• 한국자기학회지
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• 제25권6호
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• pp.208-218
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• 2015

최근 방사선치료는 치료 장비에 있어 고도화되고 방법 또한 다양해지고 있다. 기존의 방사선치료의 경우 다엽콜리메이터의 두께가 치료계획에 있어서 중요한 요인으로 생각되었지만 세기변조방사선치료의 개념에서는 그 중요성이 다소 떨어진다. 이 시점에서 보다 정밀한 치료를 시행할 때 다엽콜리메이터와 더불어 어떤 방식으로 치료계획을 세우고 치료하느냐를 고민할 시점이 되었다고 본다. 따라서 본 연구는 5 mm 다엽콜리메이터를 적용한 용적변조회전조사치료(Volumetric modulated arc therapy, VMAT) 치료계획과 2.5 mm 다엽콜리메이터를 적용한 입체조형동적회전조사치료(Dynamic conformal arc therapy, DCAT) 치료계획을 여러 가지 모양을 지닌 가상의 표적용적에 따라 나타나는 치료선량분포를 확인하고 실제 환자치료에 적용하여 보다 효율적인 방사선치료를 구상하는데 그 목적이 있다. 본 연구의 목적은 치료계획 시 전산화 단층촬영영상과 자기공명영상과의 융합을 통해 영상의 재현성 및 유용성을 평가하고 획득한 영상에서 타겟 선량을 비교, 분석하고자 자체개발한 팬톰을 사용하여 수행하였다. 전산화단층촬영을 한 팬톰의 영상과 각기 다른 자장의 세기로 촬영한 팬톰의 자기공명영상에서 팬톰 내에 존재하는 작은 홀의 크기 및 용적의 재현성을 비교하고, 임의의 타겟에서 선량 변화를 비교, 분석하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권2호
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• pp.91-97
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• 2007

목 적: 세기변조방사선치료 시 선행되는 품질관리에서 선량분포와 절대선량 값을 비교하여 2차원 이온전리함의 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 본 실험은 선형가속기(CL 21EX, Varian, Palo Alto, USA)의 6 MV 광자선을 이용하여 비인두암 환자를 대상으로 하였다. 세기변조방사선치료를 위한 품질관리에는 2차원 이온전리함 배열(MatriXX, Wellhofer Dosimetrie, Germany)을 사용하였다. 비인두암 환자의 치료를 위해 역방향치료계획을 시행하였다. 고체팬톰에 삽입된 MatriXX를 전산화단층 촬영하여 환자 치료계획과 동일한 플루언스로 하이브리드(갠트리 각도 0$^\circ$) 치료계획을 실시하였다. 실험적 선량분포의 측정은 하이브리드 치료계획과 동일한 기하학적 조건으로 MatriXX와 고체팬톰을 이용하여 측정하였다. 선량분포에서 고선량 저변위(High Dose Low Gradient: HDLG) 점을 선정하여 절대선량을 비교하였으며, 선량분포 일치성분석을 위해 감마 인덱스 히스토그람($\gamma$-index, Dose difference: 3%, Distance to agreement: 3 mm)을 이용하여 정량화하였다. 결 과: 감마 인덱스 히스토그람 분석결과 인정허용범위(${\gamma}{\leq}$1) 비율을 모든 조사면에서 각각 확인하였다. 갠트리 각도 0$^\circ$에서 95.08%, 55$^\circ$에서 97.52%, 110$^\circ$에서 96.28%, 140$^\circ$에서 98.2%, 220$^\circ$에서 97.78%, 250$^\circ$에서 96.64%, 305$^\circ$에서 92.7%로 나타났다. HDLG에서 절대선량은 $\pm$3% 이내의 일치도를 보였다. 결 론: MatriXX를 이용한 세기변조방사선치료의 품질관리는 필름이나 단일 이온전리함을 이용한 일반적인 세기변조방사선치료 품질관리에 비해 시간, 인력을 최소화하면서 보다 효율적인 접근이 가능하였으며, 선량분포일치성 분석 및 절대선량확인에 매우 유용한 장치임을 알 수 있었다.

