• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권1호
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• pp.80-88
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• 2008

최근의 방사선 치료선량 계획시스템은 대체로 커널빔을 컨볼루션하여 조직선량을 구하고 있다. 본 연구에서는 광자선 빔에 따른 심부선량과 임의의 깊이에서 프로파일 선량을 구하기 위하여 반복적 수치해석을 통해 투과 필터에 의한 감쇠선량으로부터 에너지 스펙트럼을 구성하였다. 실험은 15 MV X선(Oncor, Siemens사)과 이온선량계 0.125 cc (PTW T31010)을 이용하여 납필터를 투과한 선량을 측정하여 이루어졌다. 15 MV X선의 에너지스펙트럼은 0.25 MeV 간격으로 납필터 0.51 cm에서 8.04 cm의 감쇠선량으로 실측치와 비교하여 구하였다. 실험 연산에서 15 MV X선의 최대유량은 3.75 MeV에서 나타났으며, 평균에너지는 4.639 MeV를 보였으며, 투과선량은 평균 0.6%의 오차인 반면에 최대오차는 납두께 5 cm에서 2.5%를 보였다. 조직선량은 에너지에 크게 의존하므로, 평탄형 필터의 중심과 Tangent 0.075와 0.125인 가장자리의 에너지를 구하였으며, 각각 4.211 MeV와 3.906 MeV로 나타났다. 심부선량과 프로파일 선량은 상업화로 공급되고 있는 선량계획시스템에 중심 선속과 가장자리의 각 에너지스펙트럼을 적용하여 구하여 실측선량률과 비교하였다. 생성된 심부선량 곡선은 조사면 $6{\times}6cm^2$에서 $30{\times}30cm^2$까지 실측치와 비교한 결과 1% 이내의 거의 일치하는 값을 얻었으며, 프로파일 곡선은 $10{\times}10cm^2$에서 1% 이내의 오차를 보였으나, $30{\times}30cm^2$와 같이 큰 조사면의 얕은 깊이에서는 2%의 오차를 보였다. 따라서 투과선량을 연산으로 구한 에너지 스펙트럼이 조직선량을 평가하는 데 상당히 적은 오차범위 내에서 정량적이고 정성적으로 얻을 수 있음을 알 수 있다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권1호
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• pp.65-69
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• 1997

목적 : 전리함의 크기로 인한 공간 분해능의 문제로 나타나는 전리함 반응함수를 제거하여 실제 선량분포를 얻고자 하였다. 대상 및 방법 : 내경 5mm, 6.4mm 등 2개의 서로 다른 크기를 갖는 전리함들과 다이오드, 필름의 반응함수를 구하고, 동일한 방사선 조사면$(10\times20cm^2)$의 선량분포 프로파일을 측정하여, 각각 deconvolution 기법으로 보정한 후, 보절된 격과가 일치하는지 비교하였다. 결과 : 원통형 전리함의 반응함수와 선량분포를 측정하였고, 측정한 선량분포에서 반응 함수의 효과를 deconvolution방법으로 제거하여 실제 선량분포를 찾아내었다. 사용한 에너지는 최대 광자선 에너지 4MV, 6MV, 15MV였으며, 전 에너지 영역에 걸쳐 보정 된 결과가 일치하는 방향으로 변화하였으며, 분해능 증가 효과가 있었다. 결론 : deconvolution 방법으로 전리함 반응 함수의 효과를 제거했을 때, 여러 측정기를 이용하여 측정한 선량 프로파일의 결과가 일치하는 경향을 볼 수 있어서 deconvolution 방법을 통해 얻은 선량 프로파일을 임상적으로 응용할 수 있음을 알았다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.66-66
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• 2003

