• 한국방사선학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.303-312
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• 2017

감마나이프 방사선수술(GKRS)의 핵심 목표는 병변에 처방 등선량 표면의 일치성을 최대화하고 병변 주변부 정상 조직의 방사선 효과를 최소화하는 것이다. 일치성 지표, 적용 범위, 선택성, 빔-온 시간, 기울기 지표(GI), 일치성/기울기 지표(CGI)와 같은 치료계획의 질과 관련된 다양한 종류의 지표들이 존재한다. 이 가운데 최상의 치료계획 평가 도구로서 우리는 일치성 지표, GI 및 CGI를 반드시 확인해야 한다. 특히 건강한 정상조직의 합병증과 관련된 GI 및 CGI는 일치성 지표보다 더욱더 중요하게 여겨진다. 그래서 저자는 치료계획 시스템 렉셀 감마플랜(LGP) 및 검증 방법 가변 타원체 모형화 기술(VEMT)을 사용하여 광범위하게 적용되고 있는 GI 뿐 만 아니고 CGI, 새로이 정의된 일치성/기울기 지표를 계산하고 통계적으로 분석하였다. 본 연구는 GKRS로 치료받은 두개 내 병변을 가진 10명의 환자를 대상으로 하였다. 저자는 단지네 인자들: 처방 등선량 체적, 최대 선량의 30% 이상 체적, 병변 체적, 처방 등선량 절반의 체적 만을 가지고 LGP와 VEMT를 이용해서 지표를 계산했다. 모든 데이터는 두 가지 다른 측정기법을 비교하는데 사용되는 통계적 방법인 Paired t-test로 분석되었다. 10명의 사례에서 LGP와 VEMT 사이에 GI의 통계적 유의성은 관찰되지 않았다. GI의 차이는 -0.14에서 0.01 사이의 범위였다. LGP와 VEMT의 두 가지 방법으로 계산된 새롭게 정의된 기울기 지표 또한 통계적으로 유의하지 않았다. 저자는 LGP와 VEMT 사이에 처방 등선량 체적에 대한 통계적 차이를 발견하지 못했다. 최상의 치료계획을 결정하기 위한 또 하나의 평가 지표인 CGI도 통계적으로 유의하지 않았고 CGI의 차이는 -4에서 3까지 이었다. 똑같이 GKRS에 적합하게 새로이 정의된 일치성/기울기 지표도 통계 분석을 통해서 치료계획 평가를 위한 훌륭한 측정 기준으로 여겨진다. 통계분석 결과 VEMT는 GKRS에서 최상의 치료계획을 평가하기 위해 GI, 새로운 기울기 지표, CGI 및 새로운 CGI를 고려했을 때 LGP와 우수한 일치를 보였다. 저자는 LGP 및 VEMT를 통해서 빠르고 쉬운 평가도구의 적용성으로 인하여 GI 뿐 만 아니라 CGI와 새로이 정의된 CGI가 널리 사용되기를 기대한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제18권2호
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• pp.92-100
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• 2000

