목 적: 열가소성(thermoplastic) bolus가 가지는 이점을 알아보고자 이를 사용하여 치료한 두 건의 case를 선량과 위치 재현성 측면으로 나누어 피부 병변 VMAT 치료에서의 열가소성 bolus의 유용성을 평가하였다. 대상 및 방법: 좌측 유방 피부 병변 치료 환자 두 명을 대상으로 열가소성 Bolus를 사용하여 simulation 하였고 2 arc VMAT으로 계획하였다. 각 치료 계획은 처방선량(Prescription dose)이 표적 체적의 95% 이상 조사되도록 설계하였다. CBCT(Cone Beam CT) 영상에서 air gap의 길이를 측정하여 bolus 위치의 재현성을 평가하였다. 선량의 재현성을 평가하기 위해 Plan에서의 선량 분포와 CBCT에서의 선량 분포를 비교하였고 환자 2에 대해 in vivo 측정을 하였다. 결 과: 환자 1의 치료계획용 CT에서의 air gap과 CBCT image에서 10회 치료 동안 생긴 평균 air gap(M1)의 차이는 -0.42±1.24mm였다. 환자 2에서 14회 치료 동안 생긴 skin과 bolus 사이의 평균 air gap(M2)과 치료계획용 CT의 air gap의 차이는 -1.08±1.3mm, 두 bolus 사이의 air gap(M3)과의 차이는 0.49±1.16으로 나타났다. 치료계획용 CT와 CBCT의 선량 분포 차이는 환자 1에서 PTV1 D95가 -1.38%, Skin(max)가 0.39%의 차이를 보였고 환자 2에서 PTV1 D95가 0.63%, SKIN(max)가 -0.53%의 차이를 나타내었다. in vivo 측정 결과 계획된 선량과 -1.47% 차이를 보였다. 결 론: 열가소성 Bolus는 3D printer로 제작한 것과 비교하여 제작 과정이 단순하고 소요 시간이 길지 않으며, set up 측면에서 재현성 있는 결과를 보였고 선량 측면에서도 안정적인 결과를 나타내어 불규칙한 표면의 피부 병변 치료에서 그 유용성이 높은 것으로 사료된다.
목 적: 열가소성(thermoplastic) bolus가 가지는 이점을 알아보고자 이를 사용하여 치료한 두 건의 case를 선량과 위치 재현성 측면으로 나누어 피부 병변 VMAT 치료에서의 열가소성 bolus의 유용성을 평가하였다. 대상 및 방법: 좌측 유방 피부 병변 치료 환자 두 명을 대상으로 열가소성 Bolus를 사용하여 simulation 하였고 2 arc VMAT으로 계획하였다. 각 치료 계획은 처방선량(Prescription dose)이 표적 체적의 95% 이상 조사되도록 설계하였다. CBCT(Cone Beam CT) 영상에서 air gap의 길이를 측정하여 bolus 위치의 재현성을 평가하였다. 선량의 재현성을 평가하기 위해 Plan에서의 선량 분포와 CBCT에서의 선량 분포를 비교하였고 환자 2에 대해 in vivo 측정을 하였다. 결 과: 환자 1의 치료계획용 CT에서의 air gap과 CBCT image에서 10회 치료 동안 생긴 평균 air gap(M1)의 차이는 -0.42±1.24mm였다. 환자 2에서 14회 치료 동안 생긴 skin과 bolus 사이의 평균 air gap(M2)과 치료계획용 CT의 air gap의 차이는 -1.08±1.3mm, 두 bolus 사이의 air gap(M3)과의 차이는 0.49±1.16으로 나타났다. 치료계획용 CT와 CBCT의 선량 분포 차이는 환자 1에서 PTV1 D95가 -1.38%, Skin(max)가 0.39%의 차이를 보였고 환자 2에서 PTV1 D95가 0.63%, SKIN(max)가 -0.53%의 차이를 나타내었다. in vivo 측정 결과 계획된 선량과 -1.47% 차이를 보였다. 결 론: 열가소성 Bolus는 3D printer로 제작한 것과 비교하여 제작 과정이 단순하고 소요 시간이 길지 않으며, set up 측면에서 재현성 있는 결과를 보였고 선량 측면에서도 안정적인 결과를 나타내어 불규칙한 표면의 피부 병변 치료에서 그 유용성이 높은 것으로 사료된다.
