• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제12권2호
• /
• pp.185-191
• /
• 2001

물리적인 형태의 선량 보상체 제작 없이 삼차원 방사선치료계획장치 및 다엽콜리메터를 이용한 방사선의 세기변조를 통해 선량보상 효과를 구현할 수 있는 가상 선량보상체 설계 알고리듬을 고안하고 그 타당성을 분석하였다. 선량보상체 설계를 위한 모델로서 신체표면의 굴곡을 묘사할 수 있는 스티로폼 제작물과 소형 물팬텀을 사용하였으며, 이에 대한 정보를 삼차원 방사선치료계획장치에 입력하고, 주어진 조건하에서의 예상 선량분포를 구하였다 이를 기준으로 가상 선량보상체 구현에 필요한 플루언스 지도를 작성하고, 이를 구현할 수 있는 다엽콜리메터의 구동 프로그램을 설계하였다 다엽콜리메타 구동 알고리듬은 Ma의 이론을 근거로 설계하였으며, 모든 프로그램은 IDL5.4를 사용하여 작성하였다. 설계된 가상 선량보상체의 타당성을 검증하기 위해 선량보상체를 적용하였을 때와 적용하지 않았을 경우 각각에 대해 팬텀에 장착한 필름에 방사선을 조사한 후 그 선량분포를 비교, 분석하였으며 그 결과, 가상 선량보상체를 적용하였을 경우 적용하지 않았을 시 보였던 조직결손에 의한 높은 선량분포 영역이 제거되어 목적하고자 한 균일한 선량분포를 구현할 수 있음을 보였다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제26권4호
• /
• pp.263-270
• /
• 2008

목 적: 본 연구에서는 로봇 사이버나이프의 호흡추적장치($Synchrony^{TM}$ Respiratory motion tracking system)을 이용하여 방사선수술을 시행한 간 종양환자를 대상으로 치료 중 실시간 종양의 움직임을 정량적으로 측정하고 방사선 수술시 호흡추적장치의 정확성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 사이버나이프 치료를 시행한 간 종양 환자 24명을 대상으로 호흡추적 장치를 이용하여 총 64회의 시술을 시행하였다. 모든 환자에서 초음파를 이용하여 간 종양 근처에 $4{\sim}6$개의 금침을 삽입하였고 치료계획용 컴퓨터 단층촬영 영상을 이용하여 치료계획을 세웠다. 매 치료 시 금침의 위치는 치료계획 시 만들어진 디지털 재구성 방사선 영상(Digitally Reconstructed Radiography; DRR)과 실시간으로 촬영되어진 방사선영상(X-ray image)으로 확인하고, 이 결과를 MTS (Motion Tracking System)을 통해 Mtsmain.log 치료파일 형식으로 저장하여 종양의 움직임을 측정하였다 또한 사이버나이프를 이용한 방사선 수술 시 호흡추적장치의 정확성은 실시간 금침의 위치와 미리 예측된 좌표 사이의 상관관계 오차(Correlation Error)로 평가하였다. 결 과: 간 종양의 직선형태 움직임은 SI (Superior-Inferior)방향으로 최대 23.5 mm, 평균 $13.9{\pm}5.5\;mm$, LR (Left-Right)방향으로 최대 3.9 mm, 평균 $1.9{\pm}0.9\;mm$, AP (Anterior-Posterior)방향으로 최대 8.3 mm, 평균 $4.9{\pm}1.9\;mm$였으며 간 종양의 회전 운동 정도는 X (Left-Right)축 회전은 최대 $3.3^{\circ}$, 평균 $2.6{\pm}1.3^{\circ}$, Y (Cranio-Caudal)축회전은 최대 $4.8^{\circ}$, 평균 $2.3{\pm}1.0^{\circ}$, Z (Anterior-Posterior)축 회전은 최대 $3.9^{\circ}$, 평균 $2.8{\pm}1.1^{\circ}$로 측정되었다. 또한 치료의 정확성을 평가하는 상관관계 오차는 평균 $1.1{\pm}0.7\;mm$였다. 결 론: 본 연구에서 방사선 수술 중 간 종양의 실시간 움직임을 정량적으로 확인할 수 있었고 로봇 사이버나이프의 호흡추적 장치를 이용한 방사선 수술의 정확성을 평가할 수 있었다 이를 토대로 간 종양의 방사선 수술이나 일반적인 방사선치료에 있어서 치료용적의 결정과 움직임에 대한 유용한 정보를 제공할 것이라 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제33권
