[논문]세기조절방사선치료 시 치료 부위에 따른 치료계획 시스템 간 선량평가

김진만; 김종식; 홍채선; 박주영; 박수연; 주상규

초록
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목 적: 본 연구는 치료계획 시스템인 $Pinnacle^3$ (version 9.2, Philips Medical Systems, USA)과 Eclipse (version 10.0, Varian Medical Systems, USA)을 이용하여 전립선암과 폐암의 세기조절방사선 치료계획시 불균질 부위의 선량 계산 차이를 알고리즘별로 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 각 5명의 전립선암 및 폐암 환자를 대상으로, 본원 Protocol에 따른 동일한 조건으로 최적화 계산을 진행하였다. 전립선암 환자의 치료계획은 10 MV, 7Beam을 사용하였으며 2.5 Gy씩 28 fx, 총 70 Gy를 동일 처방하였고, 폐암 환자의 치료계획은 6 MV, 6Beam을 사용하였으며 2 Gy씩 33 fx, 총 66 Gy를 동일 처방하였다. 두 치료계획시스템을 통해 CTV, PTV 및 종양주위의 OAR의 최대선량, 평균선량, 최소선량을 비교하였다. 결 과: 전립선암에서 두 치료계획시스템 모두 CTV와 PTV의 선량변화가 2%이내였으며 종양주변 정상 장기(방광, 대퇴골, 직장)도 선량제약조건을 충족하였다. 폐암에서도 CTV와 PTV는 2%이내의 선량변화를 보였고, 정상 장기(식도, 척수, 양측 폐)도 선량제약 조건을 충족하였다. 하지만, Eclipse 치료계획의 최소선량은 CTV에서 1.9%, PTV에서 3.5% 높았고 양측 폐의 경우 V5 Gy에서 3.0% 높은 차이를 보였다. 결 론: 치료부위에 따른 각각의 치료계획시스템은 본원의 선량제한 조건을 모두 만족하여 임상적 정확성을 확인할 수 있었다. 향후 다양한 부위의 치료계획 연구와 치료계획시스템의 적용은 보다 정확한 치료계획을 위한 방법을 제시할 것이라 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: This study executed therapy plans on prostate cancer (homogeneous density area) and lung cancer (non-homogeneous density area) using radiation treatment planning systems such as $Pinnacle^3$ (version 9.2, Philips Medical Systems, USA) and Eclipse (version 10.0, Varian Medical Sys...

Purpose: This study executed therapy plans on prostate cancer (homogeneous density area) and lung cancer (non-homogeneous density area) using radiation treatment planning systems such as $Pinnacle^3$ (version 9.2, Philips Medical Systems, USA) and Eclipse (version 10.0, Varian Medical Systems, USA) in order to quantify the difference between dose calculation according to density in IMRT. Materials and Methods: The subjects were prostate cancer patients (n=5) and lung cancer patients (n=5) who had therapies in our hospital. Identical constraints and optimization process according to the Protocol were administered on the subjects. For the therapy plan of prostate cancer patients, 10 MV and 7Beam were used and 2.5 Gy was prescribed in 28 fx to make 70 Gy in total. For lung cancer patients, 6 MV and 6Beam were used and 2 Gy was prescribed in 33 fx to make 66 Gy in total. Through two therapy planning systems, maximum dose, average dose, and minimum dose of OAR (Organ at Risk) of CTV, PTV and around tumor were investigated. Results: In prostate cancer, both therapy planning systems showed within 2% change of dose of CTV and PTV and normal organs (Bladder, Both femur and Rectum out) near the tumor satisfied the dose constraints. In lung cancer, CTV and PTV showed less than 2% changes in dose and normal organs (Esophagus, Spinal cord and Both lungs) satisfied dose restrictions. However, the minimum dose of Eclipse therapy plan was 1.9% higher in CTV and 3.5% higher in PTV, and in case of both lungs there was 3.0% difference at V5 Gy. Conclusion: Each TPS according to the density satisfied dose limits of our hospital proving the clinical accuracy. It is considered more accurate and precise therapy plan can be made if studies on treatment planning for diverse parts and the application of such TPS are made.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구를 통해 세기조절방사선치료계획에서 밀도에 따른 두 치료계획시스템 간의 선량계산 차이를 알아보고자 균질한 밀도영역으로 이루어진 전립선암부위 환자와 상대적으로 불균질한 밀도영역으로 이루어진 폐암환자를 대상으로 동일한 선량제한조건으로 선량최적화를 실시하여 종양부위와 종양주위의 손상위험장기에 대하여 전체적인 선량의 차이를 정량적으로 평가 및 분석하고자 한다.
이에 본 저자는 치료부위에 따라 달라지는 밀도가 치료계획시스템에서 치료선량에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자본원에서 사용하고 있는 치료계획시스템을 통해 알아보고자 한다. 본원에서 사용하고 있는 치료계획시스템은 Pinnacle³ (version 9.

