• 한국방사선학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.91-98
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• 2023

본 논문에서는 자체 제작한 움직임 팬텀을 이용하여 다양한 호흡모사를 하고, PET/CT 장비 내의 데이터기 기반 보정프로그램을 적용하여 영상을 획득하고, 영상의 SUVmax 및 병변 부피를 분석하여 호흡에 따른 장기 또는 종양의 움직임으로 인한 인공물의 감소효과를 확인하였다. 이동거리 3 cm에서 데이터 기반 게이팅을 적용한 영상이 데이터 기반 게이팅을 적용하지 않은 영상보다 SUVmax가 팬텀 구의 지름이 10 mm, 13 mm, 17 mm, 22 mm, 28 mm, 37 mm에서 각각 2.37, 2.02, 1.44, 1.20, 0.42, 0.52 향상시키는 것으로 나타났고, 향상률로 표시하면 각각 72.5%, 73.3%, 51.3%, 25.8%, 8.6%, 7.2%이었다. 크기가 작은 병소의 SUVmax의 개선효과가 크게 나타났다. 데이터 기반 게이팅을 적용하지 않았을 때에 비하여 적용하였을 때에 1 cm, 2 cm, 3 cm에서 각각 5%, 12%, 18%의 영상의 면적이 감소하는 개선효과가 있었고, 그리고 움직임에 의한 인공물이 클 때 감소 효과도 커졌다. 데이터 기반 게이팅을 적용하면 검사절차가 간소화되고, 사술자의 피폭선량 감소효과와 더불어 호흡으로 인한 인공물을 감소시켜 영상의 질을 개선할 수 있음을 확인하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권3호
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• pp.155-165
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• 2010

목 적: 4-dimensional computed tomography (4DCT) 영상과 on board imaging (OBI) 및 real time position management (RPM) 장치로 매 회 치료 시마다 얻은 호흡연동 직각 kilovolt (KV) 준비 영상(gated orthogonal kilovolt setup image)을 이용해 간암 환자를 치료하는 동안 발생하는 종양 위치의 불확실성을 평가하고자 했다. 대상 및 방법: 3차원입체조형치료가 예정된 20명의 간암 환자를 대상으로 RPM과 전산화단층촬영모의치료기를 이용해 치료계획용 4DCT를 시행했다. 표적 근처에 위치한 간동맥화학색전술 후 집적된 리피오돌(lipiodol) 혹은 횡격막을 종양의 위치 변이를 측정하는 표지자로 선택했다. 표지자의 위치 차이를 이용해 온라인 분할간 및 분할중 내부 장기 변이와 움직임 진폭을 측정했다. 측정된 자료의 정량적 평가를 위해 통계 분석을 실시했다. 결 과: 20명 환자로부터 측정된 표지자의 분할간변이의 중앙값은 X (transaxial), Y (superior-inferior), Z (anterior-posterior) 축에서 각각 0.00 cm (범위, -0.50~0.90 cm), 0.00 cm (범위, -2.4~1.60 cm), 0.00 cm (범위, -1.10~0.50 cm) 였다. 4명의 환자에서 X, Y, Z축 중 하나 이상에서 0.5 cm를 초과하는 변이가 관찰되었다. 4DCT와 호흡연동 직각 준비 영상으로부터 얻은 표적의 움직임 진폭의 차이는 X, Y, Z 축에서 각각 중앙값이 -0.05 cm (범위, -0.83~0.60 cm), -0.15 cm (범위, -2.58~1.18 cm), -0.02 cm (범위, -1.37~0.59 cm) 였다. 두 영상간 표적의 움직임 진폭 차이가 1 cm를 초과하는 환자가 Y축 방향으로 3명 관찰되었으며, 0.5 cm 초과 1 cm 미만의 차이를 보이는 환자도 Y축과 Z축 방향을 합쳐 5명 관찰되었다. 분할중 표지자 위치 변이의 중앙값은 X, Y, Z축에서 각각 0.00 cm (범위, -0.30~0.40 cm), -0.03 cm (범위, -1.14~0.50 cm), 0.05 cm (범위, -0.30~0.50 cm)였으며 2명의 환자에서 1 cm를 초과하는 변이가 Y축 방향으로 관찰되었다. 결 론: 4DCT와 호흡연동 직각 KV 준비 영상으로 얻은 표지자의 분할간, 분할중 및 움직임 진폭에서 큰 변이가 관찰되었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권4호
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• pp.387-392
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• 1997

