본 연구에서는 방사선치료장치의 몬테칼로 시뮬레이션에 널리 이용되는 BEAM 코드를 이용하여 Siemens사의 Primus 선형가속기 다엽콜리메이터(MLC)를 모델링한 후 그 적합성을 측정 데이터와의 비교를 통하여 검증하였다. 모델링을 위해 Primus 선형가속기의 다엽콜리메이터의 치수를 실측하였고 근사화를 통해 VARMLC 모듈을 사용하여 모델링하였다. 모델링 시에 leakage 및 tongue-and-groove 효과를 고려하였다. 시뮬레이션 결과는 필름 측정 결과와 잘 일치함을 확인하였으며, 본 연구에서의 방법이 Siemens 사의 다엽콜리메이터의 모델링에 유효함을 확인할 수 있었다.

방사선치료를 위한 고에너지 광자선의 품질관리를 위해 사용하는 TLD의 광자선 선질에 대한 에너지 의존도를 몬테카를로 모사법을 사용하여 평가하였다. IAEA 선량보증사업에 이용되는 LiF TLD 및 홀더를 EGS4기반의 사용자 코드인 DOSIMETER 와 MCNP4C 몬테카를로 코드를 사용하여 기하학구조를 구성하고, Co, 4, 6,10 밑 15 MV 광자선을 시뮬레이션하였다. DOSIMETER계산 결과를 통해 TLD의 에너지 보정인자가 실험 데이터와 일치함을 확인할 수 있었으며, 이와 별도로 캡슐에 의한 교란량도 무시할 수 없음을 발견하였다.

The detector size effect due to the spatial response of defectors is one critical source of inaccuracy in clinical dosimetry and has been a subject of numerous studies. Conventionally, the detector response kernel contains all of the influence that the detector size has on the measured beam profile. Various analytic models for this kernel have been proposed and studied in theoretical and experimental works. Here, we use a method to determine detector response kernel simply by using Monte Carlo simulation and convolution theory. Based on this numerical method and DOSIMETER, an EGS4 Monte Carlo code, the detector response for a Farmer type ion chamber embedded in water phantom is obtained. There exists characteristic difference in the simulated chamber readings between one with carbon graphite wall and the other with Acrylic wail. Using the obtained response and the convolution theory, we are planning to derive the detector response kernel numerically and remove detector size effect from measurements for 6MV, 10${\times}$l0cm2 and 0.5${\times}$10 cm2 photon beam.

빔선질보정인수(kQ)의 인자 중에서 이온함 중심전극 물질의 공기 비등가성에 대한 보정인수 Pcel 값은 TG-51이 기준 깊이로 정한 물 깊이 10cm에 기반하지 않고 5cm에 기반한 데이터를 사용하고 있다. 본 연구의 목적은 선량계의 깊이가 5cm 에서 10cm로 변화함에 따라 광자의 에너지스펙트럼의 변화가 예상되며 이로 인한 Pcel 값 (그리고 이에 따른 Pcel 결정식)의 변화 정도를 몬테칼로 전산모사 방법을 통하여 확인하는데 있다. 확인 결과, 선량계의 깊이가 5cm에서 10cm로 변화하더라도 Pcel 값은 0.2% 통계오차 범위 내에서 차이가 없음을 알 수 있었다.

The commissioning of a treatment planning system of model-based dose calculation algorithm requires a lot of parameters to be selected to fit measured data, in which process physical insights for the parameters are often forgotten. We present the photon beam commissioning of Pinnacle$^3$ with the help of Monte Carlo (MC) simulation and evaluate the parameters Pinnacle$^3$ demands. Even though the MC calculation produces reasonable values for the commissioning, the thorough physical basis of the Pinnacles$^3$'s commissioning process is needed to use the MC derived parameters directly.

A few studies have shown that the function of fusiform face area is selectively involved in the perception of faces including a race difference. We investigated the neural substrates of the face-selective region called fusiform face area In the ventral occipital-temporal cortex and same-race memory superiority In the fusiform face area by the event-related fMRI. In our fMRI study, twelve healthy subjects (Oriental-Korean) performed the implicit distinction of the race while they consciously made familiar-judgments, regardless of whether they considered a face as Oriental-Korean or European-American. In the race distinction as an implicit task, the fusiform face areas (FFA) and the right parahippocampal gyrus had a greater response to the presentation of Oriental-Korean than European-American faces, but in the consciously race distinction between Oriental-Korean and European-American faces, any significant difference in the FFA was not observed. These results suggest that different activation in the fusiform regions and right parahippocampal gyrus resulting from same-race memory superiority could be implicitly taken place by the physiological processes of face recognition.