Purpose: To find out the advantages of thermoplastic bolus compared to conventional bolus, which is mainly used in clinical practice, We evaluated Two cases in terms of dose and location reproducibility to assess Usability of thermoplastic Bolus for skin VMAT radiotherapy. Materials and Methods: Two...
Purpose: To find out the advantages of thermoplastic bolus compared to conventional bolus, which is mainly used in clinical practice, We evaluated Two cases in terms of dose and location reproducibility to assess Usability of thermoplastic Bolus for skin VMAT radiotherapy. Materials and Methods: Two patient's treated with left breast skin lesion were simulated using thermoplastic Bolus and planned with 2arc VMAT. the prescription dose was irradiated to 95% or more of the target volume. We evaluated The reproducibility of the bolus position by measuring the length of the air gap in the CBCT (Cone Beam CT) image. to evaluate dose reproducibility, we compared The dose distribution in the plan and CBCT and measured in vivo for patient 2. Results: The difference between the air gap in patient 1's simulation CT and the mean air gap (M1) during 10 treatments in the CBCT image was -0.42±1.24mm. In patient 2, the difference between the average air gap between the skin and the bolus (M2) during 14 treatments was -1.08±1.3mm, and the air gap between the bolus (M3) was 0.49±1.16. The difference in the dose distribution between Plan CT and CBCT was -1.38% for PTV1 D95 and 0.39% for SKIN (max) in patient 1. In patient 2, PTV1 D95 showed a difference of 0.63% and SKIN (max) -0.53%. The in vivo measurement showed a difference of -1.47% from the planned dose. Conclusion: thermoplastic Bolus is simpler and takes less time to manufacture compared to those produced by 3D printer. Also compared to conventional bolus, it has high reproducibility in the set-up side and stable results in terms of dose delivery.
Purpose: To find out the advantages of thermoplastic bolus compared to conventional bolus, which is mainly used in clinical practice, We evaluated Two cases in terms of dose and location reproducibility to assess Usability of thermoplastic Bolus for skin VMAT radiotherapy. Materials and Methods: Two patient's treated with left breast skin lesion were simulated using thermoplastic Bolus and planned with 2arc VMAT. the prescription dose was irradiated to 95% or more of the target volume. We evaluated The reproducibility of the bolus position by measuring the length of the air gap in the CBCT (Cone Beam CT) image. to evaluate dose reproducibility, we compared The dose distribution in the plan and CBCT and measured in vivo for patient 2. Results: The difference between the air gap in patient 1's simulation CT and the mean air gap (M1) during 10 treatments in the CBCT image was -0.42±1.24mm. In patient 2, the difference between the average air gap between the skin and the bolus (M2) during 14 treatments was -1.08±1.3mm, and the air gap between the bolus (M3) was 0.49±1.16. The difference in the dose distribution between Plan CT and CBCT was -1.38% for PTV1 D95 and 0.39% for SKIN (max) in patient 1. In patient 2, PTV1 D95 showed a difference of 0.63% and SKIN (max) -0.53%. The in vivo measurement showed a difference of -1.47% from the planned dose. Conclusion: thermoplastic Bolus is simpler and takes less time to manufacture compared to those produced by 3D printer. Also compared to conventional bolus, it has high reproducibility in the set-up side and stable results in terms of dose delivery.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 본원에서 사용하는 열가소성 bolus를 적용하여 치료한 좌측 유방 피부 병변 치료 환자 case를 위치 재현성과 선량적 변화 측면에서 평가하여 피부 병변 VMAT 치료에서의 열가소성 bolus의 유용성을 평가하고자 하였다.
