다. 지난 20년간, 집합적 요법으로 국소 진행성 비소세포성 폐암 치료효과의 향상이 있었다. 그중 화학방사선요법이 가장 흔히 사용되었고, 화학요법과 방사선치료를 병용하는 순서에 따라 다음 두 가지 기본적 방법이 있다. 즉, 순차적 요법과 동시 요법이 그것이다. 순차적 병용 요법은 유도 화학요법 완료 후 방사선 치료를 진행하는 순서로 주로 시행되었다. 근거로는 방사선 치료전 유도 화학요법 사용으로 종양의 크기를 줄여 국소제어율을 높이고, 보이지 않는 미세 전이 병변을 제거하여 원격 전이를 감소시키는 데 있다. 방사선 단독 치료와 비교하여 순차적 화학방사선요법으로 중앙생존기간과 장기생존율의 향상을 보고한 여러 연구가 있다. 재발 양상을 분석한 보고에 따른면 방사선치료 단독과 비교하여 순차적 병용요법이 원격전이율은 감소시키나, 국소 재발률에는 영향이 없었다. 화학요법과 방사선치료를 동시 시행하는 동시병용요법에 대한 많은 보고가 있다. 근거로는 화학요법을 방사선과 동시 투여함으로써 화학요법에 의한 종양세포 방사선 감작효과를 기대할 수 있고, 순차적요법과 비교하여 전체 치료기간을 단축하여 국소제어율을 향상시킬 수 있다. 기대했던 대로 동시 병용요법 후 국소 제어율 향상과 이로 인한 생존율 증가가 관찰되었다. 하지만 방사선 치료 단독과 비교하여 원격 전이율에는 차이가 없었고, 이는 급성 부작용, 특히 급성 식도염 위험을 줄이기 위해 대다수의 연구에서 관찰되듯이 화학요법의 강도를 줄인 때문으로 생각된다. 상기한 바와 같이 집합적 치료가 방사선 단독 요법과 비교하여 생존율의 향상에 기여하였고, 현재 새 표준 치료로 정착되었으나, 이의 치료효과는 아직도 실망스러우며, 최적 치료 개발을 위한 연구는 계속되어야 한다. 본 보고에서 국소 진행 비소세포성 폐암에서 집합적 치료에 대한 현 논점을 검토하고자 한다. Locally advanced (Stage III) non-small cell lung cancer (NSCLC) accounts for approximately one third of all cases of NSCLC. Few patients with locally advanced NSCLC present with disease amenable to curative surgical resection. Historically, these patients were treated with primary thoracic radiation therapy (RT) and had poor long term survival rates, due to both progression of local disease and development of distant metastases. Over the last two decades, the use of multidisciplinary approach has improved the outcome for patients with locally advanced NSCLC. Combined chemoradiotherapy is the most favored approach for treatment of locally advanced unresectable NSCLC. There are two basic treatment protocols for administering combined chemotherapy and radiation, sequential versus concurrent. The rationale for using chemotherapy is to eliminate subclinical metastatic disease while improving local control. Sequential use of chemotherapy followed by radiotherapy has improved median and long term survival compared to radiation therapy alone. This approach appears to decrease the risk of distant metastases, but local failure rates remain the same as radiation alone. Concurrent chemoradiotherapy has been studied extensively. The potential advantages of this approach may include sensitization of tumor cells to radiation by the administration of chemotherapy, and reduced overall treatment time compared to sequential therapy; which is known to be important for improving local control in radiation biology. This approach improves survival primarily as a result of improved local control. However, it doesn't seem to decrease the risk of distant metastases probably because concurrent chemoradiation requires dose reductions in chemotherapy due to increased risks of acute morbidity such as acute esophageal toxicity. Although multidisciplinary therapy has led to improved survival rates compared to radiation therapy alone and has become the new standard of care, the optimal therapy of locally advanced NSCLC continues to evolve. The current issues in the multidisciplinary management of locally advanced NSCLC will be reviewed in this report.