본 연구에서는 병원에서 멀리 떨어진 교통사고, 낙상에 의한 두개골이나 경추, 척추등의 골절을 동반한 심각한 외상이 있거나 기흉등의 육안으로 진단하기 힘든 응급환자에 있어서는, 구급차를 이용하여 후송중이라 하더라도 방사선검사를 하여 전문의로부터 적절한 진단을 받고 응급조치를 할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 응급상황에 사용할 수 있도록 CDMA 1X EVDO 방식의 통신망을 기반으로 하는 이동형 의료영상 전송장치의 프로토타입을 구현하고 성능을 평가하는 것이다. 설계된 시스템은 영상을 전송하기 위한 DICOM 영상전송 클라이언트로 노트북 컴퓨터에 CDMA 1X EVDO 방식을 지원하는 셀룰러폰을 연결하였으며, 병원에는 영상을 받기 위한 DICOM 영상수신 서버를 설치하였다. DR영상을 영상전송 클라이언트의 저장소에 저장한 후, JPEG2000형식으로 압축하여 수신서버로 전송하였다. 모든 영상은 progressive하게 전송되어지고 디스플레이에 표시되었다. 영상의 질을 평가하기 위하여 PSNR을 계산하였으며, 전송품질을 측정하기 위하여 차량의 속도에 따른 CDMA2000 1X-EVDO의 전송률 및 영상의 전송속도를 측정하였다.

동물실험을 위한 영상의 개선작업도 인체내 구성물질들과 흡사하고 유동성을 지니고 있으므로 영상의 평가는 기본적으로 일차적 관계의 생화학적 테두리에 있다. 그리고 선구자들이 밝혀준 임상에의 응용에 있어서 아주 작거나 존재하지 않는 것처럼 충분히 작은 미소체적공간으로 가정을 한다. 비선형Marquardt 알고리듬을 응용하여 수학적인 모델링을 도입하고 전개하였다. 본 연구의 목적은 인체와 매우 비슷한 생화학적 구조와 밀도를 가진 동물실험에서 영상을 획득한 후 수학적 모델링을 통한 입체적 체적을 분석하는데 있어서 기준을 제시하고자 한다.

IAEA에서 제공한 선량기준은 서양 사람을 기준으로 개발된 것이어서 우리 한국 사람에게는 맞지 않고, 상대적으로 우리나라의 환자선량은 적으리라 예상된다. 따라서 선량기준을 따로 개발해야할 필요가 있다. 그래서 본 연구팀은 병원협회에 등록되어 있는 종합병원 278개를 대상으로 환자 피폭에 대한 설문조사를 실시하였다. 설문회수율은 57.9%였으며 각 병원에서의 촬영조건을 기초로 NDD법을 이용하여 환자 피폭선량을 계산하였고 설문지를 분석한 결과를 보고한다.

디지털 래디오그래피 시스템을 이용하여 환자를 진료하기 위해서는 전처리 과정을 통해 DR 디텍터의 불량화소와 선을 제거하고 offset과 X선의 불균질성을 제거해야만 한다. 불균질성을 제거하기 위해 X-선의 flat field 영상이 필요하며 이는 X선관의 focal spot과 디텍터의 중심과 일치시켜 X선을 디텍터에 수직으로 입사시켜 얻는다. 이러한 영상 촬영구조는 환자를 촬영할 때에도 그대로 유지된다. 하지만 방사선 촬영 기법 중 여러 가지 요인으로 디텍터의 중심과 X선관의 중심을 일치시키지 않거나 디텍터를 기울여 촬영하는 방법들이 있다. 본 연구에서는 디텍터가 기울어져 있거나 또는 임의의 위치에서의 flat field correction 방법의 영향을 분석하고, 새로운 알고리즘을 이용하여 그 영향을 줄이고자 하였다. 본 연구의 결과로 DR 디텍터에서 X선의 flat field를 최대한 보장할 수 있을 것이다.

