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Flattening filter-free beam을 이용한 방사선 치료 기법의 특성 및 환자의 시간적.경제적 유용성 평가
구장현,원희수,홍주완,장남준,박진홍,Goo, Jang Hyeon,Won, Hui Su,Hong, Joo Wan,Chang, Nam Jun,Park, Jin Hong 대한방사선치료학회 2014 대한방사선치료학회지 Vol.26 No.2
목 적 : Flattening filter-free (3F) beam과 flattening filter (2F) beam을 이용한 치료기법에 따른 특성 비교와 환자 측면의 시간적 경제적 유용성을 비교 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : Alderson rando phantom의 전산화단층촬영 영상을 획득하여 가상의 전립선을 설정한 후 세기변조 방사선치료, 용적변조 회전방사선치료 그리고 체부정위적 방사선치료에 3F와 2F beam을 각각 적용하여 총 6개의 전산화치료계획을 수립하였다. 선량률은 3F beam을 이용한 치료기법에 1200 MU/min을 설정하였고, 2F beam의 경우 600 MU/min을 적용하였다. 3F와 2F beam을 이용한 치료기법의 특성 비교를 위하여 총 monitor unit (MU)값을 비교하였고 치료시간의 비교를 위하여 beam on time (BOT)과 gantry rotation time (GRT)을 측정하였으며, 3F와 2F beam에 의한 각 치료기법에서 발생되는 광중성자 측정을 위하여 Surveillance And Measurement (SAM) 940을 사용하였다. 또한, 환자의 총 내원기간과 자기부담금을 계산하였다. 결 과 : 총 MU값은 세기변조 방사선치료에서 3F beam을 이용하였을 때 2F beam을 이용한 경우보다 최대 34.0% 증가하였고 BOT, GRT 그리고 광중성자 측정값은 체부정위적 방사선치료에 3F beam을 적용하였을 때 2F beam보다 각각 최대 39.8, 38.6, 48.1% 감소하였다. 환자의 총 내원기간과 자기부담금은 3F와 2F beam의 이용에 따른 차이는 없었으며, 치료기법 중 체부정위적 방사선치료가 10일과 169,560원으로 가장 적게 나타났다. 결 론 : 본 연구 결과, 3F beam의 고 선량률을 이용한 치료기법은 2F beam과 비교하여 총 MU값은 증가하였으나 BOT, GRT 그리고 광중성자 측정값이 모두 감소하였다. 이처럼 3F beam의 고 선량률을 사용하는 치료기법은 intra-fraction setup error 및 2차 방사선 유발암 발생률을 줄이는 효과를 기대할 수 있으나, 동일한 치료기법 내에서 3F와 2F beam 사용에 따른 환자에게 특별한 시간적 경제적인 이점은 없었다. Purpose : The aim of this study was to appraise properties for radiation therapy techniques and effectiveness of time and economy to a patient in the case of applying flattening filter-free (3F) and flattening filter (2F) beam to the radiation therapy. Materials and Methods : Alderson rando phantom was scanned for computed tomography image. Treatment plans for intensity modulated radiation therapy (IMRT), volumetric modulated arc therapy (VMAT) and stereotactic body radiation therapy (SBRT) with 3F and 2F beam were designed for prostate cancer. To evaluate the differences between the 3F and 2F beam, total monitor units (MUs), beam on time (BOT) and gantry rotation time (GRT) were used and measured with $TrueBeam^{TM}$ STx and Surveillance And Measurement (SAM) 940 detector was used for photoneutron emitted by using 3F and 2F. To assess temporal and economical aspect for a patient, total treatment periods and medical fees were estimated. Results : In using 3F beam, total MUs in IMRT plan increased the highest up to 34.0% and in the test of BOT, GRT and photoneutron, the values in SBRT plan decreased the lowest 39.8, 38.6 and 48.1%, respectively. In the temporal and economical aspect, there were no differences between 3F and 2F beam in all of plans and the results showed that 10 days and 169,560 won was lowest in SBRT plan. Conclusion : According as the results, total MUs increased by using 3F beam than 2F beam but BOT, GRT and photoneutron decreased. From above the results, using 3F beam can decrease intra-fraction setup error and risk of radiation-induced secondary malignancy. But, using 3F beam did not make the benefits of temporal and economical aspect for a patient with the radiation therapy.
