• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제35권4호
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• pp.335-343
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• 2012

세기조절방사선치료는 기존의 3차원입체조형방사선치료보다 표적체적에 최적의 선량분포를 구현하면서 주변 정상조직에 들어가는 선량을 최소화할 수 있는 치료기법으로 현재 임상에서 많은 각광을 받고 있다. 특히 2011년 국민건강보험으로 인정되면서 그 이용이 대폭 증가하고 있는 추세이다. 또한 10 MV 이상의 고에너지 광자선에 대한 방사선 치료 이용이 증가하였고, 이러한 광자선은 타겟, 편평화여과기, 콜리메이터, 그리고 다엽콜리메이터와 같은 원자번호가 높은 물질과 광핵반응을 통하여 광중성자가 발생하게 된다. 특히 다엽콜리메이터 기반의 세기조절방사선치료는 MU를 증가시켜, 결국 광핵반응에 의한 광중성자 발생률을 증가시키게 된다. 이에 본 연구에서는 Rando 팬텀을 이용한 자궁경부암의 방사선치료에 있어 3차원입체조형방사선치료와 세기조절방사선치료 시 발생되는 광중성자의 선량을 정량적으로 평가하였다. 자궁경부암 치료를 위해 Rando 팬텀을 이용하여 3차원입체조형치료계획과 세기조절방사선치료 계획을 수립하였다. 치료실에 Rando 팬텀을 셋업 하였고, 광자극 발광선량계를 복부, 흉부, 경부, 그리고 미간의 표면에 부착한 후 치료계획을 기반으로 15 MV 광자선을 조사시켰다. 측정은 각 측정위치에서 5회 반복 시행하였다. 세기조절방사선치료로부터 측정된 광중성자의 선량을 3차원입체조형방사선치료와 비교했을 때, 복부, 흉부, 경부, 그리고 미간 측정 위치에서 각각 9.0 배, 8.6 배, 8.8 배, 그리고 14 배로 많이 발생함을 확인할 수 있었다. 이는 15 MV 광자선을 이용한 세기조절방사선치료가 조사야 밖에서 상당한 양의 광중성자를 발생시킴을 알 수 있었다. 의료용선형가속기의 물리적인 특성상 광중성자의 발생을 원천적으로 차단하기는 어렵겠지만 의료의 질적인 면이나 암 환자의 삶의 질 향상을 위해서 조사야 외 불필요하게 영향을 받는 정상조직에 대해서는 적절하게 보호할 수 있는 방안이 모색 되어야 하겠다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권4호
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• pp.298-304
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• 2008

본 연구에서는 다양한 관전압 사용에 따른 CR, DR 모의병변 흉부 영상을 이용하여 병변 검출 정도를 ROC 평가하였다. 모의 제작된 미세 폐 병변, 초기 침윤성 병변, 작은 혹 모양의 병변은 아크릴 판을 이용하여 인체형 흉부 팬텀과 포개놓고 영상을 획득하였으며 CR과 DR에서 각각 3개의 관전압(70 kV, 90 kV, 120 kV) 조건을 사용하였다. 총 18,000개의 관찰결과를 ROC평가 하였다. CR에서는 모든 병변에 대하여 70 kV로 획득한 영상이 높은 $A_z$값을 나타내었으나 DR에서는 두 개 병변에서만 70 kV로 획득한 영상이 높은 $A_z$값을 나타내었다. 본 연구내용을 바탕으로 검출기 종류와 관심 병변에 따른 최적의 관전압 조건을 사용하기 위하여 실제 환자에서의 임상 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.284-292
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• 2019

소아 흉부 CT 검사 시 방사선 피폭을 최소화 하면서 진단적으로 가치가 높은 영상을 얻기 위해서 Helical mode, High-pitch mode, Volume Axial mode를 적용하여서 선량, 검사시간, 화질을 비교하여 유용성을 평가하고자 한다. Revolution(GE Healthcare, Wisconsin USA)을 이용하여 PBU-70팬텀을 Helical mode, High-pitch mode, Volume Axial mode로 각각의 그룹으로 나누어서 관전압 80kVp, 조건으로 30회 검사를 실시하였다. 영상을 획득 한 후에 각각의 영상에 심장(Heart), 뼈(Bone), 폐(Lung), Back-ground air에 ROI를 설정하고 CT number(HU)와 noise(SD)값을 측정하여 평균값을 구하고 SNR과 CNR을 측정하였고, 장비에서 직접 제공하는 DLP값 비교하였다. 통계적인 유의성을 확인해보기 통계 분석은 SPSS 21.0을 사용하여 ONE-WAY-ANAOVA를 시행하였다. 본 실험을 통해 검사 시 volume axial mode 사용 시 가장 적은 선량으로 영상의 화질 저하 없이 빠른 시간에 검사가 가능하였다. 16cm의 detector coverage 가 모든 소아 흉부 CT검사에 적용하기에 제한점이 있으나 가능한 소아환자에 있어 적극적인 활용을 추천하며 volume axial mode의 다른 검사부위 적용에 대한 지속적인 연구가 필요하리라 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.573-579
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• 2023

