• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권2호
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• pp.218-222
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• 2010

세기조절방사선치료(intensity modulated radiation therapy, IMRT)는 치료면적을 소조사면으로 나누어 여러 방향에서 방사선이 조사되기 때문에 기존의 치료방법에 비해 많은 MU와 더 긴 치료시간이 요구된다. 통증 및 장애 등으로 인해 장시간 같은 자세를 유지하기 어려운 환자의 경우, 효과적인 치료를 위해서는 선량율을 증가시켜 치료시간을 줄이는 것이 한 방법이다. 본 연구에서는 선량율 변화에 따른 선량 및 선량분포를 측정하고 그 변화를 알아보았다. IMRT 치료계획은 ECLIPSE 시스템(Varian, SomaVision 6.5, USA)을 이용하여, $0^{\circ}$, $72^{\circ}$, $144^{\circ}$, $216^{\circ}$, $288^{\circ}$ 방향의 5문 조사로 계획하였다. 선량율 변화에 따른 선량 및 선량분포 확인을 위해 선량율은 100, 300, 500 MU/min으로 설정하였으며, 선량과 선량분포는 이온함(PTW, TN31014)과 필름(EDR2, Kodak)을 이용하여 각각 측정하였다. 이때 필름 선량계는 아크릴 팬톰에 삽입 후 빔의 조사방향과 나란하게 설치되었고 방사선조사를 위한 선형가속기는 21EX-S (Varian, USA)를 이용하였다. 측정된 필름 선량계는 VXR-16 (Vidar System Corporation)을 이용하여 분석함으로써 선량분포를 확인하였다. 선량율이 증가할수록 CTV를 포함하는 100% 선량분포의 면적이 거의 선형적으로 감소함을 보였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제34권
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• pp.31-42
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• 2022

목 적: 본 연구는 6MV-FFF(Flattening Filter Free) 에너지를 사용하는 Tomotherapy, Halcyon, True-Beam 장비를 이용하여 가상의 표적 용적에 대한 표면 선량 값을 측정, 비교평가하고자 한다. 대상 및 방법: IMRT 팬텀(IBA, Germany)을 이용하였으며 표면 선량 측정의 정확도를 높이기 위해 without bolus, 0.5 cm bolus, 1 cm bolus 총 세 가지 조건으로 전산화 단층촬영을 시행하였다. 가상의 표적 깊이에 치료 계획 용적(Planning Target Volume, PTV)을 설정하고 1회, 200 cGy로 치료 계획을 각각 수립하였다. 표면 선량 측정은 Gafchromic EBT3 필름을 전산화 치료 계획과 동일한 구간에 위치시켜 10회 반복 측정한 뒤 분석하였다. 결 과: 각 장비 별 실험 결과 without bolus, 0.5 cm bolus, 1 cm bolus 순서로 표면 선량 측정값의 평균은 Tomotherapy에서 115.2±2.0 cGy, 194.4±3.3 cGy, 200.7±2.9 cGy로 확인되었고, Halcyon에서 104.7±3.0 cGy, 180.1±10.8 cGy, 187.0±10.1 cGy로 확인되었으며, TrueBeam에서 92.4±3.2 cGy, 148.6±5.7 cGy, 155.8±6.1 cGy로 확인되었다. 세 가지 조건에서 모두 치료 계획 시스템과 동일하게 Tomotherapy, Halcyon, TrueBeam 순으로 높게 측정되었다. 결 론: Tomotherapy와 Halcyon에서 TrueBeam 장비에 비해 표면 선량이 높게 측정되었다. 치료 부위와 치료 목적에 맞춰 장비 별 특성이 고려된다면 치료 효율성의 증가뿐 아니라 환자의 치료 만족도도 높아질 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권1호
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• pp.9-13
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• 2008

