Prospective assessment of inter- or intra-fractional variation according to body weight or volume change in head and neck cancer patients with radiotherapy = 두경부암 방사선 치료 환자에서 체중 및 체적의 변화에 따른 분할간 혹은 분할내 오차에 대한 전향적 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aimed to prospectively investigate the association between body weight (ΔBW) or body volume variations (ΔBV) and inter- or intra-fractional variations (Δ(inter) or Δ(intra)) in patients with head and neck cancer (HNC) undergoing radiotherapy (RT). This study enrolled patients with HNC from December 2015 to December 2017. All patients underwent curative intensity-modulated RT (IMRT) either as definitive or adjuvant treatment. Six-dimensional inter- and intra-fractional variations (Δ(inter) and Δ(intra)) were obtained with ExacTrac (BrainLAB, Feldkirchen, Germany) system. BV was measured 7.5 cm cranio-caudally from the centre using cone beam computed tomography. The BW, BV, and Δ(inter) were calculated based on the value obtained on the first treatment day after each simulation. Both Δ(inter) and Δ(intra) were considered in calculating the optimal margins for planning target volume (PTV), which was calculated using van Herk’s formula. In total, 678 fractions with 39 simulations in 22 patients were analysed. The average ΔBW and ΔBV was -0.43±1.90 kg (range, -7.3 to 5.0) and -24.34±69.0 cc (range, -247.15 to 214.88), respectively. In correlation analysis, Δ(intra) was more associated with ΔBW or ΔBV than Δ(inter). Receiver operating characteristic analysis showed Δ(intra) could differentiate ΔBW from ΔBV, while Δ(inter) could not. The optimal margins for PTV considering both Δ(inter) and Δ(intra) were 3.70 mm, 4.52 mm, and 5.12 mm for RL, SI, and AP directions, respectively. In conclusion, the PTV margin of 5 mm for all directions are optimal in patients with head and neck cancer undergoing radiotherapy. ΔBW or ΔBV correlated with Δ(intra) rather than Δ(inter). Therefore, ΔBW or ΔBV should be assessed for accurate IMRT in patients with HNC.

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 전향적으로 두경부암의 방사선치료에서 체중 및 체적과 분할 간 혹은 분할 내 오차의 관계를 조사하였다. 2015년 12월부터 2017년 12월까지 22명의 두경부암 환자들이 이 연구에 등록되었다. 모든 환자들은 치료 목적(근치적 혹은 보조적)으로 세기조절방사선치료(IMRT)를 받았다. 6차원(6D) 분할 간 혹은 분할 내 오차는 ExacTrac (BrainLAB, Feldkirchen, Germany)을 이용하여 구하였다. 체적은 원뿔형빔 전산화단층촬영을 이용하여 중심점에서 위아래로 각각 7.5cm 범위에서 측정하였다. 체중, 체적, 분할 간 오차는 각 모의치료 후 첫 치료일을 기준으로 계산하였다. 우리는 분할 간과 분할 내 오차를 모두 고려한 적절한 계획용표적체적(PTV)을 위한 여유(margin)를 계산하였다. 22명의 환자에서 39번의 모의치료를 시행하여 시행한 총 678분할의 치료를 분석하였다. 평균 체중 및 체적의 변화량과 표준편차는 각각 -0.43±1.90 kg (range, -7.3 to 5.0), -24.34±69.0 cc (range, -247.15 to 214.88)였다. 상관분석에서 분할 내 오차는 분할 간 오차에 비해 좀 더 체중 및 체적의 변화와 연관되어 있었다. 수신자조작특성(ROC)분석에서는 분할 내 오차가 체중 및 체적의 변화와 관련이 있지만, 분할 간 오차는 그렇지 않았다. PTV를 위한 최적의 여유(margin)는 van Herk의 공식을 이용하였을 때 좌우, 위아래, 앞뒤 방향으로 각각 3.70 mm, 4.52 mm, 5.12 mm였다. 결론적으로 5 mm의 PTV를 위한 여유(margin)는 두경부암의 방사선치료에서 적절하다. 체중 및 체적의 변화는 분할 간 오차보다는 분할 내 오차와 관련이 있다. 따라서 두경부암 환자에서 정확한 IMRT를 위해 체중 및 체적의 측정이 고려되어야 한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. Abstract 1
• Ⅱ. Introduction 3
• Ⅲ. Material and Method 5
• Ⅳ. Results 15
• Ⅴ. Discussion 40
• Ⅵ. Conclusion 46
• Ⅶ. Reference 47
• Ⅷ. Abstract in Korean 51