군 상부구조 개편: 동기와 구현방향

노훈(No Hoon),조관호(Cho Kwan-ho) 한국전략문제연구소 2011 전략연구 Vol.51 No.-

천안함, 연평도 사건 이후 북한도발에 대한 대비태세 강화, 2015년 전시작전통제권의 전환, 현대전의 합동성 제고 등을 위해 군 상부구조를 작전 중심의 구조로 개편할 필요가 있다. 그 방향은 합참은 연합사의 전구작전 기능을 수행하면서 각군에 대한 합참의 권한을 강화하고, 각군본부와 각군작전사를 통합하여 각군본부가 각군의 지휘감독기능 전체를 수행하는 것이다. 이러한 개편을 위한 전제인 법적 타당성 문제와 함께 우리 군의 군제 변화와 세계적인 추세 등을 검토하였고 개편의 구체화를 위한 조직 간의 권한과 세부기능별 배분 방향을 제시하였다. 이러한 개편으로 우려되는 권한의 과도한 집중과 각군의 정체성 및 전문성 저하 등의 부작용을 최소화하고 헌법적, 현실적 논란을 최소화하여 실행의 가능성을 높여야 할 것이다. 특히 북한의 위협 상황에서 가급적 안정적으로 추진될 필요가 있지만, 작전중심의 구조개편을 위해 합참의 강력한 권한은 필히 추진되어야 할 것이다. The Korean military superstructure needs to be changed in order to respond to provocative attacks of North to South, return of the wartime operational control of 2015, and enhancement of jointness in modern warfare The direction would be such that the Joint Chief of Staffs enlarges its power to each service and each service takes both the operational command function and the operational support function by integrating each service headquarter and its operational commands. The legal matters and the historical and worldwide changes of the military superstructure were reviewed and the implementation concepts and directions to 'operation -oriented structure' were suggested. However, we should proceed in a secure and stable way that we can control the threat of North Korea and minimize side effects and problems such as excessive power concentration, lowering identity and expertise of each service, and legal controversy.

세기변조방사선치료의 정도관리를 위한 두경부 팬톰 제작에 관한 연구

신동호,박성용,김주영,이세병,조정근,김대용,조관호,Shin Dongho,Park Sung-Yong,Kim Joo Young,Lee Se Byeong,Cho Jung Keun,Kim Dae Yong,Cho Kwan Ho 한국의학물리학회 2005 의학물리 Vol.16 No.1

m3 (BrainLAB Inc., Germany)를 이용한 두경부 IMRT의 정도관리에서 테이블과 갠트리의 위치에 따라 테이블에 의한 선량감쇠가 일어나 정확한 처방 선량을 측정할 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해 두경부 종양의 세기변조방사선치료를 위해 Brain Lab사의 환자테이블 mount를 이용해 설치할 수 있는 원통형 두경부 팬톰을 제작하였다. 이를 이용하여 환자테이블에 의한 선량 감쇠를 측정하고 실제 임상에 적용함으로써 테이블에 의한 선량 감쇠로 인한 선량분포의 차이를 확인할 수 있었다. 측정결과 환자테이블에 의한 점 선량의 감쇠가 최대 약 35%가 났으며 실제 환자 치료계획에 대한 정도관리에서의 절대점 선량의 경우 5.4%의 선량차이를 나타냈다. For the QA of IMRT treatment of head and neck cancer by using M3 (BrainLAB Inc. Germany), it is not easy to measure delivery dose exactly because the dose attenuation appears by the couch according to the position of table and gantry. In order to solve this problem, we fabricated head and neck phantom which would be implemented on the couch mount of Brain Lab Inc. We investigated dose attenuation by the couch and found the difference of dose distribution by the couch, in the applying this phantom to the clinic. After measurement, we found that point dose attenuation was 35% at maximum and dose difference was 5.4% for a point dose measurement of actual patient quality assurance plan.

