조직결손이 큰 환자에서 물 볼루스의 적용에 관한 고찰

박효국,이상규,윤종원,조정희,김동욱,김주호,Park, Hyo-Kuk,Lee, Sang-Kyu,Yoon, Jong-Won,Cho, Jeong-Hee,Kim, Dong-Wook,Kim, Joo-Ho 대한방사선치료학회 2006 대한방사선치료학회지 Vol.18 No.2

Purpose: To demonstrate that water bolus in the patient surface can decrease the dose inhomogeneity by patient surface large tissue defect when the surface is in an electron-beam field. And We tried to find a easy way to water control. Methods and Materials: To demonstrate the use of water bolus in the irregular surface clinically, the case of a patient with myxofibrosarcoma of the chest wall who was treated with electrons. We obtained dose distribution using missing tissue option of PINACLE 6.2b (ADAC, USA). We fabricate a Mev-green for water bolus in patient with defect of tissue. Then put the water bolus which is vinyl packed water into the designed Mev-green. We peformed CT scan with CT-simulator. Three-dimensional (3D) dose distributions with and without water bolus in the large irregular chest wall were calculated for a representative patient. Resulting dose distributions and dose-volume histograms of water bolus were compared with missing tissue option and non bolus plans. We fabricate a new water control device. Results: Controlled Water bolus markedly decrease the dose heterogeneity, and minimizes normal tissue exposure caused by the surface irregularities of the chest wall mass. In the test case, The non bolus plan has a maximum target dose of 132%. After applying water bolus, the maximum target dose has been reduced substantially to 110.4%. The maximum target dose was reduced by 21.6% using this technique. Conclusion: The results showed that controlled water bolus could significantly improve the dose homogeneity in the PTV for patients treated with electron therapy using water control device. This technique may reduce the incidence of normal organ complications that occur after electron-beam therapy in irregular surface. And our new device shows handiness of water control.

표적의 길이가 긴 환자의 용적회전변조 방사선치료 시 6DoF Couch의 유용성 평가

최영세,박효국,김세영,김주호,이상규,윤종원,조정희,Choi, Young Se,Park, Hyo Kuk,Kim, Se Young,Kim, Joo Ho,Lee, Sang Kyoo,Yoon, Jong Won,Cho, Jung Heui 대한방사선치료학회 2017 대한방사선치료학회지 Vol.29 No.2

