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분할치료간(Interfraction) 내부 장기 움직임 오류 분석을 통한 전립선암의 전신정위적방사선치료(SBRT) 가능성 평가
The evaluation of the feasibility about prostate SBRT by analyzing interfraction errors of internal organs 원문보기

대한방사선치료학회지 = The Journal of Korean Society for Radiation Therapy, v.28 no.2, 2016년, pp.179 - 186  

홍순기 (서울대학교병원 방사선종양학과) ,  손상준 (서울대학교병원 방사선종양학과) ,  문준기 (서울대학교병원 방사선종양학과) ,  김보겸 (서울대학교병원 방사선종양학과) ,  이제희 (서울대학교병원 방사선종양학과)

초록
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목 적 : 분할치료간(Interfraction) 움직임에 의한 오류가 많은 직장과 방광 그리고 전립선의 변화를 MR영상을 기반으로 분석하여 보정치료계획(adaptive plan) 없이 SBRT 선량제한을 충족하는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 본원에서 ViewRay MRIdian System(ViewRay, ViewRay Inc., Cleveland, OH, USA)을 이용하여 전립선암에 총 선량이 70 Gy, 28회의 분할치료인 IMRT 치료를 시행한 환자 5명을 대상으로 하였다. 기존 치료방법을 가정하기 위해 ViewRay 모의치료계획과 동일한 날짜와 조건으로 촬영한 전산화단층촬영(Computed Tomography, 이하 CT)영상에 초기 치료계획을 생성하였고, 전산화치료계획은 Eclipse(Ver 10.0.42, Varian, USA)를 이용하였다. 분할치료간(Interfraction) 장기 변화를 분석하기 위해 치료계획용 CT영상에 각 5회 치료 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, 이하 MRI)을 Registration 한 후, 초기 치료계획을 각 치료영상에 적용하여 선량체적곡선 변화와 각 장기의 절대용적 변화를 측정하였다. 처방선량은 5회에 걸쳐 PTV에 총 선량이 $V_{36.25}$ Gy $${\geq_-}$$ 95%가 되도록 하였고, 전립선 SBRT 선량제한의 충족 여부를 확인하기 위하여 직장과 방광의 $V_{100%}$, $V_{90%}$, $V_{80%}$ $V_{50%}$을 측정하였으며, CTV의 $V_{100%}$, $V_{95%}$, $V_{90%}$도 측정하였다. 결 과 : 총 5회의 CTV, 직장, 방광의 선량평균값은 5명 모두 SBRT 선량제한을 충족하였으나 각 치료 영상을 분석한 결과 1회 이상 선량제한을 초과하는 경우도 나타났다. 초기 치료계획과 분할치료의 MR영상을 비교하여 절대용적 변화를 측정한 결과 직장에서 최대 1.72배, 방광에서 최대 2.0배 차이를 보였다. 직장의 경우 초기 치료계획에서 5명의 측정값이 평균 $V_{100%}=0.32%$, $V_{90%}=3.33%$, $V_{80%}=7.71%$, $V_{50%}=23.55%$로 선량한도 이하로 계획 되었으나, 실제 분할치료 중 최대 3회까지 선량한도를 초과하기도 하였다. 방광의 경우도 초기 치료계획의 절대용적이 평균 117.9 cc 였으나 실제 치료 5회 평균용적은 79.2 cc 로 나타났다. CTV의 경우 방광과 직장의 용적 변화 등으로 인해 5 mm 여백을 포함한 PTV에 치료계획을 세웠음에도 불구하고 100% 처방선량 영역을 벗어나기도 하였다. 결 론 : 본 연구에서는 5회 치료 평균으로 분석한 결과 선량한도를 벗어난 경우는 없었으나, 각각의 분할치료에서는 직장과 방광의 오차가 비교적 큰 것을 확인 할 수 있었다. 그러므로 전립선암 SBRT를 시행하기 위해서는 선량 전달 정확성에 더욱 신중을 기해야 한다. 이를 위해서는 실시간 영상추적과 보정치료계획이 필수적이며 이것은 모든 방사선 치료가 궁극적으로 나아가야 할 방향으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Purpose : To figure out if the treatment plan for rectum, bladder and prostate that have a lot of interfraction errors satisfies dosimetric limits without adaptive plan by analyzing MR image. Materials and Methods : This study was based on 5 prostate cancer patients who had IMRT(total dose: 70Gy) Us...

주제어

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 전립선암 환자를 대상으로 Viewray 장비에서 획득한 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, 이하 MRI)을 기반으로 분할 치료시 내부 장기의 오차를 분석하였다. 또한 치료가 진행됨에 따라 누적되는 방사선량으로 인한 내부 장기 위치 변화를 고려하고자 10일 정도의 간격을 두고 획득한 영상을 바탕으로 연구를 진행하였다. 분할 치료간(Interfraction) 움직임에 의한 오류가 많은 직장과 방광 그리고 전립선의 변화를 분석하여 보정치료계획(adaptive plan) 없이 SBRT 선량제한을 충족하는지 알아보고자 하였다.
  • 본 논문에서는 실시간 영상추적(Image-tracking) 혹은 보정(adaptive)치료를 적용하기 힘든 일반 선형가속기에서 내부 장기의 움직임 오류가 많은 전립선암의 고선량, 저분할 치료인 SBRT 치료의 적용 가능 여부를 알아보고자 하였다. 전립선암 환자를 대상으로 Viewray 장비에서 획득한 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, 이하 MRI)을 기반으로 분할 치료시 내부 장기의 오차를 분석하였다.
  • 본 눈문에서는 전립선암의 방사선 치료 시 내부 장기의 변화를 알아봤다. 이는 치료 시 실시간 영상추적(Imagetracking) 혹은 보정(adaptive)치료가 가능하다면 가장 이상적인 치료가 될 수 있으며, 보정치료가 불가한 경우에는 직장과 방광의 전처치가 필수적으로 시행하여 그 오차를 최소화 하는데 노력해야 할 것이다.
  • 본 연구를 시작하게 된 계기는 과연 장기 움직임이 심한 전립선 SBRT 치료를 기존 치료 장비로 시행할 수 있는지 여부를 알아보고자 함이었다. Christopher R.
  • 또한 치료가 진행됨에 따라 누적되는 방사선량으로 인한 내부 장기 위치 변화를 고려하고자 10일 정도의 간격을 두고 획득한 영상을 바탕으로 연구를 진행하였다. 분할 치료간(Interfraction) 움직임에 의한 오류가 많은 직장과 방광 그리고 전립선의 변화를 분석하여 보정치료계획(adaptive plan) 없이 SBRT 선량제한을 충족하는지 알아보고자 하였다.