목적 : 선량측정의 정확성을 향상시키기 위하여 물 흡수선량 표준에 토대를 두고 있는 표준측정법, AAPM TG-51과 IAEA TRS-398, 이 발표되어 선량측정의 파라다임이 변화하고 있다. 본 연구에서는 이들 대표적인 표준측정법에 대하여 사용자 편의성을 고려하여 웹에 기반한 선량교정 프로그램을 개발하고자 한다. 대상 및 방법 : 미국의학물리학회 AAPM TG-51과 국제원자력기구 IAEA TRS-398 표준측정법에 선량교정 프로그램은 Microsoft IIS 6.0 웹서버와 .NET 플렛폼상에서 Visual Studio. NET 도구를 사용하여 개발하였다. 개발언어로는 C# 언어를 사용하였고 각 표준측정법에 대한 선량교정 작업서는 ASP. NET 페이지로 작성하였다. 웹페이지와 산량 교정 모듈을 분리하여서 개발 후 유지보수가 쉽게 설계하였다. 또한 기준점에서의 선량 계상에 사용하는 모든 물리적인 파라미터와 데이터는 데이터베이스에 저장하였다. 이로써 향후 수식체계의 변화 또는 물리적인 데이터의 변화로 인한 프로그램 수정이 최소화하도록 하였다. 결과 : 이들 표준측정법은 모두 물 흡수선량 교정인수에 토대를 두고 있으나 측정 조건 및 물리적인 자료 에 있어 약간의 차이를 보이고 있다. 그러므로 각 표준측정법간의 유사점 및 차이점을 비교 분석하기가 용이하였다. 그리고 개발된 프로그램을 이용하여 표준측정법에서 제시된 선량교정 작업서에 따라 선량 교정을 수행한 교정 결과 데이터를 XML 파일 형식으로 저장하여 이전의 측정 자료를 관리할 수 있게 하였다. 이 과거 측정 자료를 사용하여 출력 선량 교정의 변화 및 기타 중요한 물리적인 데이터 값의 변화를 분석할 수 있다. 결론 : 두 표준측정법에 대한 선량교정 프로그램은 사용자가 선호하는 표준측정법을 선택할 수 있고, 웹에 토대를 두고 있어 프로그램으로 전국 방사선종양학과의 방사선치료기기의 출력 및 물리적인 변화에 대한 자료를 비교 분석하기 용이하고 수작업으로 인해 발생할 수 있는 실수 및 오차를 줄일 수 있다. 또한 개발된 프로그램의 활용을 통하여 국내 실정에 적합한 물 흡수선량 표준에 기반한 표준측정법 개발에 토대를 마련하는데 있어 기여할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권4호
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• pp.375-380
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• 2002

목적 : 사용하기 편리한 주기적 QA용 필름 선량측정 시스템을 개발하고자 하였다. 대상 및 방법 : OCF 선량측정 시스템(One Click Film Dosimetry system)은 주기적 정도관리를 신속히 처리할 수 있도록 포그 값 설정 및 H&D 환산, 각도 조절, 영상 중심점 자동 설정, 대칭도 자동 계산, 관심이 있는 위치에서 프로파일을 볼 수 있도록 하는 기능, 3차원 선량 분포 영상 실시간 구현 등이 가능하도록 고안하였다. 결과 : 주기적 정도관리에 자주 사용되는 기능으로 영상의 중심점, 포그 값 설정과 H&D 환산(Background/H&D Correction), 대칭도, 등선량 분포도 그리고, 3차원 선량 분포 영상 실시간 구현 및 임의의 지점에 대한 프로파일을 한 번의 클릭으로 볼 수 있었다. 결론 : OCF 선량측정 시스템은 임상에서 정도관리를 수행하는 절차가 상품화된 필름 선량측정 프로그램에 비해 간단한 절차로 신속한 결과를 보여주었다. 앞으로 세련된 사용자 인터페이스 환경설계와 주변장치 인터페이스 같은 세부적인 기능 강화를 통해서 실제 임상에서 여러 분야에서 유용하게 이용할 수 있음을 보였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권1호
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• pp.71-78
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• 1997