목 적: 표적의 길이가 긴(length) 환자의 용적회전변조 방사선치료(V-MAT) 시 회전방향 오차의 크기에 따른 선량차이 경향을 $HexaPOD^{TM}$ evo RT system(6DoF couch)을 통해 알아보고 그 유용성을 평가하고자 하며, 이에 따른 회전오차 보정의 필요성을 제안하고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 치료를 받은 Esophagus cancer와 SCL을 포함한 Breast cancer 환자 중 HexaPOD 6DoF(Six-Degree of Freedom) couch를 사용한 10명을 대상으로 하였다. 6DoF couch를 이용하여 Rx(pitch), Ry(roll), Rz(yaw) 방향의 회전오차의 적용여부에 따른 선량차이를 알아보기 위하여 x, y, z축에 대한 자세오차를 확인하고, 자세 회전오차 값을 6DoF couch에 부여 임의의 오차를 발생시켜 변형된 선량계측 품질보증(Delivery Quality Assurance, DQA)을 시행, 점 선량과 감마값을 비교 분석하였다. 추가적으로 3cm의 직경에 5, 10, 15, 20 cm의 길이를 가진 각각의 표적의 치료계획에 회전오차의 크기를 $1^{\circ}$ 간격으로 적용한 후, 표적의 길이와 회전오차의 종류 및 크기에 따른 감마통과율의 변화양상을 확인했다. 결 과: 자세 회전오차가 적용된 경우의 점 선량과 감마통과율의 평균오차는 각각 Rx 방향에서 $2.50{\pm}1.11%$, $84.1{\pm}7.39%$, Ry 방향에서 $2.36{\pm}1.16%$, $81.0{\pm}8.49%$, Rz 방향에서 $2.35{\pm}1.10%$, $84.4{\pm}6.99%$를 나타냈다. 또한, 표적의 길이와 회전오차의 종류 및 크기에 따른 감마통과율 분석 결과 Ry 방향을 제외한 Rx와 Rz 방향에서 회전오차가 커질수록 감마통과율은 전반적으로 감소하는 경향을 보였으며, 특히 10 cm의 표적, Rz 방향으로 $2.5^{\circ}$ 회전오차가 부여된 경우에서 가장 낮은 감마통과율인 74.2 %를 나타냈다. 결 론: 표적의 길이가 긴 치료부위의 용적회전변조 방사선치료 시 회전오차의 보정은 필요하며, 6DoF couch의 사용은 환자자세의 재현성과 치료의 질적 효율을 높일 것으로 사료된다. Purpose: To evaluate the usefulness of the $HexaPOD^{TM}$ evo RT system(6DoF couch) and the tendency of dose difference according to size of rotational direction error for volumetric rotational modulated radiotherapy(V-MAT) in patients with long target lengths. Therefore, it is suggested to recommend the need for rotational error correction. Materials and Methods: Ten patients with Esophagus cancer or Breast cancer including SCL treated with HexaPOD 6DoF(Six-Degree of Freedom) couch were included in this study. 6DoF couch was used to measure the difference in dose according to the rotation error in the directions of Rx(pitch), Ry(roll), and Rz(yaw). Each rotation error was applied. Positioning variation on x, y and z axis was verified and random variations were made by 6DoF couch with positioning variation. Modified DQA is conducted and point dose and gamma value are analyzed and compared. In addition, after applying the rotation error every $1^{\circ}$ to treatment plans of each target with a diameter of 3 cm, 5, 10, 15, and 20 cm respectively, gamma passing rate is being monitored by its aspect of change according to types and sizes of the target length and rotation error. Results: Mean error of the point dose and Gamma passing rate when the position variation was applied were $2.50{\pm}1.11%$ and $84.1{\pm}7.39%$ in the Rx direction, $2.36{\pm}1.16%$, and $81.0{\pm}8.49%$ in the Ry, $2.35{\pm}1.10%$ and $84.4{\pm}6.99%$ in the Rz direction, respectively. As a result of analysis on gamma passing rate according to types and sizes of the target length and rotation error, the gamma passing rate tended to decrease with increasing rotation error in the Rx and Rz directions except Ry direction. In particular, the lowest gamma passing rate (74.2 %) was in the case of $2.5^{\circ}$ rotation error in Rz direction of the target of 10 cm. Conclusion: The correction of the rotational error is needed for volumetric modulated radiotherapy of the treatment area with a long target length, and the use of 6DoF couch will improve the reproducibility of the patient position and the quality of the treatment.

폐암 환자의 정위적 체부 방사선 치료 시 IntraFraction CBCT를 이용한 치료 중 자세 오차 교정에 대한 고찰

송형석,조강철,박효국,윤종원,조정희,Song, Hyeong Seok,Cho, Kang Chul,Park, Hyo Kuk,Yoon, Jong Won,Cho, Jung Hee 대한방사선치료학회 2019 대한방사선치료학회지 Vol.31 No.1

