• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권1호
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• pp.24-31
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• 2005

정위적 방사선 수술은 한 번에 두 개내 병소에는 고선량의 방사선을 조사하면서, 주위 정상조직에는 최소한의 방사선이 조사되도록 시술하는 치료기법이다. 본 연구는 정위적 방사선 수술시 자동적 치료계획을 수행하기 위하여, 선형가속기와 감마나이프의 다수의 회전중심점을 이용하는 치료계획에 대한 물리적 격자구조에 기반한 새로운 방법을 개발하였다. 최적의 방사선 수술계획은 많은 빔관련 변수들의 조합으로서 만들어진다. 본 연구에서는 선형가속기와 감마나이프 수술시 빔 측면도의 50% 수준에서의 선량분포가 콜리메이터/헬멧의 구멍 크기와 일치하는 점을 이용하여 하나의 회전중심점을 중심으로 선량분포를 구형으로 모델화시켰다. 그리고, 다수의 회전중심점들은 병소내 위치와 크기를 고려한 정육면체 구조와 1×1×1 ㎣의 체적소 단위의 계산에 의해 자동적으로 배치시켰다. 이 기법에 의한 치료계획 방법은 선량체적히스토그램, 선량의 일치성, 선량의 균질성의 병소내 선량분포로서 평가되었다. 그 결과, 새로운 기법은 불규칙한 병소들에 대하여 프로그램 시스템에 의해 빠르게 다수의 회전중심점들을 배치시켰다. 또한, RTOG의 권고사항에 언급된 병소내 선량분포의 일치성, 균질성이 기준을 잘 만족하였고, 병소들은 50％ 이상의 등선량 곡선 내에 포함되었다. 이와 같은 성과는 불규칙하게 형성된 병소와 선형가속기나 감마나이프와 같은 다른 치료 장치 기법들에서 특별한 제약없이 보편적으로 적용이 될 수 있을 것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권2호
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• pp.167-175
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• 1998

