• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2003년도 춘계학술연구발표회
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• pp.22-22
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• 2003

원자로에서 핵분열에 의해 생성된 고에너지 중성자는 감속재를 통해 열평형에 의해 에너지가 낮춰져 통계적 분포, 즉 Maxwell-Boltzman 운동에 따른 에너지 스펙트림을 갖게 된다. 중성자 산란장치는 통상 단색빔을 이용하므로 단색기(monochiomator)를 통해 이 분포에서 특정 파장의 중성자빔을 인출, 즉 단색화한다. 이때 단색기는 각각의 중성자 산란장치에 사용할 수 있는 특정 파장의 중성자빔을 인출하면서도, 파장의 퍼짐을 적절하게 조절하여 높은 중성자속(neutron flux)을 가지며 분해능도 또한 좋아야 한다. 전통적으로 많이 사용하는 단색화 방법은 결정의 내부결함을 유도하여 만든 모자익(mosaic) 결정을 이용하는 것이다. 이 방법은 특정 파장을 얻으면서도 좋은 분해능과 높은 중성자속을 갖는 모자익 결정을 만들기가 어렵고, 한번 결정된 단색기의 특성을 바꿀 수 없는 단점이 있다. 1980년대부터 몇몇 그룹이 거의 완전하게 성장된 단결정 슬랩을 미세하게 구부려서 탄성변형을 주어 effective 모자익 구조를 발생시킨 '구부린 완전결정(bent perfect crystal, BPC)' 단색기를 개발하여 특정 목적에 활용하는 시도를 하였다. BPC 단색기는 단색화된 중성자빔을 집속(focusing)할 수 있으며, 결정의 구부림 정도를 조절하고 배치 기하를 바꿈으로써 다양한 특성을 갖는 단색빔을 얻을 수 있는 장점이 있다. 이렇게 단색기의 기하학적 변수를 조절함으로써 회절빔의 집속도와 분해능을 조절할 수 있어서 잔류응력 측정이나 단결정 회절 및 집합조직 측정장치 등에 적용할 수 있다. 본 연구에서는 BPC 단색기의 원리와 여러 배치기하에 따른 빔의 특성을 소개하고자 한다.빔이 시료와 상호 작용하는 면적과 상호작용하지 않을 때의 빔을 회절모드에서 faraday cup으로 측정한 빔전류로 부터 계산하였다. Gibbsite에 대한 전자빔 조사 시 1분 이내에 급격한 Hydroxyl Ion(OH-)의 이탈로 인해 Cibbsite의 구조는 거시적 비정질화가 되며 시간증가에 따라 χ-alumina → ν-alumina → σ-alumina or δ-alumina의 순으로 상전이를 겪는다. 전자빔 조사 시 관찰된 회절자료의 가시적 변화를 통해 illumination angle 1.25mrad(Dose rate : 334 × 10³ e/sup -//sec·n㎡)일 경우 약 3초 이내에 비정질화가 시작됨을 알 수 있었고 이는 약 1 × 10/sup 6/ e/sup -//sec·n㎡ 의 전자선량에 해당되며 이를 기준으로 각각의 illumination angle에 대한 임계전자선량을 평가할 수 있었다. 실질적으로 Cibbsite와 같은 무기수화물의 직접가열실험 시 전자빔 조사에 의해 야기되는 상전이 영향을 배제하고 실험을 수행하려면 illumination angle 0.2mrad (Dose rate : 8000 e/sup -//sec·n㎡)이하로 관찰하고 기록되어야 함을 본 자료로부터 알 수 있었다.운동횟수에 의한 영향으로써 운동시간을 1일 6시간으로 설정하여, 운동횟수를 결정하기 위하여 오전, 오후에 각 3시간씩 운동시키는 방법과 오전부터 6시간동안 운동시키는 두 방법을 이용하여 품질을 비교하였다. 각 조건에 따라 운동시킨 참돔의 수분함량을 나타낸 것으로, 2회(오전 3시간, 오후 3시간)에 나누어서 운동시키기 위한 육의 수분함량은 73.37±2.02%를 나타냈으며, 1회(6시간 운

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제21권1호
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• pp.1-7
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• 1996

