• Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
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• 2003.09a
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• pp.35-35
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• 2003

목적 : 세기변조방사선치료의 정도관리 중 선량 분포의 비교에 관한 새로운 정량적인 방법을 제시하였다. 이 과정 중에서 선량의 기울기가 큰 영역에서의 문제점을 해결하기 위하여 최적화 알고리듬을 사용하였다. 대상 및 방법 : 필름을 통해 측정된 선량분포와 컴퓨터를 통해 구해진 선량분포를 각각 5mm 간격과 lmm 간격의 해상도로 컴퓨터를 이용해 2 차원 선량분포로 구현한다. 그 후 두 선량분포사이의 차이를 각 선량분 포의 원점을 일치시킨 후 구해낸다. 이때 일반적으로 두 선량분포 사이의 차이는 선량의 기울기가 큰 영역에서 상당히 크게 나타나게 되는데 이것은 측정 장비의 원점을 구하는 과정에서 발생되는 이차원 상의 미세한 원점의 불일치 효과로 선량의 차이가 선량의 기울기가 큰 영역에서 더욱 커지기 때문이다. 이 불일치를 보정하기 위해서, 측정된 선량분포를 계산된 선량분포 위에서 lmm 간격으로 이동시켜가면서 선량의 차이를 계산하여 이 값이 최소가 되는 위치를 확인한다. 이때의 이동치는 가속기가 갖는 허용오차 이내에 있어야 하며 이 값은 2mm로 알려져 있다. 이 과정과는 독립적으로 이온 챔버를 통해 측정된 절대선량 값을 이용하여 두 선량분포 사이를 재 규격화한 뒤 차이를 구하게 되면 우리는 5mm 간격의 2 차원 절대선량 분포 비교를 실험상의 오차들 중 가장 크게 작용하는 원점 오차로 인한 오차를 제거한 뒤 수행한 것과 같은 결과를 얻게 된다. 여기서 계산된 선량분포의 해상도는 장비의 허용오차 보다 항상 작아야 한다. 결과 : 머리와 목에 환부를 갖는 여러 환자들에 대한 선량분포 비교 결과를 통해서, 측정된 선량분포와 계산된 선량분포사이의 허용오차 범위에 대한 일시적 기준을 마련하였다. 이 기준은 물론 더 많은 환자들에 대한 선량분포 비교를 통해 개선되어질 수 있다. 결론 : 측정 장비의 원점 불일치의 보정뿐만 아니라 측정 장비의 회전에 의한 오차 보정, 필름의 광학적 밀도에 관한 보정 등 여러 가지 계통적 오차들에 대한 보정들이 선량분포 확인과정의 이해와 그 기준마련에 도움이 되겠지만 우리가 다룬 원점 불일치에 비해서 상대적으로 무시할 수 있었다. 마지막으로 선량분포 확인의 최종목표인 3 차원 선량분포 확인의 실제 적용을 위한 연구가 최적화 알고리듬을 이용하여 실험 중에 있다.

• Progress in Medical Physics
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• v.9 no.3
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• pp.175-184
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• 1998

The dose distribution evaluation program for the stereotactic radiosurgery treatment planning system using a gamma knife has been built in order to work on PC. And this custom-made dose distribution is compared with that of commercial treatment planning program. 201 source position of a radiation unit were determined manually using a gamma knife collimator draft and geometrical coordinates. Dose evaluation algorithm was modified for our purpose from the original KULA, a commercial treatment planning program. With the composed program, dose distribution at the center of a spherical phantom, 80 mm in diameter, was evaluated into axial, coronal and sagittal image per each collimator. Along with this evaluated data, the dose distribution at a arbitrary point of inside the phantom was compared with those from KULA. Radiochromic film was set up at the center of the phantom and was irradiated by gamma knife, for the verification of dose distribution. In result, the deviation of the dose distribution from that of KULA is less than ${\pm}$3%, which is equivalent to ${\pm}$0.3 mm in 50% isodose distribution for all examined coordinates and film verification. The custom-made program, GPl is proven to be a good tool for the stereotactic radiosurgery treatment planning program.

