The purpose of this study is to evaluate the dose distribution by gantry rotation and MLC moving speed on treatment planning system(TPS) and linear accelerator. The dose analyzer phantom(Delta 4) was scanned by CT simulator for treatment planning. The planning target volumes(PTVs) of prostate and pa...
The purpose of this study is to evaluate the dose distribution by gantry rotation and MLC moving speed on treatment planning system(TPS) and linear accelerator. The dose analyzer phantom(Delta 4) was scanned by CT simulator for treatment planning. The planning target volumes(PTVs) of prostate and pancreas was prescribed 6,500 cGy, 5,000 cGy on VMAT(Volumetric Modulated Arc Therapy) by TPS while MLC speed changed. The analyzer phantom was irradiated linear accelerator using by planned parameters. Dose distribution of PTVs were evaluated by the homogeneity index, conformity index, dose volume histogram of organ at risk(rectum, bladder, spinal cord, kidney). And irradiated dose analysis were evaluated dose distribution and conformity by gamma index. The PTV dose of pancreas was 4,993 cGy during 0.1 cm/deg leaf and gantry that was the most closest prescribed dose(5,000 cGy). The dose of spinal cord, left kidney, and right kidney were accessed the lowest during 0.1 cm/deg, 1.5 cm/deg, 0.3 cm/deg. The PTV dose of prostate was 6,466 cGy during 0.1 cm/deg leaf and gantry that was the most closest prescribed dose(6,500 cGy). The dose of bladder and rectum were accessed the lowest during 0.3 cm/deg, 2.0 cm/deg. For gamma index, pancreas and prostate were analyzed the lowest error 100% at 0.8, 1.0 cm/deg and 99.6% at 0.3, 0.5 cm/deg. We should used the optimal leaf speed according to the gantry rotation if the treatment cases are performed VMAT.
The purpose of this study is to evaluate the dose distribution by gantry rotation and MLC moving speed on treatment planning system(TPS) and linear accelerator. The dose analyzer phantom(Delta 4) was scanned by CT simulator for treatment planning. The planning target volumes(PTVs) of prostate and pancreas was prescribed 6,500 cGy, 5,000 cGy on VMAT(Volumetric Modulated Arc Therapy) by TPS while MLC speed changed. The analyzer phantom was irradiated linear accelerator using by planned parameters. Dose distribution of PTVs were evaluated by the homogeneity index, conformity index, dose volume histogram of organ at risk(rectum, bladder, spinal cord, kidney). And irradiated dose analysis were evaluated dose distribution and conformity by gamma index. The PTV dose of pancreas was 4,993 cGy during 0.1 cm/deg leaf and gantry that was the most closest prescribed dose(5,000 cGy). The dose of spinal cord, left kidney, and right kidney were accessed the lowest during 0.1 cm/deg, 1.5 cm/deg, 0.3 cm/deg. The PTV dose of prostate was 6,466 cGy during 0.1 cm/deg leaf and gantry that was the most closest prescribed dose(6,500 cGy). The dose of bladder and rectum were accessed the lowest during 0.3 cm/deg, 2.0 cm/deg. For gamma index, pancreas and prostate were analyzed the lowest error 100% at 0.8, 1.0 cm/deg and 99.6% at 0.3, 0.5 cm/deg. We should used the optimal leaf speed according to the gantry rotation if the treatment cases are performed VMAT.
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문제 정의
체적조절호형 방사선치료는 갠트리 회전에 따라 다엽콜리메이터 속도가 변할 때 속도에 따른 선량분포의 변화가 발생하는데 그에 대한 연구가 미비한 실정이다[7,8]. 그러므로 본 연구의 목적은 갠트리 회전에 따른 다엽콜리메이터의 속도의 변화로 발생하는 선량분포의 차이를 연구해보고, 치료계획용적내의 균질성지표, 일치지표, 정상조직의 선량과 전체선량분포 비교를 하고자 한다.
방사선 치료의 궁극적인 목적은 종양조직에는 적합한 방사선을 부여하며 동시에 정상조직에는 최소의 방사선 선량을 조사하여 치료가능비(Therapeutic ratio)를 최대한 높이는 것을 목적으로 한다[1]. 방사선치료는 이러한 궁극적인 목적을 달성하기 위하여 발전하여 왔는데.