• 대한방사선협회지
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• 제28권1호
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• pp.255-255
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• 2002

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.63-70
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• 2017

본 연구는 세기변조방사선 치료기술을 이용한 성문암 환자에게 사용되는 두 가지 상이한 열가소성 고정기구 마스크로 인한 환자위치잡이 오차를 비교 평가하고 자 하였다. 치료가 종료된 총 16명의 성문암 환자를 두 그룹으로 나누었고(기존마스크 vs. 변형마스크), 평균, 3D오차, 시스템과 랜덤오차를 구하여 환자위치잡이 오차를 비교하였다. 또한, 치료계획종양체적(PTV)에 대한 여백(margin)을 분석하였다. 3D오차에 대하여 기존 그룹은 $5.2{\pm}1.3mm$고, 변형그룹은 $5.9{\pm}0.7mm$로써, 변형마스크가 변형보다 13.6% 높았다. 시스템오차는 기존그룹(변형그룹)에서 좌표 x, y, z방향은 각각 1.7 mm (1.1 mm), 1.0 mm (1.8 mm), 1.5 mm (2.0 mm)였고, 회전각(roll angle)은 $0.8^{\circ}$ ($0.8^{\circ}$)였다. 랜덤오차는 변형그룹이 기존그룹에 비하여 좌표 x, y, z방향으로 10.9%, 1.7%, 23.1%로 낮았으나, 회전각은 12.4% 높았다. PTV여백에서 변형그룹은 좌표 x방향에 대하여 기존그룹에 비하여 31.8% 낮았으나, 반대로 좌표 y와 z방향에서는 기존그룹보다 각각 52.6%와 21.6%로 높았다. 성문암 세기변조방사선치료에서 변형된 마스크 사용은 고정기구의 변형으로 인한 환자위치잡이 오차는 수치적으로는 영향을 줄 수 있지만, 다양한 관점에서 고정기구 마스크에 대한 연구가 임상적인 측면에서 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권1호
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• pp.39-46
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• 2005

m3 (BrainLAB Inc., Germany)를 이용한 두경부 IMRT의 정도관리에서 테이블과 갠트리의 위치에 따라 테이블에 의한 선량감쇠가 일어나 정확한 처방 선량을 측정할 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해 두경부 종양의 세기변조방사선치료를 위해 Brain Lab사의 환자테이블 mount를 이용해 설치할 수 있는 원통형 두경부 팬톰을 제작하였다. 이를 이용하여 환자테이블에 의한 선량 감쇠를 측정하고 실제 임상에 적용함으로써 테이블에 의한 선량 감쇠로 인한 선량분포의 차이를 확인할 수 있었다. 측정결과 환자테이블에 의한 점 선량의 감쇠가 최대 약 35%가 났으며 실제 환자 치료계획에 대한 정도관리에서의 절대점 선량의 경우 5.4%의 선량차이를 나타냈다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.633-640
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• 2023

