• 한국방사선학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.523-528
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• 2015

본 연구에서는 단일 초음파 조사와 두 개의 저강도 초음파의 중첩 조사 시 발생하는 가열 특성을 평가하였다. 비교결과 단일 조사 조건보다 중첩 조사에서 보다 우수한 온열 효과를 보였으며 최대 상승 온도도 120-150% 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 초음파 조사에 의한 가열 개시 시간이 중첩 조사에서 짧아지며, 최대 가열 온도까지 소요되는 시간 역시 짧아짐을 확인할 수 있었다. 초음파 조사 강도가 커지면 매질의 표면 손상을 유발하는데, 저강도 중첩조사의 경우 표면의 손상없이 동일한 온도 상승 효과를 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과를 통하여 초음파 치료 시 적용 강도를 줄일 수 있을 것으로 생각되었으며, 저강도 초음파를 사용함으로써 보다 안전하고 효율적인 초음파 치료가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권2호
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• pp.100-109
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• 2014

정위신체방사선치료(SBRT)에서 환자의 호흡에 대한 정확한 치료위치의 확보는 필수적으로 고려되어야 하며 그 정확성에 관련하여 많은 연구들이 진행되어왔다. 본 연구에서는 실제 호흡에 의한 움직임과 실제 환자 폐의 형태를 고려한 팬텀실험으로 실제 치료에서 일어나는 임상적 상황을 모사함으로 호흡 동조 부피적조절회전 방사선치료(Volumeric Modulated Arc Therapy, VMAT) 기법을 이용한 폐부 SBRT의 정확성을 분석하는 방법을 제시하고자 하였다. SBRT을 받은 폐암 환자의 CT 영상을 기반으로 3D 프린터를 이용하여 치료부위와 유사하게 폐 팬텀을 제작하였고 환자 호흡과 동일하게 움직임을 재현할 수 있도록 $QUASAR^{TM}$ 호흡 동조 구동 팬텀(Modus Medical Devices, London, Canada)에 장착하여 호흡동조 VMAT에서의 2차원 선량 분포를 평가할 수 있는 시스템을 구축하였다. 폐 팬텀은 종양부위를 중심으로 2등분하여 EBT3 필름을 삽입하고 선량분포를 측정할 수 있도록 제작되었다. 비균질 조건에서의 선량계산의 정확성을 확인하기 위하여 균질한 플라스틱 팬텀과 제작된 비균질 폐 팬텀에서 Analytical Anisotropic Algorithm (AAA)와 AcurosXB (AXB) 두가지 알고리즘으로 선량계산을 하여 비교, 분석하였다. 움직임에 대한 치료의 정확성을 평가하기 위하여 호흡동조와 비 호흡동조의 경우, 그리고 움직임이 없는 조건에서 선량분포를 취득하여 치료계획 선량에 대한 감마지표를 분석하였다. 치료부위 GTV에서의 CT number는 실제 환자의 경우 78 HU를 나타내었고 모사된 폐 팬텀의 경우 92 HU를 나타내었다. 팬텀 내 폐 조직부분은 3D프린터로 적층하는 과정에서 격자구조의 형태를 이용하여 구현하였다. 측정된 필름선량은 AAA 알고리즘을 이용한 치료계획 선량에 대하여 움직이는 팬텀에서 호흡동조의 유무에 따라 3%/3 mm 감마지표 조건하에서 각각 88%와 78%의 감마합격률을 나타내었으며, 움직임이 없는 경우 95% 이상의 감마합격률을 보였다. AXB 알고리즘을 적용하였을 경우에는 모든 경우에서 98% 이상의 합격률을 나타내었다. 균질한 플라스틱 팬텀에 대하여 측정하였을 때 두가지 선량계산 알고리즘을 포함한 모든 조건에서 99% 이상의 감마합격률을 나타내었다. 선택된 환자의 호흡 진폭이 비교적 작고 inhale보다는 exhale에 더 오래 머무르는 호흡패턴 때문에 3%/3 mm 감마 기준에서는 호흡에 따른 차이가 거의 나타나지 않은 것으로 이해되었다. 선량계산의 정확성에서는 AAA 알고리즘을 적용하였을 때보다 AXB 알고리즘을 적용하였을 때가 균질과 비균질 환경에서의 선량 분포에 따른 감마 합격률의 차이가 적게 나타남을 확인 할 수 있었다. 본 논문에서는 환자와 유사하게 제작된 폐 팬텀에 실제 환자 호흡 패턴을 연동함으로 새로운 4D 치료선량 분포 검증 방법을 제시하였고 보다 사실적인 선량분포를 반영한 개별 환자 치료의 정확성 검증이 가능할 것으로 평가되었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권1호
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• pp.93-101
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• 2017

