• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권3호
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• pp.131-139
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• 2011

Star-shot 영상을 이용한 선형가속기의 방사선중심점(radiation isocenter)에 대한 정도관리를 정량적으로 할 수 있는 방법을 개발하고 이를 컴퓨터 프로그램으로 구현하였다. 구현한 프로그램의 정확도를 검증하고 프로그램을 사용하여 2008년 6월부터 2010년 12월 사이에 수행한 선형가속기 Clinac 21EX (Varian, USA)의 방사선중심점의 정도관리 정보로부터 방사선중심점의 크기를 측정하여 어떤 변화가 있는지 분석하였다. 개발한 방법은 먼저 star-shot 영상의 빔(ray)들 각각의 중심선 위에 있는 두 개의 점들을 찾아서 모든 중심선들의 방정식을 구하고 구한 방정식을 이용하여 중심선들을 모두 가로지르는 원의 최소의 직경을 찾아 방사선중심점의 크기를 구하는 것이다. 프로그램은 중심선의 x-절편과 y-절편을 0.084 mm 이하의 정확도로 찾아냈고 방사선중심점의 크기는 0.053 mm의 정확도로 구하여 검증에 사용한 영상의 해상도 0.085 mm보다 작았다. Clinac 21EX의 radiation isocenter의 크기는 콜리메이터, 갠트리, 테이블 각각 $0.33{\pm}0.27mm$, $0.71{\pm}0.36mm$, $0.50{\pm}0.16mm$였고 측정 기간 동안 2.0 mm보다 작게 나와 모두 허용한도를 만족하였다. 개발한 프로그램은 충분한 정확도로 방사선중심점의 크기를 계산해주어 정기적인 정도관리에 많은 도움이 될 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권1호
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• pp.28-33
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• 2003

본 연구는 무고정틀정위방사선치료의 다중호형 기법과 입체조형기법간의 회전중심점의 오차를 알아보고자 하였다. 1997년부터 2000년 12월까지 무고정틀정위방사선치료를 받은 47명의 환자를 대상으로 하였다. 다양한 종양형태와 크기를 고려하여 다중호형 또는 입체조형정위방사선치료를 선택하였다. 각 치료기법에 따른 회전중심점의 오차를 계산하였다. 다중호형과 입체조형정위방사선치료의 공간적 편차값($\Delta$r)은 각각 0.41 mm와 0.54 mm이었다. 다중호형정위방사선치료에서의 회전중심점의 정확도는 x, y, z 방향에서 각각 0.2 mm (SD 0.2 mm), 0.2 mm (SD 0.2), 0.3 mm (SD 0.2 mm)이었고, 입체조형정위방사선치료에서는 각각 0.2 mm (SD 0.2 mm), 0.3 mm (0.2 mm), 0.4 mm (SD 0.2 mm)이었다. 무고정틀 정위방사선치료를 이용한 회전중심점의 오차는 다중호형기법과 입체조형기법간에 차이가 없었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권3호
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• pp.135-138
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• 2002

치료대상 병소에 분할 방사선수술을 시술할 경우 회전중심(isocenter)은 정확하고 재현성 이 있어야 한다. 본 연구는 노발리스 방사선 수술장비와 정위 마스크 시스템을 사용한 분할방사선 수술에서 회전중심의 재현성을 측정하고 평가 하였다. 마스크는 열가소성 재질의 상용을 사용하였고 회전중심의 재현성을 측정하기 위해 고안된 머리 모양의 아크릴 팬텀에 맞도록 제작하였다. 팬텀의 내부에는 직경 5 mm의 아크릴봉을 수직으로 세우고 그 끝단을 회전중심으로 선택하였으며 예상되는 회전중심점에 pin hole을 낸 monochromic 필름을 설치하여 방사선 조사 후 회전중심의 재현성을 측정할 수 있도록 하였다. 측정 결과 회전중심은 공간오차가 평균 1 mm 이내이고 표준편차 또한 2 mm 이내여서 이미 보고된 타 문헌에서의 측정값과 비교해 볼 때 모든 측정값이 제시된 오차범위 내에 있었다. 결론적으로 분할방사선수술에 사용하는 정위 마스크 시스템은 매우 정확하고 재현성이 우수하였으며, 실제로 방사선 수술대상의 병소의 직경이 10 mm 정도 이상이라면 일반적인 한번의 고선량 방사선 수술에 정위 마스크 시스템의 사용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권1호
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• pp.35-41
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• 2011