목적 :본 연구의 목적은 뇌 생식 세포종 환자들의 방사선치료 시 가장 적절한 조사 영역을 알아보고자 시행하였다. 대상 및 방법 : 1993년부터 1998년까지 뇌 생식세포종으로 진단되거나 또는 추정되어 감마 나이프를 시행 받은 환자 19 명을 대상으로 분석하였다. 송과선 9예, 안상(suprasellar) 1예, 그 외 2군데 이상 다발성 병소가 9예였다. 조직이 확인이 된 예는 7예이었고 배아종(germ ceil tumor)이 5명, 내배엽동종(endodermal sinus tumor)이 2명이었다. 종양의 부피는 2.4 cm$^{3}$부터 74 cm$^{3}$ 까지 이었다. 감마나이프 방사선 치료는 50% 등선량 곡선을 중심으로 10 Gy부터 20 Gy에 걸쳐 조사되었다. 추적 기간은 10개월에서부터 54개월까지였다. 결과 : 총 19명 중 14명(74%)에서 재발을 하였다. 완전 관해와 부분 관해는 각각 2명(11%), 10명(53%)이었다. 무반응은 7명(36%)이었다. 원발 병소가 있었던 자리에서 재발한 경우가 2예, 치료 조사영역을 벗어났으나 원발 병소와 연결되어서 그 주위로 재발한 경우가 6예 이었다. 원발 병소와 떨어져서 뇌실 재발이 된 경우 3예, 척수 전이가 된 경우가 4예 이었다. 종양의 부피가 20 cm$^{3}$ 이하인 경우는 8예이었으며 이중 2예는 치료 조사영역 내에서만 재발한 경우, 4예는 원발 병소와 연이어져서 치료 부위 주위로 재발한 경우, 1예는 척수 전이된 경우이었다. 종양의 부피가 20 cm$^{3}$ 보다 큰 경우는 6예 이었으며 그 중 원발 병소와 연이어져서 치료 부위 주위에 재발한 경우 1예, 원발 병소와 떨어져서 뇌실 전이가 된 경우가 2예, 척수 전이를 일으킨 경우가 3예였다. 재발을 하지 않은 5예는 종양의 부피가 20 cm$^{3}$ 이하인 경우이고 모두 단일 병소이며 종양기표가 모두 정상이었다. 척수 전이는 4예(21%)에서 발생하였으며 모두 뇌실 침범이 있는 경우에 발생하였다. 총 9명의 다발성 병소 중 국소 재발만을 한 경우는 3경우이었고 나머지는 모두 치료 조사영역을 벗어나 원발 병소와 떨어져서 재발하였다. 결론 : 감마 나이프 치료가 뇌 생식세포종에 대한 치료로서는 부적절한 치료이며 이것은 감마 나이프의 특성인 작은 치료 용적과 조사 선량의 부적절함에서 기인하는 것으로 판단된다. 뇌 생식 세포종에서 병소 부위 만을 치료하는 경은 종양의 부피와 다발성 병소의 뇌실 침범 유무가 치료 성공의 열쇠이다. 20 cm$^{3}$ 이하, 단일 병소, 뇌실 침범이 혀는 경우, 정상적인 종양지표, 등이 가장 이상적인 적응증이 될 수 있다. 다발성 병소에서 뇌실 침범이나 뇌실 병소가 있을 경우는 예방적 뇌 척수 조사를 고려해야 할 것으로 생각된다. 병소의 크기가 cm$^{3}$ 보다 클 경우 다발성 병소인 경우, 종양지표의 증가가 있는 경우에는 확정적인 제안을 하기는 어렵지만 전 뇌실 조사 또는 부분방사선 조사가 시도될 수 있을 것으로 생각되며 이 경우가 선행 화학 요법과 함께 치료할 수 있는 대상이며, 앞으로 이 부분에 대한 연구가 계속 이루어질 것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권2호
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• pp.144-148
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• 2006

삼차신경통은 삼차신경의 안면피부 분포를 따라서 일시에 생기는 전기적 쇼크와도 같은 강한 통증이다. 약물치료로서 통증을 제어할 수 없게 되면 여러 가지 시술로 통증제어를 시도하게 된다. 정위적 방사선수술은 비침습적인 방법으로 부작용이 거의 없이 유의한 통증완화를 이루어 내는 것으로 밝혀져 있다. 그동안 삼차신경통의 방사선수술에 감마나이프가 주로 사용되었지만 최근에 선형가속기도 사용되기 시작하였다. 저자는 삼차신경통 환자 1명에 선형가속기를 이용하여 방사선수술을 시행하였다. 뇌간으로부터 나온 삼차신경 기시부에 5 mm collimator를 이용하여 85 Gy를 조사하였다. 환자는 치료 후 20일 경부터 통증이 거의 소실되었으며 6개월이 지난 현재까지 약물복용 없이도 통증이 없는 상태이다. 환자는 안면 무감각증 등 부작용이 없었다. 선형가속기를 이용한 정위적 방사선수술로 삼차신경통을 치유한 예는 아직 국내에서 보고된 적이 없기에 문헌고찰과 함께 보고한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권3호
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• pp.325-335
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• 1998