제안 방법
MIM software를 이용하여 Plan에서의 선량 분포를 치료실에서 얻은 CBCT에 적용하여 선량의 재현성을 평가하였다. Plan CT와 CBCT가 보이는 Set up의 차이만큼 MIM에서 contour를 수정하여 적용하였다.
Plan CT와 CBCT가 보이는 Set up의 차이만큼 MIM에서 contour를 수정하여 적용하였다. 환자 2의 경우 target을 bolus가 한 겹만 있는 Breast 부위와 두 겹이 있는 Under Breast 부위로 나누어서 in vivo 측정을 하였고 plan 상의 선량 값과 비교하였다(Fig.
각 환자의 simulation CT image와 fraction마다 얻은 CBCT image를 비교하여 같은 위치에서의 Breast skin과 bolus 사이의 거리(air gap)를 측정하여 Set up 재현성을 확인하였다(Fig. 3). 각각 Coronal 방향의 같은 Slice에서 측정하였고, bolus를 단독으로 사용했을 때를 M1, bolus 를 열가소성 mask의 안에 사용한 경우를 M2, bolus를 열가소성 mask 위에 덧댄 경우를 M3로 나누어 air gap을 측정하였다.
3). 각각 Coronal 방향의 같은 Slice에서 측정하였고, bolus를 단독으로 사용했을 때를 M1, bolus 를 열가소성 mask의 안에 사용한 경우를 M2, bolus를 열가소성 mask 위에 덧댄 경우를 M3로 나누어 air gap을 측정하였다.
모든 치료 계획의 주요장기(Organ at Risk, OAR) 선량은 본원의 dose guideline을 기준으로 하여 한계선량(constraints dose) 이하로 치료계획을 수립하였다. 두 환자 모두 VMAT 6MV partial 2 Arc로 계획하였다.
5 Gy의 95 % 선량이 볼륨에 99 % 이상 차지하게 치료계획을 수립하였다. 모든 치료 계획의 주요장기(Organ at Risk, OAR) 선량은 본원의 dose guideline을 기준으로 하여 한계선량(constraints dose) 이하로 치료계획을 수립하였다. 두 환자 모두 VMAT 6MV partial 2 Arc로 계획하였다.
열가소성 bolus는 EZ-BolusTM(Klarity Medical Products, USA) 4 mm를 사용하였고 convection oven 을 이용하여 75도의 온도에서 15분간 가열하였다. 유연해진 열가소성 bolus를 환자의 치료 부위에 부착하여 정형화하였다.
이용하여 75도의 온도에서 15분간 가열하였다. 유연해진 열가소성 bolus를 환자의 치료 부위에 부착하여 정형화하였다. 환자 1의 경우 충분한 선량 깊이를 위해 열가소성 bolus 위에 추가로 superflab bolus 0.
14, MIM, USA) 시스템을 이용하여 육안종양체적(Gross Tumor Volume, GTV), 임상 표적 체적(Clinical Target Volume, CTV), 치료 계획 표적 용적(Planning Target Volume, PTV) 및 심장, 폐 등의 주요 장기(Organ at risk, OAR)의 윤곽(Contour)를 그렸다. 이후 전산화 치료 계획 시스템(RAYSTATION Version 8B, RAYSEARCH, USA)으로 전송하여 각각 치료계획을 세웠다.
전산화단층촬영을 통해 획득한 CT 영상을 바탕으로 MIM software (ver6.7.14, MIM, USA) 시스템을 이용하여 육안종양체적(Gross Tumor Volume, GTV), 임상 표적 체적(Clinical Target Volume, CTV), 치료 계획 표적 용적(Planning Target Volume, PTV) 및 심장, 폐 등의 주요 장기(Organ at risk, OAR)의 윤곽(Contour)를 그렸다. 이후 전산화 치료 계획 시스템(RAYSTATION Version 8B, RAYSEARCH, USA)으로 전송하여 각각 치료계획을 세웠다.