양성자 치료는 양성자 빔의 선량분포 특성인 브래그 피크를 이용한 방사선 치료방법으로 기존의 전자 및 광자빔을 이용하는 방사선 치료와 비교하여 정상세포에는 현저히 적은 선량을 주고, 암세포에는 대부분의 선량을 줄 수 있어 최근에 각광받고 있다. 양성자 치료 빔은 치료 부위에서 완전히 멈추고 인체 내 각기 다른 밀도를 가진 장기들에 의해 양성자 빔의 비정이 불확실하기 때문에 체내 양성자 빔의 분포를 확인하고 빔을 조정하면서 치료할 수 있는 적절한 방법이 없다. 양성자 빔의 물질에 대한 흡수선량 분포와 물질과 양성자의 핵반응으로 방출되는 즉발 감마선의 상관관계를 이용한 측정시스템을 몬테칼로 전산코드로 전산모사하고 계산한 결과 체내 양성자 빔의 위치를 실시간으로 측정할 수 있음을 확인하였다.

세기변조방사선치료(IMRT)의 정확한 선량을 검증하기위해 본원에서는 최적화 기법을 이용한 2차원 선량 검증 알고리즘을 개발하여 임상에 적용하고 있다. 이에 대한 계속적인 연구로 최적화 알고리즘을 3차원으로 확장하고, 3차원 아크릴 팬톰을 제작하여 필름을 이용한 3차원 IMRT 선량검증 시스템을 개발하였다.

정위적 방사선 수술은 치료와는 달리 한 번에 많은 양의 방사선을 병소를 중심으로 조사한다. 그러므로, 수술 계획시 치료 영역에서의 병소를 중심으로 한 선량분포의 계획은 대단히 중요하다. 실질적으로, 수술 계획자는 정확하고 효율적인 수술 계획을 수립하기 위해 많은 시행착오(trial and error)를 거치면서 최적의 수술 계획을 완성한다. 본 연구는 공간상의 기본 단위인 체적소에 근거하여 병소와 일정영역간의 분포로서 회전중심점들(Multi-isocenter)을 불규칙한 모양의 병소내 자동적으로 최적의 배치 방법을 제안하였다. 또한, 이를 검증하기위해 3개의 다른 모양과 체적을 가지는 가상의 표적들에 대하여 이 방법을 적용하였다. 그 결과, 병소에 대한 선량분포 일치도(conformity)와 균질성(homogeneity)은 RTOG의 권고사항을 잘 만족하였다. 이러한 방법은 선형가속기와 감마나이프를 이용한 수술 계획시 수술 계획자에게 많은 도움을 줄 수 있을 것이라 사료된다.

본 연구에서는 쐐기형태의 선량분포를 구현할 수 있도록 고안된 미국 Varian사 동적쐐기(EDW ; Enhanced Dynamic Wedge)의 표면선량(surface dose)과 주변선량(peripheral dose) 특성을 분석하였다. 쐐기각도 15${\circ}$, 30${\circ}$, 45${\circ}$, 50${\circ}$를 대상으로 금속쐐기를 사용했을 경우와 동적쐐기를 사용했을 경우에 대해 해당 선량특성을 비교, 분석하였다. 표면선량 측정 결과, 동적쐐기가 금속쐐기보다 더 높은 선량 분포를 보였으며, 주변선량의 경우, 금속쐐기가 동적쐐기보다 더 높은 선량분포를 보였다. 이는 금속쐐기의 빔 필터링에 의한 빔 경화(hardening) 현상과 광자선과의 산란 현상에 기인한 결과로 방사선치료 계획 시 동적쐐기의 적용에 있어 고려해야 할 주요 특성이라 사료된다.