최근 근접 치료에서 방사선 차폐막을 사용하여 선량 분포를 변조하여 선량을 전달하는 정적 및 동적 변조 근접 치료 방법이 개발됨에 따라 새로운 방향성 빔 세기 변조 근접 치료에 적합한 역방향 치료 계획 및 치료 계획 최적화 알고리즘에서 선량 계산에 필요한 파라미터 및 데이터의 양이 증가하고 있다. 세기 변조 근접 치료는 방사선의 정확한 선량 전달이 가능하지만, 파라미터와 데이터의 양이 증가하기 때문에 선량 계산에 필요한 경과 시간이 증가한다. 본 연구에서는 선량 계산 경과 시간의 증가를 줄이기 위해 그래픽 카드 기반의 CUDA 가속 선량 계산 알고리즘을 구축하였다. 계산 과정의 가속화 방법은 관심 체적의 시스템 행렬 계산 및 선량 계산의 병렬화를 이용하여 진행하였다. 개발된 알고리즘은 모두 인텔(3.7GHz, 6코어) CPU와 단일 NVIDIA GTX 1080ti 그래픽 카드가 장착된 동일한 컴퓨팅 환경에서 수행하였으며, 선량 계산 시간은 디스크에서 데이터를 불러오고 전처리를 위한 작업 등의 추가 적으로 필요한 시간은 제외하고 선량 계산 시간만 측정하여 평가하였다. 그 결과 가속화된 알고리즘은 CPU로만 계산할 때보다 선량 계산 시간이 약 30배 단축된 것으로 나타났다. 가속화된 선량 계산 알고리즘은 적응방사선치료와 같이 매일 변화되는 어플리케이터의 움직임을 고려하여 새로운 치료 계획을 수립해야 하는 경우나 동적 변조 근접 치료와 같이 선량 계산에 변화되는 파라미터를 고려해야 하는 경우 치료 계획 수립 속도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권4호
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• pp.285-293
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• 2006

목 적: 세기변조방사선치료계획에서 전산화단층촬영(computed tomography, CT) 영상의 슬라이스 두께를 변화시켜 계산된 흡수선량의 변화를 측정치와 비교함으로써 최적의 CT 슬라이스 두께를 구하고자 하였다. 대상 및 방법: 두경부암 환자에 대한 세기변조방사선치료계획을 우선 시행하였다. 두경부 인체모형팬톰에 대해서 다양한 슬라이스 두께로($0.125{\sim}1.0\;cm$) CT 영상을 획득하여 재구성하였다. 두경부암 환자의 치료계획에서 획득한 빔 및 동적다엽콜리메이터 작동순서 정보를 재구성된 팬톰에 입력하여 흡수선량을 계산하였다. 팬톰에 필름을 삽입하고, 두경부암 환자에서 얻은 동일한 빔 정보로 방사선 조사를 시행하여 흡수선량을 측정하였다. 필름 계측용 소프트웨어를 이용하여 필름의 흡수선량을 분석한 후, 팬톰 CT영상에서 계산된 선량과 비교하였다. 결 과: CT 슬라이스 두께가 작을수록 선량체적히스토그람에서 팬톰의 체적과 팬톰 내 최대선량이 높게 나타났다. 팬톰 내 최대선량은 CT 슬라이스 두께에 따라 ${\sim}5%$의 차이를 보였다. CT 슬라이스 두께 0.25 cm 이하에서 측정선량과 계산선량의 차이가 가장 작았다. 결 론: 세기변조방사선치료계획에서 CT 슬라이스 두께 변화가 흡수선량 및 체적변화의 연관성을 확인하였다. CT 슬라이스 두께가 작을수록 계산선량과 측정선량 간의 차이가 작았으며, 계산 체적과 측정 체적과의 차이도 작았다. 세기변조방사선치료계획에서 실제 인체와 가까운 체적 및 흡수선량 정보를 획득하기 위해서는 CT슬라이스 두께를 0.25 cm 이하로 함이 적절할 것으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권2호
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• pp.105-111
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• 2010

