• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2016년도 자성 및 자성재료 국제학술대회
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• pp.169-169
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• 2016

• 대한방사선치료학회지
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• 제20권1호
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• pp.25-29
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• 2008

목 적: Fiducial Gold Marker가 삽입된 전립선암 양성자 치료 시 DIPS를 이용하여 전립선의 위치변화를 관찰하고, 전립선의 움직임에 따른 보정 및 양성자치료에 관한 연구를 하고자 한다. 대상 및 방법: 2008년 4월 이후로 본원에서 양성자치료를 받은 10명의 전립선암환자를 대상으로 하였다. 전립선의 위치변화를 관찰하기위해 치료 전에 전립선에 3개의 Fiducial Gold Marker를 삽입하였고, 전립선의 움직임을 최소화하기 위해 치료 전에 소변을 보고, 매일 정량의 물을 섭취하며, Rectal balloon을 함께 시행하였다. 환자의 처음 치료자세는 CT 모의치료 때와 같고, DIPS (Digital Image Positioning System)를 이용하여 AP, Lat 촬영을 하여 얻은 영상과 치료계획에서 얻은 PA, Lat 영상을 비교하여, Fiducial Gold Marker 위치변화(X, Y, Z) 관찰하였고, 이에 따른 보정 후에 양성자치료를 시행하였다. 결 과: 치료계획에서 얻은 영상과 DIPS를 이용하여 얻은 영상의 각각의 Fiducial Gold Marker의 위치변화 차이는 10명 환자에 있어서 치료 중심을 기준으로 평균 X축: $\pm$0.116 cm, Y축: $\pm$0.19 cm, Z축: $\pm$0.176 cm이었다. 10명의 환자 중 X축으로 최고 RT: 0.24 cm, 최저 RT: 0.04 cm의 위치변화 차이가 나타났고, Y축으로 최고 Sup: 0.42 cm, 최저 Inf: 0.03 cm 위치변화 차이가 나타났고, Z축으로 최고 Ant: 0.35 cm, 최저 Post: 0.05 cm의 위치변화 차이가 관찰되었다. 결 론: 전립선의 움직임을 최소화 하기위해 치료 전에 전처치로 소변을 보고, 매일 정량의 물을 섭취하며, Rectal balloon을 시행하였으나, 모든 환자의 경우에서 전립선에 삽입된 3개의 Fiducial Gold Marker의 매일 움직임을 관찰할 수 있었다. 위 자료를 바탕으로 보다 정확한 치료 중심 설정이 요구되는 양성자치료에서 Gold Marker Matching System의 필요성을 확인할 수 있었으며, 본 연구에서 사용된 DIPS를 이용하여 전립선의 위치변화에 따른 치료 중심을 보정함으로써 보다 정밀한 양성자치료 효과를 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제34권3호
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• pp.215-219
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• 2011

양성자 치료에서 X선 영상정보가 직접적인 양성자의 저지능 정보를 제공할 수 없는 한계로 인한 자료의 오류를 피하기 위해, 양성자 빔을 이용한 전산화단층촬영 영상의 사용을 위한 전산모사 연구를 시행하고, 적절한 하드웨어 구성과 그 가능성을 연구하였다. GEANT4를 사용한 전산모사에서 두 개의 DSSD를 사용하여 입사되는 양성자 빔의 위치정보를 획득하고 LYSO 섬광검출기로 에너지를 측정하여 획득한 양성자 영상을 단층촬영 영상으로 재구성하여 사용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권4호
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• pp.209-218
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• 2008