A Monte Carlo Simulation Study of a Therapeutic Proton Beam Delivery System Using the Geant4 Code

신정욱,심현하,곽정원,김동욱,박성용,조관호,이세병,Shin, Jungwook,Shim, Hyunha,Kwak, Jungwon,Kim, Dongwook,Park, Sungyong,Cho, Kwan Ho,Lee, Se Byeong Korean Society of Medical Physics 2007 의학물리 Vol.18 No.4

국립암센터에 설치된 양성자 치료기의 빔 전달 시스템에 대하여 Geant4 코드를 이용하여 몬테카를로 전산모사를 수행하였고, 선량검증 도구로써의 이용 가능성에 대하여 연구하였다. 몬테카를로 기술을 기반으로 하는 선량계산은 물질내의 선량분포를 이해하는 데 가장 정확한 방법으로 알려져 있다 외부조사 방사선치료에 있어서 이 방법의 장점을 극대화 하기 위해서는, 빔이 지나가는 곳에 놓여진 노즐 구성요소들의 정확한 모델링과 더불어 초기빔 특성파악은 무엇보다 중요하다. 국립암센터에 설치된 양성자 치료기는 총 3가지 형태-double/single scattering, uniform scanning and pencil-beam scanning-로 치료빔을 조사할 수 있으며, 본 연구진은 Geant4.8.2 코드를 기반으로 double/single scattering 모드를 구성하는 모든 노즐구성요소들에 대하여 모델링 하였다. 특정 치료감이에 대하여 실험치와 일치하는 전산모사의 결과를 얻었다 본 기관에 설치된 양성자치료기에 대한 몬테카를로 전산모사에 대한 기반을 성공적으로 구축하였고, 치료빔에 대하여 정밀한 선량측정에 이용할 수 있다. 치료빔의 전 에너지 영역에 걸쳐 추가적인 커미셔닝을 수행할 것이다. We studied a Monte Carlo simulation of the proton beam delivery system at the National Cancer Center (NCC) using the Geant4 Monte Carlo toolkit and tested its feasibility as a dose verification framework. The Monte Carlo technique for dose calculation methodology has been recognized as the most accurate way for understanding the dose distribution in given materials. In order to take advantage of this methodology for application to external-beam radiotherapy, a precise modeling of the nozzle elements along with the beam delivery path and correct initial beam characteristics are mandatory. Among three different treatment modes, double/single-scattering, uniform scanning and pencil beam scanning, we have modeled and simulated the double-scattering mode for the nozzle elements, including all components and varying the time and space with the Geant4.8.2 Monte Carlo code. We have obtained simulation data that showed an excellent correlation to the measured dose distributions at a specific treatment depth. We successfully set up the Monte Carlo simulation platform for the NCC proton therapy facility. It can be adapted to the precise dosimetry for therapeutic proton beam use at the NCC. Additional Monte Carlo work for the full proton beam energy range can be performed.

고선량율 근접 방사선치료법을 이용한 원발성 및 재발된 설암의 치료

이의룡,이종호,정필훈,김명진,박주용,최성원,조관호,Lee, Ui-Lyong,Lee, Jong-Ho,Choung, Pill-Hoon,Kim, Myung-Jin,Park, Joo-Yong,Choi, Sung-Weon,Cho, Kwan-Ho 대한악안면성형재건외과학회 2006 Maxillofacial Plastic Reconstructive Surgery Vol.28 No.5

Low-dose rate brachytherapy(LDR) has been effective modality for treatment of oral cancer. But the disadvantage of LDR is radioexposure of medical staff. To overcome this problem, high dose rate(HDR) brachytherapy has been developed. Our study evaluates the outcomes of patients with tongue cancer as treated by HDR brachytherapy. Between 2002 and 2005, eight patients with carcinoma of the tongue were treated with HDR brachytherapy. Five patients had AJCC stage I or II disease and the remaining three patients had AJCC stage III or IV. The male-to-female ratio was 2:6 and the mean age was 60.1 years (range: 21-80 years).The median follow-up time was 23.8 months (range: 7-55 months). There was no local failure until now. Three patients showed some complications. Two patients showed soft tissue necrosis. There was no bone sequela in all cases. Our experience in treating tongue cancer with HDR brachytherapy is encouraging, because it gave a satisfactory local control. Prospective studies are necessary to delineate the optimum indication for this treatment modality and long-term outcome.