목적 : 감마 나이프에 사용되고 있는 코발트-60의 골에 의한 흡수 선량 감소는 -3.5$\%$이다. 그러나 모든 방사선 수술 치료 계획 시스템은 치료 부위를 단위밀도 (unit density)로 가정하여 계산을 시행하므로 조직 불균일성에 대한 고려를 하지않고 있다. 중두개와 (mid cranial fossa) 부위는 여러 두께의 골로 구성되어 있기 때문에 감마 나이프를 이용한 방사선 조사시 중두개와에 위치한 병변인 뇌하수체 종양 지점이나 청신경 초종 지점의 치료시 흡수되는 방사선량은 방사선 수술 계획 시스템에 의하여 계산한 값과 차이가 날 가능성이 있다. 이 연구는 이러한 중두개와에 위치한 병변의 치료시 골에 의한 흡수 선량의 감소에 대한 검증을 위하여 시행하였다. 대상 및 방법 : Alderson Rando phantom (이하 인체 모형 판톰-human phantom-이라 명명)의 두개골 부위에 4개의 핀에 의해 Leksell stereotactoc frame을 고정시키고 뇌단층 촬영을 시행하였다. 뇌 단층 촬영 상에 뇌하수체 종양과 청신경 초종(acoustic neurimona)에 해당되는 각각의 지점을 정한 후 먼저 뇌하수체 지점에 인체 모형 판톰의 모양에 맞게 자른 코닥 X-omat V 필름을 사이에 넣고 인체 모형 판톰을 잘 고정한 후에 14 mm 조준기 (collimator)를 부착하여 방사선을 조사하였다. 한 지점당 3회 반복 시행하였다. 18 mm 조준기를 이용하여 동일한 방법으로 3회 반복 시행하였다. 두 번째 지점인 청신경 초종 지점에 필름을 넣은 뒤 첫 번째와 동일한 방법으로 14 mm 조준기와 18 mm 조준기를 사용하여 각각 3회 반복 시행하였다. 동일한 실험 조건으로 균일한 밀도로 이루어진 16 cm 지름의 구형 폴리스티렌 판톰 내에 폴리스티렌 카세트에 맞는 필름을 삽입하여 14 mm, 18 mm 조준기 각각에 대하여 방사선 조사를 시행하였으며 이 과정을 3회 반복 시행하였다. 이후 필름들을 현상하여 VXR-12 필름 광학 측정기를 이용하여 등선량 곡선을 얻는다. 여기서 얻어진 등선량 곡선 (isodose curve)을 기초로 하여 off axis ratio 곡선을 얻었다. 결과 : 중두개와에 위치한 병소에 대하여 감마 나이프를 이용한 방사선 조사를 시행할 때 골에 의한 흡수 선량 감소는 뇌하수체 종양 지점이 청신경 초종 지점보다 많이 나타났으며 (0.2-3.0 mm vs. 0.1-1.3 mm) 조준기 크기에 따라 14 mm 조준기일 경우가 18 mm 조준기보다 더 많은 흡수 선량 감소 (0.4-3.0 mm vs. 0.2-2.2 mm)를 보였다. 결론 : 흡수 전량 감소가 실제 임상에서 치료 계획을 세우는데 있어서는 큰 영향을 미치지 않는 범위 내 (1 mm)에서 일어남으로 골에 의한 흡수 선량 감소를 고려하여 치료계획을 조정해야 할 필요는 없을 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권4호
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• pp.225-233
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• 2003