자궁암 치료시 고선량률 강내 근접치료기와 병행하여 사용할 초음파 온열 치료기가 개발되었다. 온열치료기는 텐덤형, 오보이드 형, 원통형으로 디자인 되었다. 각각의 치료기들에 사용될 초음파원 으로 PZT물질이 사용되었다. 텐덤형의 경우 외부직경이 2mm 이고 길이가 24.5mm 인 PZT5A가 사용되었고 오보이드형은 직경 20mm, 길이 20mm 인 원통형의 PZT 8 물질을 반으로 나누어 사용하였으며 원통형 치료기는 외경 25.4mm, 길이가 15.2 mm 인 원통형 PZT 8물질이 이용되었다. 각각의 트랜스듀서의 초음파 발생효율을 측정하였다. 텐덤형의 경우 3.2MHz 로 작동하였고 평균효율성은 16.7% 이다. 오보이드형의 작동 주파수는 1.5MHz 이며 효율성을 32${\sim}$46% 이다. 마지막으로 원통형의 작동주파수는 1.7MHz 이며 측정?? 효율성의 범위는 55${\sim}$65%이다. 특성분석 결과 온열치료에 사용될 초음파원으로 사용가능함이 입증되었다. 따라서 3개의 텐덤형 드랜스듀서를 연결하여 자궁내막의 길이가 73.5mm까지 치료가능한 텐덤형 온열치료기가 제작되었고 2개의 반원통형 트랜스듀서를 연결하여 치료길이가 40mm 인 오보이드형 치료기가 제작되었다. 마지막으로 4개의 원통형 트랜스듀서를 연결하여 질암등에 사용이 가능하고 61mm 까지 치료가 가능한 원통형 온열 치료기가 제작되었다.

원격조정 아프터로딩 시스템에 사용하는 폴리에틸렌 삽입관에 금박을 입혀 라디오파(RF) 안테나로도 병행사용할수 있는 열 방사선 병용삽입관 을 제작하였다. 30W의 RF 전력으로 15분간 한천 판톰에 가열하였을 때 폴리에틸렌관은 약 5oC 상승하였으나 금박으로 코팅 된 폴리에틸렌관은 약 20${\circ}$C 상승하여 RF 안테나로 대용할 수가 있었다. 한천 팬텀 중앙부에 길이가 2 cm 인 4개의 전극을 1 cm 간격으로 정사각형이 되도록 삽입하여 가열하였을 때 90%등온곡선이 반경 1.25 cm 의 원형으로 균일하게 분포되었고 2 cm 간격으로 삽일 하였을 때 1.75 cm 반경으로 거의 4 각형의 균일한 분포를 얻었다. 개의 뇌 실질에 정방형의 중심을 43${\circ}$C로 50분간 온열 요법을 시행한 후 관찰한 조직병리학적 소견에서 의미있는 변화를 보였다.

알츠하이머병에서는 전산화 단층촬영영상이나 자기공명영상을 이용하여 구조적, 비특이적 뇌 위축등의 병변을 진단할 수는 있으나 뇌 당대사 및 혈류 분포에 의한 이상 유무를 진단하기 위해서는 단일광자방출 단층촬영술 (single photon emission computed tomography, SPECT) 이나 양전자 방출 단층촬영술 (positron emission tomography, PET)을 이용한 국소 뇌혈류나 뇌 당대사 변화를 관찰한 진단이 필수적이다. 따라서 SEPCT나 PET영상 위에 직접 관심영역(region of interest, ROI)를 그려서 ROI를 관찰하여 해부학적 뇌위축과 국소 뇌혈류나 뇌 당대사 변화를 분석하였으나 ROI 방법은 주관적인 영향과 많은 분석 시간을 요하는 단점이 있다. 따라서 통계적 분석 방법을 이용한 맵핑방법으로 voxel based morphometry 방법을 수행하였고 MMSE 값을 분산분석변수로 하여 영상분석하여 $^{18}$F-labeled 2-deoxyglucose ($^{18}$F-FDG) positron emission tomography(PET)-CT 영상을 분석하였다. MMSE 값을 변수로 분석한 voxel based morphemetry 방법에서는 MMSE 값에 의한 대사저하의 변화는 무의미하였다. 알츠하이머병에서는 측두두정엽(temporoparietal cortex)의 cerebral blood flow, oxygen utilization, glucose metabolism은 줄어들고, 일차시각피질, 일차감각피질, 기저핵, 시상, 소뇌는 유지되며 voxel based morphometry 방법은 알츠하이머병을 분석하는데 유용한 분석방법이다.