목 적: 폐암 환자의 정위적 체부 방사선 치료를 시행하는 동안 발생할 수 있는 표적의 움직임을 치료 중 CBCT를 사용하여 표적의 위치 변화를 재보정함으로써 긴 치료 시간에 의해 발생하는 치료 중 자세 오차를 교정하는데 목적이 있다. 대상 및 방법: 본원에서 시행한 폐암 정위적 체부 방사선 치료 시 치료 계획상 치료 Arc가 2개로 구성된 환자 14명의 데이터를 후향적으로 분석하였다. 치료 중 CBCT를 사용하여 영상을 획득하여 발생한 치료 중 자세 변화(IntraFraction Motion; IFM)를 분석하고 발생한 오차만큼 Arccheck 팬텀에 역으로 오차를 만들어 선량 분석을 실시하였다. 결 과: 첫번째 치료 중 CBCT의 Translation(x, y, z) 방향의 평균, 표준편차 그리고 최대 오차 값은 x(LR) 축에서 $0.16{\pm}0.05cm$, 0.72 cm, y(SI) 축에서 $0.2{\pm}0.14cm$, 1.26 cm, z(AP) 축에서 $0.24{\pm}0.08cm$, 0.82 cm로 나타났다. Rotation(x, y, z) 방향은 x(pitch) 축에서 $0.84{\pm}0.23^{\circ}$, $2.8^{\circ}$, y(yaw) 축에서 $0.72{\pm}0.23^{\circ}$, $2.5^{\circ}$, z(roll) 축에서 $0.7{\pm}0.19^{\circ}$, $2^{\circ}$로 나타났다. 두번째 치료 중 CBCT의 Translation(x, y, z) 방향의 평균, 표준편차 그리고 최대 오차 값은 x(LR) 축에서 $0.1{\pm}0.04cm$, 0.37 cm, y(SI) 축에서 $0.14{\pm}0.17cm$, 2 cm, z(AP) 축에서 $0.12{\pm}0.04cm$, 0.5 cm로 나타났다. Rotation(x, y, z) 방향은 x(pitch) 축에서 $0.45{\pm}0.12^{\circ}$, $1.3^{\circ}$, y(yaw) 축에서 $0.37{\pm}0.1^{\circ}$, $1^{\circ}$, z(roll) 축에서 $0.35{\pm}0.1^{\circ}$, $1.2^{\circ}$로 나타났다. IFM 값만큼 오차를 적용한 선량 비교에서 점 선량 값은 평균 $5.2{\pm}4.2%$의 차이가 발생했으며 감마 값은 $82.64{\pm}10.51%$로 나타났다. 결 론: 정위적 방사선 치료를 시행하는 폐암 환자의 있어서 치료 시간이 길어짐에 따라 발생하는 치료 중 자세오차의 크기를 줄이기 위해 개별 Arc CBCT를 사용해 추가적 자세 오차 교정을 하는 것이 치료 정확성과 효율성을 높일 것으로 사료된다. Purpose: The purpose is to correct for position errors caused by long treatment times. By correcting the target motion that can occur during lung SBRT using IntraFraction CBCT. Methods and materials: We analyzed retrospectively the IFM data of 14 patients with two treatment arc in the treatment plan for lung cancer with stereotactic radiotherapy. An IntraFraction Motion was applied to the Arccheck phantom to acquire the Gamma index data. Results : IntraFraction Motion during the first treatment arc is in the left-right(LR), superiorinferior(SI), anterior-posterior(AP) directions were $0.16{\pm}0.05cm$, 0.72 cm(max error), $0.2{\pm}0.14cm$, 1.26 cm, $0.24{\pm}0.08cm$, 0.82 cm and rotational directions was $0.84{\pm}0.23^{\circ}$, $2.8^{\circ}$(pitch), $0.72{\pm}0.23^{\circ}$, $2.5^{\circ}$(yaw), $0.7{\pm}0.19^{\circ}$, $2^{\circ}$(roll). IntraFraction Motion during the second treatment arc is in the LR, SI, AP directions were $0.1{\pm}0.04cm$, 0.37 cm, $0.14{\pm}0.17cm$, 2 cm, $0.12{\pm}0.04cm$, 0.5 cm and rotational directions was $0.45{\pm}0.12^{\circ}$, $1.3^{\circ}$, $0.37{\pm}0.1^{\circ}$, $1^{\circ}$, $0.35{\pm}0.1^{\circ}$, $1.2^{\circ}$. Gamma index pass rates were $82.64{\pm}10.51%$, 48.4 %. Conclusions : In this study, we examined the validity of IntraFraction Motion correction in lung SBRT and the efficiency of IntraFraction CBCT. Due to the nature of SBRT treatment, IFM may increase due to the increased treatment time. It is believed that the increase in IFM with the increase in treatment time can be improved with the use of FFF Beam and additional position correction using CBCT during treatment.

직장암 환자의 골반 방사선치료에서 벨리보드 하위 경계 위치 변화의 영향

윤홍인(Hong In Yoon),정윤선(Yoonsun Chung),김주호(Joo Ho Kim),박효국(Hyo Kuk Park),이상규(Sang Kyu Lee),김영석(Young Suk Kim),최윤선(Yunseon Choi),김미선(Misun Kim),이하윤(Hayoon Lee),장지석(Jeesuk Chang),차혜정(Hyejung Cha),성진실(Jins 대한방사선종양학회 2010 Radiation Oncology Journal Vol.28 No.4