전반적 시스템 점검(overall system test)을 위해 일반적으로 필름을 이용한 hidden-target test가 시행되어 왔으나 2차원적 측정기로 3차원적인 방사선 영역(radiation field)을 구(sphere)라 가정하고 목표 중심점을 찾는 것이 내재적 분석 오차를 야기시킨다. 본 연구에서는 겔 선량계를 이용하여 3차원적 목표 중심점 오차를 확인하고 이 기술을 소개하고자 한다. 실제 환자의 두경부를 모사할 수 있으며 10개의 겔 선량계를 내부에 삽입할 수 있는 팬텀을 제작하였고 원하는 시기에 합성과 자유로운 용기 선택이 가능한 $BANGkit^{TM}$을 겔 측정기로서 사용하였다. 필름을 이용하는 분석방법이 야기시키는 내재적 분석 오차를 정량적으로 확인 하기 위하여 2개의 방사선 영역은 타원(ellipse) 나머지 8개는 구 형태로 설정하였다. 방사선 수술 전용 선형가속기 기반의 치료기인 노발리스를 이용하여 모의 치료를 3번 반복 수행하였고 $BrainSCAN^{TM}$의 Image fusion, Drawing, Windowing setting 등의 내장 기능을 이용하여 자기공명영상 상의 방사선 영역을 추출하고 기하학적 중심 점을 측정하였다. 본 연구의 목표 중심점 분석 결과는 10개의 방사선 영역에 대해 $0.77{\pm}0.15mm$의 목표 중심점 오차가 발생하였고 각 AP (anterior-posterior), LAT (lateral), VERT (vertical) 방향으로 $0.54{\pm}0.23mm$, $0.37{\pm}0.08mm$, $0.33{\pm}0.10mm$의 방향별 목표 중심점 오차를 갖는다. 10개의 방사선영역 모두에서 목표 중심점 오차는 1 mm 이내이므로 방사선 수술을 시행하기에 적합한 치료 절차와 치료 장비를 갖추고 있음을 간접적으로 보여주었고 자기공명영상기반 겔선량측정법은 실제 방사선 영역의 체적을 이용 함으로서 겹쳐진 필름을 사용하는 기존 목표 중심점 점검기술의 한계를 보완하였다. 결과적으로, 겔 선량측정법을 이용한 3차원적 목표 중심점 점검기술은 전반적 시스템 점검을 위한 하나의 기술이 될 수 있다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권4호
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• pp.391-395
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• 2002

목적 : 서울대학교병원에서 개발한 정위방사선수술 시스템에서의 표준적 정위방사선수술기법을 적용시 중심점에서의 방사선량 오차를 확인하고자 하였다. 재료 및 방법 : 내경 10 mm 20 mm인 원통형의 3차 콜리메이터를 장착후 5개의 호형(arc)으로 구성된 표준형 정위방사선수술계획에 따라 시행한 정위방사선수술시의 선량을 측정하였다. 방사선은 CL2100C 선형가속기에서 발생하는 6 MV X-선을 사용하였고 자체 개발한 다용도 팬톰에서 0.125 cc 전리함 및 다이오드 검출기로 중심점 선량을 측정하였다. 결과 : 내경 20 mm인 3차 콜리메이터를 장착한 정위방사선수술 시행시 호형에 따른 계획선량과 측정선량 간 오차는 0.125 cc 전리함 측정시 $-0.73\%$ 내지 $-2.69\%$, 다이오드 검출기 측정시 $-1.29\%$ 내지 $-2.91\%$이었다. 내경 10 mm 인 3차 콜리메이터 장착한 경우의 오차는 다이오드 검출기로 측정하였을 때 $-2.39\%$ 내지 $-4.25\%$이었다. 결론 : 중심점 선량 오차는 약 $3\%$ 정도로서 DICOM 3.0 표준형식을 통한 영상자료 처리 등의 개선책을 통한 최소화 노력이 필요하다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권2호
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• pp.99-105
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• 2010