본 논문에서는 bulk형 CdZnTe 감마선 검출기의 제작과 이를 이용한 개인용 선량율계의 제작 및 그 특성에 관하여 기술하였다. 감마선 검출기는 고압 Bridgman법으로 성장된 비저항이 $10^9ohm-cm$이상인 단결정을 사용하였으며 electroless deposition법으로 금전극을 형성시켜 사용하였다. 제작된 CdZnTe 검출기는 $^{109}Cd$의 22.2 keV 감마선과 $^{241}Am$의 59.6 keV 감마선에 대하여 상온에서 각각 4.8keV와 2.2keV의 분해능을 보였다. 또한 이 검출기를 이용하여 개인용 선량율계를 제작하였는데 662keV의 $^{l37}Cs$의 감마선에 대하여 1mR/hr에서 10R/hr의 선율에서 변동율 5%이하의 좋은 직진성을 보였고 온도변화 및 조사선율의 각도분포에 대하여도 좋은 응답 특성을 보였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권2호
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• pp.113-124
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• 2005

목 적 : 전립선암의 방사선치료에서 전립선의 움직임을 최소화하고 직장 벽의 선량한계를 극복할 수 있는 방법으로 직장 풍선을 사용하여 치료 부작용을 줄이고 환자 setup시 직장풍선의 위치 재현성을 분석하며 임상치료에서의 유용성을 연구하였다. 대상 및 방법 : 본원에서 전립선암에 방사선치료를 위해 내원한 환자 5명를 대상으로 하였다. 각각의 환자마다. 자체 제작한 직장풍선을 삽입하고, 주사기를 이용하며 60 cc의 공기를 주입 후 치료 초기, 중기, 후기 3회에 걸쳐 CT Simulation 영상을 획득하여 Pinnacle $(ADAC)^(R)$내 자동영상융합프로그램인 Syntegra를 이용하며 최초 영상에 나머지 두 영상을 융합시켰다(CT to CT fusion). 직장풍선의 재현성을 확인하기 위하여 치골에서 직장풍선까지 중심과 양 외측으로 3개의 일직선을 긋고 각각의 좌표점을 찾아 각 영상의 위치변화를 정량적으로 분석하였다. 자동 Contouring기능을 이용하며 매 환자의 영상에서 직장풍선의 중심점 위치와 용적을 구하였다. 세기조절방사선치료를 받은 환자에서는 직장풍선을 삽입한 경우와 삽입하지 않은 CT영상을 얻어 치료계획을 비교함으로써 직장풍선의 유용성을 확인하였다. 결 과 : 각각의 환자에서 얻어진 영상의 용적은 일정하였다. 직장풍선의 재현성을 의미하는 치골에서 직장풍선까지의 거리는 중심점이 $2.1{\pm}1.7mm$, 오른쪽 $2.3{\pm}2.2mm$, 왼쪽 $2.0{\pm}1.6mm$이었다. 직장풍선의 편향은 좌우 $2.4{\pm}1.6mm$, 전후 $3.1{\pm}2.5mm$, 상하 $5.6{\pm}3.5mm$였다. 세기조절방사선치료 계획에서 직장풍선의 삽입한 경우와 삽입하지 않은 경우의 비교결과 최대점 선량은 직장풍선을 삽입한 경우 63.3 Gy로 미삽입의 57.2 Gy보다 높았다. 하지만, 직장 벽의 평균 선량은 사용한 경우 36.6 Gy, 미사용 시 41 .5 Gy였으며, 40 Gy가 조사되는 직장 벽의 용적은 각각 33.8%와 60%로 직장풍선을 사용한 경우에 적은 선량이 조사되어 직장의 선량체적히스토그램 (DVH)은 향상되었다. 결 론 : 직장풍선의 사용 시 후방경계를 2.5 mm이내로 일정하게 유지할 수 있었고, 직장풍선의 위치 재현성이 정확함을 알 수 있었다. 이는 움직임이 많은 전립선암에 직장풍선의 사용으로 치료용적을 줄이고 인접한 직장체적을 줄여 방사선선량 체적분포의 향상으로 생각된다. 본 연구는 자체제작한 직장풍선의 재현성 및 유용성의 정확성을 보여줌으로서 향후 임상치료에 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권1호
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• pp.71-78
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• 1997