본 연구는 체적조절호형방사선치료 시 갠트리의 회전에 따른 다엽콜이메이터의 속도 변화에 따른 종양과 정상조직의 선량 및 선량분포를 평가하였다. 최근 방사선치료에서 체적조절호형방사선치료는 선택이 아닌 필수처럼 많은 환자에게 적용되고 있다.
제안 방법
선량분포는 적절한 속도를 유지하면서 환자의 치료시간도 오래 걸리지 않고 종양과 정상조직에 선량분포를 좀 더 균등하게 줄 수 있는 치료방법을 선택해야한다. 기존에 연구에서 체적조절호형방사선치료 시 속도에 대한 평가가 치료계획과 로그 파일을 분석해서 선량 및 분포를 분석하였다[7]. 그러나 본 연구는 치료계획과 선형 가속기에서 실제 조사되었을 경우의 선량 및 분포를 분석하였기 때문에 조금 더 정확한 차이를 평가할 수 있었다.
모든 치료계획은 6 MV 광자선을 이용하였으며, 회전 각도는 356° 싱글 또는 듀얼 아크(시계 방향과 반시계 방향)를 이용하였다.
5 ㎝/deg를 기준으로 하여 속도에 따른 치료계획과 비교하였다[15]. 선량분포 검증을 위해서 120개 다엽콜리메이터가 있는 선형가속기(Clinac IX, Varian Medical System Palo Alto, CA)를 사용하여 체적조절호형방사선 조사를 선량측정팬텀에 조사하였다[Fig. 1]. 선량분포 정확도 평가는 3%/3 ㎜를 허용기준으로 감마 분석(r index)을 사용했다[16].
4, 5]. 전립선과 췌장의 치료계획용적과 결정 장기의 부피 선량 그래프 평가를 하였다[Fig. 6].
세기조절방사선치료의 원리는 2차원적 치료 조사면의 선량 분포가 일정하게 유지되는 전통적인 치료 방식과는 달리, 조사면의 선량 세기는 불균일하지만 병변에 이상적인 모양으로 선량이 분포하도록 설계하는 것이다. 체적조절호형방사선 치료는 8-core CPU, 16GB RAM, 8GB GPU가 장착된 64 bit 윈도우 시스템 치료계획장치(Oncentra v. 4.1, Electa, Crawley, United Kingdom)로 치료계획을 하였다. 그리고 ARIA v.
치료계획 선량검증은 선량측정팬텀에 분포된 선량을 평가하였다. 평가 항목은 목표 및 결정 장기에 대한 균질성지 수(HIRTOG), 적합성지수(CIRTOG), 부피-선량 그래프(Dose volume histogram, DVH)를 각각 비교하여 평가하였다 [13].
1~2 ㎝/deg 사이로 사용을 하였다[9,10,11]. 치료계획은 선량측정팬텀(Delta4PT, Scandidos AB, Uppsala, Sweden) 에 전립선, 췌장 치료를 가정하여 속도에 따른 치료계획을 하였고, 결정 장기(organ at risk, OAR)는 방광, 직장, 신장, 척수를 설정하였다[12,13].
치료계획 선량검증은 선량측정팬텀에 분포된 선량을 평가하였다. 평가 항목은 목표 및 결정 장기에 대한 균질성지 수(HIRTOG), 적합성지수(CIRTOG), 부피-선량 그래프(Dose volume histogram, DVH)를 각각 비교하여 평가하였다 [13]. 선량검증은 다엽콜리메이터 움직임을 0.
기존의 연구 중에서 좌측 유방암 환자의 경우 수술 후 방사선 치료를 실시 할 때 치료계획용적 내에 좌측 유방이 포함될 경우, 우측 유방암 환자나 호지킨스 질병환자와 비교 하여 추적관찰 해본 결과 15년 후에 심장병으로 사망하는 확률이 더 높다는 연구결과가 보고되고 있다[5]. 환자의 부작용을 방지하기 위하여 2차원 고전적 치료에서 3차원 입체 조형치료, 세기조절 방사선치료, 그리고 체적조절호형방사 선치료는 종양의 움직임, 환자의 위치잡이, 환자의 호흡에 대한 움직임을 고려하여 치료계획용적(PTV)을 정하여 종양 및 정상조직의 용적을 설정하였다[6]. 그러나 세기조절방사 선치료와 체적조절호형방사선치료는 다엽콜리메이터에서 발생한 오차에 대한 보정이 부족한 상태이다.