본 연구는 전신 GSO PET 스캐너를 사용하여 Cs-137 투과 선원을 이용한 감쇠보정기법들을 평가하는 것이다. 이를 위하여, 4개의 모양이 다른 팬텀들을 사용하여 감쇠보정기법들을 검사하였다. 뇌영상을 위하여 256 mm의 시야가 사용되었고, 약 110MBq의 F-18 선원이 팬텀실험을 위해 사용되었다. 감쇠를 보정하기위해서, 방출선원이 팬텀에 주입된 후, Cs-137점선원의 투과 스캔 데이터가 획득되었다. 방출선원 데이터는 산란보정을 하였고, 4가지 종류의 감쇠보정기법을 이용하여 감쇠보정을 하였다. 재구성된 팬텀 영상들이 비교평가되었고, 임상 뇌영상은 핵의학 의사들이 평가를 하였다. 결과적으로 균일성 평가를 위한 원형팬텀의 영상에서, 측정감쇠보정기법을 이용시 가운데 부분이 떨어져 보였으나, 나머지 감쇠보정 기법들에서는 균일하게 보였다. 임상 뇌 데이터의 경우, 두개골에 대한 감쇠 효과를 볼 수 있었고, 두개골에 대한 감쇠보정이 적용되지 않은 영상에서는 인공산물이 발생하는 것을 보여주었다. 결론적으로, 정량적 뇌영상에 대한 정확도를 높이기 위해서, 두개골에 대한 감쇠보정이 적용된 개선된 감쇠보정 방법이 요구되어진다. 본 연구는 앞으로 Cs-137 점선원을 이용한 감쇠보정기법이 포함된 뇌 PET 영상 장치를 개선하는데 유용할 것으로 사료된다.

본 연구에서는 PET/CT시스템에서 CT영상을 이용한 감쇠 보정 시 조영제가 PET영상에 미치는 영향을 관찰하기 위해 팬텀실험과 모의실험을 수행하였다. 다양한 농도로 희석한 조영제를 채운 플라스틱 병을 스티로폼을 이용하여 전신 팬텀 내에 고정시킨 후 투과 영상을 획득하였다. 모의실험을 위해 인체 기관 중 간을 가진 수학적 방출 스캔 맵과 투과 스캔 맵을 각각 만들었다. 간에서 조영제가 비 균일하게 증강된 투과 스캔 맵, 간에 조영제의 증강이 있는 투과스캔 맵과 없는 투과 스캔 맵, 간에 있는 종양에 조영제의 hypo-attenuating이 있는 투과 스캔 맵, 그리고 각각의 다른 조영제의 감쇠 정도를 가지는 간을 구현한 투과 스캔 맵을 각각 만들고 이를 이용하여 방출 영상을 감쇠 보정하였다. 팬텀실험을 통해 조영제의 농도에 따라 감쇠 정도가 달라짐을 확인하였다. 모의실험을 통해 감쇠 보정된 방출 영상이 조영제에 의해 영향을 받고, 또한 인공산물이 발생할 수 있음을 확인하였다. 따라서 조영제와 같은 물리적 인자가 감쇠 보정에 미치는 영향을 충분히 이해하고 정량적 분석 또는 진단 등에 고려하여야 할 것으로 생각한다.

본 연구에서는 다중영상 획득용 두뇌팬텀을 사용하여 CT, MR, 그리고 PET영상을 획득하였으며, 이를 정합대상으로 하여 해부학적 영상과 핵의학 기능영상과의 정합을 실시하였다. 정합 알고리즘으로는 현재 널리 사용되고 있는 'Chamfer Matching' 알고리즘과 Mutual Information Maximization' 알고리즘을 이용하였고, 기존 연구에서 타당성이 검증된 정합 프로그램을 사용하였다. 정합 결과, CT-MR, CT-PET, MR-PET세 가지 정합경우에 대하여 두 알고리즘 모두 효과적인 방법임을 알 수 있었으나, 저해상도의 핵의학 영상인 PET과의 정합에선 Mutual Information Maximization'알고리즘이 더 효과적인 방법임을 확인하였다.

현재 많은 병원의 핵의학과에서 핵의학 장비를 이용하여 많은 수의 핵의학영상을 생성하고 있다. 생성된 핵의학영상은 환자의 질병을 진단 또는 치료하기 위해 기능적 정보를 많이 포함하고 있다. 하지만 이렇게 중요한 기능적 정보가 현재의 PACS 에서는 그 중요한 기능적 정보를 모두 표현하지 못 하는 문제점이 있다. DICOM 에서는 핵의학 영상 및 데이터에 대하여 표준을 정해놓고 그 표준을 따르도록 규정하고 있다. 이러한 DICOM 3.0 표준에서 핵의학 영상 및 데이터에 대하여 표준을 정해놓은 일은 비교적 최근의 일이어서 많은 수의 핵의학 영상 장비나 PACS에서는 핵의학영상에 대한 특징이 반영되지 않고 있는 실정이다. 이에 핵의학 영상의 호환성을 향상과 PACS와 핵의학 장비간의 호환성을 향상시키기 위하여 DICOM 3.0 Part 3에 정의된 IOD 중 꼭 필요하다고 생각되는 최소한의 Tag들을 선별하여 Guideline을 작성하여 DICOM 영상을 Guideline의 내용을 토대로 분석하였고 핵의학 영상이 PACS에서 제대로 활용되지 못 하는 원인을 분석 하였다.

