방사선처리계획

Radiation treatment planning
방사선 치료 계획 검토

방사선치료에서 방사선치료계획(RTP)은 방사선 전문의, 방사선치료사, 의료물리학자, 의료용 선량측정학자로 구성된 팀이 암환자를 위한 적절한 외부보 방사선치료 또는 내부 브라키테라피 치료 기법을 계획하는 과정이다.

역사

방사선 치료 계획 초기에는 종종 손으로 직접 계산하여 2D X선 영상에 대해 수행되었다. 선량 계산의 정확성과 속도를 개선하기 위해 1970년대에 전산화된 치료 계획 시스템이 사용되기 시작했다.[1]

1990년대에 CT촬영, 더 강력한 컴퓨터, Multileaf collimators 3D공형 계획(3DCRT), 영타임즈 레벨 2기술은 유럽 Dynarad 컨소시엄에 의해 분류될(MLCs)선량 계산 알고리즘을 개선했다.[2][3]3DCRT은 방사선 치료 치료 빔을 형성하는 밀접하게 건강에 있는 선량이 저하되는 표적 종양의 모양과 어울리는 MLCs을 사용한다. 주변 [4]조직

IMRT 및 VMAT와 같은 레벨 3 기법은 역방향 계획을 사용하여 더욱 개선된 선량 분포를 제공한다(즉, 표적 종양 및 건강한 조직의 보호 범위 개선).[5][6] 이러한 방법들은 특히 가장 큰 편익을 얻는 것으로 밝혀진 특정 지역의 암에 대해 점점 더 많이 사용되고 있다.[7][8]

이미지 안내 계획

일반적으로 의료 영상촬영은 컴퓨터 보조 설계 절차의 가상 환자를 형성하는 데 사용된다. CT 스캔은 종종 치료 계획을 위한 기본 영상 세트인 반면, 자기 공명 영상 촬영은 연조직 윤곽을 위한 훌륭한 2차 영상 세트를 제공한다. 양전자 방출 단층 촬영은 특정 흡수 연구가 계획 대상 볼륨의 정의를 향상시킬 수 있는 경우에 덜 흔하게 사용되고 예약된다.[9] 현대적인 치료 계획 시스템은 영상 상호 등록 또는 퓨전이라고도 하는 다기능 영상 매칭을 위한 도구를 제공한다. 치료 시뮬레이션은 방사선 운송 시뮬레이션과 최적화를 사용하여 치료의 기하학적, 방사선학적 및 선량측 측면을 계획하는 데 사용된다. 강도 변조 방사선 치료(IMRT)의 경우 이 프로세스에는 적절한 빔 유형(광자, 전자 및 양성자를 포함할 수 있음), 에너지(예: 6, 18 MeV) 광자 및 물리적 배열의 선택이 포함된다. 브라키테라피 계획에서 적절한 카테터 위치와 소스 체류 시간(HDR 브라키테라피에서) 또는 시드 위치(LDR 브라키테라피에서)를 선택하는 것이 포함된다.

보다 공식적인 최적화 프로세스는 일반적으로 전진 계획 및 역방향 계획이라고 한다.[12][13] 계획은 종종 선량 체적 히스토그램의 도움을 받아 평가되며, 임상의가 병든 조직(투석기)에 대한 선량의 균일성과 건강한 구조물의 예비성을 평가할 수 있다.

미리 세우는 계획

시신경 피복수막종 치료계획

향후 계획에서 설계자는 중요한 장기를 절약하고 건강한 조직에 대한 선량을 최소화하면서 종양에 충분한 방사선을 전달할 수 있는 방사선 치료 계획 시스템에 빔을 배치한다. 필요한 결정에는 사용할 방사선 빔의 수, 각 각도가 어느 각도에서 전달될 것인지, 감쇠 웨지를 사용하는지 여부, 각 빔의 방사선을 형성하는 데 사용할 MLC 구성을 포함한다.

치료 계획자가 초기 계획을 세우면, 치료 계획 시스템은 특정 부위에 규정된 선량을 전달하기 위해 필요한 모니터 단위를 계산하고, 이것이 만들어질 신체 내 선량의 분포를 계산한다. 환자 내 선량 분포는 웨지, 전문 콜리메이션, 자기장 크기, 종양 깊이 등과 같은 해부학적 및 빔 수식어에 따라 달라진다. 환자의 이전 CT 스캔에서 얻은 정보를 통해 방사선이 환자의 조직을 통과할 때 방사선의 행동을 보다 정확하게 모델링할 수 있다. 연필 빔, 콘볼루션-중첩 및 몬테카를로 시뮬레이션을 포함하여 다양한 선량 계산 모델을 사용할 수 있으며, 정밀도 대 계산 시간이 관련 트레이드오프임이다.

이러한 유형의 계획은 종양이 단순한 형태를 가지고 있고 어떤 중요한 기관에도 가까이 있지 않은 비교적 단순한 경우를 다루기에 충분할 뿐이다.

