정위방사선치료 시 독립턱 부분폐쇄를 이용하는 선량분포개선 방법
Beam Shaping by Independent Jaw Closure in Stereotactic Radiotherapy
소속 상세정보
1안용찬/1Yong Chan Ahn
1김대용/1허승재/1여인환/2고영은/2조병철/2오도훈/2배훈식/3최동락/1Dae Yong Kim/1Seung Jae Huh/1In Hwan Yeok/2Yong Eun Ko/2Byung Chul Cho/2Do Hoon Oh/2Hoon Sik Bae/3Dong Rak Choi
KMID : 0859320000180020150
Abstract
서론 : 정위방사선치료는 높은 정밀도로 크기가 작고 구형인 병변에 국한하여 방사선을
조사할 수 있는 기술이지만 병변의 모양이 구형이 아닌 경우에는 병변 주변의 정상조직에
고선량의 방사선의 조사될 수 있다. 본 연구는 독립턱을 부분적으로 폐쇄하여 방사선량 분
포를 개선하는 방법, 선량계산과 선량분포의 도시방법을 보고하고자 한다.
방법 : 정위방사선치료 시의 호의 궤적상 병변은 방사선조상영역 내에 포함하면서 주변
정상조직을 최대한 차폐하도록 원형 콜리메이터와 독립적 부분폐쇄를 적절히 조합하였다.
필름선량측정계를 이용하여 5 cm 깊이에서의 심부선량분포를 측정하여 계산치와 비교하였
다. 이와 같은 측정자료를 자가 개발한 치료계획 프로그램에 반영하여 뇌전이 환자의 정위
방사선치료 선량계산과 도시에 적용하여 원형 콜리메이터만을 이용하였을 경우와 독립턱 부
분폐쇄를 추가하였을 경우의 병변과 정상 뇌의 선량체적표를 각각 비교하였다.
결과 : 5.0 cm 직경의 원형 콜리메이터를 사용하고 한 쪽 독립턱을 중심축으로부터 30
mm, 15.5 mm, 8.6 mm, 0 mm까지 열었을 때 측정한 출력인자와 조직최대선량비는 계산치
와 각각 0.5%와 0.3%의 오차범위로 잘 부합하였다. 필름선량계로 얻은 5 cm 깊이의 심부선
량분포도 역시 계산치와 잘 부합하였다. 자가 개발한 치료계획 프로그램으로 병변과 정상
뇌의 선량체적표를의 상호 비교를 통하여 독립턱 부분폐쇄를 적용한 경우에 있어서 보다 개
선된 선량분포를 얻을 수 있음을 확인하였다.
결론 : 정위방사선치료에 있어서 독립턱의 부분폐쇄를 적용함으로써 보다 개선된 선량분
포계획을 얻을 수 있으며 이를 적용하여 비교적 크기가 크고 모양이 불규칙한 병변에 대하
여도 정위방사선치료를 확대 적용할 수 있겠다.
Introduction : Stereotactic radiation therapy (SRT) can deliver highly focused radiation
to a small and spherical targer lesion with very high degree of mechanical accuracy.
For non-spherical and larger lesions, however, inclusion of the neighboring normal
structures within the high dose radiation volume is inevitable in SRT. This is to report
the beam shaping using the partial closure of the independent jaw in SRT and the
verification of dose calculation and the dose display using a home-made soft ware.
Materials & Methods : Authors adopted the idea to partially close one or more
independent collimator jaw(s) in addition to the circular collimator cones to shield the
neighboring normal structures while keeping the target lesion within the radiation beam
field at all angles along the arc trajectory. The output factors (OF's) and the
tissue-maximum ratios (IMR's) were measured using the micro ion chamber in the
water phantom dosimetry system, and were compared with the theoretical calculations.
A film dosimetry procedure was performed to obtain the depth dose profiles at 5 cm,
and they were also compared with the theoretical calculation dose would depend on the
actual area of irradiation. Authors incorporated this algorithm into the home-made SRT
software for the isodose calculation and display, and was tried on an example case with
single brain metastasis. The dose-volume histograms (DVH's) of the planning target
volume (PTV) and the normal brain derived by the control plan were reciprocally
compared with those derived by the plan using the same arc arrangement plus the
independent collimator jaw closure.
Results : When using 5.0 ㎝ diameter collimator, the measurements of the OF's and
the TMR's with one independent jaw set at 30 mm (unblocked), 15.5 mm, 8.6 mm, and
0 mm from the central beam showed good correlation to the theoretical calculation
within 0.5% and 0.3% error range. The dose profiles at 5 cm depth obtained by the film
dosimetry also showed very good correlation to the theoretical calculations. The isodose
profiles obtained on the home-made software demonstrated a slightly more conformal
dose distribution around the target lesion by using the independent jaw closure, where
the DVH's of the PTV were almost equivalent on the two plans, while the DVH's for
the normal brain showed that less volume of the normal brain receiving high radiation
dose by using this modification than the control plan employing the circular collimator
cone only.
Conclusion : With the beam shaping modification using the independent jaw closure,
authors have realized wider clinical application of SRT with more conformal dose
planning. Authors believe that SRT, with beam shaping ideas and efforts, should no
longer be limited to the small spherical lesions, but be more widely applied to rather
irregularly shaped tumors in the intracranial and the head and neck regions.
키워드
정위방사선치료; 선량분포계획; Stereotactic radiation therapy; Beam shaping;
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