• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.315-315
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• 2010

양성자 빔을 이용하여 두경부 암 치료를 South Africa의 iTHEMBA에서 시행하고 있다. 200 MeV의 양성자 빔라인으로부터 진공에서 대기로 인출하여 노즐을 통과하여 종양세포에 조사된다. 치료계획에 적합하게 빔에너지와 모양을 변환하고, 빔을 모니터링하는 기계적 장치들이 노즐에 구성된다. 빔라인에는 이온챔버, Steering Magnet, Multi-wire 이온챔버, Range trimmer plates, lead scattering plate, Double-wedge energy degrader, Multi-layer Faraday cup, Range modulator, Range monitor, occluding ring, Shielding collimators, Quadrant and monitor ionization chamber, Treatment collimator, 그리고 Wellhofer dosimetry tank로 구성되어 있다. 총길이는 6.6m이며 노즐 끝에서 환자의 isocenter 까지는 30cm 정도 아래에 위치한다. 상기의 배치를 갖는 시스템의 양성자 scattering system의 성능을 MCNPX v2.5.0 Monte Carlo simulation을 실시하였다. 또한 정확한 선량을 실시간으로 측정하는 방법인 투과형 검출기를 개발하여 치료와 빔 특성을 동시에 수행하는 기술개발연구가 보고되고 있다. 본 연구에서는 Multileaf Faraday Cup (MLPC) 검출기 설계구조와 데이터 측정방법에 관한 연구를 수행하고자 한다. 빔의 전송 방향으로 3개층의 $4{\times}4$ 배열의 구조로 48 channel의 전류값을 측정하여 입자빔의 분포를 실시간으로 관측하고, 측정된 전류는 ADC를 거쳐 치료계획에 의해 선택된 영역의 SOBP를 유지하도록 range modulation propeller를 조절하는 feed-back system을 갖춘 방사선치료빔 실시간 측정장치 개발에 관한 결과를 보고하고자 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권2호
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• pp.77-83
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• 2004

모델 기반으로 광자선 선량을 계산하는 전산화치료계획장치를 취역검사(commissioning)하기 위해서는 많은 파라미터들을 조절해가면서 측정된 심부선량 및 가로방향선량분포 등을 맞추어야한다. 우리는 몬테카를로 전산 모사를 이용하여 Pinnacle$^3$ 시스템의 취역검사에 필요한 광자선의 에너지 스펙트럼, 오염 전자(contaminant electron), 축외선질연화(off-axis softening) 및 입자 유량 증가 등을 기술하는 파라미터들을 구하였다. 몬테칼로 계산을 통해 실험으로는 측정이 쉽지 않은 이러한 양들의 변화량을 알 수 있었으나 축외선질연화 및 입자 유량 증가 변수의 경우에는 Pinnacle$^3$ 시스템을 이용한 계산과 측정값에 불일치를 보였다. 전산화치료계획장치의 취역검사에 몬테카를로 방식으로부터 얻은 파라미터 값을 그대로 이용하는 문제는 추가 연구가 필요하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.288-288
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• 2010

현대사회의 급속한 고령화로 암 환자의 수는 2002년 기준 약 10만 명에서 매년 7~10 %씩 증가되어 2012년에는 20만 명이 될 것으로 추정되어지고 있다. 수술, 방사선 치료, 약물요법 등이 주요 치료방법이며, 암 환자의 30-50 %가 전리 방사선치료를 받고 있다. 방사선치료는 19세기 말에 발견된 미지의 X-선이 희망의 방사선으로 변화하여 암의 진단 및 치료에 활용되고 있으며, 인간 삶의 질 향상에 핵심적인 역할을 담당하고 있다. 기존의 X-선이나 감마선의 단점을 극복 할 수 있는 입자 빔을 1970년대 미국의 캘리포니아 대학 Berkely National Laboratory에서 처음으로 암 치료에 적용하였다. 현재는 일본과 독일에서 활발하게 활용되고 있으며 국내에서도 입자 치료시설을 구축 또는 개발계획 중에 있다. 방사선치료의 완치율을 높이기 위해서는 정확한 선량을 암세포에 전달해야 한다. 환자에 전달되는 입자빔을 실시간으로 측정하는 기술이 연구되어지고 있다. 지금까지는 빔의 특성을 측정하기 위해 간섭적인 방법을 사용하였으나, 투과형 검출기를 개발하여 실시간으로 치료와 빔 특성을 동시에 수행하는 기술개발연구가 보고되고 있다. 본 연구에서는 Multileaf Faraday Cup (MLPC) 검출기 설계구조와 데이터 측정방법에 관한 연구를 수행하고자 한다. 빔의 전송 방향으로 3개층의 $4{\times}4$ 배열의 구조로 48 channel의 전류값을 측정하여 입자빔의 분포를 실시간으로 관측하고, 측정된 전류는 ADC를 거쳐 치료계획에 의해 선택된 영역의 SOBP를 유지하도록 range modulation propeller를 조절하는 feed-back system을 갖춘 방사선치료빔 실시간 측정장치 개발에 관한 결과를 보고하고자 한다.