데이터처리
평가 항목은 목표 및 결정 장기에 대한 균질성지 수(HIRTOG), 적합성지수(CIRTOG), 부피-선량 그래프(Dose volume histogram, DVH)를 각각 비교하여 평가하였다 [13]. 선량검증은 다엽콜리메이터 움직임을 0.5 ㎝/deg를 기준으로 하여 속도에 따른 치료계획과 비교하였다[15]. 선량분포 검증을 위해서 120개 다엽콜리메이터가 있는 선형가속기(Clinac IX, Varian Medical System Palo Alto, CA)를 사용하여 체적조절호형방사선 조사를 선량측정팬텀에 조사하였다[Fig.
전체적인 치료계획상의 값과 실제 치료 시 얻은 결과 값의 일치도를 감마인덱스 값으로 평가하였다. 전립선의 감 마인덱스는 0.
전체적인 치료계획상의 값과 실제 치료 시 얻은 결과 값의 일치도를 감마인덱스 값으로 평가하였다. 전립선의 감 마인덱스는 0.3 ㎝/deg과 0.5 ㎝/deg일 때 99.6%, 췌장의 감마인덱스는 0.8과 1.0 ㎝/deg일 때 100% 일치도를 보였다. 감마 분포에서 전립선과 췌장에서 다엽콜리메이터 속도가 빨라질수록 3%/3 ㎜가 일치하지 않는 영역이 증가하 였다[Fig.
1 ㎝/deg일 때 6,466 cGy로 치료계획의 치료계획용적 선량인 6,500 cGy에 가장 가까웠다. 주위 정상조직인 방광은 0.3 ㎝/deg일 때 4176 cGy, 직장은 2.0 ㎝/deg일 때 2704 cGy로 가장 낮았고, 전립선의 의균질성지표는 다엽콜리메이터 움직임이 2.0 ㎝/deg일 때 1.056로 가장 균등한 선량분포를 나타내었고 일치지표는 0.2 ㎝/deg일 때 1.000로 가장 일치하였다.
8 ㎝/deg일 때 458 cGy로 가장 낮게 나왔다. 췌장의 균질성지표(HI)는 다엽콜리메이터 움직임이 1.0 ㎝/deg 일 때 1.056,로 가장 균등한 선량분포를 나타내었고 일치지표(CI)는 1.5 ㎝/deg일 때 0.999로 가장 일치하였다.
후속연구
최근 방사선치료에서 체적조절호형방사선치료는 선택이 아닌 필수처럼 많은 환자에게 적용되고 있다. 그러므로 방사선치료의 목적 달성을 위하여 최적의 다엽콜리메이터 속도를 설정하는 것이 환자의 치료에 도움이 되리라 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
방사선 치료의 궁극적인 목적은 무엇인가?
방사선 치료의 궁극적인 목적은 종양조직에는 적합한 방사선을 부여하며 동시에 정상조직에는 최소의 방사선 선량을 조사하여 치료가능비(Therapeutic ratio)를 최대한 높이는 것을 목적으로 한다[1]. 방사선치료는 이러한 궁극적인 목적을 달성하기 위하여 발전하여왔는데.
치료계획 선량검증은 선량측정팬텀에 분포된 선량을 평가하였는데, 평가 항목은 무엇인가?
치료계획 선량검증은 선량측정팬텀에 분포된 선량을 평가하였다. 평가 항목은 목표 및 결정 장기에 대한 균질성지수(HIRTOG), 적합성지수(CIRTOG), 부피-선량 그래프(Dose volume histogram, DVH)를 각각 비교하여 평가하였다[13]. 선량검증은 다엽콜리메이터 움직임을 0.
체적조절호형방사선치료의 파라미터에는 어떠한 것들이 있는가?
이와 같이 오차 가능성을 줄이기 위해서 체적조절호형방사선치료는 임상에 적용하기 전에 환자에게 조사되는 선량 및 분포를 평가하기 위하여 장비 및 환자의 정도관리(Quality Assurance; QA)가 선행되어져야 한다[4]. 체적조절호형방사선치료의 파라미터에는 갠트리 속도, 선량율, 제어지점, 다엽콜리테이터(MLC) 속도 및 움직임의 설정 및 제약조건 등의 변화에 의해 치료방법이 다양해진다. 여러 가지 파라미터 중 에서 가장 중요한 파라미터는 갠트리의 회전과 다엽콜리메이터의 속도 및 움직임이다.
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