치료계획용 전산화단층촬영장치는 본원의 CT(Aquilion LB, Canon Medical Systems)를 이용하였으며 Scan parameter 120 KV, 130 mA, Pitch 0.938:1, Slice thickness 3 mm 간격으로 Helical scan 영상을 획득하였다.
환자 1의 치료 계획에 대해서 GTV Daily Dose 3.2 Gy 씩 10회 분할조사(fractionated radiotherapy)하고 Total Dose 32 Gy의 95 % 선량이 볼륨에 99 % 이상 차지하며, CTV Daily Dose 2.5 Gy씩 10회 분할조사하고 Total Dose 25 Gy의 95 % 선량이 볼륨에 99 % 이상 차지하게 치료계획을 수립하였다. 환자 2의 치료계획에 대해서 GTV Daily Dose 3 Gy씩 15회 분할조사(fractionated radiotherapy)하고 Total Dose 45 Gy의 95 % 선량이 볼륨에99 % 이상 차지하며, CTV daily Dose 2.
Plan CT와 CBCT가 보이는 Set up의 차이만큼 MIM에서 contour를 수정하여 적용하였다. 환자 2의 경우 target을 bolus가 한 겹만 있는 Breast 부위와 두 겹이 있는 Under Breast 부위로 나누어서 in vivo 측정을 하였고 plan 상의 선량 값과 비교하였다(Fig. 4).
5 Gy씩 10회 분할조사하고 Total Dose 25 Gy의 95 % 선량이 볼륨에 99 % 이상 차지하게 치료계획을 수립하였다. 환자 2의 치료계획에 대해서 GTV Daily Dose 3 Gy씩 15회 분할조사(fractionated radiotherapy)하고 Total Dose 45 Gy의 95 % 선량이 볼륨에99 % 이상 차지하며, CTV daily Dose 2.5 Gy씩 15회 분할 조사하고 Total Dose 37.5 Gy의 95 % 선량이 볼륨에 99 % 이상 차지하게 치료계획을 수립하였다. 모든 치료 계획의 주요장기(Organ at Risk, OAR) 선량은 본원의 dose guideline을 기준으로 하여 한계선량(constraints dose) 이하로 치료계획을 수립하였다.
대상 데이터
열가소성 bolus를 사용하여 유방 피부 병변 환자 두 명의 치료계획용 CT(Computed Tomography)영상을 획득하였다. 치료계획용 전산화단층촬영장치는 본원의 CT(Aquilion LB, Canon Medical Systems)를 이용하였으며 Scan parameter 120 KV, 130 mA, Pitch 0.
열가소성 bolus를 사용하여 치료한 Breast cancer 환자 두 명을 대상으로 하였다. 환자 1은 Left breast mass를 주소로 내원하였고 Stage cT4N3M1이며 Palliative 치료였다.
두 명을 대상으로 하였다. 환자 1은 Left breast mass를 주소로 내원하였고 Stage cT4N3M1이며 Palliative 치료였다. 환자 2는 Left breast, axilla, skin lesion을 주소로 내원하였고 Stage cT2N2M1이며 Palliative 치료였다.
환자 1은 Left breast mass를 주소로 내원하였고 Stage cT4N3M1이며 Palliative 치료였다. 환자 2는 Left breast, axilla, skin lesion을 주소로 내원하였고 Stage cT2N2M1이며 Palliative 치료였다.
1). 환자 2는 열가소성 bolus를 고정하기 위해 열가소성 mask를 사용하였고 그 위에 열가소성 bolus를 추가로 얹어 충분한 두께를 형성하였다(Fig. 2). 이후 5분 동안 열가소성 bolus가 충분히 굳도록 하였다.
성능/효과
(1, 2) 표면선량(surface dose)을 증가시키기 위해 흔히 bolus 물질을 사용한다.(3) 불규칙하고 굴곡진 표면이 대부분인 가슴 부위 피부 병변 치료의 경우 기존의 superflab bolus로는 set up의 재현성을 유지하기 어렵고 air gap이 커지는 문제가 존재한다. 기존 연구에 따르면 이러한 재현성의 문제가 3DCRT에 비해 VMAT 치료에서 선량에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.