제안 방법

본 연구의 대상인 전립선암 환자의 치료계획표적용적 (Planning Target Volume), 임상표적체적(Clinical Target Volume) 및 중요 장기의 설정과 치료계획에 사용된 선량 제한치는 본원에서 사용 중인 Definitive Radiotherapy 치료기준을 따랐다(Table 1). 5명 환자의 PTV와 CTV의 평균 부피는 77.22 cc, 36.15 cc이며 선량계획으로 2.5 Gy씩 28회, 총 70 Gy으로 하였으며 OAR은 좌우 대퇴골두와 직장의 외막을 고려하였다. 치료계획은 10 MV, 7Beam (260°, 290°, 320°, 0°, 35°, 65°, 100°)으로 하였다.
본 논문은 치료계획시스템에서 밀도에 따른 선량계산 차이를 알아보고자 동일 선량제한조건으로 Pinnacle과 Eclipse에서 각각 세기조절방사선치료계획 최적화를 실시하였다. 동일조건하에 PBC알고리즘과 Superposition알고리즘, 그리고 Monte Carlo알고리즘 비교 실험을 한 보고에 의하면, 실측에 비해 PBC알고리즘의 경우 12% 높게 측정되었다고 하며, 또, 다른 실험인 부위별 최적화에 따른 PBC알고리즘과 Superposition알고리즘 비교 실험에서는, 폐부위에서 두 알고리즘이 8%의 차이가 측정되었고, 두경부 부위에서는 1.
본 연구를 통해 세기조절방사선치료계획에 있어 치료부위에 따른 치료계획시스템의 차이를 알아보았다. 앞으로 다양한 부위의 선량계획 연구와 치료계획시스템을 시행한다면, 각 부위별 밀도별 선량계산 오차를 계산하여, 치료계획시스템 결과를 바탕으로 Dosimetric Quality Assurance를 진행한다면, 선량계획시스템의 정확성을 측정할 것으로 기대된다.
세기조절방사선치료계획에 있어 치료계획시스템에 따른 선량학적 결과 비교를 위해서 Pinnacle³ (version 9.2, Philips Medical System)과 Eclipse (version 10.0 Varian Medical System, USA)을 이용하였다. 연구 대상의 설정은 종양의 위치에 따른 선량학적 비교를 위해서 상대적으로 균등한 밀도 영역에 종양이 있는 전립선암 환자 5명과 폐와 같이 저밀도 영역에 종양부위가 있는 환자 5명으로 나누어 선정하였다.
5 Gy씩 28회, 총 70 Gy으로 하였으며 OAR은 좌우 대퇴골두와 직장의 외막을 고려하였다. 치료계획은 10 MV, 7Beam (260°, 290°, 320°, 0°, 35°, 65°, 100°)으로 하였다. 전립선암 환자의 경우 전립선 고정을 위해 자체제작한 prostate용 rectal balloon을 적용하였으며 치료계획에 직장용 풍선이 선량계산에는 영향을 주지 않도록 하기위해 치료계획에서 빔 각도를 조정하였다.
0 Gy씩 33F회, 총 66 Gy으로 하였다. 치료계획은 6 MV, 6Beam (330°, 0°, 30°, 60°, 145°, 180°)으로 하였다. 각 연구대상 별로 표적 및 중요장기의 선량 제한치를 동일하게 적용하여 Pinnacle과 Eclipse에서 각각 선량을 최적화하였다.

