• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.6187-6192
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• 2014

전이성 뇌종양의 증가에 따라 전뇌 방사선치료가 증가하게 되었다. 그리고 치료기법의 발전은 삶의 질 향상의 중요성을 증가시키게 되었다. 체적변조회전 전뇌조사는 용적별 선량을 차등시킬 수 있는 우수한 치료기법이다. 이에 두피선량 증가에 따른 탈모에 대하여 기존 전뇌조사와 체적변조회전 전뇌조사를 비교하고자 하였다. 두정부 인체모형을 이용하여 치료계획을 비교하였다. 뇌 실질의 경우 정합지수, 동질성지수, 범위의 질지수를 적용하였으며, 두피, 안구, 수정체, 경추의 경우 20%선량의 용적, 50%선량의 용적을 적용하여 비교하였다. 비교결과 뇌 실질은 기존 전뇌조사가 10%정도 우수하였지만, 두피, 안구, 수정체, 경추의 경우는 체적변조회전 전뇌조사가 1000%정도 우수하였다. 향후 체적변조회전 전뇌조사의 처방선량을 조정한다면 탈모를 방지하는 전이성 뇌종양 방사선치료로 선정될 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.583-592
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• 2018

세기변조방사선치료와 입체적세기조절회전치료 시 조사체적과 선량 퍼짐 현상을 줄이기 위한 방법으로 조사 각도를 제한하는 부분 각도에 의한 회전치료 기능을 적용하여 표적체적과 주변 정상장기의 선량에 대해 입체조형방사선치료와 비교 분석하였다. 치료계획에 따른 표적체적의 선량분포는 통계적으로 유의한 차이를 확인할 수 없었으며, 폐의 5 Gy(V5) 체적에서 입체조형방사선치료 56.53%, 세기변조방사선치료 52.03%, 입체적세기조절회전치료 47.84%를 나타내어 유의한 차이를 나타내었다(CRT-IMRT p=0.035, CRT-VMAT p<0.001, IMRT-VMAT p<0.001). 10 Gy 체적(V10)에서는 입체조형방사선치료 35.12%, 세기변조방사선치료 34.04%, 입체적세기조절회전치료 33.28%를 보여, 입체조형방사선치료와 세기변조방사선치료(p=0.018), 입체적세기조절회전치료(p=0.035)에서 유의한 차이를 나타내었으나 20 Gy 체적(V20)에서는 유의한 선량 차이를 확인할 수 없었다. 심장의 평균선량과 20 Gy 체적은 치료계획에 따라 유의한 차이를 확인할 수 없었으나, 30, 40 Gy 체적은 입체적세기조절회전치료에서 37.16%, 22.46%를 나타내어 입체조형방사선치료와 비교에서 유의한 차이(p=0.028)를 보였다. 이와 같이 조사체적 감소에 따른 폐의 저 선량 체적(V5, V10)의 감소를 확인할 수 있었으며, 세기변조방사선치료와 입체적세기조절회전치료 시 조사 각도를 일부 제한함으로써 표적체적의 선량분포는 동일하게 유지함과 동시에 조사체적을 줄일 수 있었다. 이로 인해 폐의 선량 퍼짐 현상의 감소로부터 폐의 독성을 낮추는데 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권4호
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• pp.206-215
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• 2011