가설 설정

  • 특히 전립선 SBRT의 경우는 기존 치료법보다 훨씬 짧은 치료기간으로 환자에게 경제적 이득과 치료횟수의 편의를 제공한다. 반면에 더 많은 연구가 필요하겠지만 현재로선 여전히 부작용은 기존 치료법보다 다소 높은 편이고,6) 7) 8) 특히 치료 횟수가 매우 적기 때문에 선량 전달 정확성에 더욱 신중을 기해야 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전신정위적방사선치료의 치료계획에 요구되는 것은? (p = 0.11)3) 하지만 SBRT 치료계획은 주 변결정장기(Organ at risk, OAR)의 방사선량을 최소화하고 종양에 방사선량을 집중시키기 위하여 기존 방사선 치료계획에 비해 높은 정밀도가 요구된다. 그리고 표적(Target)의 정확한 위치 파악과 치료 시 표적의 움직임과 모양 및 크기 변화를 최소화기 위하여 치료 시 마다 영상을 획득하여 위치조정 후 방사선치료를 시행하고 있다.
용적 변화 방사선 치료의 장점은 무엇인가? 전립선암의 방사선 치료는 주변 정상조직의 부작용을 줄이고 종양 조직에 많은 선량을 전달 할 수 있는 3문 입체조 형치료계획(3D Conformal radiation therapy)에서 세기 변조 방사선 치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, 이하 IMRT)로 발전되어 왔다. 특히 용적 변화 방사선 치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, 이하 VMAT)는 IMRT 보다 균일한 선량 분포를 보여주고, 치료 시간도 최대 55% 감소시켜 환자 움직임에 따른 오차를 최소화 할 수 있게 해주었다.1) 2)
전신정위적방사선치료란 무엇인가? 전신정위적방사선치료(Stereotactic Body Radiation Therapy, 이하 SBRT)는 6~7 cm 이하의 종양 조직에 16~24 Gy의 선량을 1회에 단일 조사하거나 20~40 Gy의 선량을 2~5회에 분할 조사하는 고선량, 저분할 치료법으로 치료 횟수가 짧아 환자에게 편의성과 경제적 이득을 줄 수 있다. 특히 135명의 환자를 대상으로 한 최근 연구 결과에 따르면 전립선 SBRT 치료의 5년 생화학적 재발없는 생존율(biochemical Relapse Free Survival, 이하bRFS)은 90% 이상으로 나타났다.
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참고문헌 (8)

  1. Alasti H, Petric MP, Catton CN, Warde PR. Portal imaging for evaluation of daily on-line setup errors and off-line organ motion during conformal irradiation of carcinoma of the prostate. Int J Radiation Oncology. 2001;49(3):869-884. 

  2. Byrne TE. A review of prostate motion with considerations for the treatment of prostate cancer. Med Dosim. 2005;30(3):155-61 

  3. Vincent S. Khoo,(F.R.A.C.R.), Elizabeth J.Adams,(M.Sc.), Frank Saran, M.D., James L.Bedford, Ph.D., et al.: A comparison of clinicaltarget volumes determined by CT and MRI for the radiotherapy planning of base of skull meningiomas. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2006;46, 1309-1317 

  4. Sten Myrehaug, Gordon Chan, et al. A Treatment planning and acute toxicity comparison of two pelvic nodal volume delineation techniques and delivery comparison of intensity-modulated radiotherapy versus volumetric modulated arc therapy for hypofractionated high-risk prostate cancer radiotherapy. Int J Radiation Oncol Biol Phys. 2012;8 657-662. 

  5. Christopher R. King, James D, et al : Strerotactic body radiothrapy for localized prostate cancer. Int Radiation Oncolgy Biol Phys. 2009:73, 1043-1048 

  6. James B, Laura. D, er al : Stereotactic body radiation therapy versus Intensity modulated radiation therapy for prostate cancer: Comparison of toxicity Int Journal of Clinical Oncology 2014:32, 1183 

  7. Sher DJ, Parikh R, Mays-Jackson S, et al: Costeffectiveness analysis of SBRT versus IMRT for low-risk prostate cancer. Am J Clin Oncol [epub ahead of print on December 27, 2012] 

  8. Gray PJ, Paly JJ, Yeap BY, et al: Patientreported outcomes after 3-dimensional conformal, intensitymodulated, or proton beam radiotherapy for localized prostate cancer. Cancer 119:1729-1735, 2013 

저자의 다른 논문 :

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