IMRT, 양성자 치료와 같이 방사선 치료 기술이 발전할수록 치료 시 환자의 위치를 확인하고 그 정확성을 평가하는 기술의 중요성이 강조되고 있다. 현재 국립암센터 양성자치료센터에 설치되어 있는 양성자 치료기의 단순 X-선 영상시스템을 이용하여 콘빔 CT (cone-beam CT) 3차원 영상을 획득, 영상유도 방사선 치료의 가능성을 확인하고자 하였다. 양성자 치료기에 설치되어있는 X-선 영상시스템(SDD: 2,108 mm, SOD: 1,511 mm, Varian a277 x-ray tube & Varian Paxscan 4030: a-Si＋DRZ screen)을 이용하여 양성자 갠트리를 $2^{\circ}$씩 회전시켜가면서 기하학적인 오차 측정을 위한 팬톰과 인체 팬톰 (Humanoid phantom, Rando, CA, USA)의 투사영상을 획득하였다. 현재 시스템적으로 연속적인 회전과 영상획득이 지원되지 않아서 영상획득 후 갠트리를 회전하는 방법으로 투사영상을 획득하였다. 기하학적 오차측정을 위한 팬텀과 두경부 팬텀에 대해서 $360^{\circ}$를 회전하며 180장의 투사영상($2,304{\times}3,200$, 14 bit with 127${\mu}m$ pixel pitch)을 관전압 85 kVp, 관전류 80 mA, 조사시간 0.5 s의 조건으로 촬영하였다. 콘빔 CT 영상재구성을 위해 Ram-Lak filter를 적용한 Feldkamp cone-beam 알고리즘을 사용하였으며, 획득한 180장의 투사영상을 사용하여 $0.4{\times}0.4{\times}0.4mm^3$의 voxel size를 가진 $512{\times}512{\times}512$ CT영상을 재구성하였다. 기하학적인 오차 측정방법을 통해 X-선 선원, 검출기와 갠트리의 기하학적 정보를 측정하였다. 측정된 결과에 의하면 검출기가 $0.25^{\circ}$ 회전된 오차를 보이는 것을 발견하였다. 기하학적 교정으로 재구성된 콘빔 CT 영상을 multi-planar view (axial, sagittal and coronal view) 및 3차원 영상으로 재구성하여 비교 평가 하였다. 현재 양성자치료기에 설치되어있는 단순 X-선 영상 시스템에서 기하학적 오차 측정을 위한 볼 팬텀을 이용하여 시스템의 오차를 측정하였다. 측정한 오차를 바탕으로 기하학적 교정을 통해서 두경부 및 복부 팬텀에 대한 3차원 영상인 콘빔 CT 영상들을 재구성하였다. 추후 연속적인 회전을 통한 영상획득이 가능하게 된다면, 보다 정확하고 신속한 영상재구성이 가능 하며 콘빔 CT가 영상유도 양성자 치료에 매우 유용할 것으로 사려된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.183-189
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• 2014

목 적 : 조영제는 CT모의치료시 정상조직과 악성종양을 구분하는데 뛰어난 대조도를 제공하기 때문에 CT모의치료에 널리 사용하고 있다. 하지만 조영제는 치료계획 CT에서 일시적으로 존재하기 때문에, 치료계획과 실제 치료 사이에는 Hounsfield Unit(HU)의 차이가 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 조영제 사용으로 인한 HU의 변화가 양성자 치료계획에 미치는 영향을 확인 하고자한다. 대상 및 방법 : 20명의 간암 환자에게서 Phase에 따른 HU값의 변화를 측정하였다, 그리고 5명의 양성자치료계획에서 HU변화에 따른 Range와 Spread-Out Bragg peak(SOBP)의 변화를 살펴보았다. Hand made water phantom을 이용하여 깊이와 HU의 변화에 따른 Range와 SOBP의 변화를 확인하였다. 결 과 : 20명 간암 환자의 HU 변화(Pre contrast, Arterial phase, Porta phase)는 간 조직에서 ($58{\pm}5.7$, $75{\pm}9.5$, $117{\pm}14.6$)이었으며 대동맥에서($40{\pm}6.1$, $279{\pm}49.0$, $154{\pm}22.8$)이었다. 5명의 간암 양성자치료계획에서 HU 변화에 따른 Range 변화는 평균 2.5 mm, SOBP 변화는 평균 1.4 mm 이었다. Hand made water phantom study에서는 HU가 증가함에 따라 Range는 감소되었고 SOBP는 줄어들었다. 결 론 : 양성자 치료계획에서 HU값의 변화는 양성자 Range와 SOBP를 변화시켰다. 실제 양성자 빔에서 HU 변화에 따른 Range와 SOBP의 변화에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료 된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권2호
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• pp.153-158
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• 2013

목 적: 전립선암 양성자치료 시 Double Scattering mode (DS)와 Pencil Beam Scanning mode (PBS)에서의 Dose-volume histograms (DVHs)를 분석하여, Conformity Number (CN), Homogeneity indexes (HI)와 선량 별 정상장기의 %Volume을 구하여 선량적합성과 정상장기 보호효과를 비교 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 양성자치료를 받은 9명의 전립선암 환자를 대상으로 Eclipse proton external beam planning system을 사용해 일일선량 2.5 Gy씩 28회, 총 70 Gy가 PTV에 95%가 들어가도록 치료계획을 세웠다. 치료 계획된 DS와 PBS 각각의 DVHs로 PTV의 CN과 HI을 구하여 비교하고 정상장기에 들어가는 선량별 %Volume을 비교하였다. 결 과: PTV의 평균 CN은 DS $0.68{\pm}0.07$에서, PBS $0.79{\pm}0.01$로 16.63% 증가하였다. 평균 HI는 DS $0.12{\pm}0.03$에서, PBS $0.09{\pm}0.01$로 -22.66% 감소하였다. 직장을 제외한 전 관찰자의 모든 정상장기에서 DS보다 PBS에서 들어가는 %Volume이 감소하였고, PBS에서 평균 왼쪽 대퇴골 두에 30 Gy 이상 들어가는 %Volume이 -79.93%로 가장 많이 감소하였으며, 평균 직장에 70 Gy 이상 들어가는 %Volume이 -3.03%로 가장 적게 감소하였다. 결 론: 따라서 전립선암 환자 양성자 치료 시 PBS가 DS보다 선량 적합성에 도달하는데 효과적이며, 정상장기에 들어가는 불필요한 선량을 낮추는데 좋고 특히 대퇴골 두에 들어가는 불필요한 저 선량을 감소시키는데 탁월한 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권1호
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• pp.47-51
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• 2010

