• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권1호
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• pp.80-88
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• 2008

최근의 방사선 치료선량 계획시스템은 대체로 커널빔을 컨볼루션하여 조직선량을 구하고 있다. 본 연구에서는 광자선 빔에 따른 심부선량과 임의의 깊이에서 프로파일 선량을 구하기 위하여 반복적 수치해석을 통해 투과 필터에 의한 감쇠선량으로부터 에너지 스펙트럼을 구성하였다. 실험은 15 MV X선(Oncor, Siemens사)과 이온선량계 0.125 cc (PTW T31010)을 이용하여 납필터를 투과한 선량을 측정하여 이루어졌다. 15 MV X선의 에너지스펙트럼은 0.25 MeV 간격으로 납필터 0.51 cm에서 8.04 cm의 감쇠선량으로 실측치와 비교하여 구하였다. 실험 연산에서 15 MV X선의 최대유량은 3.75 MeV에서 나타났으며, 평균에너지는 4.639 MeV를 보였으며, 투과선량은 평균 0.6%의 오차인 반면에 최대오차는 납두께 5 cm에서 2.5%를 보였다. 조직선량은 에너지에 크게 의존하므로, 평탄형 필터의 중심과 Tangent 0.075와 0.125인 가장자리의 에너지를 구하였으며, 각각 4.211 MeV와 3.906 MeV로 나타났다. 심부선량과 프로파일 선량은 상업화로 공급되고 있는 선량계획시스템에 중심 선속과 가장자리의 각 에너지스펙트럼을 적용하여 구하여 실측선량률과 비교하였다. 생성된 심부선량 곡선은 조사면 $6{\times}6cm^2$에서 $30{\times}30cm^2$까지 실측치와 비교한 결과 1% 이내의 거의 일치하는 값을 얻었으며, 프로파일 곡선은 $10{\times}10cm^2$에서 1% 이내의 오차를 보였으나, $30{\times}30cm^2$와 같이 큰 조사면의 얕은 깊이에서는 2%의 오차를 보였다. 따라서 투과선량을 연산으로 구한 에너지 스펙트럼이 조직선량을 평가하는 데 상당히 적은 오차범위 내에서 정량적이고 정성적으로 얻을 수 있음을 알 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권2호
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• pp.90-98
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• 2003

목적 : 척수에 전이가 가능한 뇌종양 치료를 위한 두개척수 방사선치료를 전산화단층촬영장치(volumetric spiral CT)와 입체조준장치(CT simulator) 및 3차원 조형치료계획장치(3D conformal planning system)를 이용한 두개척수 방사선치료계획 방법을 개발하고 기하학적 검증을 통하여 유용성과 정확성을 평가한다. 방법 : 연세암센터 방사선종양학과에서 두개척수 방사선치료를 받은 환자 11명을 대상으로 전산화 단층촬영을 이용한 입체 모의치료계획과 3차원 방사선조형치료를 시행하였다. 중증의 뇌종양 환자의 두경부는 두부고정틀(thermoplastic mask, $Aquaplast^{R}$)로 고정시키고, 전신은 $Vac-Loc$ $Aquaplast^{R}$ (전성물산, 한국)으로 고정한 후 전산화단층촬영장치(Spiral CT)를 이용하여 전신체적영상(volumetric image)을 얻었다. 환자자세의 재현성 확인 및 검증을 위해 두부에 세 개의 점과 전신에 기준선 및 기준점 등을 표시하였다. 이후 입체조준장치(CT-simulator)의 가상현실영상(virtual fluoroscopy)에서 인체의 크기와 방향에 제약이 없고 치료 침대와 고정기구에 대한 시각장애를 제거함으로써 자유롭게 모의치료를 할 수 있었으며, 조사면과 선속을 결정하고 디지털화재구성사진(digitally reconstructed radiography, DRR)과 디지털화합성사진(digitally composited radiography, DCR)을 통하여 분해능이 좋은 화질의 투시 및 모의치료영상을 획득하였다. 기하학적 검증은 치료중심점 이동시 얻은 모의치료영상과 첫 치료 시에 얻은 조사면 검증 사진(port verification film) 등을 전산화단층촬영영상으로부터 재구성한 DRR 영상과 시각적, 정량적으로 비교, 분석 였다. 결론 : 입체조준장치와 3차원 방사선치료계획 장치 등을 이용하여 두개척수 방사선 치료계획을 신속하고 정확하게 원활히 수행할 수 있었다. 가상현실영상에서 대부분의 설계작업이 이루어지므로 환자의 자세고정을 요하는 시간은 전신체적 영상을 얻는 10분 이내이므로 환자의 불편을 줄일 수 있을 뿐 아니라 모의치료과정 중의 체위 변동 변수를 제거할 수 있었다. 또한 전산화단층촬영영상을 얻음으로써 중요정상조직인 안구, 척수 등을 정확하게 설정할 수 있었고, 조사면 결정과 차폐의 정확성을 증진시킬 수 있었다. 환자자세오차는 디지털화재구성사진과 치료 시마다 얻은 포트필름에서 치료중심점과 척수 사이의 거리를 측정하여 3 mm 이내의 정확성을 얻을 수 있었다. CT조준장치를 이용한 중추신경계의 방사선 입체조형치료는 가상현실모의치료계획으로 두개척수의 방사선치료를 정확하고 용이하게 실현할 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제5권1호
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• pp.87-99
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• 1994

