• 대한방사선치료학회지
• /
• 제33권
• /
• pp.47-54
• /
• 2021

목 적: Quasar^TM Phantom을 활용하여 흉부 4D CT 촬영 시 호흡이 불규칙한 상황을 가정해 재촬영 했을 때와 Pause & Resume 방법을 사용하였을 때 Data 안정성과 선량감소 효과를 비교분석 하여 Pause & Resume 방법의 임상적용의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: Quasar^TM Phantom을 사용하여 분당 호흡수를 15 BPM, 7.5 BPM으로 설정하고 S15 지점을 호흡이 불규칙한 구간이라고 설정한 후 이 지점에 OSLD를 부착하여 Pause & Resume 방법을 사용했을 때 S15 구간의 선량을 실측했다. 재촬영(2회) 했을 때와 Pause & Resume 방법을 사용했을 때의 선량 비교를 위해 CTDIvol, DLP, ALARA-CT를 이용해 분석했다. Pause & Resume 방법을 적용한 Data의 안정성과 유용성 평가를 위해 Advanced Workstation Volume Share7을 사용해 촬영된 이미지를 Sorting 하고 Eclipse^TM에 전송하여 Phantom 내 쇠구슬에 윤곽형성을 하여 지름과 체적을 분석했다. 결 과: OSLD 실측결과 Pause & Resume 사용 시 S15의 구간에 한해서 1.97배 선량이 증가했다. 영상 평가결과 15 BPM과 7.5 BPM에서 Pause & Resume 방법을 사용했을 때와 사용하지 않았을 때 측정된 모든 체적의 평균값은 15.2 cm3±0.5%였다. 반지름은 측정한 모든 값이 Pause & Resume 사용 유무와 관계없이 3.1 cm로 나타났다. 선량은 Pause & Resume을 사용한 경우 재촬영 했을 때 가장 낮은 DLP 값보다 33% 감소했고 가장 높은 DLP 값보다 38% 감소했으며 유효선량도 최소값 대비 32.1% 최대값 대비 37.6% 감소했다. 결 론: 호흡의 불규칙이 발생했다고 가정한 구간(S15)에서 Pause & Resume 한 경우 S15 구간에 한해 재촬영이 이루어져 국한된 선량증가가 나타났지만 전체 촬영구간에서의 선량감소는 재촬영때보다 Pause & Resume을 사용했을 때 뚜렷했다. Pause & Resume을 사용했을 때 촬영한 이미지 데이터들의 안정성과 가용성을 확인을 위해 진행했던 쇠구슬 윤곽형성 평가에서 Pause & Resume을 사용했을 때와 사용하지 않았을 때의 쇠구슬의 반지름과 체적 값이 유사하게 나타나며 임상 적용에 있어서 유용함을 증명했다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.633-640
• /
• 2023

최근 근접 치료에서 방사선 차폐막을 사용하여 선량 분포를 변조하여 선량을 전달하는 정적 및 동적 변조 근접 치료 방법이 개발됨에 따라 새로운 방향성 빔 세기 변조 근접 치료에 적합한 역방향 치료 계획 및 치료 계획 최적화 알고리즘에서 선량 계산에 필요한 파라미터 및 데이터의 양이 증가하고 있다. 세기 변조 근접 치료는 방사선의 정확한 선량 전달이 가능하지만, 파라미터와 데이터의 양이 증가하기 때문에 선량 계산에 필요한 경과 시간이 증가한다. 본 연구에서는 선량 계산 경과 시간의 증가를 줄이기 위해 그래픽 카드 기반의 CUDA 가속 선량 계산 알고리즘을 구축하였다. 계산 과정의 가속화 방법은 관심 체적의 시스템 행렬 계산 및 선량 계산의 병렬화를 이용하여 진행하였다. 개발된 알고리즘은 모두 인텔(3.7GHz, 6코어) CPU와 단일 NVIDIA GTX 1080ti 그래픽 카드가 장착된 동일한 컴퓨팅 환경에서 수행하였으며, 선량 계산 시간은 디스크에서 데이터를 불러오고 전처리를 위한 작업 등의 추가 적으로 필요한 시간은 제외하고 선량 계산 시간만 측정하여 평가하였다. 그 결과 가속화된 알고리즘은 CPU로만 계산할 때보다 선량 계산 시간이 약 30배 단축된 것으로 나타났다. 가속화된 선량 계산 알고리즘은 적응방사선치료와 같이 매일 변화되는 어플리케이터의 움직임을 고려하여 새로운 치료 계획을 수립해야 하는 경우나 동적 변조 근접 치료와 같이 선량 계산에 변화되는 파라미터를 고려해야 하는 경우 치료 계획 수립 속도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
• /
• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
• /
• pp.34-34
• /
• 2003