다엽콜리메이터, 겐트리회전, 선량율 등에서 형성되는 플루언스 맵을 이용하여 환자 맞춤형 치료 선량검증이 가능한지 알아보았다. 플루언스 맵은 2D 배열 검출기로 측정하였고, 동일 치료계획을 팬톰 내에서 이온전리함, 필름, 유리선량계 등을 이용하여 측정 비교하였다. 목표점에서 체적감마인자(volume gamma index, 3%, 3 mm)기준에 통과율은 $85.22%{\pm}1.7$(RT_target), $89.96%{\pm}2.15$였고, G4는 $95.14%{\pm}1.18$이었다. 선량 전달 오차는 선량이 급격히 변화는 영역(G1, G2, G3)과 주요장기(G4)에서 각각 $11.72%{\pm}0.531$, $-11.47%{\pm}0.991$, $7.81%{\pm}0.857$, $-4.14%{\pm}0.761$이었다. 이온전리함 측정값의 상대오차는 각각 평균 $-1.02%{\pm}0.222$ (Rt_target), $0.96%{\pm}0.294$ (Lt_target)이었다. 필름의 감마인자(3%, 3 mm) 기준 평균 통과율은 $92.59%{\pm}3.312$이었다. 유리선량계 상대 오차는 8.3% (G1), -5.4% (G2), 7.2% (G3), 6.1% (G4)이었다. 체적변조회전방사선 치료(VMAT)시 실시간 플루언스 맵 측정을 통한 실시간 환자 맞춤형 선량 검증이 가능할 것으로 사료되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권2호
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• pp.110-115
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• 2014

원발성 폐암의 정위적 체부 방사선치료(Stereotatic Body Radiation Therapy; SBRT)시에, 종양주위의 빔 배열을 균등하게 한 $360^{\circ}$회전각도(Equally angles; EA)와 종양주위의 빔 배열을 부분각도(Partially angles; PA)로 배열한 치료계획의 선량차이를 확인하기 위하여, 세기조절방사선치료(Intensity-modulated radiation therapy, IMRT)와 체적변조회전치료(Volumetric-modulated arc therapy, VMAT)의 종양의 선량, 동측 폐의 선량, 반대측 폐의 선량, 손상위험장기(Organ at risk, OAR)의 선량, 치료효율 등을 비교분석 하였다. 12명의 환자에서 각각 4종류($IMRT_{EA}$, $IMRT_{PA}$, $VMAT_{EA}$, $VMAT_{PA}$)의 치료계획을 생성하였으며, 처방선량은 총 선량 60 Gy, 4회 분할치료로 표적체적 95%에 대해 100% 선량이 포함되게 하였다. IMRT와 VMAT의 치료계획 평가에서 $360^{\circ}$회전각도의 빔 균등배열과 부분각도 빔 배열에서 변수중 선량일치지수, 균질성지수, 고선량 유출, $D_{2cm}$, $R_{50}$은 빔 배열에 따라 크게 차이가 나지 않았다. 또한 손상위험장기인 척수, 기관지, 식도의 최고선량은 각각의 방법에 따라 차이를 나타내었다. 특히 $HDS_{location}$에서 21.63%와 26.46%의 큰 차이를 나타내었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제46권3호
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• pp.239-246
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• 2023

In this study, we assessed the effect of reduction of tumor volume in the head and neck cancer by using RANDO phantom in Static Intensity-Modulated Radiation Therapy (S-IMRT) and Volumetric-Modulated Arc Therapy (VMAT) planning. RANDO phantom's body and protruding volumes were delineated by using Contour menu of Eclipse™ (Varian Medical System, Inc., Version 15.6, USA) treatment planning system. Inner margins of 2 mm to 10 mm from protruding volumes of the reference were applied to generate the parameters of reduced volume. In addition, target volume and Organ at Risk (OAR) volumes were delineated. S-IMRT plan and VMAT plan were designed in reference. These plans were assigned in the reduced volumes and dose was calculated in reduced volumes using preset Monitor unit (MU). Dose Volume Histogram (DVH) was generated to evaluate treatment planning. Conformity Index (CI) and R² in reference S-IMRT were 0.983 and 0.015, respectively. There was no significant relationship between CI and the reduced volume. Homogeneity Index (HI) and R² were 0.092 and 0.960, respectively. The HI increased when volume reduced. In reference VMAT, CI and R² were 0.992 and 0.259, respectively. There was no relationship between the volume reduction and CI. On the other hand, HI and R² were 0.078 and 0.895, respectively. The value of HI increased when the volume reduced. There was significant difference (p<0.05) between parameters (D_mean and D_max) of normal organs of S-IMRT and VMAT except brain stem. Volume reduction affected the CI, HI and OAR dose. In the future, additional studies are necessary to incorporate the reduction of the volume in the clinical setting.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권3호
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• pp.127-136
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• 2015

