• 제목/요약/키워드: 수술계획

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정위적 방사선 수술에서의 이상표적모델과 경험적 지식을 활용한 수술계획 최적화 방법 개발 (Development of Ideal Model Based Optimization Procedure with Heuristic Knowledge)

  • 오승종;송주영;최경식;김문찬;이태규;서태석
    • 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.

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방사선 수술시 Isocenter, 콜리메이터 변수에 따른 선량 분포 비교연구 (A Comparison Study with the Vatiation of Isocenter and Collimator in Stereotactic Radiosurgery)

  • 오승종;박정훈;곽철은;이형구;최보영;이태규;김문찬;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제13권3호
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    • pp.129-134
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    • 2002
  • 방사선 수술시 예상되는 치료효과를 위해 종양에 미리 정의된 방사선량이 조사되도록 수술을 계획한다. 이러한 수술계획시 다양한 모양의 종양에 대해 수술 계획을 수행하는 것은 많은 시간과 숙련된 수술계획자가 요구된다. 최근 들어, 뛰어난 컴퓨터 기술의 발달로 컴퓨터를 이용한 수술계획 방법들이 많이 연구 발표되고 있으나 현재 대부분의 수술계획은 주로 시행착오를 통한 방법으로 이루어진다. 본 연구에서는 방사선 수술계획시 고려되는 많은 빔관련 변수들을 고려하고 다양한 형태의 종양들을 원통형으로 가정한 후 이 종양모델을 50% 등선량 곡선내에 포함시킬수 있는 변수들을 찾아 이들을 비교 분석하였다. 수많은 변수들 중 본 연구에서 고려한 변수는 콜리메이터 크기, isocenter의 개수와 isocenter 간의 거리이고 이때 얻어진 선량분포는 Dose Volume Histogram(DVH)과 Dose Profile로 서로 비교하였다. 비교결과 우리가 가정한 50% 등선량 곡선내에 종양모델을 포함시키기 위해서는 일정 개수 이상의 isocenter의 사용은 치료의 복잡성만을 증가시킬뿐 Dose Profile과 DVH에서의 변화는 눈에 뛰게 향상되지 않았다. 또한 같은 콜리메이터 크기로 같은 개수의 isoceter를 사용할 때 isocenter의 거리가 지름대비 1.0-1.2일 경우의 DVH와 Dose profile이 상대적으로 우수하게 나타났다.

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방사선 수술시 경험적 표적 근사화에 근거한 최적화 방법 개선 (Improvement of a Planning Technique Based on Heuristic Target Shaping for Stereotactic Radiosurgery)

  • 오승종;최경식;송주영;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제16권4호
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    • pp.176-182
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    • 2005
  • 정위적 방사선수술(stereotactic radiosurgery, SRS)은 한번에 고선량의 방사선을 병변에 조사하는 방사선 치료법으로 단 한번의 조사로 고선량의 방사선이 환자에게 주어지므로 정확한 수술계획의 수립이 필요하다. 현재, 수술계획은 수술계획자에 의해 직접 시행착오를 거듭하며 수립되고 있으며 이로 인해 계획의 재연성과 신뢰성에 문제가 제기되고 있다. 본 연구에서는 경험적 표적 근사화에 근거한 오등의 연구방법을 바탕으로 각 단계를 개선하여 더 나은 수술계획 결과를 얻을 수 있도록 하였다. 주어지는 병소의 다양한 모양을 동일한 높이의 원통을 사용해 근사화하고, 각각의 원통의 중심점의 위치와 지름에 의해 주변의 원통과 하나로 결합시켰다. 그 후 각각의 원통 내에 등선량중심점(Isocenter)을 모사한 구를 미리 정의된 규칙에 의해 채워 나갔다. 두 개의 가상 표적을 이용해 기존 알고리듬과 본 연구에서 개선한 알고리듬을 이용해 최적화를 수행하였다. 그 결과 두 개의 가상 표적에서 PITV (proscription isodose to tumour volume ratio)와 MDPD (maximum dose to prescription dose ratio)의 별다른 차이가 보이지 않았으며, 사용된 구의 수를 각각 $36\%$, $26\%$ 줄일 수 있었다. 원통과 구형을 이용한 이러한 기법은 정위적 방사선 수술시 수술 계획자에게 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다.

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방사선 수술시 자동적인 선량분포의 최적화를 위한 예비 연구

  • 최경식;오승종;서태석;이형구;최보영
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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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.