목 적: 유방암 방사선 치료에서 조직등가보상체의 단점을 해결하기 위해 황동그물망보상체(Brass mesh bolus)가 최근 연구되고 있다. 본 연구의 목적은 국내에 처음 소개되는 황동그물망보상체의 안정성을 조사하고, 표면선량을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 조직등가보상체 5 mm와 가장 비슷한 황동그물망보상의 두께를 확인하기 위해 표면선량을 측정하였다. 6 MV 선형가속기와 광자극형광선량계(optically stimulated luminescent dosimeter, OSLD)를 사용하였다. 흉곽팬텀을 이용한 2문 대항접선조사를 황동그물망보상체와 조직등가보상체의 비교를 통하여 연구에 적용하였다. 결 과: 표면선량 측정을 기반으로 조직등가보상체 5 mm와 가장 유사한 두께는 황동그물망보상체를 두 겹에 해당되는 3 mm였고, 평균 상대오차율은 0.38 %였다. 흉곽팬텀을 사용한 황동그물망보상체의 표면선량은 조직등가보상체에 비해 약 1.069배 증가하였다. 결 론: 본 실험에서 황동그물망보상체는 기존 조직등가보상체 선량균등도가 향상된 것으로 확인되었다. 실험을 바탕으로 황동그물망보상체가 기본 조직등가보상체를 대체 가능 할 것으로 사료된다. 하지만 다양한 임상적 평가가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.751-759
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• 2022

현재 진단 초음파 및 건강검진 목적의 초음파 검사는 널리 이용되고 있고 건강보험 적용으로 더욱 증가 추세를 보이고 있다. 하지만 초음파검사의 위해성은 현재까지 명확히 밝혀진 바가 없어 초음파 검사 시 인체 조직의 온도가 상승하는 열효과를 알아보고자 본 연구에서는 인체 모의 매질 팬텀을 이용해 주파수, 모드별에 따른 표면과 심부 온도 변화를 시간별로 측정하였고 TI, MI 값도 비교하였다. 인체와 유사한 음향 특성 있는 카파 카라기난 분말과 고형화를 위해 염화칼륨을 소량 첨가하여 모의 팬텀 제작하였고 표면 온도계와 탐침용 온도계를 사용하여 표면과 심부 온도 변화를 측정하였다. 그 결과 저주파수를 사용하는 Convex Probe가 고주파를 사용하는 Linear Probe보다 높은 온도 상승을 보여 유의미한 차이를 보였고 표면에서 온도 상승이 가장 높았으며 1 cm의 낮은 깊이는 일시적 온도상승은 나타내지만 유의미한 온도변화는 없었다. 5 cm ~ 15 cm의 심부온도 변화는 없었으며 검사 시간동안 TI, MI값은 변화가 없었다. 이는 15분 실험동안 표면온도만 상승하였고 심부에는 온도변화가 없었기 때문에 인체에 유해할 만큼의 온도 변화를 나타내지 않을 것으로 사료되며 통상적인 진단초음파의 15분의 검사시간은 임상에서의 사용에는 무리가 없을 것으로 생각되지만 특정 부위의 장시간 검사는 온도 상승을 일으킬 수 있으므로 지양해야 될 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권2호
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• pp.113-122
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• 2010