다이오드 측정기(diode)와 유리 선량계(glass dosimeter)를 이용하여 체표면 선량측정을 시행하고 실제 방사선조사 영역에 조사되는 방사선량을 치료계획 시스템에서 계산된 방사선량과 비교하여 유리 선량계를 체표면 측정기로 활용할 수 있는 가능성을 확인하고자 하였다. 이를 위하여 유방암 치료로 방사선을 조사받는 환자 27명을 대상으로 다이오드 측정기와 유리 선량계를 같은 부위에 부착하여 각각의 위치에서 조사되는 방사선량을 측정하였다. 여기서 사용된 유리 선량계는 총 40개 중 재현성이 3% 이내인 28개의 소자만을 사용하였다. 환자의 치료 셋업 위치에 따라 네 부위에 각각 선량계를 부착하여 각 위치에서의 선량값을 측정하였다. 연구에 참여한 27명의 환자 모두에 대하여 180 cGy/fraction의 방사선을 조사하였다. 이때 같은 부위에 부착한 두 측정기가 나타내는 선량값의 차이는 최대 3.2%였으며, 치료계획 된 선량값과 비교했을 때 다이오드 측정기의 경우 평균 2.3%의 차이를 보였으며, 유리선량계의 경우 평균 3.4%의 차이를 나타내었다. 이로써 유리 선량계는 체표면 측정기로 활용할 수 있는 가능성을 보였다. 치료계획에서 계산된 선량값에 비해 두 종류 측정기로 측정한 선량값이 모두 적은 값을 나타내었으나, 이는 각각의 선량계가 가지고 있는 특성 오차의 영향과 선량계를 부착한 부위가 고정되기 쉽지 않고 움직이기 쉬운 부분이라는 신체적 특성의 영향에 따른 차이라 생각된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권1호
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• pp.55-64
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• 2015

방사선치료계획장치의 핵심기술인 선량분포 계산은 빠르고 정확함을 요구한다. 기존 상용화된 치료계획장치의 선량 계산 방법은 빠르지만 정확성이 부족하고, 몬테칼로 방법은 시뮬레이션 시간과다 문제가 있다. 관심영역의 일부만 몬테칼로 방법이 계산하고 나머지 영역은 비선형함수사상 능력이 뛰어난 신경회로망이 계산하는 시스템은 상대적으로 빠르고 정확한 선량분포를 계산해낼 수 있다. 비균질 매질의 선량분포에 나타나는 불연속점과 변곡점의 특성을 신경회로망이 학습가능 하다는 것을 사전 작업을 통해 확인하였다. 이때 사용된 신경회로망은 Feedforward Multi-Layer Perceptron에 Scaled Conjugated Gradient 알고리즘과 Levenberg-Marquardt 알고리즘으로 각각 학습하여 성능비교를 하였고, 은닉층의 뉴런 개수에 따른 성능비교도 하였다. 마지막으로 균질매질의 팬텀에 대해 상용 치료계획장치의 선량계산 알고리즘으로 계산한 선량분포를 사전작업을 통해 확인된 신경회로망에 학습하여 깊이선량율의 평균제곱오차가 0.00214인 결과를 보여주었다. 균질 및 비균질 매질의 팬텀에 대한 3차원 선량분포를 계산하는 신경회로망 모델 개발 연구가 추가로 진행될 것이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (2)
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• pp.688-690
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• 2003

본 논문에서는 다해상도 2차원 실루엣 영상들을 이용하여 3차원 모델간의 형상 유사성을 비교하기 위한 방법을 제안한다. 제안 시스템은 포즈 정규화 모듈, 유사성 계산 모듈, 3차원 시각화 모듈로 구성된다. 형상 비교를 위해서 먼저, 3차원 인체 장기 모델을 입력으로 받아서 정규화를 수행하고, 다해상도 깊이맵을 획득한다. 이어서 유사성 비교를 위해 실루엣 영상을 추출한 후, 유사도 측정을 위해 시그니쳐를 측도로 사용한다. 최종적으로 계산된 결과들은 3차원 글리프 및 컬러 코딩을 이용하여 시각화된다. 본 논문에서 제시한 3차원 형상 비교 시스템은 전처리 단계에서의 정규화 수행을 통하여 스케일 및 회전 변환에 불변하는 특성을 보인다. 그리고 다양한 레벨의 깊이맵을 형상 비교에 사용하여 다해상도 기반의 유사성 평가를 지원하며, 평가 계산 속도와 정확성간의 유연성을 제공한다. 또한 3차원 히스토그램. 3차윈 글리프. 컬러 코딩 시각화 기법들과 2차원 실루엣 피킹 인터페이스를 통하여 인체 장기 모델간의 정량적 형상 차이를 사용자가 직관적으로 평가할 수 있도록 한다. 본 시스템은 차후 데이터베이스를 이용한 원격 진료 시스템에서의 질병 진단, 추적 관찰. 치료계획 등에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.325-332
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• 2019