목적 : 원발성 혹은 재발한 부인과암(자궁경부암, 질암, 및 외음부암)에서 질부위의 병소에 추가선량를 조사하기 위한 기존의 방법들 즉, 실린더(cylinder)를 이용한 강내치료와 바늘(needle)을 사용한 조직내 평면삽입(Single plane Implant)만으로는 이상적인 선량분포를 얻기 힘든 경우가 많다. 저자들은 방광 및 직장에 대한 조사선량을 최소화하면서 질내의 병소에 국한하여 고선량의 방사선을 효과적으로 조사하기 위해 체적삽입(Volume Implant)이 가능한 기구(applicator 혹은 template)를 고안, 자체 제작하여 사용하고 있으며 이를 소개하고자 한다. 대상 및 방법 : 1994년 8월부터 1998년 2월까지 9명의 환자를 대상으로 아주대학교병원에서 조직내 방사선치료를 시행하였다 이들은 질벽에 재발한 자궁경부암(5명), 원발성 자궁경부암(3명), 원발성 질암(1명)으로 치료받았다. 첫 3명의 환자는 기구없이 바늘을 평면삽입하였고 이후에는 병변의 위치 및 크기 등을 고려할 때 주위정상조직에 대한 선량을 줄이면서 종양에는 균등한 선량 분포로 고선량의 방사선을 조사하기 위해서는 체적삽입이 유리할 것으로 판단되어 기구를 고안, 자체 제작하였다. 바늘은 일반적인 조직내 삽입용(Microselectron, Nucletron)을 사용하였고 이는 저선량율(LDR) 및 고선량율(HDR) 근접치료 모두에서 사용 가능하였다. 6명중 3명은 50cc 주사기를 이용하여 만든 초기 단계의 기구를 사용하였다(1차 형태). 이러한 초기 단계의 기구는 표면이 매끈하지 못하여 질점막을 손상시킬 수 있고 바늘 삽입후 기구가 움직이지 않도록 회음부에 고정시키는 날개부위가 없는 단점이 있었다. 나머지 3명의 환자는 이러한 단점을 보완하고 종양의 크기 및 위치에 따라 좀 더 많은 바늘을 삽입할 수 있도록 새롭게 고안한 기구를 사용하였다 (2차 형태). 재료는 투명 아크릴 혹은 치과용 몰드(mold) 소재($Provil^{(R)}$)를 사용하였으며 회음부에 기구를 고정시키기 위한 날개를 만들었다. 2차 형태의 기구를 사용한 환자중 마지막 1명은 종양의 위치를 고려하여 삽입할 수 있는 바늘의 갯수를 증가시켜서 새로이 제작하였다 실제로 환자에게 시술하기 전에 예비치료계획을 시행하여 필요한 동위원소의 수량 및 배열을 결정하였다. 결과 : 자체 제작한 기구를 사용함으로써 바늘을 일정간격으로 삽입하는 것이 용이해졌으며 시술시간을 단축시킬 수 있고 삽입방향이 잘못되어 여러번 바늘을 찌르는 경우가 적어져 조직에 대한 손상을 줄일 수 있었다. 손쉽게 구할 수 있는 재료를 사용하여 병소에 따라 개별화간 가능한 값싸고 유용한 기구의 제작이 가능함을 확인하였으며 이를 통해 좀 더 이상적인 선량분포곡선을 얻을 수 있었다. 3명의 환자에서 바늘 삽입후 컴퓨터 단층촬영을 시행하여 배열의 정확성과 방광 및 직장에 조사되는 선량을 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 마지막 추적관찰시 원발성 종양으로 치료받았던 3명의 환자 모두가 국소제어되었으나 재발하여 치료하였던 경우에는 모두 국소재발하였다. 결론 : 저자들은 부인과암에서 근접치료시 환자의 종양 특성에 따라 기구를 적절하게 고안하여 적은 비용으로 비교적 손쉽게 자체 제작하여 사용함으로써 효과적인 조직내 삽입 방사선치료를 시행할 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.210-217
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• 2014

이 연구는 비편평화여과기(flattening filter-free, FFF) 빔을 이용한 폐 정위절제방사선치료(stereotactic ablative radiotherapy, SABR)에 대하여 서로 다른 선량계산 알고리즘의 선량적 효과를 조사하였다. SABR를 받은 10명의 폐암 환자를 대상으로하여 평가하였다. 모든 치료계획은 Eclipse 치료계획시스템의 Acuros XB (AXB) 알고리즘을 이용하여 수립되었다. 다른 선량계산 알고리즘과 비교를 위하여, 추가적으로 anisotropic analytic algorithm (AAA) 알고리즘을 적용한 치료계획을 재 수립하였다. 두 알고리즘 평가를 위해서, 치료표적과 손상위험장기의 선량체적히스토그램(dose-volume histogrim, DVH)를 분석하였다. 그리고 기술적 인자로써 계산시간과 총 MU 값을 평가하였다. DVH 비교분석을 통해, PTV의 최대선량은 AXB이 AAA 보다 5.2% 높았으며 최소선량은 4.4% 낮게 나타났다. PTV의 $V_{105%}$에서 7.06%까지 큰 차이를 나타났다. 폐의 최대선량은 AXB 치료계획에서 약간 크게 나타났다. 동측성 폐에 5, 10과 20 Gy 선량이 조사되는 체적은 AAA 보다 AXB에서 더 크게 나타났으나 대측성 폐에 대해서는 거의 비슷하게 나타났다. 척수와 심장에서 최대선량의 차이도 크지 않았다. 계산시간의 경우, AXB가 AAA보다 13.7% 정도 소요시간이 적었고 MU 값은 AXB에서 3.47% 더 많았다. 이 연구의 결과들은 회전조절치료 기법을 포함하여 FFF 빔이 적용된 폐 SABR 치료계획에서 AXB 알고리즘은 선량계산의 정확성과 계산시간의 감소의 장점을 제공할 수 있을 것이다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권1호
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• pp.44-50
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• 2006