역계획

역계획에서 방사선 종양학자는 환자의 중요한 기관과 종양을 정의하고, 그 후에 계획자는 각각에 대한 목표 선량과 중요 인자를 제공한다. 그런 다음 모든 입력 기준에 가장 적합한 치료 계획을 찾기 위해 최적화 프로그램을 실행한다.[14]

정방향 계획의 수동 시행착오 과정과 대조적으로, 역방향 계획은 설계자가 설정한 역방향 문제를 해결하기 위해 최적기를 사용한다.[15]

참고 항목

참조

  1. ^ Thariat, Juliette; Hannoun-Levi, Jean-Michel; Sun Myint, Arthur; Vuong, Te; Gérard, Jean-Pierre (27 November 2012). "Past, present, and future of radiotherapy for the benefit of patients". Nature Reviews Clinical Oncology. 10 (1): 52–60. doi:10.1038/nrclinonc.2012.203. PMID 23183635. S2CID 16206956.
  2. ^ Kolitsi, Zoi; Dahl, Olav; Van Loon, Ron; Drouard, Jean; Van Dijk, Jan; Ruden, Bengt Inge; Chierego, Giorgio; Rosenwald, Jean Claude (December 1997). "Quality assurance in conformal radiotherapy: DYNARAD consensus report on practice guidelines" (PDF). Radiotherapy and Oncology. 45 (3): 217–223. doi:10.1016/S0167-8140(97)00144-8. PMID 9426115.
  3. ^ IAEA (2008), Transition from 2-D Radiotherapy to 3-D Conformal and Intensity Modulated Radiotherapy IAEA-TECDOC-1588 (PDF), Vienna: International Atomic Energy Agency
  4. ^ Fraass, Benedick A. (1995). "The development of conformal radiation therapy". Medical Physics. 22 (11): 1911–1921. Bibcode:1995MedPh..22.1911F. doi:10.1118/1.597446. hdl:2027.42/134769. PMID 8587545.
  5. ^ Intensity Modulated Radiation Therapy Collaborative Working Group (November 2001). "Intensity-modulated radiotherapy: current status and issues of interest". International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 51 (4): 880–914. doi:10.1016/S0360-3016(01)01749-7. PMID 11704310.
  6. ^ Ozyigit, Gokhan (2014). "Current role of modern radiotherapy techniques in the management of breast cancer". World Journal of Clinical Oncology. 5 (3): 425–39. doi:10.5306/wjco.v5.i3.425. PMC 4127613. PMID 25114857.
  7. ^ AlDuhaiby, Eman Z; Breen, Stephen; Bissonnette, Jean-Pierre; Sharpe, Michael; Mayhew, Linda; Tyldesley, Scott; Wilke, Derek R; Hodgson, David C (2012). "A national survey of the availability of intensity-modulated radiation therapy and stereotactic radiosurgery in Canada". Radiation Oncology. 7 (1): 18. doi:10.1186/1748-717X-7-18. PMC 3339388. PMID 22309806.
  8. ^ Society and College of Radiographers; Institute of Physics and Engineering in Medicine; Royal College of Radiologists (2015), Radiotherapy Board - Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT) in the UK: Current access and predictions of future access rates (PDF)
  9. ^ Pereira, Gisele C.; Traughber, Melanie; Muzic, Raymond F. (2014). "The Role of Imaging in Radiation Therapy Planning: Past, Present, and Future". BioMed Research International. 2014: 231090. doi:10.1155/2014/231090. PMC 4000658. PMID 24812609.
  10. ^ Karabis, A; Belloti, P; Baltas, D (2009). O. Dössel; W.C. Schlegel (eds.). Optimization of Catheter Position and Dwell Time in Prostate HDR Brachytherapy using HIPO and Linear Programming. World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering. IFMBE Proceedings. Vol. 25, no. 1. Munich. pp. 612–615. doi:10.1007/978-3-642-03474-9_172.
  11. ^ Lahanas, M; Baltas, D; Giannouli, S (7 March 2003). "Global convergence analysis of fast multiobjective gradient-based dose optimization algorithms for high-dose-rate brachytherapy". Physics in Medicine and Biology. 48 (5): 599–617. Bibcode:2003PMB....48..599L. CiteSeerX 10.1.1.20.2302. doi:10.1088/0031-9155/48/5/304. PMID 12696798.
  12. ^ Galvin, James M; Ezzell, Gary; Eisbrauch, Avraham; Yu, Cedric; Butler, Brian; Xiao, Ying; Rosen, Isaac; Rosenman, Julian; Sharpe, Michael; Xing, Lei; Xia, Ping; Lomax, Tony; Low, Daniel A; Palta, Jatinder (April 2004), "Implementing IMRT in clinical practice: a joint document of the American Society for Therapeutic Radiology and Oncology and the American Association of Physicists in Medicine.", Int J Radiat Oncol Biol Phys., vol. 58, no. 5, pp. 1616–34, doi:10.1016/j.ijrobp.2003.12.008, PMID 15050343
  13. ^ Hendee W, Ibott G, Hende E. (2005년). 방사선 치료 물리학. 와일리-리스 퍼블리셔스 ISBN 0-471-39493-9
  14. ^ Taylor, A. (2004). "Intensity-modulated radiotherapy - what is it?". Cancer Imaging. 4 (2): 68–73. doi:10.1102/1470-7330.2004.0003. PMC 1434586. PMID 18250011.
  15. ^ Gintz, D; Latifi, K; Caudell, J; Nelms, B; Zhang, G; Moros, E; Feygelman, V (8 May 2016). "Initial evaluation of automated treatment planning software". Journal of Applied Clinical Medical Physics. 17 (3): 331–346. doi:10.1120/jacmp.v17i3.6167. PMC 5690942. PMID 27167292.