• /
• pp.35-46
• /
• 2021

목 적 : 폐암의 정위 절제 방사선 치료(Stereotactic Ablative Radiation Therapy, SABR)시 복부압박을 이용한 치료계획과 양압지속유지기(The Continuous Positive Air Pressure, CPAP)를 이용한 치료계획을 비교, 분석하여 방사선 치료 효과 향상에 기여하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원의 폐의 SABR 환자 중 2명을 대상으로 복부 압박 고정 장치(the Body Pro-Lok, BPL)와 CPAP를 이용한 치료 계획을 수립하여, RTOG 0813에서 제안한 parameter들과 균질도(Homogeneity Index, HI), 일치도(Conformity Index, CI)를 통해 치료계획을 분석하였다. 또한 모든 4D CT에서 각 Phase별 계획용 표적 체적(Planning Target Volume, PTV) 중심의 X, Y, Z축 움직임을 분석하고, PTV와 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)의 체적과 평균 선량을 구하여 비교하였다. 그리고 4개의 원뿔형빔 전산화단층촬영(Cone Beam Computed Tomography, CBCT)을 이용하여, PTV 중심점과 0°, 90°, 180°, 270° 중 세 방향에서의 흉강내 접점까지의 직선거리를 측정하고, 각 방향에서 평균거리 값과의 차이를 비교하였다. 결 과 : BPL과 CPAP를 사용하여 얻은 치료계획은 모두 RTOG의 권고값을 따랐으며, 균질도와 일치도에서도 큰 차이가 없었다. PTV 중심의 X축, Y축, Z축 움직임은 A 환자의 경우 BPL 사용시 0.49 cm, 0.37 cm, 1.66 cm, CPAP 사용시 0.16 cm, 0.12 cm, 0.19 cm을 보였고, B 환자의 경우 BPL 사용시 0.22 cm, 0.18 cm, 1.03 cm, CPAP 사용시 0.14 cm, 0.11 cm, 0.4 cm을 보였다. CPAP 사용시 BPL 사용시보다 A 환자의 경우 ITV가 46.27% 감소하였고 좌측 폐의 체적이 41.94% 증가하였으며, 평균선량은 심장에서 52.81% 감소하였다. B 환자의 경우 좌측 폐 106.89%, 우측 폐 87.32% 체적이 증가하였고, 평균선량은 위에서 44.30% 감소하였다. 각 방향의 직선거리 값과 평균거리 값과의 최대 차이는 A 환자의 경우 a방향에서 0.05 cm, b방향에서 0.05 cm, c방향에서 0.41 cm 났고, B 환자의 경우 d방향에서 0.19 cm, e방향에서 0.49 cm, f방향에서 0.06 cm 차이가 났다. 결 론 : CPAP 사용시 폐용적의 증가를 통해 표적 근처 OAR의 선량을 BPL 사용시보다 더 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 호흡에 따른 종양의 움직임 제한에도 더 효과적으로 기여할 수 있다는 것을 확인하였다. 추후 CPAP의 다양한 부위 적용과 다른 치료기와의 결합을 통해 방사선 치료 효과를 개선시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제13권2호
• /
• pp.90-97
• /
• 2002