본 연구는 4DCT를 이용하여 종양의 움직임을 분석하였다. ITV 여유에 따른 TC, II, CI를 이용하여 적절한 균일 IM을 확인하였다. 또한 각각의 경우에서 DVH와 NTCP를 비교하였다. 균일 IM 적용 시 종양에 대한 선량 분석 결과 TC, CI, II를 모두 만족하는 최적의 치료계획은 20% 위상에서 2 mm, 40%는 3 mm로 평가되었다. 이를 $PTV_{20}$, $PTV_{40}$의 정상조직에 조사되는 선량과 비교하였다. 20% 방사선 조사 영역에서 폐에 대한 $V_5$, $V_{10}$, $V_{20}$은 1.49, 1.26, 0.65% 증가하였고 40%는 1.9, 2.41, 1.23% 증가하였다. NTCP 역시 20%와 40% 각각 0.57, 0.029% 선량 증가가 있었지만 $PTV_{100}$ 보다 확실한 이점이 있었다. 척수와 심장은 각각 균일 IM에서 선량증가는 있었지만 큰 차이는 없었다. Novalis ExacTrac 시스템을 이용하여 호흡연동방사선치료 시 20% 위상의 ITV설정은 균일 IM 2 mm, 40%는 3 mm를 적용함에 있어서 종양선량의 기하학적 누락 없이 최적의 치료계획을 할 수 있음을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.985-991
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• 2023

온열치료의 품질관리를 위해서 조직등가 팬텀이 필요하다. 그러나 이를 위한 팬텀이 없어 한천으로 만든 팬텀이 여러 연구에서 사용되고 있다. 본 연구에서는 한천 팬텀의 조직등가 특성을 조직등가 물질 볼루스와 비교하여 확인하였다. 한천 팬텀과 볼루스의 CT 영상을 획득하고 영상분석과 전산화 치료계획 시스템을 이용한 선량계산으로 조직등가 특성을 확인하였다. 평균 픽셀값은 볼루스에서 96.960 ± 10.999, 3% 한천 팬텀에서는 108.559 ± 8.233, 4% 한천 팬텀에서 111.844 ± 8.651의 값을 보였다. 6 MV 엑스선을 SSD 기법으로 1.5 cm 깊이에 100 cGy를 처방하여 10×10cm²로 조사하여 빔의 중심축에서 깊이에 따른 흡수선량을 계산하였다. 볼루스, 3% 한천 팬텀, 4% 한천 팬텀의 심부선량분포의 급내상관계수는 0.979(p<.001, 95%CI .957-.991)로 나타났다. 흡수선량을 계산한 지점의 밀도(g/cm³)는 볼루스에서 0.990 ± 0.020, 3% 한천 팬텀에서 1.018 ± 0.020, 4% 한천 팬텀에서 1.035 ± 0.024로 나타났다. 본 연구에서 CT영상의 분석과 전산화 방사선치료계획 시스템을 이용해 한천 팬텀의 내부 밀도 분포와 균일도가 조직등가 물질로서 적절함을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권2호
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• pp.81-90
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• 2012