A Simple Scoring Method to Calculate the Homogeneity and Coverage Indices of Dose Volume Histogram

윤명근,박성용,신동호,박중헌,이세병,김대용,김주영,조관호,Yoon Myong-Geun,Park Sung-Yong,Shin Dong-Ho,Park Jung-Hun,Lee Se-Byeong,Kim Dae-Yong,Kim Joo-Young,Cho Kwan-Ho Korean Society of Medical Physics 2006 의학물리 Vol.17 No.1

본 연구의 목적은 세기변조 방사선 치료법(IMRT)에 의해 만들어진 DVH를 이용하여 선량의 균등률(homogeneity) 및 덮임률(coverage) 지수를 구하는 간편한 방법을 제시하는 데 있다. 새로 개발된 지수들은 DVH 곡선을 수학적으로 계단 함수에 fitting 함으로써 구해졌다. 새로 제안된 지수 l는 종양에 대한 선량의 덮임률을 잘 나타내고 있으며 이 지수가 작으면 작을수록 더 좋은 덮임률을 보여주고 있다. 또한 종양의 균등률 지수로 제안된 n 지수는 기존에 사용되고 있는 균등률 지수들보다 좀 더 정확하게 선량의 균등성을 나태내고 있음을 확인하였다. 이들 지수를 이용하여 치료계획에 바탕이 되는 토대를 제시하였으며 여기에서 제안된 지수들이 선량의 균등성과 덮임성에 대해 매우 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여주고 있다. The goal of this study was to develop new indices for effectively evaluating the dose coverage and homogeneity based on the target-volume dose-volume histogram (TV-DVH) of intensity-modulated radio-therapy treatment plans. A new coverage Index and a new homogeneity index were developed by integrating a modified TV-DVH and by fitting a TV-DVH with a modified step function, respectively. The coverage index, named the l-index, indicates whether the dose coverage for the target volume is adequate based on user-defined criteria. A lower l-index indicates higher dose coverage of the tumor volume. The index for assessing dose homogeneity in a target volume, named the n-index, is more accurate than the conventional method in evaluating the dose homogeneity in a tumor volume. The baseline treatment plan for a target volume coverage and homogeneity is discussed. The proposed simple indices have been demonstrated to be effective in evaluating the dose coverage and homogeneity for TV-DVHs.

Comparison of Treatment Plans with Multileaf Collimators of different Leaf Width

김주영,박성용,이두현,이석호,김태현,조관호,Kim Joo Young,Park Sung Yong,Lee Doo Hyun,Lee Seok Ho,Kim Tae Hyun,Cho Kwan Ho Korean Society of Medical Physics 2004 의학물리 Vol.15 No.4