목 적: 여러 통상적인 전뇌방사선치료 기법에서의 뇌와 수정체의 방사선 조사선량을 비교하고자 하였다. 대상 및 방법: 전뇌방사선치료를 위한 치료계획을 11명의 환자를 대상으로 컴퓨터단층촬영 영상을 이용하여 다음과 같이 수립하였다. 중심점이 조사영역의 중앙에 위치하고 가쪽눈구석(lateral bony canthus)에서 양측 빔이 평행한 통상적인 계획을 수립하고, 뇌에서 1 cm (렌즈에 대해서는 5 mm)의 여유로 차폐물을 생성하였다(P1). 이후 중심점을 가쪽눈구석으로 옮기고(P2), 조준기를 90도 회전시킨 후 5 mm 두께의 다엽조준기로 차폐를 하였다(P3). 각 환자의 모든 계획에서 P1의 중심점에 30 Gy를 처방하였다. 뇌와 수정체의 선량 지표들은 paired t-test를 이용하여 비교하였다. 결 과: 뇌의 $D_{max}$와 $V_{105}$는 P1에서 111.9%와 23.6%였다. 뇌의 $D_{max}$와 $V_{105}$는 P2와 P3에서 유의하게 감소하였는데, 그 값은 각각 107.2%와 4.5~4.6%였다(p<0.001). 수정체의 $D_{mean}$의 평균값은 P1에서 3.1 Gy, P2와 P3에서는 2.4~2.9 Gy였다(p<0.001). 결 론: 전뇌방사선치료 시 다른 복잡한 방법을 이용하지 않고, 중심점을 가쪽눈구석에 위치시키는 것만으로도 뇌와 수정체의 조사선량 측면에서 유리하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권2호
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• pp.114-122
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• 2006

세기조절방사선치료에는 다엽콜리메타의 구동방식에 따라 static 방법과 dynamic 방법이 있다. 세기조절방사선치료의 정도관리는 치료계획의 정도관리, 치료정보의 전달에 관한 정도관리, 치료전달 과정에 대한 정도관리를 통하여 이루어진다. 여기서는 static 방법과 dynamic 방법에 대하여 같은 조건으로 치료계획 정도관리를 시행하여 dynamic 방법의 환자 적용에 대한 타당성을 살펴보았다. 세기조절방사선치료에서 다엽콜리메타의 움직임이 static 방법인 stop and shoot 방법과 다엽콜리메타의 움직임이 dynamic 방법인 sliding window 방법과 비교검토한 결과 임상표적용적(clinical target volume, CTV)의 크기가 직경 3 cm인 경우에서는 중심점에서의 선량분포 차이가 0.2%였으며, 선량분포의 90% 면적의 차이가 2.7%였으며, CTV의 크기가 직경 7 cm인 경우에서는 중심점에서의 선량분포 차이가 0.2%였으며, 선량분포의 90% 면적의 차이가 2.2%였으며, CTV의 크기가 12 cm인 경우에서는 중심점에서의 선량분포 차이가 0.4%였으며, 선량분포의 90% 면적의 차이가 2.9%였다. 실제 폐암 환자에서도 CTV의 크기에 따라 static 방법과 dynanic 방법에서 중심점에서의 선량 차이는 0.3%에서 0.6%를 나타내고 있다. 가상 펜텀에서는 CTV의 크기에 따라 중심점에서의 측정 선량이나 90% 등선량 곡선 면적이 차이가 없었고, 실제 폐암환자에서는 중심점의 측정선량은 차이가 없었지만 90%등선량곡선의 면적은 CTV 가 커짐에 따라 두 방법간에 차이가 커짐을 알 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제18권2호
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• pp.114-119
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• 2000

목적 : small bowel displacement system (SBDS)을 이용한 골반부 방사선 치료시 치료간(intertreatment) 및 치료중(intratreatment) 중심점 위치변동의 편차를 분석하고, 그 결과를 임상적으로 이용하고자 하였다. 대상 및 방법 :자궁경부암 7명, 직장암 4명의 총 11명의 환자를 대상으로 electronic portal imaging device (EPID)를 이용하여 302건의 후-전문(postero-anterior port) 영상과 232건의 측문(lateral port) 영상을 얻었다. 모든 환자는 복와위 자세로 하복부에 SBDS를 사용하였다 방사선 조사야의 중심점과 배율을 맞추기 위하여 5개의 금속 기준점을 영상탐지판(image detection unit)에 부착시켰으며, EPID 영상의 골 기준점(bony landmark)을 정하여 모의치료시 촬영한 영상과 비교하여 정렬시킨 후 우-좌문, 두-미문, 그리고 후-전문 방향으로 중심점의 이동방향 및 거리를 분석하였다. 결과 : 우-좌문, 두-미문, 그리고 후-전문 방향으로의 치료간 중심점 이동의 평균값은 각각 1.2 mm ($\pm$1.6 mm), 1.0mm ($\pm$3.0 mm), 0.9 mm ($\pm$4.4 mm)이었으며, 각 방향으로의 5 mm 이상의 치료간 중심점 이동은 각각 2, 12, 24$\%$, 그리고 10 mm 이상의 치료간 중심점 이동은 각각 0, 0, 5$\%$이었다 큰 폭의 위치변동을 보인 방향은 후-전문 방향이었으며, 최대값은 11.5 mm 이었다. 우-좌문, 두-미문, 그리고 후-전문 방향으로의 치료중 중심점 이동의 평균값은 각각 0 mm ($\pm$0.9 mm), 0.1 mm ($\pm$1.9 mm), 0 mm ($\pm$1.6 mm)이었다. 5 mm 이상의 치료중 중심점 이동은 각각 0, 1 , 1$\%$이었다. 결론 : SBDS를 이용한 골반부 방사선 조사시 폭과 빈도가 가장 큰 치료간 위치변동은 후-전문 방향이므로, 측면의 후-전문 방향으로 추가적인 여유를 두는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권2호
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• pp.84-93
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• 2004