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Metal artifact 감소를 위한 CT simulator 영상 재구성의 유용성 평가
최지훈,박진홍,최병돈,원희수,장남준,구장현,홍주완,Choi, Ji Hun,Park, Jin Hong,Choi, Byung Don,Won, Hui Su,Chang, Nam Jun,Goo, Jang Hyun,Hong, Joo Wan 대한방사선치료학회 2014 대한방사선치료학회지 Vol.26 No.2
목 적 : CT simulation 시 고 밀도 인공물에 의해 발생된 metal artifact는 주변조직의 관찰능력 감소 및 CT number 변화에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 CT 촬영 시 Metal Artifact Reduction for Orthopedic implants(O-MAR)의 유용성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법 : CT simulator를 이용하여 Gammex phantom과 Rando phantom의 original 영상, 고 밀도 인공물을 삽입 후 획득한 non O-MAR 영상과 O-MAR 적용 영상을 획득하였다. CT 영상 평가를 위해 Gammex phantom CT 영상 내 5개 조직과 artifact 영향을 직접 받는 3개 지점에 관심영역(region of interest, ROI)을 각각 설정하고, CT number와 노이즈(standard deviation, SD)를 평균값으로 비교, 분석하였다. 고 밀도 인공물 주변조직의 CT number 변화에 따른 선량변화 확인을 위해 전산화치료계획시스템 Eclipse를 이용하여 Rando phantom CT 영상 3곳에 원기둥 체적을 형성하였다. 치료계획은 6 MV 광자선, 7개 조사면, 조사야 $15{\time}15cm$, 1회당 처방선량 100 cGy를 적용하여 수립하고 평균선량을 비교, 분석하였다. 두 실험 모두 original 영상을 기준으로 분석하였다. 결 과 : Gammex phantom을 이용한 영상평가 실험에서 각 영상별 5개 조직의 CT number 차이는 작았으며, artifact 영향을 직접 받는 3개 지점은 O-MAR 적용 시 original 영상과 유사하게 나타났다. 그리고 O-MAR 적용 시 8개 지점의 SD는 non O-MAR 영상보다 모두 감소되었다. Rando phantom을 이용한 선량변화 실험 또한 O-MAR 적용 시 original 영상과 유사하게 나타났다. 결 론 : O-MAR 적용 시 고 밀도 인공물 artifact로 인한 영상 왜곡 및 SD 감소로 영상의 질이 향상되었으며 CT number 보정에 유용하였다. 이는 체표윤곽도(contour) 생성 및 치료계획 수립에 이점이 있을 것이라 사료된다. Purpose : This study presents the usefulness assessment of metal artifact reduction for orthopedic implants(O-MAR) to decrease metal artifacts from materials with high density when acquired CT images. Materials and Methods : By CT simulator, original CT images were acquired from Gammex and Rando phantom and those phantoms inserted with high density materials were scanned for other CT images with metal artifacts and then O-MAR was applied to those images, respectively. To evaluate CT images using Gammex phantom, 5 regions of interest(ROIs) were placed at 5 organs and 3 ROIs were set up at points affected by artifacts. The averages of standard deviation(SD) and CT numbers were compared with a plan using original image. For assessment of variations in dose of tissue around materials with high density, the volume of a cylindrical shape was designed at 3 places in images acquired from Rando phantom by Eclipse. With 6 MV, 7-fields, $15{\time}15cm2$ and 100 cGy per fraction, treatment planning was created and the mean dose were compared with a plan using original image. Results : In the test with the Gammex phantom, CT numbers had a few difference at established points and especially 3 points affected by artifacts had most of the same figures. In the case of O-MAR image, the more reduction in SD appeared at all of 8 points than non O-MAR image. In the test using the Rando Phantom, the variations in dose of tissue around high density materials had a few difference between original CT image and CT image with O-MAR. Conclusion : The CT images using O-MAR were acquired clearly at the boundary of tissue around high density materials and applying O-MAR was useful for correcting CT numbers.
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