목적: Leaf width가 다른 다엽 콜리메터(MLCs)를 이용, 두개내 병변에 관하여 각각의 세기조절방사선치료(IMRT) 계획을 수립하여, 이를 선량학적으로 비교하였다. 재료 및 방법: BrainSCAN ver. 5.2. 소프트웨어를 사용하여 micro-MLC로 이미 치료가 수행된 12명의 환자를 Varian사의 120 MLC와 80 MLC로 다시 치료계획하였으며 이 다엽 콜리메터들은 중심에서의 leaf width가 각각 3 mm, 5 mm, 10 mm이다. 이 때, 계획용 표적체적은 3.3~339.2 cc였고, 조사된 빔의 수는 3~7개이다. 이들을 uniformity Index, conformity index, 결정장기와 정상조직 내 선량으로 서로 비교하였다. 결과: 계획용 표적체적의 uniformity Index경우, mMLCs와 120 MLCs 사이에서 (p=0.057) 120 MLCs와 80 MLCs 사이에서(p=0.388) 통계적으로 차이가 없었다. 그러나 mMLCs와 80 MLCs 사이에서 차이를 보였다(p<0.001). 계획용 표적체적에 대한 최대 목표선량은 leaf width와 연관성이 없었다. 반면에, conformity Index의 경우는 mMLCs와 120 MLCs (p=0.003), mMLCs와 80 MLCs (p=0.003), 50 MLCs와 120 MLCs (p=0.003) 사이에서 통계적인 차이를 보였다. 처방선량의 70%와 50% 이상 조사되는 뇌간의 부피는 다엽 콜리메터의 leaf width가 증가함에 따라 증가하였다. 특히, leaf width의 변화에 따라 방사선에 조사되는 정상 뇌조직의 부피가 분명하게 변하였다. Leaf width가 3 mm인 다엽 콜리메터와 비교하였을 때, leaf width가 5 mm, 10 mm인 다엽 콜리메터의 부피 증가는 처방선량의 50% 이상 조사되는 정상조직의 경우, 각각 6.3%, 23.2%였고, 처방선량의 70% 이상 조사되는 정상조직의 경우, 각각 8.7%, 32.7%였다. 결론: 계획용 표적체적의 uniformity Index와 최대 목표선량은 leaf width와 연관성이 없었다. 그렇지만 conformity Index 는 leaf width가 감소함에 따라 향상되었다. 두개내 병변 치료시, 정상 뇌조직의 보존에 있어 leaf width 5 mm, 10 mm인 다엽 콜리메터를 이용한 치료계획보다 leaf width 3 mm인 다엽 콜리메터를 이용한 치료계획이 보다 효과적임을 알 수 있었다. Purpose: To compare desimetrically intensity-modulated radiotherapy treatment plans with commercially available multileaf collimators (MLCs) of different leaf width for intracranial lesions. Materials and Methods: Twelve patients with intracranial lesions were treated with BrainLAB's micro-MLCs (mMLCs) and performed with the BrainSCAN ver. 5.2 planning software. They were replanned using the Varian 120 and 80 MLCs. These collimators have minimum leaf width of 3 mm, 5 mm and 10 mm at isocenter, respectively. PTV was $3.3~339.2\textrm{cm}^3$ and the number of beams was 3~7. These three plans were compared with respect to the uniformity and the conformity indices, doses to critical organ and normal tissue. Results: For the uniformity index of the planning target volume (PTV), there were no statistically significant differences between mMLCs and 120 MLCs (p=0.057) and between 120 MLCs and 80 MLCs (p=0.388). However, there was a difference between mMLCs and 80 MLCs (p<0.001). Maximum target dose to the PTV showed no dependency with respect to the leaf width. On the contrary, there were statistically significant differences in the conformity indices between mMLCs and 120 MLCs (p=0.003), between mMLCs and 80 MLCs (p=0.003) and between 120 MLCs and 80 MLCs (p=0.003). The volume of brainstem irradiated to $\geq$70% dose and to $\geq$50% dose was increased as the leaf width of MLCs increased. In particular, the volume of normal tissue irradiated is obviously changed for different leaf width. Volumetric increments for MLCs with leaf widths of 5 mm and 10 mm were 6.3% and 23.2% to the normal tissue irradiated to $\geq$50% dose, and 8.7% and 32.7% to the normal tissue irradiated to $\geq$70% dose, respectively, compared to the volume for MLCs with leaf width of 3 mm. Conclusions: The uniformity index and maximum target dose to the PTV showed no dependency with respect to leaf width of MLCs. However, the conformity index was improved as the leaf width decreased. For the sparing of normal brain tissue, treatment plans with MLCs of 3 mm leaf width is more effective, compared to ones with MLCs of 5 mm and 10 mm leaf widths.

영상유도 양성자치료를 위한 콘빔 CT 재구성 알고리즘: 기하학적 보정방법에 관한 연구

김진성,조민국,조영빈,윤한빈,김호경,윤명근,신동호,이세병,이레나,박성용,조관호,Kim, Jin-Sung,Cho, Min-Kook,Cho, Young-Bin,Youn, Han-Bean,Kim, Ho-Kyung,Yoon, Myoung-Geun,Shin, Dong-Ho,Lee, Se-Byeung,Lee, Re-Na,Park, Sung-Yong,Cho, Kwan- 한국의학물리학회 2008 의학물리 Vol.19 No.4