목적 : 폐암 환자 세기변조방사선치료 과정을 소개하고, 방사선치료계획의 최적화를 위한 빔 수와 방향, 가상장기 설정 (virtual organ delineation, VOD) 및 선량 제한 인자들의 이용에 대해 평가함으로써 폐, 심장 등에 조사되는 선량을 최소화하는데 사용하는 세기변조방사선치료 (intensity modulated radiotherapy, IMRT) 기술의 유용성을 평가하고자한다. 대상 및 방법 : 종양이 종격동을 침범하여 상대적으로 장기움직임에 의한 오차가 적은 폐암환자 5 명을 대상으로 하였다. 환자고정장치는 상반신을 편안하게 유지함과 동시에 팔의 위치를 고정시킴으로써 기대할 수 있는 환자고정효과와 벨트를 이용하여 환자 상복부를 압박해줌으로써 호흡운동에 의한 장기 움직임을 감소시킬 수 있는 형태로 고안하였다. 치료계획시 빔 수와 방향은 5,7,9 문 (from 200 to 160, equispaced field, arbitrary field), 4 문 (anterior, posterior, bilateral posterior oblique field) 과 비등방 7, 9 문 (non-equispaced field, arbitrary field) 등을 사용하였다. 선량제한 ($V_{20}V_{25}$)은 문헌에 기초하여 설정하였으며, 가상장기를 적절히 사용하여 최적화된 치료계획 결과를 얻었다. 방사선치료계획 평가는 선량-체적간 히스토그람 (DVH), 등선량곡선 및 선량통계 등을 이용하여 수행하였다. 특히 가상장기 설정 전, 후의 결과 값을 분석함으로써 그 유용성을 확인하였다. 결과 : 9문 등방-IMRT와 7문 비등방-IMRT 방법이 치료계획용적의 선량균질성 (PTV dose homogeneity), 평균 폐선량 (mean lung dose) 및 $V_{20}V_{25}$ 모두에서 20% 이내의 좋은 결과를 얻을 수 있었고, 가상 장기를 설정함으로써 같은 결과를 가져옴을 알 수 있었다. 또한 폐암 세기변조방사선치료 프로토콜을 작성하여 임상에 사용함으로써 치료과정 중 발생할 수 있는 오류를 보완할 수 있음을 알 수 있었다. 결론 : 폐암 세기변조방사선치료 시 사용할 수 있는 프로토콜을 작성하였고, 적절한 가상 장기 및 조사계획 설정으로 치료계획의 최적화를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.85-95
• /
• 2010

목 적: 두경부 환자의 CT simulation시 metal artifact가 발생하여 영상의 질 저하와 선량계산의 오차를 유발 할 수 있어 metal artifact를 줄이기 위한 gantry tilt scan의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: Metal artifact를 줄이기 위하여 $20^{\circ}$ gantry tilt scan하여 $0^{\circ}$로 재구성한 이미지를 획득하였다. AAPM CT performance Phantom을 이용하여 CT number를 비교 분석하고, 아크릴 팬텀을 이용하여 체적의 일치여부를 확인하였다. Metal artifact에 의한 영향을 평가하기 위해 Intensity volume Histogram (IVH)을 통한 CT number의 균질성 및 Dose Volume histogram (DVH)을 통한 선량평가를 시행하였다. 결 과: CT number와 체적의 비교에서는 차이가 0.5% 이하로 나타났다. IVH를 비교 분석결과 gantry tilt scan에서 artifact에 의한 영향이 감소되어 CT number의 균질도가 향상되고, DVH 비교결과는 양쪽 이하선의 0.2~6%의 평균선량 오차를 감소시켰다. 결 론: Head & Neck 방사선치료 시 metal artifact 때문에 체표윤곽의 구별이 어렵고 선량의 오차가 발생한다. Gantry tilt scan을 이용하면 정확한 조직의 묘사가 가능하고, CT number 균질도가 향상되어 선량의 오차를 줄일 수 있었다. Gantry tilt scan 은 Head & Neck 방사선치료 시 정확한 방사선치료에 매우 유용함을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제20권4호
• /
• pp.290-297
• /
• 2009