목 적: 방광압박도구(bladder compression device) 추가에 따른 벨리보드(belly board) 하위 경계의 위치 변화에 따라 조사체적(irradiated volume) 내의 각 장기의 체적 차이 및 선량체적히스토그람을 분석하여 벨리보드의 하위 경계의 위치가 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2010년 5월부터 2010년 9월까지 직장암으로 수술 전이나 후에 방사선치료를 위해 벨리보드만 사용하여 전산화 단층촬영을 시행한 경우와 방광압박도구를 추가하여 전산화 단층촬영을 재 시행한 10명을 대상으로 후향적으로 분석하였다. 환자의 중앙나이는 64세(범위, 45∼75세)로 조직학적으로 선암 진단을 받고, 수술 전 혹은 후에 동시항암화학방사선요법을 시행받았다. 방광압박도구 사용 전후 각 체적과 조사체적비의 평균비교 및 복강과 골반강의 조사체적의 합과 소장의 체적비와 방광의 체적비 간의 상관관계를 분석하였다. 결 과: 방광압박도구 추가 후 벨리보드 하위 경계는 치골결합 부위에서 허리엉치관절 부위 상방으로 올라갔다. 방광압박도구 사용 후 소장의 조사체적은 174.3±89.5 mL로 사용 전 조사체적 373.3±145.0 mL보다 유의하게 감소하였고 (p=0.001), 복부골반강(abdominopelvic cavity)의 조사체적도 사용 전보다 유의하게 감소하였다(1,282.6±218.7 mL vs. 1,571.9±158 mL, p<0.001). 방광압박도구 사용 전과 후의 치료체적 안의 방광 체적은 사용 후가 전보다 유의하게 증가하였다(222.9±117.9 mL vs. 153.7±95.5 mL, p<0.001). 방광압박도구 사용 후 복부골반강 대 방광의 조사체적비는 33.5±14.7%로 사용 전 조사체적비인 27.5±13.1%보다 유의하게 증가하였고(<0.001),복부골반강 대 소장의 조사체적비는 방광압박도구 사용 후 유의하게 감소하였다(13.9±7.6% vs. 24.2±10.2%, p<0.001). 결 론: 방광압박도구를 추가함으로 인해 벨리보드의 하위 경계를 허리엉치관절 부위 상방으로 올리는 것이 복부골반강 내 방광의 체적을 증가시켜 소장의 조사체적을 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. Purpose: We investigated the effect of location changes in the inferior border of the belly board (BB) aperture by adding a bladder compression device (BCD). Materials and Methods: We respectively reviewed data from 10 rectal cancer patients with a median age 64 years (range, 45∼75) and who underwent computed tomography (CT) simulation with the use of BB to receive pelvic radiotherapy between May and September 2010. A CT simulation was again performed with the addition of BCD since small bowel (SB) within the irradiated volume limited boost irradiation of 5.4 Gy using the cone down technique after 45 Gy. The addition of BCD made the inferior border of BB move from symphysis pubis to the lumbosacral junction (LSJ). Results: Following the addition of BCD, the irradiated volumes of SB and the abdominopelvic cavity (APC) significantly decreased (174.3±89.5 mL vs. 373.3±145.0 mL, p=0.001, 1282.6±218.7 mL vs. 1571.9±158 mL, p<0.001, respectively). Bladder volume within the treated volume increased with BCD (222.9±117.9 mL vs. 153.7±95.5 mL, p<0.001). The ratio of irradiated bladder volume to APC volume with BCD (33.5±14.7%) increased considerably compared to patients without a BCD (27.5±13.1%) (p<0.001), and the ratio of irradiated SB to APC volume decreased significantly with BCD (13.9±7.6% vs. 24.2±10.2%, p<0.001). The ratios of the irradiated SB volumeand irradiated bladder volume to APC volume negatively correlated (p=0.001). Conclusion: This study demonstrated that the addition of BCD, which made the inferior border of BB move up to the LSJ, increased the ratio of the bladder to APC volume and as a result, decreased the irradiated volume of SB.

복부판과 소장변위도구를 사용하는 직장암의 방사선치료 시 비만도가 소장의 조사용적에 미치는 영향

김세영(Se-Young Kim),김주호(Joo-Ho Kim),박효국(Hyo-Kuk Park),조정희(Jeong-Hee Cho) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2013 방사선기술과학 Vol.36 No.1