방사선 치료 계획의 목적은 정상 조직 부근에서는 최소한의 방사선 조사가 되는 동안 병소에는 동일한 선량이 조사되는 것이다. 선형가속기를 이용한 정위적 방사선 수술시 단일한 구형의 선량분포는 병소에 대하여 균등한 선량분포를 이루고, 병소 내에는 70％ 이상의 고선량이 등선량 곡선내에 포함되면서 주위 정상조직에서는 급격히 낮은 선량을 가지게 한다. 또한 이와 같은 방법은 감마나이프를 이용한 정위적 방사선 수술의 경우와 비슷한 치료 계획을 나타낸다. 이처럼 정위적 방사선 수술시 이용되는 구형의 선량분포를 가지는 isocenter는 실제 방사선 수술 계획시 많은 시간과 경험을 바탕으로 수술 계획자에 의해 병소 내에 배치되어 진다. 본 연구는 효율적인 방사선 수술이 수행되도록 수술 계획시 구형 선량분포에 관여하는 빔관련 변수들을 고려하여 병소내 선량분포의 특성을 조사하였다. 이를 위해 불규칙한 형태의 병소를 직육면체형과 원통형으로 가정하여 비교하였고, 동일한 체적의 병소 모델에 대하여 빔관련 변수를 변화시켜 구형 선량분포를 이루는 isocenter들의 위치 및 콜리메이터의 크기를 달리하면서 병소 모델에 대한 선량 분포를 얻었다. 이때, 얻어진 선량분포 Dose Profile과 Dose Volume Histogram (DVH)으로 비교한 결과, 불규칙한 모양의 병소에 대하여 콜리메이터의 크기와 Isocenter의 개수, Isocenter의 간격 등의 빔관련 변수를 최적화함으로서 더 나은 고선량의 등선량 곡선(Isodose Curve)내에 병소를 포함시킬 수 있었다. 이러한 병소내 구형 선량 분포를 가지는 isocenter의 배치에 따른 특성들은 정위적 방사선 수술 계획시 더 효율적이면서, 빠른 수술 계획을 수립하는데 많은 도움이 될 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.75-77
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• 2004

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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권1호
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• pp.14-20
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• 2009

본 연구에서는 복부 전용 팬톰을 이용하여 폐 종양을 모델로 실시간 종양 추적 치료 시 종양에 대한 선량 분포와 종양 부근에 인접하여 상대적으로 움직임이 작은 주요장기인 척추의 선량 분포를 3차원과 4차원 전산화 치료계획을 통하여 나타난 선량분포에 대하여 Gafchromic 필름을 이용하여 선량을 비교평가 하였다. 비교 결과 종양의 선량 분포는 감마 지표 3%, 1 mm를 기준으로 일치도가 3차원 및 4차원에서 각각 90.6%, 97.64%이었고, 척추에서는 감마 지표 3%, 2 mm를 기준으로 3차원 및 4차원에서 각각 57.13%, 90.4%로 나타났다. 종양 및 척추에서 4차원 전산화치료계획 계산값은 측정값과 비교할 경우 근소한 차이를 보였으나 3차원 전산화 치료계획 시 종양에 근접하여 움직임이 작은 척추에서는 계산값과 측정값의 차이가 크게 나타났다. 따라서 사이버나이프와 같은 장비를 이용하여 호흡에 따라 움직이는 종양을 대상으로 실시간 종양추적 치료 시 4차원 전산화 치료계획이 반드시 필요하다고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권4호
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• pp.265-270
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• 2013