모의치료기는 방사선치료장비와 기하학적인 구조가 동일하고, 진단용 저 에너지 X-선을 사용한 모의치료과정을 통해 최적화된 방사선치료계획을 수립하는데 필수적인 장비이다. 즉, 진단 및 치료방사선 분야의 기술이 통합되어 있어 모의치료기의 품질관리 시 의료분야의 방사선 안전관리 및 모의치료기의 최적 상태를 유지 관리하기 위해서는 방사선발생장치 요소와 모의치료기의 기하학 및 기계적인 검사 항목들에 대한 주기적인 검사가 필요하다. 따라서 현재 임상에서 사용되고 있는 세 종류의 모의치료기에 대한 갠트리, 콜리메이터 및 환자테이블에 대한 기하학적 및 기계적인 주요 검사 항목과 관전압, 관전류, 타이머 특성 등에 대한 X-선 발생장치의 주요 핵심 항목 및 분해능과 대조도 등의 투시영상증배관의 성능검사로 구분하여 수행하였다. 이를 토대로 모의치료기의 인수검사 및 주기적인 품질관리에 응용하고자 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제14권1호
• /
• pp.8-14
• /
• 2003

두경부 및 흥부에서 척수 견딤선량은 방사선 치료 제약 조건중의 하나이다. 이 영역에서 척수 견딤 선량을 임상적으로 허용 가능한 수준으로 유지하면서 표적에 임상적으로 유의한 선량을 전달하는 것은 쉽지 않은 문제이다. 기존의 치료 방법을 적용할 때 따르는 문제를 해결하기 위해 동적 다엽콜리메이터(dynamic multi leaf collimator, dMLC)를 사용한 척수의 부분 차폐 기법(spial cord partial block technique)을 개발하였다. 이 기법은 기존의 3차원 방사선 치료 계획 장치를 사용하여 치료계획을 수립한다. 치료 계획 절차는 표적을 잘 포함 할 수 있는 빔 방향 및 빔 개수를 설정한 후, 척수 등 방사선 민감 장기를 보호하기 위한 부분차폐를 적용하여 최적화된 선량분포를 만들어 낸다. 이 기법의 유용성을 평가하기 위해 동일한 환자에 대해 기존의 치료 계획과 PBT 치료 계획을 수립하여 상호 비교 평가하였다. 평균 선량과 DVH를 치료 계획 평가 인자로 사용하였다. 임상 적용 가능성을 위해 일련의 정도관리를 수행하여 평가하였다. 이 정도관리는 선량 분포 검증에 대한 필름 도시메트리와 단일점 측정으로 구성되어 있다. PBT 치료계획이 기존의 치료계획 보다 좋은 결과를 얻을 수 있었으며, 두경부에서 유용한 치료 기법임을 볼 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.83-88
• /
• 2009

목 적: 온 보드영상(OBI)장치를 이용한 콘빔CT는 환자 치료 중 실시간으로 전산화모의치료 영상과 비교하여 환자의 자세 및 표적용적의 움직임과 셋업오차를 확인 할 수 있다. IMRT 시 콘빔CT를 이용해 환자의 자세 및 표적용적의 변화와 움직임을 확인하여 치료계획과의 오차정도를 산출하고, Automatic Match System을 이용하여 위치 보정을 한 후 전자포털영상 장치를 통하여 위치보정의 정확성을 검증하고, IMRT에서 콘빔CT의 유용성과 Automatic Match System의 정확성에 대하여 알아보고 자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 치료받은 IMRT 환자 중 두 경부 치료환자 3명, 골반부 치료환자 1명을 대상으로 치료 자세의 변동과 그에 따른 조사용적의 위치변동을 알아보기 위해 선형가속기에 장착된 온 보드 영상 장치를 이용해 콘빔 CT를 촬영하였다. IMRT 전 매 치료 시 마다 콘빔CT를 촬영하여 전산화단층모의치료 영상과 비교하여 좌표별로 치료계획과의 오차값을 확인하고 3D/3D Match의 Automatic Match System을 통하여 치료계획과 일치하도록 이동 보정한 후 전자포털영상 장치를 이용하여 검증, 평가하였다. 결 과: 치료 전 콘빔 CT와 전산화단층모의치료 영상 비교 시 두 경부에서 좌표별 평균오차는 Vertical 0.99 mm, Longitudinal 1.14 mm, Lateral 0.84 mm, Rotation $0.49^o$이고, 골반부의 평균오차는 Vertical 2.78 mm, Longitudinal 2.04 mm, Lateral 4.91 mm, Rotation $1.07^o$로 부위별로 다소 근소한 차이를 보였다. 