목적 : 선형가속기 ML-15MDX의 전자선에너지 대한 출력선량계수가 Applicator크기에 따라 결정되도록 하며 각 Applicator에서 정방형조사면과 직사각형조사변에 대한 출력선량계수는 측정값으로 부터 다항식을 이용하여 결정되었다. 방법 : 실험에서, 출력선량의 측정은 전자선에너지 4, 6, 9, l2MEV대해 2$\times$2$cm^2$에서 20$\times$20$cm^2$까지 이루어졌다. 출력선량계수는 각 아프리케이터의 조사면중심선속의 최대선량에 대한 임의 조사면의 최대선량의 비로 얻어졌고 각 아프리케이터의 출력선량계수는 기준 아프리케이터(10$\times$10$cm^2$)와 비교되었다. 전자선조사면의 차폐는 모든 실험에너지 영역에서 균등하게 10mm 두께의 Lipowitz(밀도 9.4g/$cm^2$)를 사용하였으며, 조사면크기 및 모양 결정이 용이하도록 고안하여 사용되었다. 임의의 전자선조사면에 대한 출력선량계수는 조사면의 한변을 고정한 직사각형의 출력선량 계수를 이용한 1-Dimension방법에 의한 다항식으로 부터 구하였다. 결과 : 직사각형의 전자선조사면에 대한 출력선량계수는 4$\times$4$cm^2$에서 20$\times$20$cm^2$의 범위에서는 2%이내의 불확실성을 보였으며, 이들 보다 작은 직사각형조사면에서는 약 3%의 오차를 보였다. 결론 : 전자선에너지의 정사각형 및 직사각형조사변에 대한 출력선량계수가 실험자료를 이용한 다항식으로 부터 실제값에 매우 근사한 예상값을 얻을 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제30권2호
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• pp.105-111
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• 2007

상악동은 연령이 증가함에 따라 크기와 형태가 변화하고, 추체부와의 해부학적 상관관계도 변화된다. 유 소아의 연령대별 상악동과 추체부의 상관관계 변화에 따른 촬영 기준 각도(OML과 IP가 이루는 각도)를 산출함으로서 PNS Water's 영상의 이상적 구현을 위한 촬영 기준 각도를 제시하고자 한다. 본원 내원 환자 50명을 대상으로 두개부에 납볼을 붙이고, PNS Water's 촬영 자세에서 X-선 발생장치와 디지털카메라를 동시에 이용하여 PNS Water's 및 Skull trans-Lat.의 X-선 촬영을 실시하고 PNS Water's 촬영 자세에서 일반사진 측면상을 촬영한 후, 방사선 영상을 이용 중심선속의 입사 경로와 OML과 상악동 하연에서 추체부를 연결하는 선의 각도(Angle A)를 산출하여 $90^{\circ}-Angle A의 그래프를 얻고, 일반사진 측면상에서는 이상적인 Water's 영상으로 평가된 환자의 OML과 Image Plate(IP)가 이루는 각도(Angle B)를 산출하여 연령에 따른 그래프를 작성한 후, 두 개의 그래프를 비교 분석하였다. 분석 결과 OML과 Image Plate(IP)가 이루는 각도(Angle B)는 4세 소아에서는 평균 $43^{\circ}로 마호니가 제시한 기준각도인 $37^{\circ} 보다 크게 나타났으며, 연령이 증가함에 따라 각도가 감소하여, 만 30세 부터는 $37^{\circ}에 근접하는 결과를 얻을 수 있었다. PNS Water's 검사에서 상악동의 성장을 고려하여 연령별 OML과 Image Plate(IP)가 이루는 각도에 변화를 주어 촬영한다면, 유 소아 발생하기 쉬운 상악동의 왜곡을 최소화하여 보다 정확한 검사가 가능할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권1호
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• pp.48-53
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• 2013

몬테카를로 방식은 지금까지 인체 내 흡수선량을 계산하는 가장 정확한 방법으로 알려져 왔고. 이러한 계산 방법을 이용하기 위한 인체 내부의 장기 묘사는 인체 모형 팬텀이 주로 사용되어 왔다. 그러나 최근 Geant4 코드를 사용한 몬테카를로 계산에서는 CT의 DICOM 파일에서 인체의 여러 장기에 대한 자료를 직접 추출하고 시뮬레이션에 필요한 geometry로 변환하여 사용하려는 다양한 노력이 시도되고 있다. 이와 같은 기능은 실제 인체의 해부학적 구조를 그대로 재현하면서 인체 내부의 흡수선량을 정확히 계산 할 수 있도록 한다. 따라서 본 연구에서는 DICOM 파일을 연동한 Geant4을 이용하여 인체 내 흡수선량을 계산하였고, 이를 Gafchromic EBT2 필름을 이용한 측정 선량과 비교함으로써 그 유용성을 확인하고자 하였다. 본 연구에서 시뮬레이션을 이용하여 계산한 선량과 EBT2 필름을 이용한 선속 중심축에서의 측정선량을 비교한 결과 피부표면에서부터 최대선량 깊이까지 선량이 급격하게 변화하는 build up 영역을 제외하고는 오차(difference) 범위가 평균 3.75% 임을 알 수 있었다. 또한 선량의 계산 값을 각 CT slice 별로 출력되도록 하였고, 또 각 slice에서도 복셀 하나하나의 선량 값이 출력되도록 하여 측정하고자 하는 장기별, 기관별 흡수선량을 쉽게 확인 할 수 있도록 하였다. 이처럼 인체 모형 팬텀이 아닌 실제 인체의 image data인 CT DICOM 파일을 이용한 선량계산을 각 slice, voxel 별로 선량 값을 출력하는 방식은 다양한 부위의 정확한 선량계산을 가능하게 하므로 향후 방사선 치료계획 시스템의 선량 계산에 유용할 것이라 생각한다. 또한 현재 사용 중인 여러 에너지 영역에도 적용이 가능하므로 인체 내 방사선의 흡수선량 확인을 위해 유용하게 활용되어질 수 있을 것으로 생각된다.