대상 데이터

치료기준을 따랐다(Table 2). 5명 환자의 PTV와 CTV의 평균 부피는 390.3 cc, 182.2 cc이며 선량계획인 2.0 Gy씩 33F회, 총 66 Gy으로 하였다. 치료계획은 6 MV, 6Beam (330°, 0°, 30°, 60°, 145°, 180°)으로 하였다.
0 Varian Medical System, USA)을 이용하였다. 연구 대상의 설정은 종양의 위치에 따른 선량학적 비교를 위해서 상대적으로 균등한 밀도 영역에 종양이 있는 전립선암 환자 5명과 폐와 같이 저밀도 영역에 종양부위가 있는 환자 5명으로 나누어 선정하였다. 이러한 부위의 설정은 상이한 밀도에서 선량계산의 차이를 비교하기 위함이다.

데이터처리

두 치료계획시스템의 정량적 비교는 Dose-Volume Histogram을 통해서 얻어진 종양부위인 PTV, CTV의 최대선량, 최소선량, 평균선량과 종양부위의 주위의 중요장기인 OAR의 최대선량, 최소선량, 평균선량을 구하여 각 치료계획시스템의 최적화 결과를 비교하였다.

이론/모형

본 연구의 대상인 전립선암 환자의 치료계획표적용적 (Planning Target Volume), 임상표적체적(Clinical Target Volume) 및 중요 장기의 설정과 치료계획에 사용된 선량 제한치는 본원에서 사용 중인 Definitive Radiotherapy 치료기준을 따랐다(Table 1). 5명 환자의 PTV와 CTV의 평균 부피는 77.

성능/효과

Pinnacle의 최적화종류는 DMPO (Direct Machine Parameter Optimization)방식으로 별도의 MLC 변환과정이 필요없었나, Eclipse에서는 DVO (Dose Volume Optimizer 10.0.28) 방식으로 MLC 변환과정이 필요하며, 변환 후에 선량 용적 곡선이 다소 변하는 점이 있었다.
본 논문에서 진행한 선량계산 결과를 보면 상대적으로 균등한 밀도영역으로 이루어진 전립선암의 치료계획에는 OAR 과 Target 모두 2% 내외의 유사한 선량결과를 나타났지만, Eclipse에서는 직장 벽의 V₂₅부분에서 8.4%, PTV 최소선량이 1.6% 높게 계산되었다. 저밀도 부근의 종양부위가 있는 폐암의 치료계획에서도 OAR과 Target 모두 2% 내외의 유사한 선량결과를 나타냈지만, Eclipse에서는 양측 폐의 V5가 3.
6% 높게 계산되었다. 저밀도 부근의 종양부위가 있는 폐암의 치료계획에서도 OAR과 Target 모두 2% 내외의 유사한 선량결과를 나타냈지만, Eclipse에서는 양측 폐의 V5가 3.0%와 PTV 최소선량이 3.5% 높게 나타났다. 이러한 차이를 보이는 부분은 모두 공기와 접해 있는 저밀도영역으로, Pinnacle에 비해 Eclipse에서 다소 높게 계산되었으나 이러한 결과값 모두 선량제한을 충족하였으므로 임상적으로 적용 가능한 범위라 판단된다.
전립선암의 세기조절방사선치료계획 결과를 보면 Pinnacle과 Eclipse의 선량계산 결과에서 전립선 주위의 주요 장기인방광, 대퇴골두, 직장벽 모두 선량제약조건을 충족하였다. 그 중 직장벽의 V₂₅는 Pinnacle 29.
폐암의 치료계획 결과를 보면 Pinnacle과 Eclipse의 선량계산 결과에서 폐암 주위의 주요 장기인 식도, 척수, 양측 폐 모두 선량제약조건을 충족하였다. 양측 폐의 V_5Gy는 Pinnacle 54.