보정 후 검증에서는 전자포털영상 장치에 의한 영상과 DRR 영상 비교 결과 0.5 mm 이내의 오차로 정확한 보정이 이루어졌음을 알 수 있었다. 결 론: 치료 전 콘빔CT 영상은 환자의 셋업오차와 장기 및 표적의 위치변화를 2차원적 영상의 비교와 달리 하나의 체적으로 재구성된 3차원적 영상으로 비교함으로써 보다 정확하게 위치변화와 표적용적의 변동 등을 측정, 보정하여 정확한 치료를 할 수 있으며, 그 오차 값을 산출하여 비교할 수 있다. 이상의 연구로 보아 콘빔CT는 치료계획과 일치하는 정확한 치료전달과 반복적인 치료재현성에 유용하였으며, 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다. 콘빔CT에 의해 향상된 정확도는 복잡한 모양의 표적용적과 급격한 선량분포의 변화가 나타나는 IMRT에서 더욱 필요하며 각 치료 부위별, 치료 목적별로 Match focus에 대한 기준을 연구해야 될 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제19권2호
• /
• pp.89-94
• /
• 2008

토모치료기는 선형가속기에서 사용되는 세기 변조방사선치료와 Mega-voltage Computed Tomography (MVCT) 3차원 영상정보에 의한 영상유도방사선치료(Image Guide Radiation Therapy, IGRT)가 가능하고 나선식 빔 조사를 통해 표적과 정상조직에 효율적으로 선량(dose)을 집중하고 분산할 수 있다는 장점을 가진다. 이에 본 논문에서는 2006년 9월부터 운용을 시작한 국립암센터의 토모치료기를 이용하여 10명의 두경부암 환자를 대상으로 토모치료계획과 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획의 선량분포를 비교하였으며 또한, 영상유도 방사선치료장치가 구비되지 못하여 환자의 위치보정이 부정확한 구형 세기변조방사선치료기에 대해 표적의 움직임에 따라 균일성(Homogeneity)과 정상조직부작용율(Normal Tissue Complication Probability, NTCP)이 상대적으로 어떻게 변화하는지 연구하였다. 이 연구를 위하여 토모치료기의 치료계획용 시스템인 Hi-Art (Hi-Art2_2_4 2.2.4.15, TomoTherapy Incorporated, 1240 Doming Way, Madison, WI S3717-1954, USA)와 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획용 시스템인 CadPlan (CadPlan R.6.4.7, Varian Medical System Inc. 3100 Hansen Way, Palo Alto, CA 94304-1129, USA)을 이용한 역치료계획(inverse Planning)이 수행되었으며 치료계획은 각각의 환자에 대해 같은 표적과 최적화조건을 가지도록 고려되었다. 총 10명의 환자를 대상으로 한 연구결과, 환자의 신체내 외부가 완전히 고정되어 있는 이상적인 경우에 대해서 토모치료기를 이용한 치료계획이 선형가속기에 의한 세기 변조 방식보다 표적에 대해 보다 높고 일정한 선량분포를 주면서도 주변 장기의 선량이 선량체적 히스토그램(Dose Volume Histogram, DVH)에서 오히려 감소함을 보여 주었다 또한 토모치료기의 MVCT를 이용하여 한 달간 토모 환자의 표적위치변화를 측정하였고, 이를 토대로 평균 표적위치변화를 고려하였을 경우 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획인 CadPlan에서 표적의 등가균질선량(Equivalant Uniform Dose, EUD)이 감소하고 정상조직의 부작용율의 발생가능성이 상대적으로 증가함을 발견하였다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.23-30