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교정-수술 혼합술식에 의한 악안면 기형의 치료 4

  • 박인출
    • 대한치과의사협회지
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    • 제23권1호통권188호
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    • pp.35-40
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    • 1985
  • 수술과 교정의 혼합술식으로 안면부의 기형과 부수적으로 발생하는 부정교합을 치료하는 경향이 점차적으로 증가하고 있다. 수술-교정 술식은 과거 20년동안, 특히 1970년대에 무척 빠른 속도로 발전하였다. 수술-교정 술식이 발달함에 따라 이전에는 수술이나 교정치료 단독으로는 치료하기가 어려웠던 case들의 치료가 가능하게 되었다. 교정의사들은 성장이 완료된 성인의 심한 skeletal dysplasia를 치아이동에 의해서만 치료하는 데에는 매우 제한이 많다는 것을 인식하게 되었으며, 반면에 구강외과 의사들은 수술전후의 교정치료에 의해 더욱 좋은 수술 결과를 얻을 수 있는 동시에 좋은 functional occlusion을 이룰수 있다는 사실을 인식하였다. 이러한 수술-교정 술식은 교정의사들과 구강외과의사들에게 새로운 면들을 요구하고 있다. 좋은 치료결과를 얻기 위해서는 교정의사와 구강외과의사간의 긴밀한 협조관계가 필수적이다. 이러한 협조관계를 유지하기 위하여는 서로 상대 전문분야의 용어, 진단원리, 치료기법 등에 대한 이해가 선행되어야 한다. 이 논문에서는 진단, 치료계획, 수술전 교정치료, 수술술식, 수술후 교정치료, 증례보고의 순서로 기술하려 한다.

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교정-수술 혼합술식에 의한 악안면 기형의 치료(II)

  • Roger L. Bandeen;Jerre M.Griffin;Park, In-Chul
    • 대한치과의사협회지
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    • 제22권10호통권185호
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    • pp.847-853
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    • 1984
  • 수술과 교정의 혼합술식으로 안면부의 기형과 부수적으로 발생하는 부정교합을 치료하는 경향이 점차적으로 증가하고 있다. 수술 - 교정 술식은 과거 20년동안, 특히 1970년대에 무척 빠른 속도로 발전하였다. 수술 - 교정 술식이 발달함에 따라 이전에는 수술이나 교정치료 단독으로는 치료하기가 어려웠던 case들의 치료가 가능하게 되었다. 교정의사들은 성장이 완료된 성인의 심한 skeletal dysplasia를 치아이동에 의해서만 치료하는 데에는 매우 제한이 많다는 것을 인식하게 되었으며, 반면에 구강외과 의사들은 수술전후의 교정치료에 의해 더욱 좋은 수술 결과를 얻을 수 있는 동시에 좋은 functional occlusion을 이룰수 있다는 사실을 인식하였다. 이러한 수술 - 교정 술식은 교정의사들과 구강외과의사들에게 새로운 면들을 요구하고 있다. 좋은 치료결과를 얻기 위해서는 교정의사와 구강외과의사간의 긴밀한 협조관계가 필수적이다. 이러한 협조관계를 유지하기 위하여는 서로 상대 전문분야의 용어, 진단원리, 치료기법 등에 대한 이해가 선행되어야 한다. 이 논문에서는 진단, 치료계획, 수술전 교정치료, 수술술식, 수술후 교정치료, 증례보고의 순서로 기술하려 한다.

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수술 - 교정 혼합술식에 의한 악안면 기형의 치료 (I)

  • 박인출
    • 대한치과의사협회지
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    • 제22권9호통권184호
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    • pp.751-756
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    • 1984
  • 수술과 교정의 혼합술식으로 안면부의 기형과 부수적으로 발생하는 부정교합을 치료하는 경향이 점차적으로 증가하고 있다. 수술 - 교정 술식은 과거 20년동안, 특히 1970년대에 무척 빠른 속도로 발전하였다. 수술 - 교정 술식이 발달함에 따라 이전에는 수술이나 교정치료 단독으로는 치료하기가 어려웠던 case들의 치료가 가능하게 되었다. 교정의사들은 성장이 완료된 성인의 심한 skeletal dysplasia를 치아이동에 의해서만 치료하는 데에는 매우 제한이 많다는 것을 인식하게 되었으며, 반면에 구강외과 의사들은 수술전후의 교정치료에 의해 더욱 좋은 수술 결과를 얻을 수 있는 동시에 좋은 functional occlusion을 이룰수 있다는 사실을 인식하였다. 이러한 수술 - 교정 술식은 교정의사들과 구강외과의사들에게 새로운 면들을 요구하고 있다. 좋은 치료결과를 얻기 위해서는 교정의사와 구강외과의사간의 긴밀한 협조관계가 필수적이다. 이러한 협조관계를 유지하기 위하여는 서로 상대 전문분야의 용어, 진단원리, 치료기법 등에 대한 이해가 선행되어야 한다. 이 논문에서는 진단, 치료계획, 수술전 교정치료, 수술술식, 수술후 교정치료, 증례보고의 순서로 기술하려 한다.

