• 한국방사선학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1139-1147
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• 2023

본 논문에서는 소형 크기인 SiPM Sensor를 휴대용 검출기 내부에 적용하여 환자 피폭을 최소화하면서도 최적의 이미지 획득을 위한 선량을 제어하기 위한 방법을 제시하고 이에 대한 성능을 평가하는 것을 목적으로 한다. 휴대용 검출기는 환자의 위치에 빠르게 접근하여 신속한 진단을 가능하게 하는 장점이 있지만 이러한 이동성은 선량 관리의 어려움을 동반한다. X-ray imaging devices 국제 표준인 IEC62220-1-1 기준의 이미지 평가를 통해 검출기의 DQE와 최적 화질을 갖을 수 있는 선량을 확인하고 영상의 ADU와 SiPM Sensor의 출력을 매칭 하여 최적 선량을 확인하는 방법을 제시하였다. 검출기 제조사 기준 선량과 최적 선량 구현으로 획득된 Skull AP 이미지는 제조사 기준 342.8 µGy, 최적 제어 선량은 148.3 µGy로 조사되어 제조사 기준 선량 대비 57 %, Chest AP는 제조사 기준 81.9 µGy, 제어된 최적 선량은 27.9 µGy로 66 %의 높은 선량 감소 효과가 확인되었다. 또한 촬영된 두 영상은 방사선사 5명의 분석을 통해 해부학적 구조물을 판별하기에 임상적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 확인되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.421-426
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• 2011

본 연구는 CR영상에서 선량이 화질에 미치는 영향을 평가하기위해 수행되었다. 본 연구의 궁극적인 목적은 임상 흉부진단에 필요한 영상화질을 얻을 수 있는 최적 선량을 찾는 것이다. 영상화질 평가를 위해서 다양한 선량에서의 MTF, NNPS, 그리고 NEQ를 측정하였으며, MTF 측정과 실험장치 구성은 International Electrotechnical Commission(IEC)에서 제시한 절차에 따라 수행하였다. 실험 결과를 통해 흉부진단의 경우 자동노출조절 (Automatic Exposure Control, AEC) 제어반에서 자동으로 설정해주는 선량의 절반 선량으로도 필요한 영상화질이 얻어짐을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 AEC에서 제시하는 선량이 최적 선량이 아니며 화질평가를 통해서 얻어진 최적 선량을 사용하면 환자의 피폭을 상당량 줄일 수 있음을 보였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권2호
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• pp.159-165
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• 1997

목적 : 광자선과 블록을 얻는 트레이와의 상호작용에 의해 생성된 2차 전자는 피하층에 과도 한 선량증가의 원인이 된다. 이런 전자오염으로 인한 표면선량을 감소시키기 위해 트레이 아래 전자필터를 부착하는 것이 유용하다. 대상 및 방법 :두께가 다른 Cu판, Al판 그리고 Cu/Al 복합판을 사용하여 전자오염에 의한 표면선량을 감소시키는 효과를 측정하였다. 최적의 필터를 찾기 위해서 $10m\times10cm$ 조사야와 SSD 78.5cm의 기하학적 모형으로 표면에서부터 최대선량 지점까지 2mm 간격으로 흡수선량을 측정하였다. 최적필터의 조사야 의존성을 구하기 위해서 $4cm\times4cm$에서부터 $25cm\times25cm$까지 조사면적을 변화시켜가며 흡수선량을 측정하였다 결과 : 표면선량은 조사면적을 증가시키면 서서히 증가하였고 $15cm\times15cm$ 조사면적 이상에 서는 표면선량이 급속히 증가하였다. Al판을 사용했을 경우 표면선량이 최대선량 지점의 선량보다 낮게 유지되지 않으므로 Al판은 전자필터로는 부적합하였으며 0.5mm Cu판과 Cu/Al=0.28mm/1.5mm 복합판이 최적 전자필터로 결정되었다. 두가지 최적필터의 경우 $4cm\times4cm$ 조사면에서는 표면선량을 $5.5\%$(tray 사용할때 표면선량에서 filter 사용할때 표면선량을 뺀 것) 낮출 수 있었고 $10cm\times10cm$에서는 $11.3\%,\;25cm\times25cm$에서는 $21.3\%$로 낮출 수 있었다. 결론 : 전자오염에 기인한 표면선량은 조사면적에 의존하였고 트레이를 설치했을때 표면의 전자오염은 많았고 특히 조사면적이 클 때 표면의 전자오염은 더욱 증가하였다 표면 및 build-up영역의 선량 특성을 측정한 결과 0.5mm Cu판과 Cu/Al=0.28mm/1.5mm 복합판이 최적 필터로 결정되었다. 트레이 밑에 최적 필터를 부착하면 표면선량을 유효하게 감소시킬 수 있었고 필터의 효과는 조사면적이 클 때 더욱 좋았다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권1호
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• pp.109-115
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• 1994