• /
• 2015

목 적 : 외부표지자 호흡움직임 측정 장치(RPM; Real-time Position Management, Varian Medical System, USA)를 이용한 간암 호흡동조 방사선치료 시 호흡신호와 방사선 조사 시간 및 실제 조사된 호흡위상을 분석하여 호흡움직임 측정 장치를 이용한 호흡동조 방사선 치료의 정확도를 평가하였다. 대상 및 방법 : 2014년 5월부터 9월까지 Novalis Tx.(Varian Medical System, USA)와 RPM을 이용하여 간암 호흡동조 방사선치료(Duty Cycle 20%, Gating window 40% ~ 60%)를 시행한 환자 총 16명의 치료 시 기록된 호흡움직임을 분석하였다. RPM에 기록된 외부표지자의 호흡움직임을 후행적 분석을 통해 호흡위상으로 재구성하였으며, 재구성된 호흡위상을 이용하여 기록된 Beam-on Time과 Duty Cycle에 대해 RPM을 사용한 호흡동조 방사선치료의 예측 정확도를 분석하고, 호흡움직임의 재현성에 따른 Duty Cycle과 예측 정확도의 상관관계를 분석하였다. 결 과 : 대상 환자 16명의 치료계획 시와 실제 치료 시 호흡주기 차이는 평균 -0.03초(범위 -0.50초 ~ 0.09초)로 분석되었으며 두 호흡간의 통계적 차이는 확인할 수 없었다(p=0.472). 치료 시 평균 호흡주기는 4.02 sec (${\pm}0.71sec$), 치료 중 호흡주기 표준편차의 평균값은 7.43%(범위 2.57% ~ 19.20%)로 분석되었다. 실제 Duty Cycle은 평균 16.05%(범위 13.78% ~ 17.41%)로 나타났고 이 중 후행적 분석을 통해 평균 56.05%(범위 39.23% ~ 75.10%)가 계획된 호흡위상(40% ~ 60%)에서 조사되었음을 확인하였다. 호흡주기의 표준편차와 Duty Cycle과 계획된 호흡위상에서 조사된 비율의 상관관계는 각각 -0.156 (p=0.282)와 -0.385 (p=0.070)으로 분석되었다. 결 론 : 본 연구는 실제 치료 중 기록된 외부표지자의 호흡움직임을 후행적으로 분석하여 치료 중 호흡움직임의 재현성 및 Duty Cycle, 계획된 호흡동조창에서의 실제 치료 비율 등을 확인하였다. 4DCT를 이용한 치료계획과의 오차를 최소화하고 효율적인 치료를 위해 호흡훈련 및 호흡신호 모니터링의 강화가 필요 할 것으로 판단된다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제17권2호
• /
• pp.172-178
• /
• 1999

목적 : 국내 방사선치료에 대한 전국현황의 통계를 1997년을 중심으로 한 병원 별 진료 장비, 인력 현황을 조사하고 그에 대한 연간 신환자수의 분포를 검토하여 그 결과를 선진국의 예와 비교함으로써 현재의 국내 방사선치료의 진료 수준을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 1998년에 치료방사선과가 있는 전국의 42개 병원을 대상으로 설문조사를 통해 자료를 수집하였다. 통계자료는 1997년 1월부터 12월까지 총 1년으로 하였고 통계처리는 마이크로소프트사의 Excel 프로그램을 이용하였다. 결과 : 1997년에 국내에서 42개의 병원이 71대의 외부 방사선치료장치, 100명의 치료방사선과 전문의, 26명의 의학 물리학자, 205명의 방사선사가 있었고 연간 19,773명의 신환을 치료하였다. 전국 42개 병원의 89$\%$,는 최소한 6 MeV 이상의 선형가속기를 보유하였고 95$\%$는 모의 조사장치를 소유한 반면 $5\%$는 모의 조사장치를 가지고 있지 않았다. 컴퓨터 치료계획을 할 수 있는 장비를 소유한 병원은 $91\%$였고, $83\%$는 정도관리 지침서를 가지고 있다고 응답하였다. 병원별 치료방사선과 의사가 단지 1명인 병원이 36%이었으며 의학 물리학자가 없는 곳이 38$\%$였다. 