• Progress in Medical Physics
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• v.25 no.1
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• pp.23-30
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• 2014

The purpose of this study is to evaluate the developed dose verification program for in vivo dosimetry based on transit dose in radiotherapy. Five intensity modulated radiotherapy (IMRT) plans of lung cancer patients were used in the irradiation of a homogeneous solid water phantom and anthropomorphic phantom. Transit dose distribution was measured using electronic portal imaging device (EPID) and used for the calculation of in vivo dose in patient. The average passing rate compared with treatment planning system based on a gamma index with a 3% dose and a 3 mm distance-to-dose agreement tolerance limit was 95% for the in vivo dose with the homogeneous phantom, but was reduced to 81.8% for the in vivo dose with the anthropomorphic phantom. This feasibility study suggested that transit dose-based in vivo dosimetry can provide information about the actual dose delivery to patients in the treatment room.

• Progress in Medical Physics
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• v.11 no.2
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• pp.91-99
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• 2000

This is a preliminary study for developing the method of the dose reconstruction in the patients, irradiated by mega-voltage photon beams from the linear accelerator, using the transit dose distributions. In this study we present the method of three-dimensional dose reconstruction and evaluate the method by computer simulation. To acquire the dose distributions in the patients (or phantoms) we first calculate the differences between the doses at the arbitrary points in the patients and the doses at the corresponding points where the transit doses are measured. Then, we can get the dose in the patients from the measured transit dose and the calculated value of the difference. The dose differences are calculated by applying the inverse square law and using the linear attenuation coefficient. The scatter to primary dose ratios, which are calculated by the Monte Carlo program using the CT data of the patient (or phantoms), are also used in the calculations. For the evaluation of this method we used various kinds of homogeneous and inhomogeneous phantoms and calculated the transit dose distributions with the Monte Carlo program. From the distributions we reconstructed the dose distributions in the phantom. We used mono-energy Photon beam of 1.5MeV and Monte Carlo program EGS4. The comparison between the dose distributions reconstructed using the method and the distributions calculated by the Monte Carlo program was done. They agreed within errors of -4%∼+2%. This method can be used to predict the dose distributions in the patient

• Progress in Medical Physics
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• v.8 no.1
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• pp.37-45
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• 1997

The present work is determine to the dose distribution reduced by the insertion of a shielded into a vaginal cylinder around a $\^$60/CO source in brachytherapy, and to the source calibration. It was investigated by measuring the relative dose around a 2.5cm diameter shielded vaginal cylinder in a polystyrene phantom by use of a ionization chamber. Measurements were made with the cylinder unshielded and 0.55cm thick 90$^{\circ}C$ lead shields inserted. Also, the dose distribution compared measurement value with calculation value according to the device manufacturer and the multiple-divided dose tables. A reduction in dose was observed on the unshielded side of the cylinder which increased with distance from the source and it does 4.4％ within 1cm from the surface of the cylinder. On the shielded side of the cylinder, the dose at the surface is reduced to about 20.4％ of its value without the shield. The effective attenuation factor entered for the 90$^{\circ}C$ lead shielded cylinder was average 0.2 in a $\^$60/CO moving source. In comparision with the dose calculation mathods, the multiple-divided dose tables are difference less than ${\pm}$4.1％ with measured data in a $\^$60/Co source.

• Progress in Medical Physics
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• v.14 no.4
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• pp.225-233
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• 2003