본 연구의 목적은 뇌정위적 방사선수술시 최적 선량분포를 얻기 위하여 빠른 multiple isocenter 계획을 효과적으로 수행할 수 있는 방법을 개발하는 데 있다. 18cm 직경의 구형 머리 팬톰과 정확한 선량 알고리듬을 이용하여 선량값을 계산한 뒤 fltting 기술을 이용하여 빠른 구형선량 모델을 개발하였다. 구형선량 모델을 이용하여 single isocenter에 대한 선량값은 합산에 의하여 쉽게 얻어졌다. Isocenter들간의 이동에 따른 선량분포의 변화를 이용하여 컴퓨터 자동추적 방법이 개발되었으며, isocenter 간격 및 collimator 크기가 빠른 시간내에 결정될 수 있었다. 구형선량모델은 beam data에 의한 선량데이타와 같은 선량분포를 나타냈으며 고속으로 삼차원 선량계산을 가능하게 하였다. 컴퓨터 자동추적 방법은 지금까지의 시행착오적 방법에 비해 보다 빠르게 최적 isocenter setting을 제공할 수 있었다. 구형선량모델 및 컴퓨터 자동추적방법은 multiple isocenter를 이용한 수술 계획시 최적선량 분포를 보다 빨리 얻을 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제11권1호
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• pp.49-57
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• 2000

방사선 치료에 따른 방사선량 최적화 문제를 풀기 위한 새로운 방법이 제시되었다. 기존의 2차원 치료계획과는 달리 3차원 문제에서는 모든 조건이 훨씬 복잡하고 관련된 변수도 많아지기 때문에 문제를 해결하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 3차원 선량최적화 문제를 접근하는데 있어서, 해가 존재할 수 있는 범위를 줄여주고, 중요한 파라미터들을 미리 구해주어서 치료계획에 관련된 변수를 줄이는 방법을 연구하였다. 먼저 선형가속기와 환자좌표계사이의 좌표변환을 이용하여 두부 내의 중요기관을 피하는 빔 위치를 찾았다 그리고 임의의 빔 위치에 대해 병소를 완전히 감싸는 빔 크기와 콜리메이터 회전각을 구하였다. 그 결과 가능한 빔 위치를 줄여줄 수 있었고, 빔 크기와 회전각에 대한 의존성을 없앨 수 있었다. 따라서 고려해야할 변수의 조합이 크게 줄어들게 되었고, 목적함수를 이용한 선량최적화에 있어서 최소한의 변수로만 계산이 가능하게 되었다. 위의 결과를 이용하여 임상에 널리 쓰이는 2차원 방사선치료계획의 선량최적화 문제를 해결하였다. 선량기울기, 중요기관의 선량, 선량분포 균일도를 조합한 목적함수를 최소화하는 최적해를 step search 방법을 이용하여 구하였다. 그리고 이 최적해를 이용한 선량분포로부터 새로운 방법에 의한 선량최적화의 가능성을 확인할 수 있었고, 후속 연구를 통하여 상용 방사선 치료계획 시스템에 적용함으로써 임상에 쓰일 수 있을 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제23권3호
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• pp.176-185
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• 2005

목적: 환자별 강도변조방사선치료 정도관리(IMRT QA) 중 필름 선량계를 임상에 적용하고, 필름 등선량중심점 치우침 교정 최적화법을 개발하였다. 최적화 후 필름 선량계에 대한 정량적 허용기준도 제시하고자 하였다. 대상 및 방법: IMRT 치료를 시행하기로 한 14명의 두경부종양 환자에서 필름 선량계를 시행하고, 가장 큰 계통적 오차 요인인 필름 등선량중심점 치우침 교정 최적화법을 고안하여 적용하였다. 결과: 필름 선량계의 필름 등선량중심점 치우침 교정 최적화법은 local minimum을 구하는 방식으로 고안하였으며, 환자에게 적용 시 조정값은 2 mm를 보인 2명을 제외하고 12명에서 1 mm로 나타났다. 필름 등선량중심점 치우침 교정 최적화 전후로 선량오차 결과를 산출하였으며, 최적화 전후의 절대 평균 선량오차의 평균은 각각 $2.36\%,\;1.56\%$, 점선량오차가 $5\%$ 이상인 지점의 비율은 평균은 각각 $9.67\%,\;2.88\%$로서 최적화 후 선량오차가 현저히 감소하였다. 최적화 후 절단 저선량 영역을 설정하였으며, 최적화 후 $5\%$ 이상의 점선량오차 지점 수 $10\%$ 미만, 절대평균 선량오차 $3\%$ 미만의 필름 선량계를 위한 정량적 허용 기준을 제시하였다. 결론: 본 연구에서 개발한 최적화법은 필름 선량계의 치우침 교정에 매우 유효하며, 최적화 후 제시된 정량적 허용 기준은 환자별 IMRT QA에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권2호
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• pp.243-252
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• 1994