목 적: 호흡동조방사선 치료 시 종양의 실제 움직임과 호흡추적장치로 측정한 피부 움직임의 차이를 자체 제작한 구동팬텀에서 가상의 종양을 이용하여 호흡과 유사하게 움직임에 따른 정적 상태, 동적 상태 및 호흡동조상태에서 표적 위치의 정확성의 측정치와 실측치를 평가하고 선량분포를 분석, 비교하고자 한다. 대상 및 방법: 호흡에 의해 움직이는 종양 측정을 위해 2차원적으로 움직이는 구동팬텀을 자체 제작하였다. 구동 팬톰의 움직임은 위. 아래 방향(SI) 각각 1.5 cm 왕복운동, 상 하 방향 2 cm으로 속도조절(1-5단계)이 되도록 하였다. 가로 4 cm, 세로 4 cm, 높이 0.5 cm의 아크릴 슬라이스에 직경 0.5 cm 종양을 납으로 표시하고, 위아래로 동일한 아크릴 슬라이스를 2장씩 쌓은 후 아크릴 슬라이스 세 번째와 네 번째 사이 Dmax 1.5 cm film을 삽입하였다. 가상의 타겟을 구동 팬텀 위에 위치시키고 6 MV X-선이 조사되는 정적인 상태, 호흡동조 및 동적인 상태에서 각각 5 Gy를 조사하였다. 구동팬텀 위에 표식자를 올린 후, 호흡추적장치를 이용하여 사전에 설정한 호흡시간의 변화에 따른 진폭과 위상변화를 분석하였다. 결 과: RPM respiratory gating system을 이용하여 호흡주기를 8단계로 나누어 각각을 12회씩 위상변화를 분석하여 평균과 표준편차를 구한결과 평균은 3.0 (1.5~1.5) sec에서 1.7 cm로 가장 크고, 3.0 (1.3~1.7) sec 5.0 (2.0~3.0) sec에서 0.2602 cm로 가장 크고 4.0 (2.0~2.0) sec에서 0.0866 cm로 가장 작았다. 또한 실측치에서 평균 및 표준편차를 구한 결과 t0에서 9.9 (6.6) mm $t_{10}$에서 10.6 mm (7.3), $t_{20}$ 16.5 mm (10.3), $t_{30}$ 10.2 mm (7.6)으로 나타났으며, 호기나 흡기 시간의 차이에 따른 규칙은 없고 대체로 균일한 평균과 표준편차의 분포를 나타내었다. 또한 정적 상태, 동적 상태 및 호흡동조상태에서 Gafchromic EBT film 의 방사선량을 분석한 결과, ICRU 62에서 권고한 90% 선량분포가 3 mm 이내에 포함되므로 정확성과 정도관리 측면에서 적합한 것으로 사료된다. 결 론: 구동팬톰을 이용하여 호흡움직임에 따른 정확성 및 선량분포차이를 Gafchromic film을 통하여 확인하였으며 결과를 바탕으로 호흡에 의해 변화가 생기는 장기에 대한 차이를 고려하여 치료계획을 한다면 종양과 정상조직에 적절한 선량계획을 세울 수 있어 치료효과 향상에 도움을 주게 될 것으로 생각한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.671-677
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• 2017