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

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권3호
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• pp.125-129
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• 2005

입체조형방사선치료와 세기조절방사선치료를 위해 여러 셈법을 포함한 치료계획장치가 임상에 사용되고 있다. 본 연구에서는 조사면 1$\times$1cm$^{2}$에서 최대 조사면 40$\times$40까지의 빔 데이터를 측정하여 이를 치료계획장치에 넣어 빔 모델링을 수행한 후 측정된 빔 데이터와 계산된 빔 데이터의 차이를 비교 분석하였다. 6 MV 광자선의 빔 데이터를 피형 실리콘 검출기와 radiochromic 필름을 사용하여 측정하였고 측정된 빔 데이터의 빔 모델링은 Pinnalce 7.4f의 자동화 모델링을 사용하였다. 작은 조사면의 경우 측정된 데이터와 계산된 데이터가 측방선량분포에 있어 선량 내 영역에서는 적게 평가되고 반음영 영역에서는 크게 평가됨을 알 수 있었다. 또한 심부선량백분율 곡선의 경우 D$_{max}$ 깊이가 작은 조사면의 경우 2 mm 정도 더 줄어듦을 알 수 있었다. 그러나 조사면 4$\times$4 cm$^{2}$에서 최대 조사면 40$\times$40 cm$^{2}$ 까지의 측방선량분포에 대해서는 측정된 데이터와 계산된 데이터가 잘 일치하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제4권2호
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• pp.179-181
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• 1986

최근 방사선치료영역에 있어 CT의 역할은 매우 중요시되고 있다. 종래의 병기결정 등 진단적가치 이외에도 방사선치료분야에 있어서는 환자신체의 윤곽 종양침습 범위, 인접 정상구조물의 위치, 조직불균질성의 정도 등을 정확하게 파악할 수 있고 입체적영상의 재구성도 가능하여 주위 정상조직의 손상 없이 충분한 종양치료선량을 조사하는데 있어 거의 필수이라고 까지 할 수 있다. 이와 같은 진단용 CT상은 모두 실물크기를 일정 비율로 축소시킨 영상으로 기록 및 보관되고 있는 바 방사선치료계획시 이 축소된 CT상을 치료계획용 콤퓨터에 입력할 경우 같은 CT영상일지라도 치료의사에 따라서 또 입력할 때마다 조금씩 차이가 생길 수 있음으로 이와 같은 오차를 줄이기 위하여는 실물크기의 영상이 필요하게 된다. 저자들은 축소된 CT영상을 실물크기로 확대하기 위하여 overhead projector(3M사제)와 평면거울을 부착시킨 정맥주사용 Pole을 이용하여 값싸고 간단한 장치를 고안하였으며, 이를 사용하여 쉽게 실물크기영상을 치료계획용콤퓨터 (Thenac 2000, NEC제)의 입력판위에 얻을 수 있었기에 보고하는 바이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제21권2호
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• pp.83-88
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• 2009

목 적: 온 보드영상(OBI)장치를 이용한 콘빔CT는 환자 치료 중 실시간으로 전산화모의치료 영상과 비교하여 환자의 자세 및 표적용적의 움직임과 셋업오차를 확인 할 수 있다. IMRT 시 콘빔CT를 이용해 환자의 자세 및 표적용적의 변화와 움직임을 확인하여 치료계획과의 오차정도를 산출하고, Automatic Match System을 이용하여 위치 보정을 한 후 전자포털영상 장치를 통하여 위치보정의 정확성을 검증하고, IMRT에서 콘빔CT의 유용성과 Automatic Match System의 정확성에 대하여 알아보고 자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 치료받은 IMRT 환자 중 두 경부 치료환자 3명, 골반부 치료환자 1명을 대상으로 치료 자세의 변동과 그에 따른 조사용적의 위치변동을 알아보기 위해 선형가속기에 장착된 온 보드 영상 장치를 이용해 콘빔 CT를 촬영하였다. IMRT 전 매 치료 시 마다 콘빔CT를 촬영하여 전산화단층모의치료 영상과 비교하여 좌표별로 치료계획과의 오차값을 확인하고 3D/3D Match의 Automatic Match System을 통하여 치료계획과 일치하도록 이동 보정한 후 전자포털영상 장치를 이용하여 검증, 평가하였다. 결 과: 치료 전 콘빔 CT와 전산화단층모의치료 영상 비교 시 두 경부에서 좌표별 평균오차는 Vertical 0.99 mm, Longitudinal 1.14 mm, Lateral 0.84 mm, Rotation $0.49^o$이고, 골반부의 평균오차는 Vertical 2.78 mm, Longitudinal 2.04 mm, Lateral 4.91 mm, Rotation $1.07^o$로 부위별로 다소 근소한 차이를 보였다. 보정 후 검증에서는 전자포털영상 장치에 의한 영상과 DRR 영상 비교 결과 0.5 mm 이내의 오차로 정확한 보정이 이루어졌음을 알 수 있었다. 결 론: 치료 전 콘빔CT 영상은 환자의 셋업오차와 장기 및 표적의 위치변화를 2차원적 영상의 비교와 달리 하나의 체적으로 재구성된 3차원적 영상으로 비교함으로써 보다 정확하게 위치변화와 표적용적의 변동 등을 측정, 보정하여 정확한 치료를 할 수 있으며, 그 오차 값을 산출하여 비교할 수 있다. 이상의 연구로 보아 콘빔CT는 치료계획과 일치하는 정확한 치료전달과 반복적인 치료재현성에 유용하였으며, 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다. 콘빔CT에 의해 향상된 정확도는 복잡한 모양의 표적용적과 급격한 선량분포의 변화가 나타나는 IMRT에서 더욱 필요하며 각 치료 부위별, 치료 목적별로 Match focus에 대한 기준을 연구해야 될 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권4호
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• pp.186-191
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• 2004