목적 :동적 쐐기 조사면 측정을 다중 검출기 시스템과 같은 특수한 장치없이 보편적인 방사선 측정 방법을 사용하여 시행할 수 있는 방법을 고안, 수행하였다. 대상 및 방법 : $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 동적 쐐기각(dynamic wedge angle)과 6MV와 15MV인 광자선을 발생시키는 선형 가속기(CL 2100 C/D)를 이용하여 wedge transmission factor 및 percentage depth dose(PDD, 선량 프로파일을 측정하였다. Wedge transmission factor는 6MV, 15MV인 광자선과 $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 4개의 동적 쐐기각에 대해서 $4\times4cm^2-20\times20cm^2$까지 1-2cm간격의 정사각형 조사면과 Y-field가 4cm, 20cm일 때 여러개의 X-field에 대한 각각의 직사각형 조사면에서 측정하였다. 또한 동적 쐐기의 구간별 치료표(Segmented Treatment Table, STT)값을 이용하여 wedge factor를 계산해 내었다. PDD는 필름 dosimetry로 구하였는데 개방 조사면에 대해 전리함과 필름으로 PDD를 구한 후 필름의 환산값을 알아내어 쐐기 조사면에 대한 필름 dosimetry로 PDD를 구하여 필름 환산값으로 전리함을 통해 얻을 수 있는 실제 PDD를 구하였다. 선량 프로파일은 비대칭 정지 조사면을 선택적으로 전리함을 이용하여 측정하고 이때 얻은 측정치인 소구간 프로파일과 STT를 이용하는 선량 분포 중칩 방식으로 구하였다. 결과 : wedge transmission factor의 측정치와 STT를 이용하여 구한 계산치를 비교한 결과 실험 오차 범위내에서 거의 일치하였다. 또한 직사각형 조사면에서의 wedge transmission factor 변화를 측정한 결과 동일한 Y-field에 대해서 직사각형 조사면은 정사각형 조사면에서의 wedge factor와 같았다. PDD는 필름 방사선 측정값의 보정으로 개방 조사면에서 PDD와 동적 쐐기 조사면에서 PDD 사이의 차이는 무시될 수 있다. 그리고 전리함의 측정으로부터 중칩 방식으로 얻어진 동적 쫴기의 선량 프로파일은 필름 dosimetry로 얻은 동적 쐐기의 선량 프로파일과 비교한 결과 최대 2% 이내 정확도의 허용 오차 영역에 들어옴을 볼 수 있었다. 결론 :동적 조사면의 특성으로 동적 쐐기 측정에서의 정보 수집을 위하여 모든 조사면에서의 방대한 측정과 그로인한 장시간의 소비, 또한 동적 쐐기 측정을 위한 특수한 장치가 필요하지만 보편적으로 사용하는 측정 장치, 즉 단일 검출기와 필름 방사선 측정 방법으로 충분히 용이하게 행할 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.233-241
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• 2014

본 연구에서는 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 이용하여 방사선 치료계획 시 3차원 흡수선량 분포 검증을 위한 정도 관리 소프트웨어를 개발하여 겔을 이용한 3차원 선량분석 방법을 제시하고자 한다. 우선 치료계획상의 3차원 흡수선량 데이터와 측정한 겔 광학밀도 데이터의 입출력 기능을 구현하였고, 변환 테이블을 이용하여 광학밀도를 흡수선량으로 변환하는 기능을 구현하였다. 겔에서 측정된 흡수선량과 치료계획상의 흡수선량 분포간의 기하학적 매칭을 위하여 3D 볼륨 데이터의 x, y, z 방향 및 회전 변환을 구현하였다. 매칭이 완료된 두 선량 분포간에 일치도를 검증하기 위하여 3차원 감마 인덱스알고리듬을 구현하였고, 감마 통과 지도(gamma passing map) 기반의 일치도 확인 기능을 구현하였다. 광학밀도와 흡수선량간의 관계를 분석하기 위하여 원기둥 형태의 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 대상으로 X-선 전산화 단층촬영기를 이용하여 CT 영상을 획득하였고, 방사선 치료계획 시스템(Eclipse, Varian, Palo Alto)을 이용하여 원반 형태의 6개의 가상 표적을 생성하여, 각각에 1 Gy에서 6 Gy까지 선량이 전달되도록 입체조형 방사선 치료계획을 수립하였다. 다음으로 광학 CT 스캐너($Vista^{TM}$, Modus Medical Devices Inc, Canada)를 이용하여 기준 투영 영상들을 획득하였고, 치료계획과 동일하게 겔에 방사선을 조사하였다. 조사2시간 후 매 2시간 간격으로 광학 CT 스캐너로 투영 영상 셋을 획득 후 3차원 광학밀도 데이터로 재구성하였다. 실린더 중심축을 따라 치료계획상의 흡수선량 프로파일과 광학밀도 프로파일을 추출하여 광학선량 대비 흡수선량 대응 테이블을 정의하였다. 이후 본 연구에서 개발한 소프트웨어를 이용하여 3차원상의 선량 분포의 일치도를 평가하였다. 광학밀도와 흡수선량간에는 supra-linear 관계가 나타났으며, 광학밀도는 그 크기에 따라 24시간당 60% 전후로 감쇄하였다. 측정된 흡수선량은 중심축 부근에서는 치료계획 선량과 잘 일치하였으나, 주변부로 갈수록 크게 낮아짐을 확인할 수 있었으며, 이로 인하여 3D 감마 통과율은 선량 차이율과 DtoA 각각 3%/3 mm의 조건하에 70.36%로 낮게 나타났다. 이러한 결과는 광학 CT 스캐너 내부의 오일과 $PRESAGE^{REU}$ 겔간의 굴절률이 정확하게 매칭되지 않아서 광학 스캔 시 빔이 굴절되어 부정확한 데이터를 만들어 내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발한 정도 관리소프트웨어는 3차원 겔 선량을 비교 분석하기에 유효한 것으로 평가되었으나, $PRESAGE^{REU}$ 겔로부터 정확한 흡수선량데이터를 획득하기 위해 겔 선량측정 과정의 많은 개선이 요구된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권3호
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• pp.188-198
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• 2012