본 연구에서는 피사체 두께 증가에 따른 산란선 발생이 의료 영상화질에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기 위한 연구를 수행하였다. 기존 병원에서 검사빈도가 높은 흉부를 조직등가물질로 제작한 미국표준협회(ANSI; American National Standards Institute) 팬텀을 이용하여 피사체 두께가 증가함에 따라 발생하는 산란선 비율을 MCNPX 전산모사 하였으며, 실제 측정값과의 비교 분석을 수행하였다. 또한 피사체 두께 증가에 따라 획득된 X선 영상을 이용하여 RMS 입상성 평가, RSD 및 NPS 분석을 통해 산란선 발생 증가에 따른 화질 영향을 평가하였다. 흉부 팬텀위에 두께 1 인치의 아크릴 팬텀을 추가적으로 증가시키면서 분석한 결과, 표준 두께인 6.1 inch에서 산란선 비율은 48.9 %를 기준으로 1 인치 증가시마다 57.2 %, 62.4 %, 66.8 %로 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 MCNPX 모의실험과 실제 측정한 산란선량은 유사한 결과를 보였다. 획득한 영상의 RMS 측정 결과, 피사체 두께가 증가함에 따라 표준편차가 낮아지는 값으로 도출되었다. 하지만 이를 평균 입사선량을 고려한 RDS 분석에서는 6.1 inch에서 0.028, 7.1 inch의 경우 0.039, 8.1 inch 경우 0.051 및 9.1 inch에서 0.062으로 증가하는 결과를 나타났다. 이는 피사체 두께 증가에 따른 산란선 발생 증가가 신호대 잡음비를 감소시킨다는 것을 알 수 있었다. 또한 검출기에 입사한 산란선 분포만 이용하여 측정한 NPS 결과에서도 피사체 두께가 증가할수록 노이즈가 증가하는 결과로 도출되었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제10권3호
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• pp.253-260
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• 1989

시간 영역에서의 초음파 강쇄계수 추정방법은 일반적으로 감쇄매절을 통과하면서 반사된 초음파 신호의 통계적인 특성의 해석을 기초로 한다. 따라서 선뢰할 수 있는 추정결과를 얻기 위해셔는 대게 충분히 많은 초음파 신호의 샘플을 펼요로 하게 된다. 감쇄계수를 추정하는 문제에 있어서, 이것은 감쇄계수 영상의 공간 해상도 체적내에서 통계적으로 다른 특성을 갖는 많은 스렉클 패턴이 필요하다는 것을 의마한다. 이 논문에서는 스펙클 패턴이 초음파 빔의 정확산함수에 따라 다른 통계적인 특성을 갖는다는 성질을 이용하여 초음파 선행변환자플 회전시키면서 각 회전각도에서 측방향 스캔을 함으로써 통계적 상관이 적은 다수의 샘플틀을 얻는 방법을 제안하였다. 이 방법은 최근에 우리가 제안한초음파 감쇄계수의 추정을 위한 엔트로피 방법과 결합되어 감쇄계수추정의 정확성을 증가시카고 공간해상도를 줄얼 수 있다. 인체의 연조직과 유사한 특성을 갖는 팬텀을 제작한 후 실험을 통하여 제안한 방법의 타당성을 검증하도록 하겠다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제23권1호
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• pp.41-49
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• 2011

목 적: 구강암 환자의 방사선 치료시 기존 강내 충전물인 Mouth piece, Putty 인상제와 자체 제작한 Paraffin Wax를 비교하여 그 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 재료별 충전물을 $10{\times}10{\times}1cm$의 크기로 제작하여 물(물 등가 팬텀)을 기준으로 선량 감쇠율을 측정하였으며, 구강암 환자 중 충전물별 각 2명씩을 대상으로 Aria system의 offline review 프로그램으로 DRR (Digitally Reconstructed Radiograph)과 각 5회 촬영한 Portal vision을 비교하여 고정기구로서의 재현성을 확인하였다. 원통형 팬텀(phantom)을 제작하여 치료 계획시 불가피 하게 충전물이 조사야 내에 포함되는 경우의 흡수선량 변화에 따른 MU (monitor unit) 차이를 비교하였다. 결 과: 선량감쇠율은 Mouth piece (Air) 6 MV +3.5%, 10 MV -0.7%, Paraffin 6 MV +0.34%, 10 MV +0.31%, Putty 6 MV -2.31%, 10 MV -1.76%로 측정되었다. 자세 재현성은 Mouth piece ${\pm}3mm$, Paraffin ${\pm}2mm$, Putty ${\pm}2mm$의 오차를 나타내었다. $5{\times}4{\times}2.5cm$ 크기의 충전물이 조사야 내에 포함되는 경우의 흡수선량 변화에 따른 선속의 MU 차이는 6 MV 계산시 Water 232 MU를 기준으로 백분율 환산시 Paraffin -0.9% (230 MU), Putty +7.8% (250 MU)의 증감을 나타내었다. 결 론: 기존 Mouth piece의 경우 상악과 하악을 이격시킴에는 문제가 없으나 구강내 구조물을 반영하지 못해 재현성을 확신하지 못하고 공동과 조직 사이의 계면선량이 감소하는 단점이 있었다. 그에 반해 Putty 인상제는 자세재현성이나 구강을 충전함에 있어 우수함을 알 수 있으나, 물에 비해 두께 1 cm당 약 -2.3%의 선량감쇠가 발생해 선량계획에 있어 불리하고 정상조직에 불필요한 과선량이 조사되었다. Paraffin의 경우 지방과 유사한 조직등가물질로 선량감쇠가 적고, 구강내 구조물을 반영한 맞춤형 제작이 가능해 재현성이 우수하며 강내 공동을 충분히 충전시켜 병변에 목적한 선량을 전달하는데 가장 이상적인 재료라 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권2호
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• pp.9-17
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• 2017