방사선 치료에서 각 방사선치료 관련 장비의 주기적인 정도관리는 매우 중요하나, 방사선 발생장치에 비하여 방사선치료계획시스템(RTPS)에 대한 정도관리는 아직 미흡한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 방사선치료계획시스템의 정도 관리를 위해서 주기적인 정도관리 항목을 제시하고, 수행함으로써 국내에서 사용하고 있는 치료계획시스템들의 성능을 비교, 평가해보고자 한다. 정도관리 항목은 입ㆍ출력 장치와 같은 비 선량학적 측면과 선량계산 결과에 관련된 선량학적 측면으로 크게 분류하였고, 수행 시간, 에러 발생률, 중요도에 따라서 주간, 월간, 연간, 비정기적으로 분류하였다. 불균질 상태를 모사한 물 등가 고체팬톰을 컴퓨터단층 촬영하여 영상을 얻었으며, RTPS에 입력하여 정도관리를 수행하였다. 입출력 장치는 장비의 오작동 여부를 점검하고 입출력 후 실제 영상과의 크기 차이를 비교하였고, 선량계산 항목은 정방형 조사면, 부정형 조사면, 쐐기 조사면, 불균질 물질 보정, 사방향 조사 등에 대해 수행하였다. 에너지는 6 MV, 10 MV를 이용하여 이온검출기를 통해 기준점에서의 실제 측정값을 얻었고, 계산된 값과 실제 측정한 값을 비교하여 RTPS의 정확도를 평가하였다. 기하학적 정확도와 선량의 정확도를 평가한 결과 선진 각국 및 각 학회에서 권고하고 있는 허용 범위 내에서 대부분 일치하였다. 따라서 방사선치료의 성적을 향상시키기 위해서 주기적인 정도관리가 요구되며, 본 연구결과를 토대로 RTPS의 정확성을 평가하기 위하여 국내 실정에 적합한 주기적인 정도관리 프로그램을 제시할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권3호
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• pp.167-172
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• 2004

지멘스(Siemens)사에서 개발된 가상미세다엽콜리메이터인 HD-270은, 전형적 다엽콜리메이터에 있어 폭의 유한성 때문에 불필요하게 발생하는 조사경계면의 요동현상을 완화시켜준다. 저자들은 이 기법을 사용했을 때의 선량분포의 변화를 확인하고, 치료계획단계에서 이를 평가해 볼 수 있도록 Pinnacle (Philips Radiation Oncology Systems, 미국) 전산화치료계획장치에 구현하였다. 그리고 임상적용에 앞서 선량학적 특성을 파악하기 위해, 가상미세다엽콜리메이터의 해상도, 조사경계면과 다엽콜리메이터가 형성하는 각도가 요동현상 및 유효반음영에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 가상미세다엽콜리메이터 구현에 수반되는 치료테이블 움직임에 대한 위치 정확도를 평가하였다. HD-270의 임상적용을 위해 추가적으로 소요되는 치료계획과 치료 시간은 무시할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제34권2호
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• pp.157-163
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• 2011

현재의 방사선 치료의학은 고도로 발전하여 다양한 기술의 방사선 치료기술(IMRT, SRS, 3D-RT, 등)이 행하여지고 있다. 자궁경부암의 방사선 치료나 직장암의 방사선 치료에서는 아직까지 보편화된 치료법인 3문 조사법이나 4문조사법을 실시하고 있다. 2차원 치료 시 치료부위 피부에 방사선에 의한 화상이 생기게 된다. 이러한 피부 부작용은 방사선 치료의 대표적인 부작용이라 할 수 있다. 지금까지는 피부선량 측정에 있어서 1회 측정으로 총 치료기간을 환산하여 피부선량을 기술하였다. 본 연구에서는 환자의 매회 치료 시 마다 피부선량을 측정하였다. 피부선량 측정에는 누적선량 측정에 적합한 유리선량계를 사용하였다. 피부선량 측정 후 치료계획 장치에서 측정한 피부선량과 비교 분석하였다. 치료기간 동안 매번 측정한 피부선량과 치료 계획 장치에서 계산한 선량을 서로 유의성 분석을 실시한 결과 유의하다는 결과를 없었다. 환자치료 시 움직임에 의한 오차가 있음에도 치료 계획 장치의 계산 선량과 비교하여도 오차범위에 합당하였다.