목적 : ICRU 50의 권고에 따라 치료 범위를 Planning Target Volume(PTV)으로 설정하고 있다. 진단 영상장치의 발달과 특히 CT Simulator 등의 도움으로 Gross Tumor Volume(GTV) 설정은 쉬워지고 있으나, 내부장기의 움직임에 의한 경계의 선정에 대하여는 특별한 지침이 없고, 단지 경험에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 폐의 움직임 유형을 분석하여 폐 부위의 PTV설정시 폐의 움지임을 고려쓿기 위한 정량적인 지침을 마련하려는데 있다. 대상 및 방법 : 폐암, 식도암 등 폐 및 흥부 주변의 방사선으로 치료받는 환자 10명을 대상으로 Simulator 투시 촬영기로 폐의 움직임을 관찰하였다. 우측 폐는 12부위와, 좌측 폐는 10부위로 각각 나누었다 우측 폐 부위는 상엽은 2부분, 중엽은 2부분, 하엽은 2부분으로.나누었고, 그 각각을 측면에서 전, 후 2부분으로 나누었다. 좌측 폐 부위는 상엽, 하엽 모두 2부분으로 나누고, 측면에서 다시 전, 후로 다시 2부분으로 나누었다. 부위마다 4-5점을 택해 X선 투시 장치에서 생성된 열상을 컴퓨터에 입력시켜 폐포의 움직임을 x, y, z 3좌표 방향으로 수치화 하였다. 결과 :우측과 좌측 폐 부위 중 안측 상엽 부위의 움직임이 상대적으로 적었으며, 좌우 이동이 전후 이동에 비해 크게 나타났다. 좌우 이동은 심장 박동 효과로 심장 또는 대동맥 근처에서 가장 두드러지게 나타나서 양측 패문 부위가 가장 큰 이동을 보였으며(평균 6.6mm), 상하 이동은 호흡 효과로 양측 폐 하엽 부위, 횡격막 근처에서 가장 컸다(평균 14.1mm). 결론 : X선 투시로 폐의 움직임을 관찰할 수 있으며 컴퓨터의 궤적 추적으로 정량화 할 수 있었다. 폐 부위의 방사선 치료시 설정되는 PTV에는 장기의 움직임을 고려해야 하는데 본 연구의 결과를 이용하여 치료 부위에 따라 여유를 차등을 둔다면 치료 조사면을 최적화 하는데 도움이 될 것으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권1호
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• pp.115-126
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• 2014

목 적 : 다양한 치료 부위에 따라 MVCT(Megavoltage computed tomography)를 이용하여 치료 중(Intrafraction), 치료 간(Interfraction)의 장기 위치 변화를 측정하여 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본 연구에서 두 경부(Head & neck), 흉부(Thorax), 간(Liver), 전립선(Prostate) 종양을 가진 48명 환자들은 전체 치료 과정동안 다양한 MVCT scan을 시행하였다. 평균 환자 당 60개의 MVCT 영상을 획득하여 분석하였다. 결 과 : 치료 간(Interfraction)오차는 흉부와 복부 그리고 골반이 종 방향(Longitudinal, Y)에서 3 mm 이상의 차이를 보였다. 치료 중(Intrafraction) 변화를 알아보기 위해 치료가 끝난 후에 MVCT를 찍어 확인한 후 치료 중(Intrafraction) 움직임 차이는 종 방향에서 2 mm 내외로 나타났다. 또한 치료 전과 후의 움직임의 변화로 인해 치료 간 그리고 치료 중의 차이를 확인하였다. 결 론 : 본 연구에서도 두 경부(Head & neck), 흉부(Thorax), 간(Liver), 전립선암(Prostate cancer) 환자들의 치료 간(Interfraction) 변화와 치료 중(Intrafraction)변화를 통해 적절한 고정 기구와 표적 여백의 윤곽을 완성하는데 도움이 될 거라 사료된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.165-176
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• 2001

줄눈콘크리트포장의 줄눈은 온도 및 습도변화에 기인하여 발생하는 슬래브내에 무작위하게 발생하는 균열을 제어할 목적으로 설계된다. 이러한 인위적인 균열 (줄눈)은 자연발생적인 균열에 비하여 줄눈채움, 하중전달장치등의 보호대책을 강구하는 것이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 줄눈채움의 잠재적인 이점은 표면수의 하부층으로의 침투로 인한 하부층의 약화 및 비압축성 물질 (작은 입자위 골재)의 줄눈내에 끼어듦으로 인한 스폴링을 방지하는데 있다. 합리적인 줄눈 채움의 설계를 위해서는 줄눈폭의 변화 (줄눈의 수평 움직임)의 산정이 중요한 입력요소이다. LTPP SMP 연구에 포함된 16개의 줄눈콘크리트포장의 줄눈의 수평움직임에 대한 장기 현장계측자료를 토대로 상당수의 줄눈에서 수평움직임을 허용하지 않고 있다는 것이 밝혀진바 있다. 이러한 현상을 줄눈잠김이라고 한다. 줄눈잠김이 발생하는 원인은 설계상에 계획된 줄눈부의 균열이 발생하지 않기 때문이라고 추정된다. 본 연구에서는 임의의 줄눈콘크리트포장에서 줄눈잠김의 비율을 예측할 수 있는 모델을 제시하였고 줄눈 잠김이 포장체의 성능에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.136-139
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• 2004