원격조종 아프터로딩에 의한 고선량율 관내삽입조사는 체내 발생된 종양에 방사선원을 근접시켜 치료하는 방사선요법으로서 신속한 선량계산과 선량의 정확성 및 다양한 모양의 최적선량분포가 요구된다. 저자들은 크기가 작고 선량율이 높은 고선량율의 방사성동위원소에 대한 정확한 조사선량과 최적선량분포를 얻기 위하여 수학적인 콤퓨터 계산프로그램과 실측으로서 비교하였다. 고선량율 선원에 의한 방사선 조사선량과 조직내 흡수선량분포는 각각 Sievert적분식과 Meisberger의 다항식을 이용하여 작성하였다. 종양크기와 모양에 가장 알맞는 선량분포의 최적화를 실현하기 위하여 저자들은 치료기준점의 선량을 일정한 값으로 고정시키고 선원의 조사시간을 조정하는 선형반복 계산방정식을 이용하였다. 모형선원이 장착된 아프터로딩관을 삽입하고 조준엑스선으로 촬영하여 종양부위를 결정한 후 콤퓨터의 도움으로 아프터로딩관의 축과 평행한 등량곡선 또는 과일모양의 선량분포 및 기관지 모양의 등선량분포가 성취되도록 선량최적화를 시행하였고 선량계에 의한 실측치와 오차가 $3\%$이하로 잘 일치하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제2권2호
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• pp.121-128
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• 1991

뇌정위적 방사선 수술 시 정확한 3차원적 선량분포에 대한 정보가 필요한다. 3차원적 치료계획은 최적선량분포를 얻기위한 것이며 환자 데이타, 선량분포, 방사선 조사 요소들에 대한 3차원적인 관계를 다루어야만 한다. 원형 조사면에 대한 single 조사면 선량 데이타와 3차원 선량 알고리듬을 이용하여 non-coplanar moving arcs 에 대한 3차원적 선량모델이 개발되었다. 뇌정위적 방사선 수술시 3차원 선량 알고리듬의 적용과 여러경우에 대한 응용에 대하여 논의되어진다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.147-154
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• 2020

본 연구에서는 복합 부가필터(Composite added filtration) 4가지 종류(알루미늄, 니켈, 구리, 아연)를 두께별로 조합하여 X-선 감약에 따른 선량감소와 최적의 영상을 평가하였다. 선량과 화질을 평가는 RQR9 표준 선질을 설정한 X선 발생장치, 면적선량계 그리고 ICY 프로그램이 사용되었다. 화질평가 항목(PSNR, RMSE, SSIM)에서는 PSNR값이 30 dB 이상이 되는 영상들만을 분석하였다. 그 결과 선량평가에서 가장 우수한 조합은 3 mmAl + 0.6 mmNi(0.16µGy㎡)이었고, 화질평가에서 가장 우수한 필터는 0.9 mmAl (PSNR 34.24dB, RMSE 79.52, SSIM 0.24)이었다. 본 연구에서는 선량적 측면과 화질적 측면이 언급되었기에 향후 환자의 피폭선량과 최적의 영상에 대한 더 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권4호
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• pp.166-175
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• 2005

입체조형 동적회전조사 방사선치료(Dynamic Conformal Arc Radiotherapy, DCAR)에서 필름 선량계를 이용한 선량검증시 필름 회전중심점 이동 보정값을 최적화법으로 구하고 최적화 후 DCAR에 대한 선량 검증의 정량적 허용기준을 제시하고자 하였다. 정위방사선치료를 시행했던 7명의 전이성 뇌암 환자에서 DCAR 치료계획을 시행하고 필름 선량계로 선량을 측정하였다. 필름 선량계의 가장 큰 계통적 오차 요인인 회전중심점 이동 보정값을 최적화법으로 구하고 치료계획과 필름으로 측정된 선량분포를 비교하여 최적화 전후의 평균 선량오차와 점선량오차가 $5\%$ 이상인 지점의 비율을 얻었다. 모든 환자에서 필름 선량계의 회전중심점 이동 보정값은 1 mm 이내였다. 필름 회전중심점 이동 보정 최적화전, 후로 선량오차 결과를 산출하였다. 최적화 전, 후의 평균 선량오차의 평균은 각각 $1.70{\pm}0.36\%$, $1.34{\pm}0.20\%$이었고 점선량오차가 $5\%$ 이상인 지점 비율의 평균은 각각 $4.54{\pm}3.94\%$, $0.11{\pm}0.12\%$로서 최적화 후 선량오차가 현저히 감소하였다. 본 연구의 결과와 같이 최적화법을 이용한 필름의 회전중심점 이동값을 구하고 최적화 후의 평균 선량오차와 점선량오차가 $5\%$ 이상인 지점의 비율을 구하는 방법은 임상에서 DCAR에 대한 선량 검증 방법으로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.