목적 : 자궁경부암의 치료에 있어서 고선량률 강내치료를 포함하는 근치적 방사선치료는 매우 중요한 역할을 담당한다. 저자는 근치적 방사선치료 후 발생하는 만성 직장 합병증의 빈도와 이에 연관된 여러 치료요인들을 분석함으로써 합병증과 관련된 예후인자를 파악하고자 하였다. 대상 및 방법 : 1995 년 7월부터 2001 년 12월까지 자궁경부암으로 진단받고 근치적 방사선치료로 외부 방사선치료 와 고선량률 강내치료를 모두 받은 환자 105 명을 대상으로 하였다. 외부 방사선치료의 총 방사선량 중앙값은 50.4Gy $(41.4{\sim}56.4 Gy)$이고 고선량률 강내치료는 이리듐 (Iridium)-192를 이용하여 A point에 $ 4{\sim}5Gy$ ( 중앙값 4Gy), 분할 횟수는 $5{\sim}7$회 ( 중앙값 6 회 )로 주 2회 조사하여 총 $20{\sim}35 Gy$ ( 중앙값 24 Gy) 를 조사하였다. 강내치료 도중 반도체 선량계를 이용하여 직장선량을 직접 측정하였다. 환자의 중앙 추적기간은 32 개월 ($5{\sim}84$ 개월 ) 이었다. 결과 : 만성 직장 합병증은 12명 (11%)에서 관찰되었다. 7명은 grade 1, 2, 4 명은 grade 3, 1 명은 grade 4 였다. 이들은 모두 직장출혈이 주 증상이었다. 직장 합병증이 발생하기까지의 기간은 방사선치료 종료 후 $5{\sim}32$ 개월 ( 중앙값 12 개월 )이었다. 다변량 분석상 측정 누적 직장 BED $(Gy_3)$ 가 $115 Gy_3$ (Deq 로는 69 Gy) 를 넘는 경우, 5 Gy 등선량 체적길이 (D)가 50mm가 넘는 경우에는 통계적으로 유의하게 만성 직장 합병증의 가능성이 증가하였다. 결론 : 자궁경부암에서 고선량률 강내치료시 반도체 선랑계를 이용한 측정 누적 직장 BED 와 5 Gy 등선량 체적 갚 이를 계산함으로써 만성 직장 합병증을 예측하고 그 가능성을 줄일 수 있을 것이다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.75-77
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• 2004

정위적 방사선 수술은 치료와는 달리 한 번에 많은 양의 방사선을 병소를 중심으로 조사한다. 그러므로, 수술 계획시 치료 영역에서의 병소를 중심으로 한 선량분포의 계획은 대단히 중요하다. 실질적으로, 수술 계획자는 정확하고 효율적인 수술 계획을 수립하기 위해 많은 시행착오(trial and error)를 거치면서 최적의 수술 계획을 완성한다. 본 연구는 공간상의 기본 단위인 체적소에 근거하여 병소와 일정영역간의 분포로서 회전중심점들(Multi-isocenter)을 불규칙한 모양의 병소내 자동적으로 최적의 배치 방법을 제안하였다. 또한, 이를 검증하기위해 3개의 다른 모양과 체적을 가지는 가상의 표적들에 대하여 이 방법을 적용하였다. 그 결과, 병소에 대한 선량분포 일치도(conformity)와 균질성(homogeneity)은 RTOG의 권고사항을 잘 만족하였다. 이러한 방법은 선형가속기와 감마나이프를 이용한 수술 계획시 수술 계획자에게 많은 도움을 줄 수 있을 것이라 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권4호
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• pp.455-467
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• 1998