목적 :동적 쐐기 조사면 측정을 다중 검출기 시스템과 같은 특수한 장치없이 보편적인 방사선 측정 방법을 사용하여 시행할 수 있는 방법을 고안, 수행하였다. 대상 및 방법 : $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 동적 쐐기각(dynamic wedge angle)과 6MV와 15MV인 광자선을 발생시키는 선형 가속기(CL 2100 C/D)를 이용하여 wedge transmission factor 및 percentage depth dose(PDD, 선량 프로파일을 측정하였다. Wedge transmission factor는 6MV, 15MV인 광자선과 $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 4개의 동적 쐐기각에 대해서 $4\times4cm^2-20\times20cm^2$까지 1-2cm간격의 정사각형 조사면과 Y-field가 4cm, 20cm일 때 여러개의 X-field에 대한 각각의 직사각형 조사면에서 측정하였다. 또한 동적 쐐기의 구간별 치료표(Segmented Treatment Table, STT)값을 이용하여 wedge factor를 계산해 내었다. PDD는 필름 dosimetry로 구하였는데 개방 조사면에 대해 전리함과 필름으로 PDD를 구한 후 필름의 환산값을 알아내어 쐐기 조사면에 대한 필름 dosimetry로 PDD를 구하여 필름 환산값으로 전리함을 통해 얻을 수 있는 실제 PDD를 구하였다. 선량 프로파일은 비대칭 정지 조사면을 선택적으로 전리함을 이용하여 측정하고 이때 얻은 측정치인 소구간 프로파일과 STT를 이용하는 선량 분포 중칩 방식으로 구하였다. 결과 : wedge transmission factor의 측정치와 STT를 이용하여 구한 계산치를 비교한 결과 실험 오차 범위내에서 거의 일치하였다. 또한 직사각형 조사면에서의 wedge transmission factor 변화를 측정한 결과 동일한 Y-field에 대해서 직사각형 조사면은 정사각형 조사면에서의 wedge factor와 같았다. PDD는 필름 방사선 측정값의 보정으로 개방 조사면에서 PDD와 동적 쐐기 조사면에서 PDD 사이의 차이는 무시될 수 있다. 그리고 전리함의 측정으로부터 중칩 방식으로 얻어진 동적 쫴기의 선량 프로파일은 필름 dosimetry로 얻은 동적 쐐기의 선량 프로파일과 비교한 결과 최대 2% 이내 정확도의 허용 오차 영역에 들어옴을 볼 수 있었다. 결론 :동적 조사면의 특성으로 동적 쐐기 측정에서의 정보 수집을 위하여 모든 조사면에서의 방대한 측정과 그로인한 장시간의 소비, 또한 동적 쐐기 측정을 위한 특수한 장치가 필요하지만 보편적으로 사용하는 측정 장치, 즉 단일 검출기와 필름 방사선 측정 방법으로 충분히 용이하게 행할 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제29권2호
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• pp.83-92
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• 2006

ICRU 38의 권고에 따른 치료계획과 PTV를 토대로 한 치료계획을 세워 환자의 움직임을 고려하여 설정한 종양 용적(이하 PTV라 표기) 전체를 치료하고 주변 정상조직에 선량을 최소화하는 방안에 대해 연구하고자 하였으며, 본 연구는 국립암센터 방사선종양학과에서 2002년 1월부터 2003년 2월까지 방사선치료와 항암화학 치료를 동시에 시행한 30명의 자궁경부암 환자를 대상으로 하였다. 병기의 분포는 각각 stage IB 1명, IIA 3명, IIB 19명, IIIA 3명, IIIB 3명, IV 1명이었다. 모든 환자에 대해 방사선치료를 시행하기 전에 MRI를 시행하였으며 MR 영상에서 원발종양용적(GTV: Gross Tumor Volume, 이하 GTV라 표기)의 최대 직경이 17명의 환자에서 4 cm 이하이었고, 12명은 $4{\sim}6\;cm$, 1명은 6 cm 이상이었다. 연구 결과 PTV 치료계획을 통해 잔류종양의 크기가 작은 경우 불필요하게 방사선이 조사되는 용적을 줄이면서(p<0.0001) 최적의 선량분포를 만들어 낼 수 있지만 종양의 크기가 큰 경우 오히려 전체 종양을 포함하는 치료계획을 수립할 때 주변 정상조직에 불필요하게 많은 선량이 투여되게 된다. 이러한 이유는 Fletcher Williamson Applicator의 구조상 일부분의 방사선 강도를 탄력적으로 조절하는데 한계가 있기 때문인 것으로 사료된다. 본 연구에서는 applicator의 한계를 극복하고 최적의 선량분포를 얻기 위하여 Fletcher Williamson Applicator에 조직내 삽입용 바늘 4개를 종양의 크기가 큰 10명의 환자 중 기하학적으로 바늘의 삽입이 불가능한 1명의 환자를 제외하고 9명의 환자에 대해 가상으로 삽입하여 선량의 변화를 조사하였다. 그 결과 Virtual 치료계획이 PTV 치료계획뿐 아니라 ICRU 치료계획에 비해 100% 등선량 용적(p=0.0608, p=0.0607) 및 PTV 이외의 정상조직에 불필요하게 조사되는 용적(p=0.0162, p=0.008)을 현저히 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.401-408
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• 2021