목 적: 방사선치료에서 CT number에 의해 나타나는 조직의 묘사 및 전자밀도는 CT(Computed Tomography)기반의 전산화치료계획 정확성을 보장하는데 중요한 역할을 한다. 하지만 체내의 금속 이식물은 CT number의 정확성을 감소시킬 뿐 아니라 조직 묘사에 대한 불확실성을 나타내기 때문에 임상에서는 metal artifact를 감소시킬 수 있는 알고리즘이 개발되었다. 이에 본 연구에서는 본원에서 사용하고 있는 GE사의 SMART MAR의 CT number 정확도를 평가하고 방사선치료에서의 유용성에 대해 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 영상평가를 위해 CIRS ED phantom을 이용하여 6개 조직의 rod를 삽입하여 동일한 체적의 ROI를 형성 후 original 영상을 획득하고 의료용 티타늄 rod를 삽입하여 non-SMART MAR 영상과 SMART MAR영상을 획득하여 CT number와 SD값을 비교하였다. Metal artifact로 인해 CT number 변화에 따른 선량변화 확인을 위해 전산화계획시스템 Epclipse를 사용하여 CIRS ED phantom CT 영상에 PTV를 형성하여 original 영상을 획득하고 편측 티타늄 삽입, 양측 티타늄 삽입 영상을 획득하여 non-SMART MAR와 SMART MAR영상에 동일한 치료계획을 수립하여 PTV가 받는 평균처방선량, HI(Homogeneity Index), CI(Conformity Index)를 비교, 분석하였다. 흡수선량 측정은 원통형 아크릴 팬텀과 0.125 cc ionchamber, electrometer를 이용하여 선량변환상수(cCy/nC)를 계산하고 CIRS phantom을 이용하여 편측, 양측 티타늄 rod를 삽입한 영상으로 non-SMART MAR와 SMART MAR 영상을 획득하여 동일한 지점에서의 흡수선량을 측정하여 전산화치료계획상의 point dose와 비교하였다. 결 과: 영상평가 결과 CT number는 non-SMART MAR영상보다 SMART MAR 영상이 original영상에 더 유사한 값이 나왔고 SD값은 SMART MAR영상에서 더 감소되었다. 선량평가 결과 평균처방선량과 HI 및 CI 값은 SMART MAR 영상보다 non-SMART MAR 영상이 original 영상에 더 근접한 결과가 나왔지만 통계적으로 유의하지 않았다. 흡수선량 측정결과 치료계획상의 point dose와 실제 흡수선량과의 차이가 non-SMART MAR의 영상에서는 각각 2.69, 3.63 %의 차이가 있었지만 SMART MAR영상에서는 0.56, 0.68 %로 감소하였다. 결 론: 금속 이식물을 삽입한 환자의 CT 영상에 SMART MAR를 적용했을 때 CT number 정확성 상승 및 SD 감소로 영상의 질이 향상되므로 종양과 정상조직의 윤곽도 생성 및 선량계산 시 유용할 것으로 사료된다.