방사선 치료에서 부정확한 환자 셋업이 표적에 전달되는 선량에 미치는 영향과 치료 마진과의 연관성을 몬테칼로 기법을 사용한 전산모사를 통하여 분석하였다. 실제 방사선 치료를 받은 직장암 환자에 대한 임상표적체적(CTV: Clinical Target Volume) 및 주요장기의 구조와 치료계획 시스템(Eclipse 8.9, USA)을 이용하여 수립된 세기조절 방사선치료계획에서의 선량분포에 대한 데이터를 전산모사에서 사용하였다. 전산모사 프로그램은 리눅스환경에서 오픈소스인 ROOT 라이브러리와 GCC를 기반으로 본 연구를 위하여 개발되었다. 환자셋업오차의 확률분포를 정규분포로 가정한 것에 따라 무작위로 생성된 크기만큼 셋업이 부정확한 경우를 모사하여 임상표적체적에서의 선량분포의 변화와 오차크기에 따른 마진크기를 3차원입체조형 방사선치료에 사용되는 마진공식과 비교분석 하였다. 셋업오차 생성에 사용된 정규분포의 표준편차 크기는 1 mm부터 10 mm까지 1 mm간격으로 두었으며 계통오차와 통계오차별로 2,000번 전산모사했다. 계통오차의 경우 전산모사에 사용된 표준편차가 커질수록 임상표적체적에 조사되는 최소선량 $D_{min}^{stat{\cdot}}$은 100.4%에서 72.50%로 감소하였고 평균선량 $\bar{D}_{syst{\cdot}}$도 100.45%에서 97.88%로 감소한 반면에 표준편차${\Delta}D_{sys}$는 0.02%에서 3.33%로 증가하였다. 통계오차의 경우 최소선량 $D_{min}^{rand{\cdot}}$은 100.45%에서 94.80%감소하였고 평균선량 $\bar{D}_{syst{\cdot}}$도 100.46%에서 97.87%로 감소하였으며 표준편차 ${\Delta}D_{rand}$는 0.01%에서 0.63%로 증가하였다. 그리고 마진공식으로부터 전산모사에 사용된 셋업오차에 해당되는 마진크기를 구하고 모집단비율(population ratio)을 정의하여 기존 마진공식의 목적이 세기조절방사선치료에 만족함을 확인했다. 개발된 전산모사 프로그램은 해당 환자의 치료계획 정보를 직접 사용하므로 직장암만 아니라 두경부암, 전립선암 등 여러 환부에 적용 가능하며 셋업오차 및 선량변화에 연관된 연구에도 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한정형외과학회지
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• 제56권3호
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• pp.200-207
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• 2021

대퇴 삽입물 주위 골절은 고관절 치환술 후 발생하는 가장 치료하기 어려운 합병증 중 하나이며, 만족스러운 치료 결과를 얻으려면 면밀한 임상 및 방사선 사진 평가, 정확한 분류 및 치료 원칙에 대한 이해가 필수적이다. Vancouver 분류 시스템은 이러한 삽입물 주위 골절의 치료를 계획하기 위한 간단하고 효과적인 방법이다. 대퇴 스템이 안정된 골절은 견고한 내고정으로 효과적으로 치료할 수 있지만 대퇴 스템 해리가 동반된 경우 삽입물 주위 대퇴 골절은 재치환술이 필요하다. 고관절 치환술 후 발생할 수 있는 삽입물 주위 대퇴 골절 환자의 치료 원리와 대퇴 스템의 안정성을 평가하는 방법에 대해 설명하고자 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권2호
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• pp.131-138
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• 2008

본 연구에서는 방사선치료에 사용되고 있는 치료계획시스템 중 AAA와 PBC (Batho, M-Batho, E-TAR)의 알고리즘이 내장된 Eclipse (Varian, USA)을 이용하여 요철 표면을 가진 팬텀에 대한 선량계산 정확성을 평가하였다. 측정 조사면은 $10{\times}10\;cm^2$과 $20{\times}20\;cm^2$, 그리고 각각에 대한 MLC 차폐 조사면을 대상으로 하였다. 팬텀 속 측정점은 SSD=90 cm에서 깊이 5, 10, 15 cm에서 전리함을 이용한 6MV X-선에 대한 측정값과 선량계산을 알고리즘 별로 수행하고 비교하였다. AAA알고리즘을 이용한 계산 값들은 평탄표면과 양각표면에서 ${\pm}1%$이내로 측정과 일치하였으며, 음각표면에서 단위 MU당 선량을 최대 -1.9%까지 낮게 평가하였다. PBC알고리즘을 이용한 계산 값들은 평탄표면과 양각표면에서 측정과 각각 최대 +1.7% 및 +4.1%의 차이로서 대체로 단위 MU당 선량을 높게 평가하였으며, 음각표면의 경우에 측정과 차이가 -3.1%에서 ${\pm}2.1%$ 범위를 보였다. 계산 값들을 AAPM과 IAEA 허용기준과 비교하고 또한 통계적으로 분석할 때, AAA의 결과가 측정과 가장 잘 일치하는 것으로 나타났으며, PBC의 경우에 Modified Batho 알고리즘이 비교적 측정과 잘 일치하는 것으로 평가되었다.