본 연구에서는 직장풍선을 사용하여 전립선의 내부 움직임을 최소화함으로써 계획용표적체적 내에 정상장기의 포함을 최소화고, 직장체적의 일정부분을 고선량 분포 영역에서 떨어뜨림으로써 방사선치료의 선량한계를 극복하고자 하였다. 이를 위해 직장풍선을 사용하여 환자 Setup 시 직장풍선의 위치 재현성을 분석하였고 세기조절방사선치료계획수립을 통해 임상치료에서의 유용성을 연구하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제28권5호
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• pp.676-683
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• 2007

A non-invasive respiratory gated radiotherapy system like those based on external anatomic motion gives better comfortableness to patients than invasive system on treatment. However, higher correlation between the external and internal anatomic motion is required to increase the effectiveness of non-invasive respiratory gated radiotherapy. Both of invasive and non-invasive methods need to track the internal anatomy with the higher precision and rapid response. Especially, the non-invasive method has more difficulty to track the target position successively because of using only image processing. So we developed the system to track the motion for a non-invasive respiratory gated system to accurately find the dynamic position of internal structures such as the diaphragm and tumor. The respiratory organ motion tracking apparatus consists of an image capture board, a fluoroscopy system and a processing computer. After the image board grabs the motion of internal anatomy through the fluoroscopy system, the computer acquires the organ motion tracking data by image processing without any additional physical markers. The patients breathe freely without any forced breath control and coaching, when this experiment was performed. The developed pattern-recognition software could extract the target motion signal in real-time from the acquired fluoroscopic images. The range of mean deviations between the real and acquired target positions was measured for some sample structures in an anatomical model phantom. The mean and max deviation between the real and acquired positions were less than 1mm and 2mm respectively with the standardized movement using a moving stage and an anatomical model phantom. Under the real human body, the mean and maximum distance of the peak to trough was measured 23.5mm and 55.1mm respectively for 13 patients' diaphragm motion. The acquired respiration profile showed that human expiration period was longer than the inspiration period. The above results could be applied to respiratory-gated radiotherapy.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권1호
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• pp.76-83
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• 2013

진단 및 치료분야에서 호흡 움직임이 미치는 영향에 대한 연구는 외부 움직임을 관찰하여 실시되었으나, 이러한 외부 움직임은 내부 장기의 실제 움직임을 반영하지 못한다. 이에 본 연구에서는 개의 흉부 내 비침습적 이식이 가능한 인공 폐결절을 제작하여 동물실험에 대한 적용가능성을 확인하고 PET 영상 획득 및 방사선조사 시 움직임의 영향을 평가하고자하였다. 인공폐결절은 8 Fr 일회용 위장용 영양공급튜브를 개조하여 제작하였다. 제작된 결절모델은 마취된 개 4마리에 기관을 경유하여 기관지에 삽입한 뒤 방사선투시장치를 이용하여 위치를 확인하였다. PET 촬영용 인공폐결절은 내강에 $^{18}F$-FDG를 주입한 뒤 호흡운동 모사체에 장착하여 정지 상태, 10 rpm과 15 rpm의 종축 왕복운동간 PET 촬영을 실시하였다. 방사선조사용 인공폐결절은 유리선량계를 이식한 뒤 PET 촬영 시와 동일한 호흡운동 모사체에 장착하여 정지 상태, 10 rpm과 15 rpm의 종축 왕복운동간 1 Gy 선량을 조사하였다. 인공폐결절은 방사선투시장치 영상에서 실험동물의 후엽 근위부 세기관지에 이식되며 호흡에 따라 결절의 위치가 변화함을 확인하였다. PET 영상에서의 인공폐결절은 모사된 호흡 움직임에 따라 움직임에 의한 인공산물을 나타내었으며, 호흡동조게이트 시 SNR은 7.21로 기준영상의 SNR 10.15에 비해 감소하였으나 프로파일상 게이트영상의 영상계수는 정적영상에 비해 기준영상과 유사하여 PET 영상의 질을 개선함을 확인하였다. 방사선조사 실험간 인공폐결절 내 삽입된 유리선량계에 조사된 조사선량은 정지 상태와 10 rpm의 종축 왕복운동에서 0.91 Gy로 차이를 보이지 않았으나, 15 rpm의 종축 왕복운동에서 0.90 Gy로 오차범위 내 감소를 나타내었으며, 이온 전리함을 통한 조사선량 검출에서도 근소한 감소를 나타내었다. 본 실험에서 제작된 인공폐결절은 실험동물의 후엽 근위부 세기관지에 높은 재현성을 보이며 방사선투시 영상에서 폐의 내부 움직임을 반영하였다. PET 영상 내 움직임에 의한 인공산물이 관찰되며, 방사선 조사연구에서는 호흡운동이 미약한 영상 흐림을 일으킴을 확인하였다. 따라서 본 인공폐결절은 진단 및 치료분야에서 실험동물을 이용한 움직임 기반 진단 및 치료 평가에 유용한 도구로 사용될 것으로 기대된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권1호
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• pp.69-76
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• 2014