한 병원당년간 환자수 분포의 중앙값은 348명, 기계당 환자수의 중앙값은 263명, 방사선종양학과 전문의당 환자수의 중앙값은 171명, 방사선사당 환자수의 중앙값은 81명, 기계당 방사선사의 중앙값은 3명이다. 결론 : 국내의 치료방사선과를 보유한 병원의 수, 방사선치료를 받는 환자수 및 치료장비수는 일본 및 미국과 비교하여 인구비례로 계산해 볼때 매우 적은 편이다. 치료장비면에서는 선형가속기, 모의 조사장치, 컴퓨터 치료계획 시스템의 수준이 미국과 비교하여 크게 차이가 없었다. 의사, 방사선사에 대한 환자수의 부하(loading)는 미국과 비교하여 큰 차이는 없었다. 그러나 인력면에서 의학물리학자가 없는 병원의 수가 상당히 많은 관계로 이의 보완을 위해서 미국과 같은 part time 제도의 운영도 해 볼 수 있을 것이다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제20권1호
• /
• pp.41-52
• /
• 2002

목적 : 호흡주기에 따른 위치변동 감지센서를 이용하여 종양의 위치가 일정워치에 있을 때만 방사선을 치료하는 호흡 동기치료기구를 제작하고 일정한 호흡주기 상태에서 수행된 CT simulation과 3차원 입체조형치료계획에 따라 방사선을 치료하는 시스템을 개발하고자 하였다. 호흡유무에 따른 종양의 치료 마진(margin)을 측정하고 계획용표적체적(planning target volume:PTV)의 크기에 따른 선량체적표(dose volume histogram:DVH)와 종양억제확률(tumor control probability:NTCP), 건강조직손상확률(normal tissue complication probability:NTCP) 및 선량 통계자료를 통하여 치료성과를 평가하고 선량증강 범위를 예측하고자 하였다. 대상 및 방법 : 종양이 비교적 작고 전이가 없는(T1N0M0) 5명의 폐암환자를 선택하여 X-선 조준장치를 이용하여 횡격막의 이동거리를 측정하는 방법으로 내부장기의 운동을 평가하였다. 호흡동기치료기구는 끌어당김 센서가 부착된 허리띠 모양으로 구성되었으며 이를 흉곽 또는 복부에 부착하여 호흡주기에 의한 흉곽의 크기변동에 따라 센서의 회로가 개폐되고 이것을 선형가속기의 조종간에 연결하는 간단한 기구로서 감도와 재현성이 높았다. 호흡을 배기한 후 일시적 호흡이 정지된 상태에서 Spiral-CT (PQ-5000)로 3차원 영상을 획득하고 Virtual CT-simulator (AcQ-SIM)에 의하여 종양의 위치와 주위 장기들을 확인 도시하였으며 3차원 치료계획장치(Pinnacle, ADAC Co.)를 이용하여 3차원 입체조형치료를 계획하였다. 치료계획의 평가는 호흡동기치료기구의 사용유무에 따른 PTV의 크기에 따라 최적 선량분포를 구사하였으며 각각의 DVH, TCP, NTCP 및 선량통계자료를 도출 비교 검토하였다. 결과 : X-선 simulation에서 폐암환자의 횡격막 이동은 약 1 cm에서 2.5 cm로서 평균 1.5 cm로 측정되었고 자유호흡시 PTV는 CTV (clinical target volume)에 약 2 cm 마진을 주었으며 호흡동기치료기구를 사용하였을 때는 0.5 cm 마진이 적당한 것으로 측정되었다. 종양의 PTV는 연장 마진의 거의 자승비로 증가하였으며 TCP의 값은 마진 범위 $(0.5\~2.0\;cm)$에 관계없이 거의 일정하였고 NTCP의 값은 마진 크기에 따라 평균 $65\%$로 급속히 증가하였다. 결론 : 호흡주기에 따른 위치변동 감지센서를 이용한 호흡동기치료기구는 종양의 위치가 일정할 때만 방사선이 조사되는 간단하고 정확한 장치로서 3차원 입체조형치료 및 강도변조방사선치료에서 매우 유용한 장치임을 확인할 수 있었다. 또한 호흡조절 방사선입체조형치료방법의 기술과 시술절차를 확립시키고 정량적인 선량평가를 위하여 DVH, TCP, NTCP 등의 정량분석과 종양의 투여 선량 증가량(dose escalation)을 예측하는 기초자료를 제공할 수 있었다.