본 연구의 목적은 진폭 기반 호흡연동 체적변조회전방사선치료의 선량학적인 평가를 하고자 한다. 이 치료를 받은 환자의 호흡 Log 파일을 획득하여 분석하였으며, 4D CT 호흡 형태의 40%~60% 위상 영상 구간 진폭을 기준으로 치료 Log 파일 호흡 진폭의 구간이 4D CT의 진폭 구간과 일치하는 호흡 형태(CBP)와 일치하지 않는 호흡 형태(IBP)로 구분하였다. 상대적인 등선량 분포는 EBT3 필름을 사용하여 측정하였으며, 절대 선량 측정은 PTW $0.6cm^3$ 이온전리함을 이용하여 측정하였다. 감마 인덱스 3%/3 mm을 적용한 환자 1, 2, 3의 CBP 호흡인 경우 각각 93.18%, 91.16%, 95.46%이며, 환자 1, 2, 3의 IBP 호흡인 경우 각각 66.77%, 48.79%, 40.36%으로 분석되었다. 또한 감마 인덱스 2%/2 mm을 적용한 환자 1, 2, 3의 CBP 호흡인 경우 각각 73.05%, 67.14%, 86.85%이며, IBP 호흡인 경우 각각 46.53%, 32.73%, 36.51%으로 분석되었다. 모든 CBP호흡인 경우의 이온전리함 측정값은 치료계획 시스템에서 계산된 값과 평균 3.5% 이내로 일치하였으며, 정적인 팬톰 조사와의 차이는 평균 2.0% 이내로 일치하였다. 환자 3의 IBP 호흡인 경우 이온전리함 측정값과 계산된 값과의 차이가 평균 56%로 큰 차이를 보였다. 이는 4D CT의 진폭 구간과 치료시의 진폭 구간의 차이가 크기 때문인 것으로 사료되며, 4D CT 모의 치료시와 환자 치료시의 진폭의 크기를 일정하게 유지하는 것이 중요하다고 판단된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.63-70
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• 2017

본 연구는 세기변조방사선 치료기술을 이용한 성문암 환자에게 사용되는 두 가지 상이한 열가소성 고정기구 마스크로 인한 환자위치잡이 오차를 비교 평가하고 자 하였다. 치료가 종료된 총 16명의 성문암 환자를 두 그룹으로 나누었고(기존마스크 vs. 변형마스크), 평균, 3D오차, 시스템과 랜덤오차를 구하여 환자위치잡이 오차를 비교하였다. 또한, 치료계획종양체적(PTV)에 대한 여백(margin)을 분석하였다. 3D오차에 대하여 기존 그룹은 $5.2{\pm}1.3mm$고, 변형그룹은 $5.9{\pm}0.7mm$로써, 변형마스크가 변형보다 13.6% 높았다. 시스템오차는 기존그룹(변형그룹)에서 좌표 x, y, z방향은 각각 1.7 mm (1.1 mm), 1.0 mm (1.8 mm), 1.5 mm (2.0 mm)였고, 회전각(roll angle)은 $0.8^{\circ}$ ($0.8^{\circ}$)였다. 랜덤오차는 변형그룹이 기존그룹에 비하여 좌표 x, y, z방향으로 10.9%, 1.7%, 23.1%로 낮았으나, 회전각은 12.4% 높았다. PTV여백에서 변형그룹은 좌표 x방향에 대하여 기존그룹에 비하여 31.8% 낮았으나, 반대로 좌표 y와 z방향에서는 기존그룹보다 각각 52.6%와 21.6%로 높았다. 성문암 세기변조방사선치료에서 변형된 마스크 사용은 고정기구의 변형으로 인한 환자위치잡이 오차는 수치적으로는 영향을 줄 수 있지만, 다양한 관점에서 고정기구 마스크에 대한 연구가 임상적인 측면에서 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.177-183
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• 2018