고에너지 광자선 기반의 소조사면을 이용한 방사선 치료 시, 조사면의 가장자리에서의 급격한 선량 변화, 전자의 비평형상태, 검출기의 체적 효과 및 검출기와 팬텀 물질과의 불균질성 등으로 인하여 정확한 선량 측정이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 선량 측정을 위해 널리 사용되는 전리함, 다이오드 검출기 및 물과 등가인 재질로 이루어져 측정 시 오차 유발 요인이 적은 것으로 알려진 $GAFCHROMIC^{(R)}$ EBT 필름을 이용하여 팬텀 내 소조사면에서의 흡수선량을 측정하고, 각 검출기들의 특성 및 EBT 필름의 유용성을 평가하였다. 각 검출기는 팬텀 표면으로부터 10 cm 깊이에 장착, 선원과의 거리(SAD)를 100 cm로 하였으며, 6 MV X-선 빔을 6개 조사면($5{\times}5\;cm^2$, $2{\times}2\;cm^2$, $1.5{\times}1.5\;cm^2$, $1{\times}1\;cm^2$, $0.7{\times}0.7\;cm^2$ 및 $0.5{\times}0.5\;cm^2$)으로 팬텀에 조사하였다. $5{\times}5\;cm^2{\sim}1.5{\times}1.5\;cm^2$ 조사면의 경우, 모든 검출기들의 선량값이 1% 이내로 정확하게 일치하였으나, $1{\times}1\;cm^2$ 이하 조사면에서는 전리함을 이용한 측정결과가 타 검출기들에 비해 선량값을 매우 낮게 평가하는 것으로 확인되었다. 이는 검출기 체적효과가 매우 큰 오차요인으로 작용한 것으로 예측되어, 이를 제거하기 위해 제적 효과를 보정하는 컨볼루션 이론을 적용하여 측정된 선량값을 보정하였다. 그 결과, 다이오드 검출기의 경우 $1{\times}1\;cm^2$의 조사면에서는 EBT 필름의 흡수선량보다 약 3%가 높게, 전리함은 약 1% 낮게 측정되었다. $0.5{\times}0.5\;cm^2$ 조사면에서 다이오드 검출기는 약 1% 높은 값을, 전리함은 7% 낮은 선량값을 나타내었다. 결론적으로 $GAFCHROMIC^{(R)}$ EBT 필름의 소조사면 선량측정기로서의 유용성을 확인하였으며, 몬테카를로 전산모사를 이용한 추가 검증이 수행될 예정이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제24권4호
• /
• pp.237-242
• /
• 2013

뇌병변 등의 방사선 치료에 있어 CT (Computed Tomography) 영상만을 이용한 종양 체적(Tumor volume) 윤곽의 정확한 설정은 CT 영상의 부족한 연부조직 대조도 특성에 의하여 한계를 가진다. 따라서 자기공명영상(Magnetic Resonance Images, MRI)이 보다 정확한 목표 체적의 윤곽을 그려내기 위해 광범위 하게 사용되고 있다. 치료계획을 위해 획득한 자기공명영상에 진단단계에서 얻어진 CT영상의 전자밀도를 융합하는 방법과 자기공명 영상으로부터 만들어진 가상의 CT를 이용하는 방법 등이 자기공명 영상장치를 기반으로 한 방사선 치료 계획의 선량계산을 위하여 소개되어 왔다. 본 연구는 MRI기반의 선량계산의 가능성을 확인 해보기 위해 15명 환자의 진단 MR 영상을 통하여 Look Up Table (LUT)을 만들어 MRI 기반 선량계산과 기존의 CT 기반 선량계산을 비교 검증 하였다. 여기서 lMRI는 획득한 MR 영상에 LUT를 이용한 전자밀도 보정을 한 것이며 wMRI는 획득한 MR영상을 물 밀도로 동일화 시킨 것이다. 6 MV anterial 방향의 조사가 CT, lMRI, wMRI에 적용되어 치료계획으로 비교되었으며 또한 환자의 병변위치에 따라 2문 조사에서 5문 조사의 치료계획이 비교되었다. CT기반 치료계획을 기준으로 하여 등선량 분포와 DVH의 차이는 wMRI 보다 lMRI에서 더 적었으며 최대선량 차이가 91 cGy vs. 57 cGy, 평균선량이 74 cGy vs. 42 cGy, 최소선량 차이가 94 cGy vs. 53 cGy로 측정되어 각각의 선량 평가 면에서 그 차이가 wMRI보다 lMRI에서 더 적었다. 이러한 결과는 wMRI의 경우 공동내 선량계산에서 CT기반 선량계산과 차이가 나기 때문이다. 따라서 본 연구의 결과는 lMRI 기반 선량계산의 가능성이 있음을 보여준다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제33권
• /
• pp.55-62
• /
• 2021

