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Colloid gel(Slime)의 방사선 치료 시 표면 보상체로서의 유용성 평가
이훈희,김찬규,송관수,방문균,강동윤,신동호,이두현,Lee, Hun Hee,Kim, Chan Kyu,Song, Kwan Soo,Bang, Mun Kyun,Kang, Dong Yun,Sin, Dong Ho,Lee, Du Heon 대한방사선치료학회 2018 대한방사선치료학회지 Vol.30 No.1
목 적 : 본 연구는 colloid gel(slime)을 자체 제작하여, 방사선치료에서 불규칙한 환자 체표면에 대한 보상체로 적용하기 위하여 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본 연구를 위하여 치료에 적합한 colloid gel을 자체적으로 제작하였고, 방사선 치료 적용 가능성 평가를 위해 네 가지 실험을 하였다. 치료 장비 및 CT 장비로는 Trilogy(Varian)와 CT(SOMATOM, Siemens)를 이용하였다. 첫 번째로 colloid gel의 조성에 따른 균질도를 EBT3 Film(RIT)을 이용하여 측정하였다. 두 번째는 colloid gel의 Hounsfield Unit(HU)값을 CRIS phantom과 Eclipse RTP(Eclipse 13.1, Varian) 및 CT 촬영을 이용하여 선량 측정 및 확인을 하였다. 세 번째로 colloid gel의 치료 기간 내 변형 및 변질을 검사하기 위하여 ion chamber(PTW-30013, PTW)를 이용하여 매일 3회씩, 2주간 측정하였다. 네 번째 실험은 자체 제작한 아크릴 팬텀을 이용하여 실제 치료와 유사한 환경에서 bolus, rice, colloid gel을 이용한 치료계획 및 측정된 선량 분포 비교하였고, 추가적으로 dose profile도 확인하였다. 결 과 : 첫 번째 실험에서 조성된 colloid gel case 1, 2, 3의 밀도는 각각 평균 $1.02g/cm^3$, $0.99g/cm^3$, $0.96g/cm^3$이었으며, 6 MV 및 9 MeV에서 측정된 균질도를 판단하였을 때 case 1이 표준편차 1.55, 1.98로 다른 case들에 비해 더 균질한 것으로 확인되었다. 두 번째 실험에서는 HU값은 case 1, 2, 3 평균 15 HU로 확인되었으며, 치료계획과 측정된 선량을 비교하였을 때 9, 12 MeV 모든 측정 위치에서 1 % 이내 차이를 보였으며, 6 MV는 두 측정 위치에서 -1.53 %, -1.56 % 차이로 전체 2 % 내의 오차를 보였다. 세 번째 실험에서는 2주 동안 측정하였을 때 colloid gel의 선량변화가 1 % 내외로 측정되었다. 네 번째 실험에서는 치료계획과 EBT3 film으로 측정된 결과를 비교하였을 때 6 MV에서는 bolus, rice 모두 비슷한 선량 차이를 보였으며, 9 MeV에서는 photon과 달리 colloid gel이 bolus, rice와 비교하여 선량 차이가 적게 나는 것을 확인하였다. Dose profile 면에서도 colloid gel이 bolus, rice보다 균일한 dose 분포를 보였다. 결 론 : 본 연구에서 방사선치료를 위해 제작된 colloid gel의 밀도는 $1.02g/cm^3$로 물의 밀도와 비슷하며, 방사선치료 과정 동안 변질 및 변형이 확인되지 않았다. Colloid gel 제작 시 밀도에 유의를 해야 하지만, bolus, rice보다 환자의 체표면에 대한 충분한 보상을 통해 선량을 균일하게 전달할 수 있고, 저가에 제작을 할 수 있다는 점에서도 충분한 장점이 있다. 앞으로 임상적용을 위한 추가적인 실험 및 연구를 통해 방사선치료에 적용할 수 있을 것으로 사료된다. Purpose : In this study, we evaluated the usefulness of colloid gel(slime) as a compensator for irregular patient surfaces in radiation therapy. Materials and Methods : For this study, colloid gel suitable for treatment was made and four experiments were conducted to evaluate the applicability of radiation therapy. Trilogy(Varian) and CT(SOMATOM, Siemens) were used as treatment equipment and CT equipment. First, the homogeneity according to the composition of colloid gel was measured using EBT3 Film(RIT). Second, the Hounsfield Unit(HU) value of colloid gel was measured and confirmed by CRIS phantom, Eclipse RTP(Eclipse 13.1, Varian) and CT. Third, to measure the deformation and degeneration of colloid gel during the treatment period, it was measured 3 times daily for 2 weeks using an ion chamber(PTW-30013, PTW). The fourth experiment was compared the treatment plan and measured dose distributions using bolus, rice, colloid gel and additional, dose profiles in an environment similar to actual treatment using our own acrylic phantom. Result : First experiment, density of the colloid gel cases 1, 2 and 3 was $1.02g/cm^3$, $0.99g/cm^3$ and $0.96g/cm^3$. When the homogeneity was measured at 6 MV and 9 MeV, case 1 was more homogeneous than the other cases, as 1.55 and 1.98. In the second experiment, the HU values of case 1, 2, 3 were 15 and when the treatment plan was compared with the measured doses, the difference was within 1 % at all 9, 12 MeV and a difference of -1.53 % and -1.56 % within the whole 2 % at 6 MV. In the third experiment, the dose change of colloid gel was measured to be about 1 % for 2 weeks. In the fourth experiment, the dose difference between the treatment plan and EBT3 film was similar for both colloid gel and bolus, rice at 6 MV. But colloid gel showed less dose difference than bolus and rice at 9 MeV. Also, dose profile of colloid gel showed a more uniform dose distribution than the bolus and rice. Conclusion : In this study, the density of colloid gel prepared for radiation therapy was $1.02g/cm^3$ similar to the density of water, and alteration or deformation was not observed during the radiotherapy process. Although we pay attention to the density when manufacturing colloid gel, it is sufficient in that it can deliver the dose uniformly through the compensation of the patient's body surface more than the bolus and rice, and can be manufactured at low cost. Further studies and studies for clinical applications are expected to be applicable to radiation therapy.
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