본 연구의 목적은 국내 개발된 치료계획장치(Treatment Planning System, TPS)인 CorePLAN$^{TM}$에서의 빔 모델링을 기반으로 하는 Collapsed Cone Convolution (CCC) 선량 계산 알고리듬의 정확성을 평가하는 것이다. 여러 셋업 조건에 따라 빔 모델을 TPS에 생성하였고, 6 MV와 15 MV 광자 에너지에 대하여 $50{\times}50{\times}50cm^3$의 물 팬톰 내에서 CCC 알고리듬을 사용하여 선량 계산을 하였다. 대상 조사면은 $4{\times}4cm^2$, $6{\times}6cm^2$, $10{\times}10cm^2$, $20{\times}20cm^2$, $30{\times}30cm^2$와 $40{\times}40cm^2$을 대상으로 하였고, 각각에 대하여 열린 조사면과 쐐기 조사면으로 구분하였다. 생성된 빔 모델들은 측정된 데이터와 계산된 데이터의 심부선량백분율(Percent depth dose, PDD)과 선량프로파일(lateral profile)을 비교하여 모든 깊이에서도 잘 맞는지 평가하였다. 측정된 방사선량과 CorePLAN$^{TM}$에서 CCC 알고리듬을 이용하여 계산된 방사선량은 PDD에 있어 build-up 영역을 제외하고 열린 조사면은 최대 2%, 쐐기 조사면는 최대 3% 이내로 일치하였다. 선량프로파일은 조사면 내 영역에서는 1%, 반음영 영역에서는 4% 이내로 일치함을 확인하였다. 모든 조사면에서 반음영을 제외한 $10{\times}10cm^2$에서 최대 $40{\times}40cm^2$까지의 선량프로파일에 대하여 측정된 방사선량과 계산된 방사선량이 3% 이내로 일치하였다. 반면에, 열린 조사면에 비하여 쐐기 조사면에서 선량 차이가 뿔(horn) 영역의 가장자리에서 4%까지 높게 나타났다. 본 연구 결과에서 보여주는 선량 차이는 일부 영역을 제외하고 국제 기준에 적합한 결과값을 보였다. 선량 차이가 크게 발생하는 영역은 임상적으로 중요성이 크지 않은 표면 영역임을 감안할 때, 임상에서의 활용이 가능하리라 기대된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권3호
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• pp.161-166
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• 2004