IMRT, 양성자 치료와 같이 방사선 치료 기술이 발전할수록 치료 시 환자의 위치를 확인하고 그 정확성을 평가하는 기술의 중요성이 강조되고 있다. 현재 국립암센터 양성자치료센터에 설치되어 있는 양성자 치료기의 단순 X-선 영상시스템을 이용하여 콘빔 CT (cone-beam CT) 3차원 영상을 획득, 영상유도 방사선 치료의 가능성을 확인하고자 하였다. 양성자 치료기에 설치되어있는 X-선 영상시스템(SDD: 2,108 mm, SOD: 1,511 mm, Varian a277 x-ray tube & Varian Paxscan 4030: a-Si+DRZ screen)을 이용하여 양성자 갠트리를 $2^{\circ}$씩 회전시켜가면서 기하학적인 오차 측정을 위한 팬톰과 인체 팬톰 (Humanoid phantom, Rando, CA, USA)의 투사영상을 획득하였다. 현재 시스템적으로 연속적인 회전과 영상획득이 지원되지 않아서 영상획득 후 갠트리를 회전하는 방법으로 투사영상을 획득하였다. 기하학적 오차측정을 위한 팬텀과 두경부 팬텀에 대해서 $360^{\circ}$를 회전하며 180장의 투사영상($2,304{\times}3,200$, 14 bit with 127${\mu}m$ pixel pitch)을 관전압 85 kVp, 관전류 80 mA, 조사시간 0.5 s의 조건으로 촬영하였다. 콘빔 CT 영상재구성을 위해 Ram-Lak filter를 적용한 Feldkamp cone-beam 알고리즘을 사용하였으며, 획득한 180장의 투사영상을 사용하여 $0.4{\times}0.4{\times}0.4mm^3$의 voxel size를 가진 $512{\times}512{\times}512$ CT영상을 재구성하였다. 기하학적인 오차 측정방법을 통해 X-선 선원, 검출기와 갠트리의 기하학적 정보를 측정하였다. 측정된 결과에 의하면 검출기가 $0.25^{\circ}$ 회전된 오차를 보이는 것을 발견하였다. 기하학적 교정으로 재구성된 콘빔 CT 영상을 multi-planar view (axial, sagittal and coronal view) 및 3차원 영상으로 재구성하여 비교 평가 하였다. 현재 양성자치료기에 설치되어있는 단순 X-선 영상 시스템에서 기하학적 오차 측정을 위한 볼 팬텀을 이용하여 시스템의 오차를 측정하였다. 측정한 오차를 바탕으로 기하학적 교정을 통해서 두경부 및 복부 팬텀에 대한 3차원 영상인 콘빔 CT 영상들을 재구성하였다. 추후 연속적인 회전을 통한 영상획득이 가능하게 된다면, 보다 정확하고 신속한 영상재구성이 가능 하며 콘빔 CT가 영상유도 양성자 치료에 매우 유용할 것으로 사려된다. According to improved radiation therapy technology such as IMRT and proton therapy, the accuracy of patient alignment system is more emphasized and IGRT is dominated research field in radiation oncology. We proposed to study the feasibility of cone-beam CT system using simple x-ray imaging systems for image guided proton therapy at National Cancer Center. 180 projection views ($2,304{\times}3,200$, 14 bit with 127 ${\mu}m$ pixel pitch) for the geometrical calibration phantom and humanoid phantoms (skull, abdomen) were acquired with $2^{\circ}$ step angle using x-ray imaging system of proton therapy gantry room ($360^{\circ}$ for 1 rotation). The geometrical calibration was performed for misalignments between the x-ray source and the flat-panel detector, such as distances and slanted angle using available algorithm. With the geometrically calibrated projection view, Feldkamp cone-beam algorithm using Ram-Lak filter was implemented for CBCT reconstruction images for skull and abdomen phantom. The distance from x-ray source to the gantry isocenter, the distance from the flat panel to the isocenter were calculated as 1,517.5 mm, 591.12 mm and the rotated angle of flat panel detector around x-ray beam axis was considered as $0.25^{\circ}$. It was observed that the blurring artifacts, originated from the rotation of the detector, in the reconstructed toomographs were significantly reduced after the geometrical calibration. The demonstrated CBCT images for the skull and abdomen phantoms are very promising. We performed the geometrical calibration of the large gantry rotation system with simple x-ray imaging devices for CBCT reconstruction. The CBCT system for proton therapy will be used as a main patient alignment system for image guided proton therapy.