방사선수술 치료계획 시 목표체적 윤곽 그리기 과정에서 발생하는 오차를 확인 하기 위하여 작은 목표체적을 고르게 분포시킨 두 경부 팬텀을 제작하였으며, 동일한 팬텀을 사용하여 CT영상 및 MR영상을 획득하고 이를 대표적인 3개의 방사선수술 치료계획시스템에서 작은 목표체적에 대하여 윤곽 그리기 한 후 체적을 측정하여 비교 분석하였다. CT로부터 획득한 이미지를 이용하여 BrainSCAN (노발리스)에서 윤곽 그리기를 하여 체적을 측정한 경우, 체적 평균값은 $2.23{\pm}0.08cm^3$이며, Leksell gamma plan (감마 나이프)은 $2.13{\pm}0.07cm^3$, Multi plan (사이버 나이프)에서 측정한 값은 $2.24{\pm}0.10cm^3$이였다. 또한 MRI로부터 획득한 이미지를 이용하여 BrainSCAN에서 윤곽 그리기를 하여 체적을 측정한 경우, 체적크기의 평균값은 $2.08{\pm}0.06cm^3$이며, Leksell gamma plan은 $1.94{\pm}0.05cm^3$이고 Multi plan에서 측정한 값은 $2.15{\pm}0.06cm^3$이었다. 각 방사선치료계획 시스템에서 CT영상과 MR영상으로부터 측정한 목표체적의 차이는 CT에서 획득한 이미지를 측정한 체적이 MRI보다 평균적으로 6.4% 정도 크게 나타나는 것을 확인하였다. 동일한 영상획득 장비에서 획득한 이미지를 3개의 서로 다른 방사선치료시스템에서 측정한 결과의 차이는 3~6%이었다. 이 결과는 영상을 획득하는 방식과 윤곽을 그릴 때 생기는 오차를 고려하였을 때 임상적으로 수용할 수 있는 범위 내에 들어간다고 판단이 된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제7권2호
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• pp.19-28
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• 1996

정위적 방사선수술 (Stereotactic radiosurgery) 은 병소(region)의 위치를 정확히 결정하고 치료에 요구되는 방사선량이 정확히 전달되는 것이 중요하다. 본 연구는 이를 실험적으로 확인할 목적으로 특별히 고안된 물팬텀 (water phantom)을 개발하여 Leksell 정위기구 (Leksell Stereotactic Frame; LSF)에 부착하여 방사선수술을 시행하였다. 방사선 수술에는 Leksell 감마나이프 (Gamma Knife Unit; GKU) 와 LSF를 사용하였으며 실험을 위해 개발된 팬텀은 1mm 두께 플라스틱의 직경 160mm의 구형으로 물을 채울수 있는 구조로 되어있다. 측정장치로서는 목표점 설정(target localization)을 위한 필름과 전달 선량(dose delivery) 측정을 위해 이온 전리함(ionchamber) 을 사용하였으며 이를 팬텀의 목표점에 각각 위치시킬 수 있도록 설계하였다. 본 연구에서 목표점 확인은 허용 오차범위인 $\pm$0.5 mm 이내에서의 값을 보였으며 선량전달값은 $\pm$3% 정도의 오차로 허용값내에 있음을 보여주었다. 본 연구에서 개발된 팬텀으로 측정된 값이 모두 허용 오차범위 내에 있음을 보여주었고 이로인해 GKU 및 LSF의 주기적 QA(Quality Assurance)에 계속적으로 사용할수 있게 되었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제13권1호
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• pp.87-94
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• 1995

Since March 1992, total 200 patients who visited our hospital as functional or organic lesions of central nervous system were treated by gamma knife stereotactic radiosurgery for 27 months. Thirty-nine patients of total cases was diagnosed as cerebral arteriovenous malformation. The rate of magnification on X-ray film was reduced by cutting fixation adaptor from 1.0 to below 1.45 times. In order to treat the deep- and lateral-seated cerebral arteriovenous malformation, we slightly modified the angiographic indicator, the commercial Leksell system, by cutting each inner sides about 5mm, We performed the more distinction of the scales by adapting 0.5mm or 1mm copper filter to angiographic indicator. The center point of indicator(X=100mm, Y=100mm, Z=100mm) is corrected by adjusting scales of X-, Y-, Z-axis to each inner 100 and outer 100 point within 1-2mm by repeated exposure of X-ray on films in trial-and-errors. We have developed the 'GKANGIO' programed as the Fortran-77 in Microvax - 3100, which can save treatment planning time and perform accurate pretreatment planning using the theoretical target metrix center. The theoretical description of the simplified method is presented for the reduction of experimental and numerical errors in treatment planning of radiosurgery.