목 적: 세기변조방사선치료(intensity modulated radiation therapy; IMRT) 계획에는 여러 가지 beam parameter가 적용되어 치료계획을 수립하게 된다. 본 연구에서는 세기변조방사선치료 계획 시 선량율(dose rate) 변화가 이하선 선량에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 두경부암 환자 중 비인강암(nasopharyngeal carcinoma, NPC) 세기변조방사선치료를 시행한 10명의 환자를 대상으로 하였다. 동일한 조건하에 환자의 CT영상을 3 mm 두께로 획득하고 치료계획시스템은 Eclipse (Ver 7.1, Varian, Palo Alto, USA)를 사용하였다. 치료계획은 6 MV 에너지, 8개의 조사면, 그리고 동일한 dose volume constraint를 적용하였고, 선량율을 300, 400, 500 MU/min으로 각각 다르게 적용하였다. 수립된 세 개의 치료계획을 통해 이하선 mean dose를 산출하여 10명의 환자 평균치로 분석하였고, 2D diode array (MapCheck from Sun Nuclear Corporation, Melbourne, Florida)를 사용하여 이하선 부위의 선량을 검증하였다. 그리고 총 Monitor Unit (MU)과 조사시간을 비교하였다. 결 과: 선량율 변화에 따른 이하선 mean dose는 선량율을 300 MU/min에서 400, 500 MU/min 변화 시켰을 때 평균 0.8, 2.0% 증가하였고, 총 MU 또한 평균 5.4, 10.6% 증가하였다. 2D diode Array를 사용한 이하선 부위의 선량측정에서도 증가 추세가 나타났으며 총 조사시간의 차이는 1-2분 정도로 선량율에 따라 큰 변화가 없었다. 결 론: 본 연구결과 선량율이 증가하면 총 MU가 현저히 늘어났고 그에 따라 이하선 선량도 증가하는 유의한 상관관계를 보였으나, 치료시간 단축효과는 크지 않았다. 그러므로 세기변조방사선치료 계획 시 적절한 선량율을 적용하여 이하선 선량을 줄인다면 방사선치료로 인한 이하선의 후기 부작용(late side effect)을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권1호
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• pp.57-68
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• 2017

목 적: 본 연구는 모양이 불규칙하고 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)에 매우 인접한 타겟(Target)의 방사선 치료 시, 비동일평면상(Non-coplanar)의 빔(Beam)을 이용한 Fixed-field 세기변조 방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)와 용적변조회전 방사선치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT) 치료계획의 유용성을 평가 및 비교해 보고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 True Beam STX(Varian Medical Systems, USA)를 이용하여 전체 두피(Whole Scalp), 부분적 두피(Partial Scalp), 그리고 전체 뇌실(Whole Ventricle)에 방사선 치료를 받은 환자 중 각 부위별로 2명 씩, 총 6명을 대상으로 하였다. VMAT 치료계획 시, Beamlet에 포함되는 OAR의 용적을 최소화하기 위해 Coplanar 또는 Non-coplanar 빔을 이용하였고, Fixed-field IMRT는 6명 모두 2개 이상의 카우치(Couch) 각도를 이용한 Non-coplanar IMRT(이하 ncIMRT)로 치료계획 하였다. 결 과: 양측 수정체, 양측 시신경, 시신경 교차, 그리고 뇌 줄기의 최대선량과 양측 안구와 해마의 평균선량을 측정하였고, 6명 모두 9개의 OAR 중 6개 이상에서 VMAT 치료계획이 ncIMRT보다 1.1배에서 8.2배가량 높은 선량 값을 나타내었다. 전체 두피와 부분적 두피의 치료 시, 20 Gy가 조사되는 뇌의 용적은 VMAT이 ncIMRT의 2배 이상이었고, 전체 뇌실의 치료 시에는 두 치료계획이 큰 차이를 보이지 않았다. 타겟 Coverage는 두 치료계획 모두 $PTV_{100%}=95%$를 만족시켰고, 타겟 내 최대선량과 치료 시 필요한 총 Monitor Unit(MU)은 ncIMRT가 VMAT보다 높았으며 두 치료계획 모두 임상적용을 위한 Gamma test 시행 결과, 2 mm/2 % 조건을 통과하였다. 결 론: 본 연구 결과, ncIMRT는 VMAT에 비해 치료 시 필요한 MU가 높아 치료시간과 장비의 로딩(Loading)을 증가시키므로 치료의 효율성은 다소 떨어지지만, VMAT과 비슷한 타겟 Coverage를 유지하면서, OAR의 선량은 훨씬 감소시키는 것을 알 수 있었다. 따라서 모양이 불규칙하고 OAR에 매우 인접해 있는 타겟의 방사선 치료 시에는 ncIMRT 치료계획을 고려해 볼 필요가 있다고 사료된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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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.