우리의 연구는 호흡에 의해 움직임의 영향을 받는 장기 및 종양에 대해서 조사된 선량분포를 측정하는 것이다. 이 연구를 수행하기 위해, 사전연구로 이전에 발표된 논문을 토대로 호흡에 의해 장기 및 종양의 움직임 변위를 조사하였다. 그리고 조사된 데이터를 활용하여 호흡에 따른 움직임을 구동 시스템을 적용하여 구현하였다. 내부 움직임에 의한 선량분포의 변화를 측정하기 위해서 이 구동 팬톰 시스템을 사용하였다. 이 결과로부터 호흡에 환자의 조사되는 선량분포의 부정확 정도를 평가할 수 있었다.

폐, 간 등의 상 복부에 위치한 종양의 방사선 조사 체적은 호흡에 의한 종양의 이동을 포함하기 때문에 방사선 조사체적이 증가되어 방사선 독성 및 정상조직 선량이 증가하게 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 동 팬텀과 초음파센서를 이용하여 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 획득하고, 획득한 데이터의 역 값을 이용해 환자침대를 조절해줄 수 있는 호흡운동 조절 방사선치료 기술을 개발하고자 한다. 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 평가하기 위해 제작한 팬텀은 조정기(BS II, 20 Mhz, 8K Byte), 센서(Ultra-Sonic, range 3 cm${\sim}$3 m), Computer(RS232C), Servo Motor (Torque 2.3 Kg)등으로 구성하였고, 제어와 구동을 위한 획득-보정-분석 프로그램을 작성하였다. 최대 2 cm 범위 내에서 팬텀을 움직이게 하였고, 팬텀의 움직임과 보정이 순차적으로 일어나도록 프로그램 하였으며, x, y, z가 연속적으로 움직이도록 구성하였다. 임의의 움직임 데이터(유격이 2 cm이 되도록 하여 3차원 데이터 형태)를 입력하여 동 팬텀을 조정하고, 동시에 팬텀 움직임을 초음파 센서를 이용하여 획득한 후, 두 데이터 간의 비교, 분석을 시행하였다. 이후 쥐(Guinea-pig, about 500g)를 이용하여 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 획득한 후 획득한 데이터의 역 값으로 팬텀을 구동시킴으로써 실시간 호흡운동 조절 방사선치료 기술을 평가하였다. 팬텀 실험에서 3 차원 입력데이터에 대한 팬텀 보정 데이터 간의 정확성을 시간에 대한 거리 값으로 비교한 결과 ${\pm}$1% 이내의 정확성을 알 수 있었고, 이에 필요한 보정시간은 2.34 ${\times}$ 10-4 초임을 알 수 있었다. 또한 동물 실험에서도 동일한 방법으로 시간에 대한 거리 그래프와 획득-보정 간의 지연 시간 등을 분석한 결과 팬텀 데이터와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 팬텀, 동물 실험 모두에서 시간에 대한 거리 값과 각각의 경우에 획득-보정 간의 지연 시간을 분석한 결과 데이터 값은 ${\pm}$1%이내에서 일치하였으며, 데이터 획득-보정 지연 시간은 2.34 ${\times}$ 10-4 초 이내 즉, 실시간으로 얻을 수 있어 새로운 호흡운동 조절 방사선치료 기술의 임상적용에의 가능성을 확인할 수 있었다.