목 적: 방사선 피부염은 유방암 방사선 치료로 인해 발생하는 가장 흔한 부작용 중 하나로 본 연구는 자세오차에 따른 피부선량 차이를 분석하여 방사선 치료 부작용을 줄이고자 한다. 대상 및 방법 : 3D 프린터를 이용하여 유방 모형을 제작하고, 그것을 팬텀에 적용하였으며, 컴퓨터단층촬영을 통해 영상을 획득하였다. 처방선량의 95%가 들어가는 치료계획용적이 체적의 95%이상이 될 수 있도록, Dmax가 처방선량의 107%넘지 않게 치료계획하였다. 자세오차는 X축, Y축, Z축으로 ±1mm/±3mm/±5mm를 동일하게 적용하여 비교평가하였다. 결 과 : 자세오차 시 피부선량의 변동성은 처방선량 대비 약 106%에서 약 123%였으며 가장 큰 피부선량의 증가는 X축의 바깥쪽(lateral) 방향 5mm 자세오차에서 49.24 Gy였다. 처방선량 대비 107%이상의 영역은 skin lateral에서 6.87 cc로 가장 넓게 나타났다. 결 론 : 좌측 유방암 용적 변조 회전 방사선 치료 시 자세오차가 일어났을 경우 X축의 바깥쪽 방향에서 처방선량 대비 가장 큰 피부선량의 차이가 나타났다. 이를 통해 치료실 CBCT 정합 시 치료받는 쪽 유방의 Y축, Z축을 정합하는 것도 물론 중요하지만 X축을 정합하는데 더 노력한다면 치료 간 피부선량의 변동성을 더 줄이기 위한 효과적인 방법으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제17권7호
• /
• pp.1157-1164
• /
• 2023

본 연구는 공간 해상력과 대조도가 우수한 kV X선 기반 OBI (On-Board Imager)와 CBCT (Cone-Beam CT)를 이용한 치료 부위별 추가 선량을 측정하고 영상유도방사선치료의 방사선 관리 측면의 적절성과 안정성을 평가하고자 한다. 실험 대상은 선형가속장치(Clinac IX)에 부착된 OBI와 CBCT, 링 모양의 Halcyon CBCT를 치료 부위별 방사선 촬영 조건으로 조사하여 동중심의 선량을 이온 챔버로 측정하였다. OBI의 1회 분할 피폭선량은 머리 부위 0.77 mGy, 흉부 3.04 mGy, 골반 부위 7.19 mGy로 계측되었다. Clinac IX CBCT와 Halcyon CBCT 두 장비의 피폭선량은 골반 부위에서는 두 장치의 피폭선량이 70.04 mGy, 70.45 mGy로 비슷하게 계측되었다. 흉부 CBCT에서는 Clinac IX 흡수선량(70.05 mGy)이 Halcyon 흡수선량(21.01 mGy)보다 높게 나타났다. 머리 부위에서도 Clinac IX 흡수선량(9.08 mGy) Halcyon의 흡수선량(5.44 mGy)보다 높게 나타났다. kV X선 기반 영상유도방사선치료는 광전흡수에 의한 추가 피폭선량이 치료 부위 전체 체적에 영향을 줄 수 있으며 주의가 필요하다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제24권4호
• /
• pp.271-277
• /
• 2013