후속연구

본 연구를 통해 세기조절방사선치료계획에 있어 치료부위에 따른 치료계획시스템의 차이를 알아보았다. 앞으로 다양한 부위의 선량계획 연구와 치료계획시스템을 시행한다면, 각 부위별 밀도별 선량계산 오차를 계산하여, 치료계획시스템 결과를 바탕으로 Dosimetric Quality Assurance를 진행한다면, 선량계획시스템의 정확성을 측정할 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	두경부암이나 전립선암에서 세기 조절방사전치료의 적용이 필수적인 이유는?	방사선치료에 있어서 세기조절방사선치료(Intensity Modulated Radiotherapy, IMRT) 기술의 발달은 종양조직에 고 선량을 집중하고 주위 정상조직의 선량을 최소화 할 수 있게 한다.1,2) 특히, 두경부암이나 전립선암은 종양과 주변 정상조직의 기하학적 관계로 인한 선량 전달의 어려움이 있어 세기 조절방사선치료의 적용은 필수적이다.
	치료계획시스템에는 어떤 차이가 있었는가?	Pinnacle의 최적화종류는 DMPO (Direct Machine Parameter Optimization)방식으로 별도의 MLC 변환과정이 필요없 었나, Eclipse에서는 DVO (Dose Volume Optimizer 10.0.28) 방식으로 MLC 변환과정이 필요하며, 변환 후에 선량 용적 곡선이 다소 변하는 점이 있었다.
	방사선치료에 있어 주목해야할 점은?	방사선치료에 있어서 세기조절방사선치료(Intensity Modulated Radiotherapy, IMRT) 기술의 발달은 종양조직에 고 선량을 집중하고 주위 정상조직의 선량을 최소화 할 수 있게 한다.1,2) 특히, 두경부암이나 전립선암은 종양과 주변 정상조직의 기하학적 관계로 인한 선량 전달의 어려움이 있어 세기 조절방사선치료의 적용은 필수적이다.

참고문헌 (10)

Intensity Modulated Radiation Therapy Collaborative Working Group: Intensity modulated radiotherapy; Current status and issue of interest. Int J Radiation Oncology Biol Phys 2001;51:880-917

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Ling CC, Burman C, Chui CS, et al.: Conformal radiation treatment of prostate cancer using inversely-planned intensity modulated photon beams produced with dynamic multileaf collimation. Int J Radiation Oncology Biol Phys 1996;35:721-730

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Hedin E, Back A: Influence of different dose calculation algorithms on the estimate of NTCP for lung complications. Med Phys 2013;6:14:127-139
Scholz C, Nill S, Oelfke U: Comparison of IMRT optimization based on a pencil beam and a superposition algorithm. Med Phys 2003;30:1909-1913

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Vanderstraeten B, Reynaert N, Paelinck L, et al.: Accuracy of patient dose calculation for lung IMRT: a comparison of Monte Carlo, convolution/superposition, and pencil beam computations. Med Phys 2006;33:3149-3158

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Al-Hallaq HA, Reft CS, Roeske JC: The dosimetric effects of tissue heterogeneities in intensity-modulated radiation therapy (IMRT) of the head and neck. Phys Med Biol 2006; 51:1145-1156

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Knoos T, Wieslander E, Cozzi L, et al.: Comparison of dose calculation algorithms for treatment planning in external photon beam therapy for clinical situations. Phys Med Biol 2006;51:5785-5807

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Bragg CM, Conway J: Dosimetric verification of the anisotropic analytical algorithm for radiotherapy treatment planning. Radiother Oncol 2006;81:315-323

상세보기
Christoper MB, Wingate K, Conway J: Clinical implications of the anisotropic analytical algorithm for IMRT treatment planning and verification. Radiother Oncol 2008;86:276-284

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Carrasco P, Jomet N, Duch MA, et al.: Comparision of dose calculation algorithm in phantom with lung equivalent heterogeneities under conditions of lateral disequilibrium. Med Phys 2004;31:2899-2911

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