목 적 : 외부 압박을 통해 전립선암 환자의 복강 내 압력을 안정화시켜 움직임을 감소하여 치료 간(interfraction)과 치료 중(intrafraction)에 변화를 측정하여 평가하고자 시행하였다. 대상 및 방법 : 10명의 전립선환자들은 전체 치료과정동안 MVCT 스캔을 통해 치료 전과 후에 걸쳐 환자 당 60개의 영상을 획득하였고 획득한 좌우방향(X), 상하방향(Y), 전후방향(Z), 회전방향(Roll)에 대한 Shift 값들을 이용하여 복부 압박 시 치료 간 치료준비 변화와 치료 중 표적 움직임의 상호 연관성을 분석하였다. 결 과 : 치료 간의 움직임 변화는 평균 좌우방향(X)에서 $0.65{\pm}2.32mm$, 상하방향(Y)에서 $1.41{\pm}4.83mm$, 전후방향(Z)에서 $0.73{\pm}0.52mm$, 회전방향(Roll)에서 $0.96{\pm}0.21^{\circ}$로 나타났다. 치료 중 움직임 변화는 평균 좌우방향(X)에서 $0.15{\pm}0.44mm$, 상하방향(Y)에서 $0.13{\pm}0.44mm$, 전후방향(Z)에서 $0.24{\pm}0.64mm$, 회전방향(Roll)에서 $0.1{\pm}0.9^{\circ}$로 나타났다. 결 론 : 전처치과정과 외부에서 복부압박을 통한 전복부의 움직임을 제한한다면 치료동안에 내부 장기와 환자의 움직임을 감소시켜 보다 적은 여유(margin)로 계획용 표적체적(PTV)을 생성할 수 있어서 정상조직의 부작용 증가 없이 더욱 이상적인 선량 체적을 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제23권2호
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• pp.109-117
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• 2011

목 적: 호흡에 의하여 영향을 받는 장기의 토모 치료 시 선속 폭(Field Width) 변화에 따른 종양 용적선량의 선량 전달 정확성을 분석하고 자체 제작한 Moving car를 사용하여 선량 변화의 차이를 확인하고 실질적인 종양 선량의 전달 선량을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법: 자체 제작한 Moving car를 사용하여 종축 움직임 차이(0.0 cm, 1.0 cm, 1.5 cm, 2.0 cm)를 적용하고 선속 폭(Field Width) 변화(1.05 cm, 2.50 cm, 5.02 cm)에 따른 측정된 선량의 값을 계산된 선량 값과 비교하여 오차범위를 파악하였다. Gafchromic EBT 필름을 이용하여 측정한 DQA (Delivery Quality Assurance) 필름의 감광정도를 선량윤곽(Dose Profile)과 Gamma Histogram을 이용하여 비교 분석하였다. 결 과: 선속 폭(Field Width) 1.05 cm, 2.50 cm, 5.02 cm일 때 오차범위가 각각 -2.00%, -0.39%, -2.55%의 선량 전달율을 나타내었다. Gafchromic EBT 필름 분석의 선량 윤곽(Dose profile)에서는 Moving car의 움직임이 있는 상태에서 종축방향으로의 움직임이 클수록, 선속 폭(Field Width)이 좁아질수록 고선량 부분에서 계산된 선량과의 오차가 크게 나타났다. Gamma histogram에서는 gamma index가 선속 폭(Field Width)이 좁을수록 움직임의 영향이 상당히 증가하는 것을 알 수 있었다. 결 론: 자체 제작한 Moving car를 이용하여 움직이는 장기의 종축선량 차이를 확인할 수 있었으며 토모 치료 시 선속 폭(Field Width)을 작게 하고 호흡에 의한 장기의 움직임을 최소화하기 위하여 호흡조절 장치와 고정기구의 개발이 필요하리라 사료된다.