본 연구는 자동노출조절장치를 사용하는 흉부 후·전 방향 방사선검사(Chest PA) 시 격자 사용 유·무 및 가상격자 사용에 따른 선량과 영상 품질의 차이 비교를 통해, Chest PA 시 임상적으로 새로운 격자 조합을 제안하고자 한다. 본 연구는 인체모형팬텀을 대상으로 Chest PA 자세에서 진행했다. 선량계는 흉추 6번 높이에 위치하였고, 조사 조건은 110 kVp, 320 mA, 1.6 mAs, SID는 180 cm, 조사야 크기는 17" × 17"로 동일하게 적용하였다. 물리적 격자를 적용한 상태와 미적용 상태에서 각각 30개의 영상을 얻었고, 물리적 격자 미적용 영상에 가상격자를 적용한 영상 30개를 추가로 획득하였다. 선량은 입사표면선량(ESD)을 측정하였고, 화질은 신호대잡음비(SNR)와 대조도대잡음비(CNR)를 측정하여 비교 분석하였다. 본 연구 결과 ESD는 물리적 격자를 사용하지 않을 경우 약 48%의 감소 효과가 있었다. SNR은 물리적 격자 미사용 시가 사용 시보다 약 32% 증가하였고, 가상격자를 사용한 경우에는 격자 사용 시 보다 약 18% 증가하였다. CNR은 물리적 격자 미사용 시가 사용 시보다 약 30% 증가하였고, 가상격자를 사용한 경우에는 격자 사용 시보다 약 16% 증가하였다. 본 연구의 결과, 물리적인 격자 대신 가상격자 사용 시 영상의 품질은 유지하되, 환자 선량은 감소시킬 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권3호
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• pp.355-361
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• 2017

소아는 성인보다 장기의 방사선에 대한 감수성이 크고 성장 중이기 때문에 더 민감하다. 피폭으로 인한 부작용을 겪는 기대수명이 길기 때문에 피폭선량의 관리가 어른의 경우보다 중요하게 다뤄진다. 본 연구는 10세 팬텀을 사용하여 현재 우리나라에 권고되어 있는 5세 소아의 촬영기준과 입사표면선량의 적합성을 확인하고 추가적으로 제시된 촬영기준으로 장기흡수선량을 측정해보았다. 임상에서 사용 중인 5세와 10세의 촬영조건과 장기흡수선량, 입사표면선량을 비교하였다. 임상 5세 촬영조건이 권고촬영조건보다 약간 높으며 임상 10세 촬영조건은 많이 높게 나타났다. 또한 권고 촬영조건으로 ESD를 측정한 결과 임상 촬영조건의 ESD가 43% 높게 나타났으며 10세의 ESD는 5세의 권고 촬영조건의 ESD 보다 126% 증가를 나타냈다. 5세의 권고된 ESD와 임상 촬영조건에 의한 ESD를 비교한 결과 31.6%의 차이를 나타냈다. 5세의 권고 촬영조건과 임상 촬영조건에 의한 장기흡수선량은 큰 차이는 없으나 흉부와 골반검사에서는 차이가 컸다. 그러나 10세의 임상 촬영조건에 의한 장기흡수선량을 비교하면 월등한 차이가 있었음을 알 수 있었다. 따라서 소아의 권고 선량에 대한 더욱 세분화된 기준안이 연구되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권4호
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• pp.163-171
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• 2011