Leaf width가 다른 다엽 콜리메터 (MLCs)를 이용한 강도변조 방사선 치료 (IMRT)계획을 비교하였다. micro-MLCs를 사용하여 이미 시행된 12 case를 Varian사의 120 MLC와 80 MLC를 사용하여 다시 치료계획 하였다. 이들 콜리메터는 중심에서의 leaf width가 각각 3 mm, 5 mm, 10 mm이다. 이 치료계획들을 uniformity index, conformity Index, 정상조직 내선량으로 서로 비교하였다. PTV의 uniformity Index경우, mMLCs와 120 MLCs가 통계적으로 차이가 없었다 (p = 0.06). 그러나 mMLCs와80 MLCs는 통계적으로 약간의 차이를 보였다 (p = 0.001). PTV에 대한 최대목표선량은 leaf width와 연관성이 없었다. conformity index의 경우, mMLCs와 120 MLCs (p = 0.003)에서, mMLCs와 80 MLCs (p = 0.003)에서 통계적인 차이를 보였다. leaf width의 변화에 따라 방사선에 조사되는 정상조직의 부피를 비교하였고, leaf width가 3mm인 경우 정상조직 보존에 보다 적합함을 확인하였다.

본 연구는 호흡시에 내부 장기가 움직일 때 시간에 따른 threshold 값을 주어졌을 때 선량분포에 대한 연구를 수행한 것이다. 이전 연구에서 보고 된 것처럼 일정 시간에 따라 움직이는 내부 장기의 움직임은 Rujan 등에 의해 보고된 3차원적 수학적 계산방법에 의해 장기의 위치를 나타내었다. 그 결과 처음exhale에서 1초동안 간의 움직임은 2mm이내에 위치하는 것을 알게 되었다. 그래서 이 연구에서 TGT는 간의 움직임이 가장 적은 처음 exhale에서 1초동안 움직일 때의 선량분포를 평가하였다. TGT 값을 주었을 때 선량분포를 비교하기 위해 다음 조건으로 방사선을 조사하였다. 1) threshold 범위에서 target이 움직일 때(1초, 1.5호), 2) threshold 없이 target이 움직일 때, 3) target이 움직이지 않을때. 각각 조건의 선량분포를 비교 평가하였다

본 연구에서는 직장풍선을 사용하여 전립선의 내부 움직임을 최소화함으로써 계획용표적체적 내에 정상장기의 포함을 최소화고, 직장체적의 일정부분을 고선량 분포 영역에서 떨어뜨림으로써 방사선치료의 선량한계를 극복하고자 하였다. 이를 위해 직장풍선을 사용하여 환자 Setup 시 직장풍선의 위치 재현성을 분석하였고 세기조절방사선치료계획수립을 통해 임상치료에서의 유용성을 연구하였다.

To appropriately control or compensate breathing motion of targets in thorax or abdomen during radiotherapy is still demanding. Our idea is that a visual signal may help regulate patient's breathing pattern, by controlling its amplitude and cycle. The system involving breathing control with a visual signal for aperture maneuver with controlled breath (AMC) has been developed. A thermocouple is used to detect the temperature change due to patient's breathing. The system also consists of a mask, in which the thermocouple is installed, an operational amplifier, a converter, etc. Patients were instructed to control their respiration by breathing following the visuals signal, as watching a display that shows both patients' current breathing pattern and the signal. The patterns of patients' controlled breathing and the signals coincided well. Therefore, when AMC technique is applied, a target moves in the range that is 60 % less than the range of free breathing motion with the help of the system and so target margins can be reduced significantly. This study reveals that a visual signal is not only useful to control patient's breathing but also clinically effective.

물 흡수선량 표준에 토대를 두고 있는 프로토콜에서는 저에너지 전자선의 경우 평행평판형이온함의 사용과 기준 선질 $^{60}$CO 감마선의 물 흡수선량 교정정수를 받은 원통형이온함을 사용하여 고에너지 전자선에서 평행평판형이온함을 교차교정하도록 권고하고 있다. 따라서 본 연구에서는 국제원자력기구의 프로토콜(IAEA TRS-398)에서 권고하고 있는 절차에 따라 저에너지 전자선에 대한 원통형이온함의 선질보정정수를 계산하고, 원통형이온함과 평행평판형이온함의 교정방법에 따른 흡수선량을 상호 비교하였다. 그 결과 전자선에너지 10 MeV 이상에서는 두 이온함간의 선량이 잘 일치하였으나 전자선에너지 6, 9 MeV에서 최대 3.3%까지 선량 차이를 보여 저에너지 전자선에서는 반드시 평형판판형이온함의 사용하여 선량측정 할 것을 권고한다. 교정방법 차이에 의한 평행평판형이온함의 선량은 서로 잘 일치하는 것으로 나타나 표준기관에서 직접 교정받은 $^{60}$Co 감마선의 물 흡수선량교정정수를 사용하여 전자선 물 흡수선량을 결정해도 큰 영향은 없을 듯하다. 또한 평행평판형이온함을 교차 교정하기 위한 전자선 에너지에 따른 흡수선량을 상호 비교한 결과 20MeV이외 12, 16 MeV의 전자선 에너지에서도 잘 일치하여 교차교정을 위한 전자선의 기준 선질에 대한 연구가 더 진행되어야 한다고 사료된다.