2 g/cm3 정도 크게 측정되었다. Beam energy의 변화 정도는 열가소성 bolus와 기존 Bolus의 PDD 20/10 기준 최대 0.4 %의 차이로 크지 않았고(Table 1) Farmer Chamber를 이용한 측정 선량 값의 차이는 Plan에 비해 평균 0.74 % 정도 낮게 측정되었다(Table 2).
53 %의 차이를 나타내었다. In vivo 측정 결과는 Breast 부위에서 계산된 선량이 345 cGy, 측정된 선량이 340 cGy으로 -1.471 % 차이를 나타내었고 Under Breast 부위에서 계산된 선량이 330 cGy, 측정된 선량이 330 cGy 로 동일한 결과를 보였다(Table 6).
3 mm였다(Table 4). Simulation CT image에서의 안쪽과 바깥쪽 열가소성 bolus 사이의 air gap(M3)은 7.7 mm이며, 14회 치료 동안 air gap의 차이와의 평균은 0.49±1.16 mm로 나타났다.
결론적으로 열가소성 Bolus는 set up 측면에서 평균 0.7 mm 이내의 재현성 있는 결과를 보였고 선량 측면에서도 안정적인 결과를 나타내었다. 또한 3D printer로 제작하는 bolus에 비해 치료 시작까지의 과정이 단순하고 제작에 필요한 시간이 길지 않다.
본원에서 실시한 사전 측정 결과 열가소성 bolus의 밀도는 약 1.08 g/cm3로서 superflab bolus의 밀도인 약 0.84 g/cm3 보다 0.2 g/cm3 정도 크게 측정되었다. Beam energy의 변화 정도는 열가소성 bolus와 기존 Bolus의 PDD 20/10 기준 최대 0.
선량의 측면에서, Planning-CT와 CBCT를 비교해 보았을 때 환자 1과 2 모두 1.5 % 이내의 차이를 보여 안정적인 재현성을 보여주었다. 환자 2의 In vivo 측정 결과도 Breast 부위에서 -1.
환자 1에서 PTV1 D95 값은 Planning-CT에서 31.93 Gy, CBCT에서 31.49 Gy였으며 -1.38 %의 차이를 보였다. SKIN (max) 값은 각각 35.
환자 2에서 PTV1 D95 값은 Planning-CT에서 44.53 Gy, CBCT에서 44.81 Gy였으며, 0.63 %의 차이를 보였다. SKIN (max) 값은 각각 54.
5 % 이내의 차이를 보여 안정적인 재현성을 보여주었다. 환자 2의 In vivo 측정 결과도 Breast 부위에서 -1.471 % 차이를 보였고, Under Breast 부위에서는 Plan과 동일한 결과를 나타내어 실제로도 재현성 있는 선량이 들어가고 있음을 나타내었다.
참고문헌 (7)
Gunhan B., Kemikler G., Koca A.: Determination of surface dose and the effect of bolus to surface dose in electron beams. Med Dosim 2003; 28: pp. 193-198.
A. Monti, M.G. Brambilla, L. Sarno, A. Torresin, ET AL: Bolus in VMAT breast treatment, Physica Medica, 2016-02-01, Volume 32, Pages 45-45, Copyright "2016
K. Tournel: An assessment of the use of skin flashes in helical tomotherapy using phantom and in-vivo dosimetry, Radiotherapy and Oncology 84 (2007) 34-39
DIAS ET AL.: Optimization of skin dose using in-vivo MOSFET dose measurements in bolus/non-bolus fraction ratio: A VMAT and a 3DCRT study, Clin Med Phys 2019; 20:2: 63-70
Jessica M Fagerstrom: Dosimetric characterization of a rigid, surface-contour-specific thermoplastic bolus material, Medical dosimetry, VOLUME 44, ISSUE 4, P401-404, DECEMBER 01, 2019
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