Abstract
The aim of this study is to investigate the effect of low magnetic field on dose distribution in the partial-breast irradiation (PBI). Eleven patients with an invasive early-stage breast carcinoma were treated prospectively with PBI using 38.5 Gy delivered in 10 fractions using the $ViewRay^{(R)}$ system. For each of the treatment plans, dose distribution was calculated with magnetic field and without magnetic field, and the difference between dose and volume for each organ were evaluated. For planning target volume (PTV), the analysis included the point minimum ($D_{min}$), maximum, mean dose ($D_{mean}$) and volume receiving at least 90% ($V_{90%}$), 95% ($V_{95%}$) and 107% ($V_{107%}$) of the prescribed dose, respectively. For organs at risk (OARs), the ipsilateral lung was analyzed with $D_{mean}$ and the volume receiving 20 Gy ($V_{20\;Gy}$), and the contralateral lung was analyzed with only $D_{mean}$. The heart was analyzed with $D_{mean}$, $D_{max}$, and $V_{20\;Gy}$, and both inner and outer shells were analyzed with the point $D_{min}$, $D_{max}$ and $D_{mean}$, respectively. For PTV, the effect of low magnetic field on dose distribution showed a difference of up to 2% for volume change and 4 Gy for dose. In OARs analysis, the significant effect of the magnetic field was not observed. Despite small deviation values, the average difference of mean dose values showed significant difference (p<0.001), but there was no difference of point minimum dose values in both sehll structures. The largest deviation for the average difference of $D_{max}$ in the outer shell structure was $5.0{\pm}10.5Gy$ (p=0.148). The effect of low magnetic field of 0.35 T on dose deposition by a Co-60 beam was not significantly observed within the body for PBI IMRT plans. The dose deposition was only appreciable outside the body, where a dose build-up due to contaminated electrons generated in the treatment head and scattered electrons formed near the body surface.
이 연구 목적은 부분유방 방사선조사 시 저자기장이 선량분포에 주는 영향을 조사하는 것이다. 11명의 초기 유방암 환자들이 뷰레이 시스템에서 38.5 Gy를 10회의 부분유방 방사선 조사 방법으로 치료를 받았다. 모든 치료계획은 저자기장이 있을 때와 없을 때의 선량분포를 각각 계산하고, 각 구조물에 대하여 선량과 용적의 차이값을 평가하였다. 치료계획용적에 대해서는 평균선량, 최소, 최대 선량 그리고 처방선량의 최소한 90%, 95%, 107%를 조사받는 용적을 각각 분석에 포함하였다. 정상조직장기 중 치료와 동일한 방향 폐는 평균선량, 20 Gy를 받는 용적을 평가하고, 반대방향의 폐는 평균선량만 평가하였다. 심장은 평균선량, 최대선량과 20 Gy를 받는 용적을 각각 평가하였다. 내 외각 껍질구조에 대해서는 평균선량, 최소, 최대 선량을 각각 평가하였다. 치료계획용적의 경우 저자기장에 의한 선량 분포의 영향은 최대 2%의 용적 변화, 4 Gy 선량 변화 차이를 보였다. 정상조직 장기에 대해서는 자기장에 의한 선량 분포의 영향은 발견되지 않았다. 내 외각 껍질구조에서 두 선량분포 계산에서 평균값의 차이는 작지만 평균선량의 차이가 유효하게 나타났다. 최소 선량 분석에서는 내 외각 껍질구조에서 차이가 없었다. 자기장에 의한 선량 분포의 영향은 외각 껍질구조에서 최대선량 값 분석에서 $5.0{\pm}10.5Gy$으로 나타났다. Co-60 빔을 이용한 세기조절 방사선치료계획의 부분유방 방사선조사 치료에서 0.35 T 저자기장에 의한 선량 분포 영향은 인체 내부에서는 크게 발견되지 않았다. 다만 인체 외부에서 선량 증가가 관찰되었고, 이는 치료시스템 헤드에서 발생되는 이차전자와 인체 표면 부근에서 산란된 이차전자가 자기장의 방향으로 이동하면서 선량 분포를 형성하고 있다.