The goal of a radiation treatment plan is to deliver a homogeneous dose to a target with minimal irradiation of the adjacent normal tissues. Dose uniformity is especially important for stereotactic radiosurgery using a linear accelerator. The dose uniformity and high dose delivery of a single spherical dose distribution exceed 70％. This also results with a similar stereotactic radiosurgical plan using a Gamma Knife. The dose distribution produced in a stereotactic radiosurgical plan using a Gamma Knife and Linear accelerator is spherical, and the application of the sphere packing arrangement in a real radiosurgical plan requires much time and skill. In this study, we found a characteristic of dose distribution with transformation of beam parameters that must be considered in a radiosurgical plan for effective radiosurgery. First, we assumed a cylinder type tumor model and a cube type tumor model. Secondly, the results of the tumor models were compared and analyzed with dose profiles and DVH_(Dose Volume Histogram) representative dose distribution. We found the optimal composition of beam parameters_(i.e. collimator size, number of isocenter, gap of isocenters etc.), which allowed the tumor models to be involved in the isodose curve at a high level. In conclusion, the characteristics found in this study are helpful for improving the effectiveness and speed of a radiosurgical plan for stereotactic radiosurgery.

• Radiation Oncology Journal
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• v.20 no.3
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• pp.283-293
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• 2002

Purpose : A PC based brachytherapy planning system was developed to display dose distributions on simulation images by 2D isodose curve including the dose profiles, dose-volume histogram and 30 dose distributions. Materials and Methods : Brachytherapy dose planning software was developed especially for the Ir-192 source, which had been developed by KAERI as a substitute for the Co-60 source. The dose computation was achieved by searching for a pre-computed dose matrix which was tabulated as a function of radial and axial distance from a source. In the computation process, the effects of the tissue scattering correction factor and anisotropic dose distributions were included. The computed dose distributions were displayed in 2D film image including the profile dose, 3D isodose curves with wire frame forms and dosevolume histogram. Results : The brachytherapy dose plan was initiated by obtaining source positions on the principal plane of the source axis. The dose distributions in tissue were computed on a $200\times200\;(mm^2)$ plane on which the source axis was located at the center of the plane. The point doses along the longitudinal axis of the source were $4.5\~9.0\%$ smaller than those on the radial axis of the plane, due to the anisotropy created by the cylindrical shape of the source. When compared to manual calculation, the point doses showed $1\~5\%$ discrepancies from the benchmarking plan. The 2D dose distributions of different planes were matched to the same administered isodose level in order to analyze the shape of the optimized dose level. The accumulated dose-volume histogram, displayed as a function of the percentage volume of administered minimum dose level, was used to guide the volume analysis. Conclusion : This study evaluated the developed computerized dose planning system of brachytherapy. The dose distribution was displayed on the coronal, sagittal and axial planes with the dose histogram. The accumulated DVH and 3D dose distributions provided by the developed system may be useful tools for dose analysis in comparison with orthogonal dose planning.

• The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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• v.7 no.1
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• pp.32-44
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• 1995

I. 제 목 고에너지 X-선 소조사야의 선량분포 및 계측에 관한 연구 II. 연구의 목적 및 중요성 최근 수술이 어려운 뇌종양등에 대한 방사선수술법(Radiosurgery)이 관심의 대상이 되고 있다. 방사선수술법은 크게 나누어 200여개의 Co-60이 장착된 장치(Gamma Knife)를 이용하는 방법과, X-선치료기를 이용하는 방법은 몇개의 보조기구를 설치하면 가능한 매우 경제적인 방법이다. 따라서 Microtron을 이용한 방사선수술의 기초자료확보를 위하여 소조사야에 대한 선량과 선량분포의 측정 및 계산을 실시하였다. III. 연구의 내용 및 범위 Microtron으로부터 조사되는 6MV, 10MV, 21MV X-선의 지름 3cm이하 소조사야에 대한 정확한 선량 및 선량분포 자료를 확보하기 위해, 가. Microtron치료기와 보조장치등에 대한 정밀도 계측 및 평가 나. 보조 Collimator의 적당한 크기와 재료의 선택 및 설계, 제작. 다. 에너지와 조사야 크기 각각에 대한 여러측정장치(Ion chamber, Diode detector, TLD 및 Film등)를 이용한 선량 및 선량분포 측정. 라. 측정값들의 비교, 검토 및 측정된 자료에 의한 선량 및 선량분포의 계산을 수행했다. IV. 연구결과 및 활용에 대한 건의 본 연구에서 얻은 결과는 다음과 같다. 가. Microtron치료기와 보조장치등의 정확도의 허용 오차범위내에서 잘 일치하였다. 나. 보조 collimater adpator는 총 길이 24cm로 하였으며 재질로는 두랄미늄을 사용하였고, 보조 collimator는 low melting alloy를 사용하였으며 소조사야 크기의 정확도는 0.5mm이내에서 매우 잘 일치 하였다. 다. 방사선 수술법의 에너지 선택에 중요한 요소중의 하나인 penumbra는 6MV X-선에서 가장 적게 나타났으며 라. 소조사면에 대한 깊이-선량 백분율곡선은 모든 에너지에서 조사면이 작아질수록 표면으로 이동하는 경향을 보였다. 이상의 결과로부터 방사선 수술을 시행할 경우 수십억원에 이르는 장비의 도입이나 새로운 시설 없이 Microtron에서 조사되는 고에너지 X-선을 이용할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 새로 구입한 측정기나 보조 Collimator를 이용하여 소조사야에 대한 선량측정기술을 습득함으로써 일반적인 소조사야의 방사선치료나 회전치료등에 활용할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
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• 2003.09a
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• pp.38-38
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• 2003