목 적 : 체적변조회전방사선치료(VMAT)는 종양의 모양에 맞게 균일하면서도 정밀한 방사선 조사를 하면서 동시에 정상조직의 방사선 손상위험을 줄이는 장점이 있어 뇌암, 두경부암 및 전립선암 등의 종양과 정상장기가 가까운 암의 치료에 사용되고 있다. 본 연구의 목적은 뇌암 및 두경부암 환자의 VMAT 방사선 치료 시 Jaw-Tracking technique(JTT)의 선량학적 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 VMAT 치료기법으로 방사선치료를 받은 뇌암 및 두경부암 환자 8명을 선택하였다. 환자의 종양 및 정상 장기의 윤곽그리기(contouring) 정보를 Velocity(Varian, USA)의 deformable registration을 이용하여 Rando phantom에 fusion하였다. Varian Eclipse(ver 15.5, Varian, USA)를 사용하여 Jaw-Tracking 사용 유무를 제외하고 환자 치료 시 사용한 beam parameter와 동일하게 치료계획을 진행하였다. 평가 지표로써 target과 OAR의 최대선량, 평균선량을 사용하여 비교하였고 치료계획 검증을 위해 Portal dosimetry를 시행하였다. 결 과 : JTT를 사용했을 경우는 Static-Jaw technique(SJT)을 사용하였을 경우보다 OAR의 상대 선량이 각각 평균선량은 5.24 %, 최대선량은 7.05 % 감소한 것으로 나타났다. 다양한 OAR에서 평균선량과 최대선량의 감소의 범위는 각각 0.01~3.16 Gy, 0.12~6.27 Gy로 나타났다. Target의 경우는 JTT의 경우가 SJT보다 GTV, CTV, PTV의 최대선량이 각각 0.17 %, 0.43 %, 0.37 % 감소하였으며, 평균선량은 0.24 %, 0.47 %, 0.47% 감소하였다. 감마분석은 3 %/3 mm, 통과율 95 % 이상을 통과 기준으로 설정하였고 JTT, SJT 통과율은 각각 $98{\pm}1.73%$, $97{\pm}1.83%$이었다. 실험에 적용된 모든 OAR의 선량을 비교해 보았을 때, JTT을 사용하였을 경우가 SJT보다 MLC 외에 추가적인 jaw 차폐로 인하여 선량이 유의미하게 줄어들었다는 것을 알 수 있었다. 결 론 : VMAT 치료계획을 이용한 방사선 치료시 뇌암, 두경부암과 같이 종양과 정상 장기가 인접한 경우와 MLC를 통한 누설선량을 증가시킬 수 있는 넓은 조사야 및 높은 에너지의 사용을 필요로 하는 방사선 치료 시 JTT를 적용함으로써 종양주변 정상조직의 피폭선량을 낮추고 이로 인해 PTV의 target coverage를 높일 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.239-246
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• 2021

기존 연구인 선량평가의 임상 적용 및 신뢰도 확보를 위하여 EPID를 이용하여 Portal Dosimetry를 검증하였다. 뇌정위방사선수술 2.5 cm cone을 장착하여 360° 회전조사에 의한 측정치와 Geant4의 선량분포를 비교하였다. 뇌전이 환자의 선량분포를 확인하기위해 두부인체 팬톰에 Gafchromic EBT필름을 삽입하여 조사한 선량분포와 VMAT을 이용한 두부인체 팬톰에서 얻은 선량분포를 비교하여 실제 환자에 적용하고자 한다. 분석결과 beam center와 couch의 center가 정확하게 일치하는가를 pin ball을 통해 QA한 결과 1 mm 이내의 오차로 정밀함을 확인할 수 있었다. 또한 EBT3 Film에 다양한 선량조사에 따라 0 ~ 10 Gy영역까지 우수한 선형성임을 확인할 수 있었다. 두경부 팬텀과 같은 설정에서 광자 빔을 사용한 Geant4에 기반한 선량 계산 도구의 구현과 시뮬레이션 결과 계산치는 치료계획용적(PTV)내에서 실험 데이터와 일치함을 확인하였다. 따라서 체적변조 아크치료(VMAT) 360° 회전 조사를 실시하여 회전조사에 의한 등선량분포 분석결과 가상 종양을 포함하기에 적절함을 확인하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권1호
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• pp.45-52
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• 2015