입체조형 동적회전조사 방사선치료의 선량 검증

김태현,신동호,이두현,박성용,윤명근,신경환,표홍렬,김주영,김대용,조관호,양대식,김철용,Kim Tae Hyun,Shin Dong Ho,Lee Doo Hyun,Park Sung Yong,Yun Myung Guen,Shin Kyung Hwan,Py Hong Ryull,Kim Joo-Young,Kim Dae Yong,Cho Kwan Ho,Yang Dae-Sik,K 한국의학물리학회 2005 의학물리 Vol.16 No.4

입체조형 동적회전조사 방사선치료(Dynamic Conformal Arc Radiotherapy, DCAR)에서 필름 선량계를 이용한 선량검증시 필름 회전중심점 이동 보정값을 최적화법으로 구하고 최적화 후 DCAR에 대한 선량 검증의 정량적 허용기준을 제시하고자 하였다. 정위방사선치료를 시행했던 7명의 전이성 뇌암 환자에서 DCAR 치료계획을 시행하고 필름 선량계로 선량을 측정하였다. 필름 선량계의 가장 큰 계통적 오차 요인인 회전중심점 이동 보정값을 최적화법으로 구하고 치료계획과 필름으로 측정된 선량분포를 비교하여 최적화 전후의 평균 선량오차와 점선량오차가 $5\%$ 이상인 지점의 비율을 얻었다. 모든 환자에서 필름 선량계의 회전중심점 이동 보정값은 1 mm 이내였다. 필름 회전중심점 이동 보정 최적화전, 후로 선량오차 결과를 산출하였다. 최적화 전, 후의 평균 선량오차의 평균은 각각 $1.70{\pm}0.36\%$, $1.34{\pm}0.20\%$이었고 점선량오차가 $5\%$ 이상인 지점 비율의 평균은 각각 $4.54{\pm}3.94\%$, $0.11{\pm}0.12\%$로서 최적화 후 선량오차가 현저히 감소하였다. 본 연구의 결과와 같이 최적화법을 이용한 필름의 회전중심점 이동값을 구하고 최적화 후의 평균 선량오차와 점선량오차가 $5\%$ 이상인 지점의 비율을 구하는 방법은 임상에서 DCAR에 대한 선량 검증 방법으로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다. The purpose of this study is to develop the optimization method for adjusting the film isocenter shift and to suggest the quantitative acceptable criteria for film dosimetry after optimization In the dynamic conformal arc radiation therapy (DCAR). The DCAR planning was peformed In 7 patients with brain metastasis. Both absolute dosimetry with ion chamber and relative film dosimetry were peformed throughout the DCAR using BrainLab's micro-multileaf collimator. An optimization method for obtaining the global minimum was used to adjust for the error in the film isocenter shift, which is the largest pan of systemic errors. The mean of point dose difference between measured value using ion chamber and calculated value acquired from planning system was $0.51{\pm}0.43\%$ and maximum was $1.14\%$ with absolute dosimetry These results were within the AAPM criteria of below $5\%$. The translation values of film isocenter shift with optimization were within ${\pm}$1 mm in all patients. The mean of average dose difference before and after optimization was $1.70{\pm}0.35\%$ and $1.34{\pm}0.20\%$, respectively, and the mean ratios over $5\%$ dose difference was $4.54{\pm}3.94\%$ and $0.11{\pm}0.12\%$, respectively. After optimization, the dose differences decreased dramatically and a ratio over $5\%$ dose difference and average dose difference was less than $2\%$. This optimization method is effective in adjusting the error of the film isocenter shift, which Is the largest part of systemic errors, and the results of this research suggested the quantitative acceptable criteria could be accurate and useful in clinical application of dosimetric verification using film dosimetry as follows; film isocenter shift with optimization should be within ${\pm}$1 mm, and a ratio over $5\%$ dose difference and average dose difference were less than $2\%$.