쐐기형태의 선량분포를 만드는 데 이용되는 선형가속기에 장착된 동적쐐기(EDW; Enhanced Dynamic Wedge)의 품질관리를 위한 간단한 방법을 고안하였다. 선량 프로파일의 품질관리를 위해서는 필름 선량측정 장비와 필름 스캐너, 고 에너지 선량 측정용 필름, 필름 농도계, 삼차원 치료 계획 장치가 사용되었다. 역방향 60$^{\circ}$ 동적쐐기를 각각 한 필름에 조사(이하 60$^{\circ}$REWP; 60$^{\circ}$ Reversed Wedge Pair)하고, 이를 통해 얻어진 선량 프로파일의 선량 대칭도를 정량적으로 분석하였으며, 동적쐐기 구동이 중간에 멈춘 경우 이를 보상하는 부분 보상조사(Partial treatment mode)도 비교하였다. 또한 측정 된 자료들을 구간선량표(Golden STT； Segmented Treatment Table) 로 구현한 삼차원 치료 계획 장치의 계산치와 비교하였다 60$^{\circ}$REWP의 실험을 통해 역방향 쐐기의 효과가 1% 이내에서 잘 상쇄되었음을 알 수 있었으며 이 자료를 기준으로 한 품질관리의 타당성을 확보할 수 있었다. 실효쐐기인자의 품질관리를 위해서는 쐐기 각도 $10^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$에 대해 실측하였고, 구간선량표에서 보정인자를 유도하여 동적쐐기 조사 시 자동으로 생성되는 로그 파일을 참조하여 실효 쐐기인자 계산치를 얻어내어 비교하였다. 이 방법을 통해 별도의 측정 장비 없이 용이하게 쐐기인자의 이상 유무를 파악할 수 있었다. 기존의 복잡한 품질관리의 방법을 단순화하고 효율을 극대화시킴으로써 측정에서 분석까지 1시간 내에 동적 쐐기의 품질관리를 수행할 수 있었다. 동적쐐기는 금속쐐기와 달리 선량률과 Y축 콜리메이터의 움직임에 따라 부정확도의 잠재가능성을 갖고 있으므로 수시 품질관리가 필수적인데 본 연구방법을 이용하면 단순하면서도 효율을 극대화할 수 있어 동적쐐기를 이용한 방사선치료의 안전도를 높일 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제38권4호
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• pp.483-489
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• 2015

현대의 의료용 방사선 발생장치는 영상을 저장하고 전송하기 위해 의료영상 표준규격으로 Digital image communications in medicine(DICOM)을 채택하고 있다. DICOM 규격에서는 피폭선량 정보 표시를 위해 DICOM dose Structured Report(DICOM dose SR)를 표준으로 제정하여 사용하고 있다. 이와 더불어 DICOM Modality Performed Procedure Step(DIOCM MPPS) 정보와 DICOM tag 정보에서도 부분적인 피폭선량 정보를 표시하고 있다. 본 연구에서는 DICOM과 관련된 피폭선량정보 표시방법에 대해 고찰하고 의료정보 시스템간의 상호연동 테스트를 위한 Integrating the Healthcare Enterprise(IHE)의 Radiation Exposure Monitoring(REM) 프로파일에 대해 살펴보았다. 의료기관에서 의료방사선피폭선량정보에 대한 품질관리를 위해서는 DICOM 정보에서 표시되는 피폭선량 정보형식에 대한 이해가 반드시 수반되어야 하고 장비도입 단계에서 관련 규격에 대한 검토가 이루어져야 한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.655-661
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• 2017

방사선 치료 전 환자 위치 확인을 위해 수행하는 콘빔 CT 촬영에서 환자 선량 감소를 위해 Sparse view CT가 사용되고 있다. 본 연구는 시뮬레이션과 실험을 통해 선형보간법과 inpainting 방법을 이용하여 사이노그램의 sparse 데이터 복원하고 평가하는 것이다. 사이노그램 복원은 여러 간격의 각도로 획득된 영상에 적용되었다. 복원된 사이노그램은 역투영재구성법으로 재구성되었고, 그 결과를 평균제곱근오차와 영상의 프로파일로 나타내었다. 결과에 따르면, 평균제곱근오차와 영상 프로파일은 투영 각도와 복원법에 의존하였다. 시뮬레이션과 실험 결과에서 inpainting 복원법은 선형보간법에 비해 사이노그램의 복원 측면에서 개선된 결과를 보여주었다. 따라서, inpainting 방법은 환자 선량을 감소시키면서 영상화질을 유지시키는데 기여할 수 있을 것이다.