본 연구의 목적은 방사선 조사 용적 내 포함되는 소장의 용적 감소를 위해 복부판(Belly board, 벨리보드)과 소장변위도구(Small Bowel Displacement Device, SBDD)를 사용한 직장암 환자에서 방사선 치료 영역 내 포함되는 소장의 용적과 비만도 와의 상관성을 보고, 비만지표의 적용을 통해 SBDD의 사용지표를 삼고자 한다. 실험은 2012년 1월부터 4월까지 수술 전 혹은 수술 후 벨리보드와 SBDD를 사용해 골반부위에 방사선치료를 받은 29명의 직장암 환자를 대상으로 분석하였다. 방사선 치료는 3문 조사로 시행하였으며 1.8 Gy의 분할 선량으로 중심점에 45 Gy를 조사한 계획만을 분석하였다. 환자의 키, 몸무게, 체질량지수(body mass index, BMI), 허리 엉덩이 둘레비(waist hip ratio, WHR)를 측정하여 비만도를 조사하였다. 조사되는 선량의 90%이상 들어가는 소장의 용적(high dose volume of small bowel, HDV sb )과 33%이상 들어가는 소장의 용적(low dose volume of small bowel, LDV sb )을 방광의 총 용적(total volume of bladder, TV bladder ) 및 비만도에 따라 비교 하여 그 상관관계를 통계학적으로 분석하였다. 분석결과 수술여부 및 성별 WHR은 HDV sb , LDV sb 에 크게 미치는 영향이 없었고 HDV sb , LDV sb 와 BMI(p=0.031/0.083), TV bladder (p<0.05)는 통계적으로 유의하였다. BMI가 HDV sb 와는 유의 하지만 LDV sb 와는 크 게 유의하지 않았다. (p=0.031, p>0.05) BMI는 HDV sb 와 음의 상관관계(β=-0.402)가 있었으며 TV bladder 는 HDV sb , LDV sb 와 음의 상관관계(β=-0.497/-0.522)가 있었다. 특히 BMI 23 미만인 경우(BMI Group2)보다 그 이상인 경우 HDV sb 에 영향을 미치며 음의 상관성(β=-0.525)이 있었다.(LDV sb , HDV sb 와 유의확률 각각 p=0.059, p=0.027) BMI 가 23 이상인 집단(BMI Group1)에서는 TV bladder 와 HDV sb , LDV sb 가 통계학적으로 유의하였고(p<0.04) 음의 상관성을 보였다. 비만지표인 BMI 가 23 이상인 과체중 및 비만군의 직장암 방사선 치료 시 벨리보드와 SBDD를 동시에 사용 하는 경우 조사용적 내 포함되는 소장의 용적을 감소시키는데 더 효과적이었다. 그러므로 벨리보드를 사용하는 직장암의 방사선 치료 시 BMI 23 이상인 한국인 환자에게는 소장변위도구를 동시에 사용 할 것을 권장한다. For radiotherapy in rectal cancer patients treated with small bowel displacement device (SBDD) and belly board, We will suggest new indication of using SBDD depending on obesity index by analyzing correlation between obesity and irradiated small bowel volume. In this study, We reviewed 29 rectal cancer patients who received pelvic radiation therapy with belly board and SBDD from January to April in 2012. We only analyzed those patients treated with three-field technique (PA and both LAT) on 45 Gy (1.8 Gy/fx). We measured patients' height, weight, body mass index (BMI), waist-hip ratio (WHR) and divided BMI into two groups.(≥23:BMI=group1, <23:BMI=group2) We performed a statistical analysis to evaluate correlation be-tween total volume of bladder(TV bladder ), obesity index and high dose volume of small bowel (small bowel volume irradiated at 90% of prescribed dose, HDV sb ), low dose volume of small bowel (small bowel vol-ume irradiated at 33% of prescribed dose, LDV sb ). The result shows, gender, WHR and status of pre oper-ative or post operative do not greatly affect HDV sb and LDV sb . Statistical result shows, there are significant correlation between HDV sb and BMI (p<0.04), HDV sb and TV bladder (p<0.01), LDV sb and TV bladder (p<0.01). BMI seems to correlate with HDV sb but does not with LDV sb (p>0.05). There are negative correlation be-tween HDV sb and BMI, TV bladder and HDV sb , TV bladder and LDV sb . Especially, BMI group1 has more effective and negative correlation with HDV sb (p=0.027) than in BMI group2. In the case of BMI group 1, TV bladder has significant negative correlation with HDV sb and LDV sb (p<0.04). In conclusions, we confirmed that Using SBDD with belly board in BMI group1 could more effectively reduce irradiated small bowel volume in radi-ation therapy for rectal cancer. Therefore, We suggest using belly board with SBDD in order to reduce the small bowel toxicity in rectal radiotherapy, if patients' BMI is above 23.