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교정-수술 혼합술식에 의한 악안면 기형의 치료 5

  • 박인출
    • 대한치과의사협회지
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    • 제23권2호통권189호
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    • pp.115-117
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    • 1985
  • 수술과 교정의 혼합술식으로 안면부의 기형과 부수적으로 발생하는 부정교합을 치료하는 경향이 점차적으로 증가하고 있다. 수술-교정 술식은 과거 20년동안, 특히 1970년대에 무척 빠른 속도로 발전하였다. 수술-교정 술식이 발달함에 따라 이전에는 수술이나 교정치료 단독으로는 치료하기가 어려웠던 case들의 치료가 가능하게 되었다. 교정의사들은 성장이 완료된 성인의 심한 skeletal dysplasia를 치아이동에 의해서만 치료하는 데에는 매우 제한이 많다는 것을 인식하게 되었으며, 반면에 구강외과 의사들은 수술전후의 교정치료에 의해 더욱 좋은 수술 결과를 얻을 수 있는 동시에 좋은 functional occlusion을 이룰수 있다는 사실을 인식하였다. 이러한 수술-교정 술식은 교정의사들과 구강외과의사들에게 새로운 면들을 요구하고 있다. 좋은 치료결과를 얻기 위해서는 교정의사와 구강외과의사간의 긴밀한 협조관계가 필수적이다. 이러한 협조관계를 유지하기 위하여는 서로 상대 전문분야의 용어, 진단원리, 치료기법 등에 대한 이해가 선행되어야 한다. 이 논문에서는 진단, 치료계획, 수술전 교정치료, 수술술식, 수술후 교정치료, 증례보고의 순서로 기술하려 한다.

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교정-수술 혼합술식에 의한 악안면 기형의 치료 (VI)

  • 박인출
    • 대한치과의사협회지
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    • 제23권4호통권191호
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    • pp.301-308
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    • 1985
  • 수술과 교정의 혼합술식으로 안면부의 기형과 부수적으로 발생하는 부정교합을 치료하는 경향이 점차적으로 증가하고 있다. 수술-교정 술식은 과거 20년동안, 특히 1970년대에 무척 빠른 속도로 발전하였다. 수술-교정 술식이 발달함에 따라 이전에는 수술이나 교정치료 단독으로는 치료하기가 어려웠던 case들의 치료가 가능하게 되었다. 교정의사들은 성장이 완료된 성인의 심한 skeletal dysplasia를 치아이동에 의해서만 치료하는 데에는 매우 제한이 많다는 것을 인식하게 되었으며, 반면에 구강외과 의사들은 수술전후의 교정치료에 의해 더욱 좋은 수술 결과를 얻을 수 있는 동시에 좋은 functional occlusion을 이룰수 있다는 사실을 인식하였다. 이러한 수술-교정 술식은 교정의사들과 구강외과의사들에게 새로운 면들을 요구하고 있다. 좋은 치료결과를 얻기 위해서는 교정의사와 구강외과의사간의 긴밀한 협조관계가 필수적이다. 이러한 협조관계를 유지하기 위하여는 서로 상대 전문분야의 용어, 진단원리, 치료기법 등에 대한 이해가 선행되어야 한다. 이 논문에서는 진단, 치료계획, 수술전 교정치료, 수술술식, 수술후 교정치료, 증례보고의 순서로 기술하려 한다.

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선형 가속기를 이용한 정위적 방사선 수술시 병소내 선량분포의 특성조사 (Search of Characteristic for Dose Distribution Presented by Multi­isocentric Stereotactic Radiosurgical Plan Using Linear Accelerator)

  • 최경식;오승종;이형구;최보영;전흥재;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제14권4호
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    • pp.225-233
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    • 2003
  • 방사선 치료 계획의 목적은 정상 조직 부근에서는 최소한의 방사선 조사가 되는 동안 병소에는 동일한 선량이 조사되는 것이다. 선형가속기를 이용한 정위적 방사선 수술시 단일한 구형의 선량분포는 병소에 대하여 균등한 선량분포를 이루고, 병소 내에는 70% 이상의 고선량이 등선량 곡선내에 포함되면서 주위 정상조직에서는 급격히 낮은 선량을 가지게 한다. 또한 이와 같은 방법은 감마나이프를 이용한 정위적 방사선 수술의 경우와 비슷한 치료 계획을 나타낸다. 이처럼 정위적 방사선 수술시 이용되는 구형의 선량분포를 가지는 isocenter는 실제 방사선 수술 계획시 많은 시간과 경험을 바탕으로 수술 계획자에 의해 병소 내에 배치되어 진다. 본 연구는 효율적인 방사선 수술이 수행되도록 수술 계획시 구형 선량분포에 관여하는 빔관련 변수들을 고려하여 병소내 선량분포의 특성을 조사하였다. 이를 위해 불규칙한 형태의 병소를 직육면체형과 원통형으로 가정하여 비교하였고, 동일한 체적의 병소 모델에 대하여 빔관련 변수를 변화시켜 구형 선량분포를 이루는 isocenter들의 위치 및 콜리메이터의 크기를 달리하면서 병소 모델에 대한 선량 분포를 얻었다. 이때, 얻어진 선량분포 Dose Profile과 Dose Volume Histogram (DVH)으로 비교한 결과, 불규칙한 모양의 병소에 대하여 콜리메이터의 크기와 Isocenter의 개수, Isocenter의 간격 등의 빔관련 변수를 최적화함으로서 더 나은 고선량의 등선량 곡선(Isodose Curve)내에 병소를 포함시킬 수 있었다. 이러한 병소내 구형 선량 분포를 가지는 isocenter의 배치에 따른 특성들은 정위적 방사선 수술 계획시 더 효율적이면서, 빠른 수술 계획을 수립하는데 많은 도움이 될 것으로 사료된다.

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