전립선에 대한 IMRT 치료계획을 작성 시 CTV를 확장해서 PTV를 얻을 때 가끔 직장 내의 공기가 포함되는 경우가 있는데, 공기의 처리 여부에 따라 선량 처방에 문제가 발생한다. 이 경우 IMRT 플랜의 최적화 과정에서 다음과 같은 세 가지 가능성을 생각해 볼 수 있다: PTV에 포함된 공기를 원래의 공기밀도로 두는 경우('airOpt'), 포함된 공기의 밀도를 조직과 비슷하게 밀도 1로 하는 경우('density1Opt'), 공기 부분을 제외한 PTV를 고려하는 경우('noAirOpt'). 본 연구에서는 이 세가지 경우에 대해 7개 방향에서 10 MV 광자선으로 동일한 인자의 IMRT 플랜을 하였다. 평가를 위해서는 CTV를 복사한 후, PTV 내에서 직장 쪽으로 이동시켜 최악의 표적 위치 설정이 되도록 원래의 공기가 있는 부분에 위치하도록 해서 가상의 CTV를 만들었다. PTV의 선량커버(dose coverage)와 최대 선량값을 비교했을 때, density1Opt 플랜만이 임상적으로 적절하였다. airOpt 경우, PTV에 과도한 선량이 전달되었고 선량전달체적 또한 과도하였다. noAirOpt 경우에는 이동된 가상 CTV 위치에서 저선량을 보였다. 이 결과에 의하면, 전립선 IMRT 플랜의 작성에서 공기가 포함된 PTV의 경우 플랜의 최적화와 선량 처방을 하기 전에, PTV에 포함된 공기의 밀도를 밀도값 1로 변경하는 것이 적절하였다. 이 아이디어는 두경부 IMRT 플랜을 비롯하여, 표적체적 내에 공기가 포함된 기타 경우에도 그대로 적용가능한 것으로 판단되며, 추가연구를 진행 중이다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.801-809
• /
• 2019

큰 병변에 대한 기존 감마나이프 방사선수술은 종종 체적 또는 선량 분할 단계들로 수행된다. 체적 분할의 경우, 병변은 처방된 선량 하에서 하루 또는 이틀, 3 ~ 6개월로 분할된 다중 세션에서 조사되는 하위 체적들로 분할되곤 한다. 치료의 전체 과정 동안, 이전 단계의 치료 정보는 세션 사이의 좌표 변환을 통해 새로 장착된 정위 프레임 상의 후속 세션에 반영될 필요가 있다. 그러나 동일한 정위 공간을 제외하고 기존 감마나이프 시스템으로는 이전 선량 분포를 구현하는 것은 실제로 어렵다. 최신 감마나이프 플랫폼을 사용하여 다단계 치료를 수행할 수 있기 때문에 치료 영역이 확장되고 있다. 이 연구의 목적은 정위적 공간에 기초한 영상 정합과 새로운 감마나이프 플랫폼을 사용하여 각 단계에서 처방 선량 결정과 같은 다단계 감마나이프 방사선수술 전략을 소개하는 것이다. 일반적으로 영상 정합에서 수술적으로 내장된 기준점 또는 내부 해부학적 랜드마크들이 변환 관계를 결정하는데 사용된다. 저자는 내부 해부학적 랜드마크들을 사용하는 예로서 4개 또는 6개의 해부학적 랜드마크를 사용하는 다중 세션 간의 좌표 변환 정확도를 비교하였다. 측정된 좌표들과 계산된 좌표들 사이의 불일치를 최소화하기 위해서 PseudoInverse 또는 Singular Value Decomposition을 사용하여 두 정위 공간 사이의 변환 행렬이 결정되었다. 변환 정확도를 평가하기 위해 측정된 좌표와 변환된 좌표들 사이의 차이, 즉 ${\Delta}r$이 10개의 랜드마크들을 사용하여 계산되었다. 10개의 랜드마크들 중 4개 또는 6개의 점들을 사용하여 좌표 변환을 결정하고 나머지는 접근 방법을 평가하는데 사용되었다. 두 가지 접근 방법에서 각각의 ${\Delta}r$ 값은 0.6 ~ 2.4 mm, 0.17 ~ 0.57 mm 범위이었다. 게다가 병변 분할의 경우 한 번에 전체 병변의 치료와 동일한 효과를 제공하는 처방 선량을 결정하는 방법이 제안되었다. 동일한 정위 공간에서의 다단계 치료 전략은 전체 병변에 대한 치료를 먼저 디자인하는 것이며, 전체 치료 디자인 샷들은 각 단계 치료의 샷들로 나누어 각 단계별 샷들을 구성하고 각 단계에서 적절한 처방 선량을 결정한다. 결론적으로 저자는 다단계 치료 전략으로서 처방 선량 결정의 정확성을 확인하였고, 다중 세션 간의 좌표 변환을 결정하기 위해 적은 랜드마크들을 사용하는 것보다 가능한 많은 내부 랜드마크들을 사용하는 것이 더 나은 결과를 산출함을 보았다. 향후 제안된 다단계 치료 전략은 여러 감마나이프 센터들의 틀 없는 분할 치료에 크게 기여할 것이라 사료된다.