양성자 치료는 방사선치료 중 하나로 브래그 피크로 알려진 물리적 특성을 활용한 방법이다. 양성자 치료계획 수립 시 주로 전산화단층촬영(CT)의 인체 횡단면 영상이 사용되고 있다. CT는 사용되는 관전압에 따라 HU가 변하게 되며 이는 구조물의 경계, 두께 변화로 이어진다. 본 연구는 Geant4를 이용하여 복합 물질로 구성된 두개골 팬텀에서 두께 변화에 따른 뇌 영역의 브래그 곡선의 변화를 살펴보았다. 먼저, 단일 물질로 구성된 팬텀에서 매질의 종류와 양성자의 입사에너지에 따른 브래그 곡선을 측정하여 Geant4 계산결과의 신뢰성을 확보하였다. 두개골 팬텀의 각 두께를 변동하였을 때 뇌 영역에서 발생하는 피크의 위치변화를 측정하였다. 연부조직의 두께를 변화하였을 때 피크의 위치 변화는 나타나지 않았으며, 피부의 두께를 변화하였을 때 피크의 변화는 적었으며, 주로 뼈의 두께를 변화할 때 피크의 위치 변화가 나타났다. 또한 뼈를 단독으로 변화하였을 때와 뼈를 다른 조직과 함께 변화하였을 때 피크의 위치 변화량은 동일하였다. 뼈의 정확한 두께 측정이 방사선치료계획의 선량-깊이 분포 예측에 주요 인자 중 하나임을 확인하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제5권2호
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• pp.83-95
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• 1987

온열요법은 조직에 $40^{\circ}C-44^{\circ}C$의 열을 가함으로서 방사선에 저항성이 큰 DNA합성기의 세포 및 pH가 낮은 세포에 민감하게 작용하는 생물학적 효과를 암 치료에 이용하는 것이다. 그러나 온열요법은 방사선과의 병행요법에 의하여 발생되는 열증강율 및 치료 이득이 방사선량, 열량, 온도, 가열시간, 온도분포, 조사시간 등에 민감하고 변화가 많으므로 객관적인 치료효과와 통일된 치료방법을 결정하기가 어렵다. 저자는 2450MHz, 100watt의 마이크로파 온열기구와 조직등가인 팬톱을 직접제작하여 예비측정을 통해 방열 조사조건과 방법을 결정한 후 생물학적 반응을 관찰하기 위하여 102마리 흰쥐 소장 및 대장의 조직학적 면화를 관찰하고 열증강율에 따른 효과를 비교 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1 온열요법 단독으로는 소장과 대장의 조직학적 면화는 볼 수 없었다. 2. 방사선 조사 단독군과 병행군에서 소장 및 대장의 점막상피 괴사는 방사선 조사 6Gy에서 관찰되었으며 방사선량의 증가와 관찰시간 경과에 따라 그 정도가 심하여졌다. 3. 방사선 조사 단독군과 병행군에서 소장 및 대장의 근육층의 괴사는 방사선 조사 10Gy에서 관찰되기 시작하였으며 관찰시간의 경과에 따라 그 정도가 심하여졌다. 4. 방사선 조사와 온열요법 병행군에서 소장과 대장의 조직학적 변화(점막상피와 근육층의 괴사)를 관찰하여 열증강율은 증가되지 않았다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권4호
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• pp.195-201
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• 2002