목적 : 방사선치료계획시 호흡에 의한 장기의 움직임이 고려하는 경우 호흡이 방사선치료에 따른 합병증 발생에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 3차원 입체조형치료를 받은 간암 환자 4례를 대상으로 하여 방사선치료 계획용컴퓨터상에서 재분석을 하였다. 호흡주기에 따라 방사선치료를 시행 받는다고 가정하여 계획용표적체적의 상하 범위를 줄여 기존의 2-차원 치료계획을 시행한 경우와 자유롭게 호흡하면서 계획된 3-차원 입체조형치료에서 정상간과 주변정상장기의 선량체적히스토그람과 normal tissue complication probability(NTCP)를 비교하였다. 결과 : 간의 호흡에 의한 상하 운동범위는 2-3cm 이었고 호흡주기에 따른 기존의 2차원 방사선치료 방법과 자유롭게 호흡하면서 시행된 3-차원적 입체조형치료 간의 계획용표적체적과 잔여정상간, 주변정상장기의 선량체적히스토그람의 뚜렷한 차이는 관찰할 수 없었다. 또한 정상잔여간의 NTCP의 차이도 관찰할 수 없었다. 결론 : 간에 대한 방사선치료시 호흡에 의해 장기의 움직임을 고려한 방사선치료계획은 방사선치료에 따른 합병증 발생에 매우 중요한 역할을 할 것으로 생각되었고 향후 이 문제점을 극복할 수 있는 많은 연구가 필요 할것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제29권2호
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• pp.115-120
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• 2011

목 적: 조기 성문암 환자에서 방사선치료의 만기 합병증인 뇌졸증을 예방하기 위해 경동맥을 보호하는 치료계획을 세우고 타당성을 알아보고자 연구를 계획하였다. 대상 및 방법: 2007년 1월부터 2010년 12월까지 원발성 조기 성문암으로 방사선치료를 받은 환자 중 전산화단층촬영모의 치료를 받은 환자 31명의 모의치료 영상을 대상으로 하였다. 기존의 평행대항조사영역(parallel-opposing field, POF)과 조사영역의 빔방향상에서 동측의 경동맥을 제외하기 위해 빔각도를 조절한 조사영역(modified oblique field, MOF)으로 가상모의치료계획을 세우고 계획용표적체적, 경동맥과 척수의 선량분포, 평균선량과 $V_{35}$, $V_{40}$, $V_{50}$ 등을 기존 치료와 비교 분석하였다. 결 과: 전체 31명 중 23명(74.2%)에서 25도, 8명(25.8%)에서 30도 전방으로 조절되었다. 두 군 사이에 선량에 따른 Planning target volume의 체적백분율은 차이를 보이지 않았다(p=0.801). 경동맥의 선량에 따른 누적 체적백분율은 의미 있는 차이를 보였고(p<0.001), 26 Gy 이후에 MOF군에서 감소하기 시작했다. 경동맥의 평균선량은 POF군에서 38.5 Gy, MOF군에서 26.3 Gy였고(p=0.012), $V_{35}$, $V_{40}$, $V_{50}$ 모두에서 의미 있는 차이를 보였다. 결 론: 이번 연구 결과로 조기 성문암 환자에서 빔각도를 전방으로 조절하여 경동맥의 조사선량을 감소시켰다. 이를 통해 경동맥 협착증을 예방하고 궁극적으로 뇌졸증을 줄일 수 있을 것으로 예상한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권2호
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• pp.113-124
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• 2005