식품의약품안전청은 1978년 12월 방사선 분야의 국가교정검사기관으로 지정되어 현재까지 Co-60선원을 이용 치료준위 방사선측정기에 대한 교정을 수행하고 있다. 식약청의 에어커마와 물 흡수선량 측정값은 국제도량형국(BIPM)과 측정소급성을 유지하고 있으며, 교정계수의 확장불확도는 0.9 %(k=2)이다. 식약청에서는 외부방사선에 대한 선량보증의 일환으로 1999년 전리함을 이용하여 방사선치료기관의 선량측정을 수행하였으며, 2002년부터 열형광선량계(TLD)를 이용한 선량측정체계를 확립 ${\cdot}$ 운영하고 있다. TLD 판독에 대한 측정불확도는 1.6 %(k=1)이며, 측정불확도를 감안하여 선량보증의 허용한계를 ${\pm}$ 5 %로 설정하였다. TLD 판독값을 선량으로 전환하는 과정에서 선질, 비선형성, 홀더사용 등의 영향을 보정하기 위한 보정정수를 사용하였다. 2003년도 치료방사선 선량보증사업에는 53개 기관(71개 선질)이 참여하였다. 선량보증 결과 71개 선질 중63개 선질(89 %)이 1차 측정에서 허용한계를 만족하였다. 허용한계 초과기관에 대해서는 재측정을 수행하였고, 그 결과 모두 허용한계 이내의 값을 나타냄을 확인하였다.

방사선 치료의 핵심 장비인 선형가속기의 10년간 관리 기록을 분석하여 효율적인 관리 지표로 활용하고자한다. 장비의 장애 요인을 다각적으로 분석하기위해 고장 원인을 치료기 부위별로 세분했고 각각이 미치는 영향을 세 단계로 구분하여 조사했다. 또한 장비 사용량이 고장에 미치는 영향을 분석하기 위해 년도별 치료 환자수와 고장건수, 중요 부속의 평균 수명 등을 분석했다. 10년간 전체 고장건수는 587건 이였으며 이중 조사헤드부의 고장이 20%를 자치해 가장 높게 나타났으며 고장이 미치는 영향에 의한 분석에서는 일시적 장애해 당하는 중간 정도의 고장이 41%를 차지해 가장 높게 나타났다. 장애 영향이 가장 큰 조사 불가능 상태의 고장은 가속부에서 49%로 가장 높게 나타났으며 고장과 관련된 지표는 사용연수 및 치료건수와 밀접한 관계를 나타냈다. 중요 부속의 평균 수명은 클라이스트론과 싸이라트론의 경우 치료건수가 증가함에 따라 교체 주기가 빨라져 각각 제조사 권고치의 42%, 83% 수준이였다. 안정적인 치료서비스 제공을 위해서는 사용 연수가 증가함에 따라 장비 관리의 필요성이 더욱 중요시 되어야하며 10년간 장비 관리기록을 통해 얻은 각종 지표가 향후 효율적 관리의 좋은 지침이 될 것으로 사료된다.

IAEA의TRS-398물 흡수선량 표준 프로토콜에서 고 에너지 전자선의 물 흡수선량 결정에 있어서 10MeV이하의 에너지 에서만 사용하길 권고하고 있다. Plastic Water$^{TM}$ Virtual Water$^{TM}$ 고체 팬톰을 이용하여 전자선에 대한 hpl값을 측정하였다. 측정결과 Plastic Water$^{TM}$의 경우 6 MeV에서 20 MeV가지의 전자선에 대해 평균 0.9964의 값을 나타냈고, Virtual Water$^{TM}$의 경우 1.0156의 값을 나타냈다.