목 적: 고 에너지 양성자치료에 있어서 Air gap (환자와 Beam 사출구 사이의 거리)의 변화는 Lateral Penumbra의 증가로 불필요한 조사야를 형성할 수 있고, 치료부위에서 최대선량 증가와 최소선량 감소로 선량분포의 균질성을 저하시킬 수 있다. 이에 Air gap 변화에 따른 선량분포에 대해 비교, 연구해 보고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 양성자치료를 받은 Lung, Liver 환자 6명을 선정하여 크기가 다른 조사야 A와 조사야 B에서 Air gap을 2, 4, 6, 8, 10 cm로 설정하여 Proton external beam planning system을 통해 치료계획을 세웠다. Air gap에 따른 Lateral Penumbra 영역 및 DVH (Dose Volume Histogram)를 비교하고 PCTV영역의 최대선량 및 최소선량 값을 비교하였다. 또한 PCTV내에 선량의 균질성을 알기 위하여 Homogeneity index값을 비교, 분석하였다. 결 과: 각각의 조사야에서 Air gap의 변화(2, 4, 6, 8, 10 cm)에 따른 Lateral Penumbra영역을 분석한 결과 조사야 A에서 Air gap 2~10 cm변화에 따라 평균 1.36~1.75 cm까지 약 28.7%가 지속적으로 증가하였고 조사야 B에서 평균 1.36~1.79 cm까지 약 31.6%가 지속적으로 증가하였다. DVH를 분석한 결과 최대선량의 상대선량 백분율은 Air gap 2~10 cm일 때 평균 108.1%에서 평균 110.3%까지 약 2.03%가 지속적으로 증가하였고 최소선량의 상대선량 백분율은 평균 93.9%에서 평균 90.8%까지 약 3.31%가 지속적으로 감소하였다. Homogeneity index값은 평균 Air gap 2~10 cm까지 1.09~2.6으로 2배 이상 증가하였다. 결 론: 양성자 치료에 있어서 Air gap이 증가함에 따라 Lateral Penumbra 영역이 증가함을 알 수 있었고, 치료부위에서 최대선량 값의 증가와 최소선량 값의 감소로 인하여 Homogeneity index값이 증가함으로써 PCTV내에 Beam의 균질성이 떨어지는 것을 알 수 있었다. 이에 추후 양성자치료시 Air gap을 줄이기 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권2호
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• pp.75-81
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• 2019

목 적: 전립선암 환자의 방사선치료 시 사용되는 토모치료(Tomotherapy)와 양성자치료(Protontherapy)의 계획을 각각 수립하여 토모치료의 IMRT방식과 양성자치료의 PBS방식을 이용한 빔 전달방식에 따른 선량분포의 특성을 비교하고 분석하고자 한다. 실험재료 및 방법: 수술을 하지 않고 근치목적으로 방사선치료만으로 하는 3명의 전립선암 환자를 대상으로 Tomotherapy^®사의 Hi.art planning station 5.1.1.6과 VARIAN사의 Eclipse 13.7을 사용하여 각각 Tomo IMRT 치료계획과 Proton PBS 치료계획을 수립하였다. 수립된 2가지 치료계획의 평가를 위해 선량용적히스토그램(Dose Volume Histogram, DVH)에서 PGTV의 평균선량(Dmean)과 최대선량(Dmax)을 산출하여 coverage를 확인하고 CI와 HI를 산출하였다. OAR평가에서는 직장체적의 25%가 받는 D 25%와 방광선량의 평균선량을 정상장기 보호효과를 비교하였다. 결 과: 환자 3명의 Tomo IMRT, Proton PBS의 DVH에서 평균 최대선량은 71.4Gy, 75.3Gy이고 평균선량은 70.4Gy, 72.8Gy이었다. 또한 CI는 각각 1.16, 1.31이었으며 HI는 0.04, 0.12으로 Tomo IMRT가 Proton PBS에 비해 선량 적합성 부분에서 우수하게 나타났다. OAR 평가에선 직장체적에서 받는 D 25% 각각 27.1Gy, 13.9Gy으로 Tomo IMRT가 평균적으로 방광의 평균선량과 더불어 Proton PBS보다 높은 선량분포를 보여 Proton PBS가 부작용을 줄일 수 있는 것으로 사료된다. 결 론: 전립선암 환자 치료 시 PGTV의 평균선량은 Proton PBS가 Tomo IMRT에 비해서 약 3.4% 높게 나타났다. 이는 Tomo IMRT가 선량적합성이 더 좋게 나타났지만 유의미한 결과 값으로 보기엔 미미한 차이로 사료된다. 그러나 두 방식의 결과값이 직장체적에서 받는 D 25%에서 51.2%, 방광의 평균선량에선 55.7% 더 적은 선량이 조사되어 Proton PBS에서 환자의 부작용을 줄일 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.35-40
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• 2018