목 적 : 전립선암의 방사선치료에서 전립선의 움직임을 최소화하고 직장 벽의 선량한계를 극복할 수 있는 방법으로 직장 풍선을 사용하여 치료 부작용을 줄이고 환자 setup시 직장풍선의 위치 재현성을 분석하며 임상치료에서의 유용성을 연구하였다. 대상 및 방법 : 본원에서 전립선암에 방사선치료를 위해 내원한 환자 5명를 대상으로 하였다. 각각의 환자마다. 자체 제작한 직장풍선을 삽입하고, 주사기를 이용하며 60 cc의 공기를 주입 후 치료 초기, 중기, 후기 3회에 걸쳐 CT Simulation 영상을 획득하여 Pinnacle $(ADAC)^(R)$내 자동영상융합프로그램인 Syntegra를 이용하며 최초 영상에 나머지 두 영상을 융합시켰다(CT to CT fusion). 직장풍선의 재현성을 확인하기 위하여 치골에서 직장풍선까지 중심과 양 외측으로 3개의 일직선을 긋고 각각의 좌표점을 찾아 각 영상의 위치변화를 정량적으로 분석하였다. 자동 Contouring기능을 이용하며 매 환자의 영상에서 직장풍선의 중심점 위치와 용적을 구하였다. 세기조절방사선치료를 받은 환자에서는 직장풍선을 삽입한 경우와 삽입하지 않은 CT영상을 얻어 치료계획을 비교함으로써 직장풍선의 유용성을 확인하였다. 결 과 : 각각의 환자에서 얻어진 영상의 용적은 일정하였다. 직장풍선의 재현성을 의미하는 치골에서 직장풍선까지의 거리는 중심점이 $2.1{\pm}1.7mm$, 오른쪽 $2.3{\pm}2.2mm$, 왼쪽 $2.0{\pm}1.6mm$이었다. 직장풍선의 편향은 좌우 $2.4{\pm}1.6mm$, 전후 $3.1{\pm}2.5mm$, 상하 $5.6{\pm}3.5mm$였다. 세기조절방사선치료 계획에서 직장풍선의 삽입한 경우와 삽입하지 않은 경우의 비교결과 최대점 선량은 직장풍선을 삽입한 경우 63.3 Gy로 미삽입의 57.2 Gy보다 높았다. 하지만, 직장 벽의 평균 선량은 사용한 경우 36.6 Gy, 미사용 시 41 .5 Gy였으며, 40 Gy가 조사되는 직장 벽의 용적은 각각 33.8%와 60%로 직장풍선을 사용한 경우에 적은 선량이 조사되어 직장의 선량체적히스토그램 (DVH)은 향상되었다. 결 론 : 직장풍선의 사용 시 후방경계를 2.5 mm이내로 일정하게 유지할 수 있었고, 직장풍선의 위치 재현성이 정확함을 알 수 있었다. 이는 움직임이 많은 전립선암에 직장풍선의 사용으로 치료용적을 줄이고 인접한 직장체적을 줄여 방사선선량 체적분포의 향상으로 생각된다. 본 연구는 자체제작한 직장풍선의 재현성 및 유용성의 정확성을 보여줌으로서 향후 임상치료에 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 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.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.27-34
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• 2020

방사선원을 이용하는 곳에는 사람의 접근이 제한되나 관측장비는 노출됨으로 방사선에 강하여야 한다. 이에따라 카메라차폐 구조설계에 필요한 물질로 비중과 용융점이 가장 높은 텅스텐과 가장 낮은 납을 선정하여 코발트 60 방사선 소스에 대한 선량을 1/8까지 감소시킬 경우 Tu는 체적 432.6cm3, 두께 2.4cm이었고, Pb는 체적 961cm3, 두께 3.6cm이었다. 이를 적용하여 CMOS Image센서를 적용한 카메라모듈 및 내방사선 차폐구조의 하우징과 방사선에 강한 CMOS카메라를 제작하였다. 최적화된 차폐두께의 선정을 위한 실험에서 생존한 헤드분리형2M AHD형 카메라(①번)를 적용한 결과 카메라 및 아답터등 연관설비에 대한 차폐가 이루어지면 1.88×106rad 이상의 선량에서도 잘 동작함을 확인하였다. 따라서 고방사선에 적용할 수 있는 카메라 기술력확보와 사업성을 기대할 수 있다.