정위적 방사선수술(stereotactic radiosurgery, SRS)은 정위적 기구를 이용해 환자를 고정시킨 후 한번에 고선량의 방사선을 병변에 조사하는 방사선 치료법이다. 일반적인 방사선 치료와 달리 단 한번의 조사로 고선량의 방사선이 환자에게 주어지므로 정확한 수술계획의 수립이 필요하다. 현재, 수술계획은 사람이 직접 시행착오를 거듭하며 수립되고 있다. 이로 인해 계획의 재연성과 신뢰성에 문제가 재기되고 있으며, 이를 해결하고자 컴퓨터를 활용한 수술계획 최적화 방법들이 제안되어 왔다. 그러나 기존의 방법들은 최종적인 수출계획을 얻을 때까지 많은 시간이 필요하고 사용되는 수학적 알고리듬의 한계로 국소적 최적해를 최종해로 산출해 낼 위험성을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 이상표적모델을 활용한 정위적 방사선수술계획 최적화 방법을 연구하였다. 병소의 다양한 모양을 근사시킬 이상표적모델을 구형과 원통형, 원뿔형, 타원체의 4종류 가정하였다. 회전중심점(isocenter)을 여러 개 사용하여 이상표적모델을 50％ 등선량 내에 포함시키고, 이 조건을 만족하는 경우의 회전중심점의 위치, 콜리메이터 크기를 데이터베이스화 하였다. 병소가 주어질 경우 기하학적 비교를 통해 병소의 모양을 가장 잘 나타낼 수 있는 이상표적모델, 또는 이상표적모델의 조합을 결정한 후 병소를 근사화하는 과정을 개발하였다. 이후 각 이상표적모델에 대해 데이터베이스에 구축되어 있는 최적변수들을 찾아 회전중심점을 배치시키고 실제 병소에 맞게 최종적인 수정을 통해 최적화 과정을 마치도록 하였다. 이 과정을 가상 표적에 대해 수행한 결과 뛰어난 결과를 보이진 않았으나 회전중심점에 대한 간단한 변화만으로 만족할 만한 결과를 나타내었다. 이는 직접적인 수술에 사용될 수는 없을지라도 수술계획을 함에 있어 최적화 과정의 시작점(Starting Point)으로 받아들이기에 만족할 만한 결과이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권2호
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• pp.89-94
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• 1998

자기공명영상을 정위적 방사선 수술에 이용하기 위한 우선 과제로 비교적 균일한 phantom에서 자기공명영상으로 구한 정위적 표적점이 실제 방사선수술시의 방사선 빔의 isocenter와 일치하는지 확인하고자 하였다. 무 속에 임의의 표적점이 표시된 선량측정용 필름을 끼우고 head ring 을 고정시킨 다음 자기공명영상올 얻어 방사선 수술용 planning computer 로 표적점의 정위적 좌표를 구한 다음 실제 치료와 같이 무 phantom 을 테이블에 고정한 후 구해진 표적점의 좌표를 isocenter로 하여 방사선을 조사하고 필름을 현상하여 필름에 표시한 표적점과 실제 방사선이 조사된 부위의 선량분포의 중심을 비교하였는데 오차가 0.5 mm 이내였다. 따라서 무와 같은 비교적 균일한 phantom 에서는 표적점과 실제 방사선이 조사된 부위의 선량분포의 중심이 잘 일치함을 알 수 있었다. 또 다른 방법으로 자기공명영상의 왜곡의 정도를 직접 확인하기 위해서 아크릴에 1 cm 간격으로 구멍을 뚫고 오일방울을 넣어준 후 아크릴 phantom을 무 속에 수평과 수직방향으로 삽입한 뒤 자기공명영상을 얻은 후 각각의 좌표를 구하여 자기공명영상의 수평과 수직방향에서 왜곡의 정도를 측정하였다. 결과는 균일한 물질 내에서는 7 cm 거리에서 0.4 mm 이내의 오차를 보여서 비교적 잘 일치하였다. 그런데 이 측정과정에서 device 자체와 digitizing 과정의 오차가 있는 것으로 판단되므로 더 정교한 device 의 제작이 필요한 것으로 생각된다.