목적 : 방사선 수술의 목적은 병소에 최대한의 방사선을 조사하고, 주위의 정상조직에는 가능한 적은 양의 방사선을 조사하는 것이다. 이러한 목적을 만족시키기 위해 방사선 수술계획자는 계획시 isocenter의 위치와 개수, 콜리메이터 크기를 변화시켜 가며, 주어진 병소에 맞는 선량분포를 획득해 방사선 수술효과를 최대화시키는 수술계획을 수립한다. 본 연구에서는 다양한 모양의 병소에 대해 자동적으로 isocenter를 위치시켜 수술 계획시 도움이 될 수 있도록 임의의 병소 모델들에 대해 위의 변수들을 변화시켜 가며 얻어지는 선량분포를 비교 분석하였다. 방법 : 본 연구에서는 임의로 정의한 계산 영역내에 다면체를 병소로 가정하여 연구를 수행하였다. 방사선 수술시 하나의 isocenter에서 얻어지는 선량분포는 구형으로 근사할 수 있으므로 하나의 isocenter를 구로 근사하여, 각 병소 모델 내에 콜리메이터 크기를 변화해가며 가능한 많은 영역을 포함하도록 isocenter를 배치시켰다. 이후 구형선량모델을 사용해 선량분포를 획득하여 병소와 정상조직간의 DVH(Dose Volume histogram)와 각 병소 모델에 대한 통일 평면상의 선량분포를 비교 분석하였다. 결과 ; 임의의 다양한 종양 모델에 대한 50%의 등선량 곡선내에서 세 가지의 빔관련 변수들을 변화시킨 결과, 종양이 없는 정상 조직에서는 선량분포가 극히 낮았으며, 콜리메이터의 크기에 따른 isocenter 의 개수가 변화하는 것을 확인할 수 있었고, 이 경우 한 종양모델에서의 깊이에 따른 선량 분포는 크게 차이가 나지 않았다. 그리고, isocenter의 개수가 변화함에 따라 선량곡선이 변하는 것을 확인할 수 있었다. 결론 : 빔관련 변수인 콜리메이터 크기, isocenter 개수, 거리등은 어느 일정 정도를 넘기면, 병소내 선량 분포에 크게 기여하지 않는다는 점을 감안하여 빔관련 변수들을 최소로 고려하므로써 계획시 소모되는 시간 과 노력을 많이 줄일 수 있을 것이며, 또한 각 병소 모델에 대한 최적의 구형선량모델에서 공통적인 규칙성을 찾는 것과 실제 병소의 모양을 간단한 모양으로 근사화 시킨다면 자동적 선량모델을 이루는데 많은 도움이 되고, 이로 인해 효율적인 치료계획작업이 이루어질 것이라 사료된다.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 2010.04a
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• pp.214-215
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• 2010