목 적 : 전립선암의 방사선치료는 치료기법에 따라 주요장기와 정상조직의 선량분포에 차이가 나타난다. 본 연구에서는 전립선암 환자의 수술 후 방사선치료 시 직장풍선을 삽입한 환자에게 회전수를 달리한 용적변조회전치료(volumetric modulated arc therapy, VMAT)계획과 세기변조방사선치료(intensity modulated radiation therapy, IMRT)계획을 각각 수립하여 선량분포 특성을 비교하고 치료의 효율성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 전립선암 수술 후 방사선 치료를 시행한 10명의 환자를 대상으로 하였다. 직장풍선을 삽입한 환자의 CT영상을 3 mm 두께로 획득하고 Eclipse (Ver 11.0, Varian, Palo Alto, USA)를 사용하여 HD120MLC가 장착된 Truebeam STx (Varian, Palo Alto, USA)의 10 MV 에너지를 적용하였다. 환자마다 1 Arc, 2 Arc VMAT계획과 7조사면의 IMRT계획을 수립하였으며 각 치료계획의 선량체적제한과 plan normalization 값은 동일하게 적용하였다. 수립된 세 가지 치료계획을 평가하기위해 PTV의 coverage, conformity index (CI), homogeneity index (HI)를 비교하였고, PTV주변 정상조직의 선량퍼짐정도를 알아보기 위해 50% 등선량체적과 PTV체적의 비($R_{50%}$)를 산출하였다. 결정장기 (organ at risk, OAR)에서는 직장의 $D_{25%}$와 방광의 $D_{mean}$을 비교하였고 치료의 효율성을 평가하기 위해서 총 MU와 조사시간을 측정하였으며, 각 평가항목별 결과는 환자 10명의 평균값으로 비교분석하였다. 추가적으로 선량전달 정확도를 검증하기 위해 EPID를 이용한 portal dosimetry를 진행하였다. 결 과 : 각 치료계획에서 나타난 PTV coverage와 HI의 차이는 크지 않았지만 CI는 1A-VMAT, 2A-VMAT, 7F-IMRT에서 각각 1.036, 1.035, 1.230으로 VMAT에 비해 7F-IMRT가 높았고(p=0.00), $R_{50%}$는 3.083, 3.054, 3.991로 2A-VMAT이 제일 낮았고 7F-IMRT에서 가장 높게 나타났다(p=0.00). 치료계획에 따른 직장의 $D_{25%}$는 VMAT에서 비슷했지만 7F-IMRT가 약 7% 높게 나타났고(p=0.02), 방광의 $D_{mean}$은 큰 차이가 없었다(P>0.05). 총 MU는 1A-VMAT, 2A-VMAT, 7F-IMRT에서 각각 494.7, 479.7, 757.9로 7F-IMRT가 가장 많았고(p=0.00), 조사시간은 65.2초, 133.1초, 145.5초로 1A-VMAT이 확연히 짧았다(p=0.00). portal dosimetry 검증에서는 모든 치료계획에서 99.5% 이상의 gamma pass rate(2 mm, 2%)을 보였다(P=0.00). 결 론 : 본 연구결과 직장풍선을 삽입한 전립선암 환자의 수술 후 방사선치료 시, 치료기법에 따른 PTV coverage의 차이는 크지 않았지만 1A, 2A-VMAT이 7F-IMRT에 비해 정상조직과 직장선량을 낮추는데 효과적이었다. VMAT중에서는 $R_{50%}$와 MU가 2A-VMAT에서 다소 낮았지만 조사시간이 짧은 1A-VMAT이 치료에 더 효율적이며 환자의 치료 중 움직임 또한 줄일 수 있을 것으로 사료된다.