목 적 : 본원에서 사용하는 양성자 에너지는 크기에 따라 도달거리가 달라지며, Compensator는 Distal 두께에 따라 Energy의 크기를 다르게 할 수 있으며 이로 인해 Dose rate이 변화된다. 따라서 Compensator distal의 두께를 변화시키면서 Dose 분포 및 Beam on time에 대한 영향을 평가해보고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 양성자치료를 받은 에너지가 낮은 환자 5명을 대상으로 실험하였다. 선택된 환자들의 기존 치료 시 Beam on time을 확인하였으며 이 후 양성자치료계획시스템(TPS)을 통하여 Compensator의 Distal 두께를 기존 두께에서 2 cm씩 최대 14 cm까지 증가시켜가며 치료계획을 비교 평가하였다. Dose 분포를 평가하기 위하여 Target의 Conformity Index(CI)값과 Homogeneity Index(HI)값, Target 후면부의 Organ at risk(OAR)의 최대선량을 비교하였으며 치료시간에 대한 영향을 평가하고자 Compensator Distal 두께 별로 제작하여 Beam on time을 비교하여 평가하였다. 결 과 : Compensator의 Distal 두께를 증가시켜 Homogeneity Index, Conformity Index를 분석한 결과 모든 환자에서 동일한 수치가 나왔다. Target 후면부의 OAR을 비교한 결과 Abdomen의 Spine cord에 최대 7 cGy, Eyeball의 RT Lens에서 88 cGy, Nasal cavity의 RT Lens에 391 cGy, Mediastinum의 Trachea에 51 cGy, Pelvis의 Small bowl에 661 cGy 증가하였다. Beam on time을 비교한 결과 Abdomen의 경우 기존 126초에서 최대 62초, Eyeball의 경우 105초에서 37초, Nasal cavity의 경우 기존 187초에서 134초, Mediastinum의 경우 기존 100초에서 40초, Pelvis의 경우 기존 440초에서 118초로 감소하였다. 결 론 : 연구결과 Compensator의 distal 두께가 두꺼워질수록 에너지의 크기를 증가시킬 수 있으며 Dose rate이 증가하여 Beam on time이 감소하는 효과가 있었다. 이는 Beam on time이 많이 소요되는 호흡동조치료를 요하는 Liver, 마취를 하는 소아환자에게 적용한다면 치료시간 단축과 환자의 편의성 면에서 큰 도움을 줄 것으로 평가된다. 하지만 에너지의 크기가 증가할수록 Distal penumbra가 증가하기 때문에 Target 후면부에 OAR이 인접해 있는 경우는 양성자치료계획 시 Penumbra의 영향을 고려한 적절한 Compensator 두께를 설정할 필요가 있을 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.55-59
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• 2015

양성자핵반응에 대한 연구는 현재 핵융합로의 재료 개발을 비롯하여 양성자치료 분야 등을 중심으로 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구는 100 MeV 양성자 빔을 이용한 $^{27}Al(p,3p+n)^{24}Na$ 반응을 통하여 발생되는 지발 감마선(2754, 1386 keV) 스펙트럼을 고순도 HPGe 검출기를 이용하여 측정하였다. 실험에 사용되어진 양성자 빔은 양성자가속기연구센터(KOMAC)에 설치되어 있는 100 MeV 양성자선형가속기를 사용하였다. 측정된 감마선은 기존에 알려진 결과들과 비교분석하였다. 측정된 감마선의 강도는 고에너지 감마선 검출효율을 결정하는데 매우 중요한 정도를 제공 할 것으로 생각되어 진다.