측방 산란이 상대적으로 많은 6 MeV 전자선에 대하여 세로 자기장에서 반음영의 변화를 몬테칼로 계산을 이용하여 연구하였다. 전자의 물질과의 상호작용 계산에서 외부 자기장의 효과를 반열하기 위하여 자기장에서 전자의 방향변화에 관한 알고리즘을 개발하여 EGS4 시스템에 삽입하였다. 완성된 코드를 이용하여 점선원 기하구조를 설정하고 SSD 100 cm에서 직경 5 cm인 전자선에 대하여 0-3 T의 세로 자기장이 걸려있는 팬텀속 1.5 cm, 2.0 cm, 2.4 cm 깊이에서의 빔 프로파일을 계산하였다. 자기장의 세기에 따른 반음영의 감소를 나타내기 위해 같은 질이에서의 기존 반음영의 폭과 자기장에 의한 반음영 폭의 감소 비로 반음영 감소율(PRR)을 정의하였다. 계산결과 팬텀속 1.5 cm, 2.0 cm, 2.4 cm 깊이에 대하여 자기장의 세기가 2 T인 경우에 PRR은 각각 27%, 36%, 36%로 나타났으며, 3 T인 경우에는 각각 46%, 50%, 50%로 나타났다 0.5 T와 1 T에서는 자기장의 효과가 매우 미약하였다. 이 결과는 6 MeV 전자선의 경우에 2 T 이상의 자기장을 세로방향으로 인가한는 경우에 측방산란된 전자들이 자기장에 의하여 편향되면서 반음영의 폭이 크게 줄어드는 것으로 해석할 수 있다. 결론적으로 전자선치료에서 세로 자기장을 병행하는 경우에 조사면 가장자리의 선량감소가 보상됨으로써 치료효과의 증대를 기대할 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권3호
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• pp.121-127
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• 2004

본 연구에서는 수치해석을 이용하여 강자기장이 인가된 물팬텀 속에서 고에너지 전자의 경로를 근사적으로 계산하였다. 이를 위하여 자기장에서 전자의 방향변화에 관한 방정식을 세우고 오일러(Euler) 방법을 적용하여 전산코드로 구현하였다. 전산코드를 이용하여 입사전자와 수직 및 수평방향의 자기장이 인가된 물팬텀에 대하여 3, 5, 10, 15 MeV 전자의 궤적을 계산하였다. 본 결과는 전자의 다중산란이 고려되지 않아 실제 궤적과 차이가 있으나, 결과로부터 외부 자기장에 의한 물팬텀 속 선량분포의 변화를 설명할 수 있다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제27권4호
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• pp.194-200
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• 2009

목 적: 위부분절제술 후 방사선치료를 받는 환자들 중에서 위 내 음식물의 배출지연으로 인한 위 용적 및 주변 장기의 위치 변화와 이것의 임상적 의의를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2005년 3월 1일부터 2008년 12월 31일까지 위암으로 위부분절제술을 받은 후 보조적 동시항암화학 방사선치료를 받았던 총 32명의 환자들 중, 전산화단층촬영모의치료 영상에서 12시간 이상의 금식에도 불구하고 위 내 음식물이 50 ml 이상 남아 잔존 위의 팽대를 보였던 경우들이 이번 연구 대상이었다. 이 환자들에 대해 방사선치료 기간 동안 주기적으로 시행된 컴퓨터단층촬영 자료를 바탕으로 잔존 위 용적 및 주변 장기들의 위치 변화를 평가하였다. 또한 방사선치료 설계 자료를 바탕으로, 잔존 위 및 주변 장기들의 변화를 고려하지 않고 치료를 지속했을 경우의 치료 표적 및 정상조직의 방사선분포 변화를 알아보았다. 결 과: 총 5명의 전산화단층촬영모의치료 영상에서 배출장애에 의한 50 ml 이상의 위 내 음식물의 저류가 확인되었다. 대상 환자들에서 위 용적은 치료과정 중에 다양한 변화양상을 보였고, 각 환자에서 최대 64.2~340.8 ml (평균, 188.2 ml)의 변화를 보였다. 또한 위 용적에 따라 좌측 신장이 각 환자별 최대 0.7~2.2 cm (평균, 1.2 cm)까지 상하 방향으로 이동하는 양상을 보였다. 모의치료 시의 설계를 위 용적의 변화에 따라 변경하지 않고 치료를 진행한 경우 유의하게 계획용표적체적(V43, 79.5${\pm}$10.4%)에 조사선량이 부족하고 좌측 신장(V20, 34.1${\pm}$12.1%; Mean dose, 23.5${\pm}$8.3 Gy)에 과도한 선량이 조사되는 결과를 얻을 수 있었다. 결 론: 위부분절제술 후 방사선치료를 받는 일부 환자에서 배출지연에 따른 위 용적의 변화와 좌측 신장의 위치변화를 확인할 수 있었다. 배출지연이 발생하는 환자를 선별하여 위 용적의 변화를 파악하고 이를 방사선치료 설계에 반영하는 것이 효과적일 것으로 생각된다.