본 연구에서는 피사체에 의한 산란, 초점에 의한 흐림, 기하학적 확대도 그리고 검출기의 특성이 반영된 유효검출양자효율(effective detective quantum efficiency, eDQE)과 유효선량을 평가하여 소아 흉부 X선 촬영 시 선량의 최적화를 위한 조사조건의 영향을 평가하였다. 100, 110, 120, 150, 180 cm의 FDD (focus-to-detector distance)일 때 관전압을 40 kVp에서 90 kVp까지 10 kVp씩 증가시켜가며 동일한 유효선량일 때 eDQE를 평가하였다. 그 결과 eDQE는 다른 관전압과 비교 시60 kVp에서 가장 높은 값을 보였다. 특히, 동일한 유효선량일 때 그리드가 없을 경우 상대적으로 매우 높은 eDQE를 나타냈다. 이는 그리드에 의한 산란선의 감소가 그리드에서 흡수된 유효 광자의 손실을 보상하지 못하기 때문이다. 그리드 가 없을 경우 FDD가 증가할수록 향상된 유효변조전달함수(effective modulation transfer function, eMTF)로 인하여 eDQE는 증가하였다. 국내 대형병원들의 대부분은 15개월 소아의 흉부 X선 촬영 시 그리드와 함께 100 cm의 짧은 FDD를 사용하고 있다. 그 결과 대부분의 경우는 국내 환자선량권고량(diagnostic reference level, DRL) $100{\mu}Gy$을 초과하였다. 이는 5세 소아 흉부 X선 촬영 시 150 cm에서 180 cm 사이의 긴 FDD를 사용하지만, 15개월을 모사하고 있는 표준 소아팬텀의 흉부 X선 촬영의 경우 100 cm의 짧은 FDD를 사용했기 때문이다. 따라서, 나이에 따른 소아의 흉부 X선 촬영을 시행하기 위한 적절한 조사조건이 확립되어야 한다. 본 연구 결과는 나이에 따른 소아 선량의 권고량을 설립하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.111-118
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• 2019

흉부 디지털 단층영상합성장치는 기존 DR의 낮은 깊이 해상도, CT의 높은 피폭선량 문제를 해결할 수 있는 획기적인 영상장치로 대두되고 있다. 그러나 제한된 스캔 각도로 인해 프로젝션이 X 선 소스 동작 방향으로 흉부를 완전히 포함 할 수 없어 재구성 된 슬라이스의 위, 아래 방향 경계를 따라 강도의 불연속성이 발생하게 되는데 이러한 현상을 잘림 아티팩트 (Truncation artifact)라고 한다. 이 연구의 목적은 가중 정규화 접근법을 사용하여 잘림 아티팩트를 줄이고 리스템에서 개발한 프로토 타입 흉부 디지털 단층영상합성장치 시스템에 대한 이 접근법의 성능을 평가하는 것이다. 이 시스템의 source-to-image distance는 1100 mm 이고 X 선원의 회전 중심은 검출기 표면에서 100mm 위로 설정되었다. LUNGMAN 팬텀을 사용하여 ${\pm}20^{\circ}$의 투영 뷰를 $1^{\circ}$ 간격으로 41장을 얻은 후, filtered back projection 알고리즘으로 재구성했다. 정량적 평가를 위하여 시뮬레이션을 이용하여 기준영상을 재구성 후 peak signal to noise ratio와 structure similarity index 값을 평가하였으며 실제 실험 데이터를 이용하여 mean value of specific direction 값을 평가하였다. 시뮬레이션 결과로 아티팩트 보정 전 일반적인 filtered back projection 알고리즘으로 재구성 한 영상과 비교하여 peak signal to noise ratio값과 structure similarity index값 모두 각각 증가하였으며, 실제 실험 재구성 영상의 mean value of specific direction 결과는 아티팩트의 영향이 감소됨을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 가중 정규화 방법은 잘림 아티팩트를 줄임으로써 진단의 어려움을 발생시키는 가능성을 개선시킬 수 있는 방법으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권2호
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• pp.157-166
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• 2015

목 적 : 사이버나이프 종양 추적 시스템(Cyber-knife tumor tracking system)은 환자 외부에 부착한 LED marker에서 얻어진 실시간 호흡 주기 신호와 호흡에 따라 움직이는 종양의 위치와의 상관관계를 바탕으로 종양의 위치를 미리 예측하고 종양의 움직임을 치료기와 동기화 (Synchronize) 시켜 실시간으로 종양을 추적하며 치료하는 시스템이다. 본 연구의 목적은 사이버나이프 종양 추적 방사선 치료 중 기침이나 수면 등으로 인해 예측 불가능한 갑작스러운 호흡 형태 변화에 따른 종양 추적 방사선 치료 시스템의 정확도를 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 연구에 사용된 호흡 Log 파일은 본원에서 호흡 동조 방사선치료(Respiratory gating radiotherapy)나 사이버나이프 호흡 추적 방사선수술(Cyber-knife tracking radiosurgery)을 받았던 환자의 호흡 Log 파일을 바탕으로, 정현곡선 형태(Sinusoidal pattern)와 갑작스런 변화 형태(Sudden change pattern)의 Log 파일을 이용하여 측정이 가능하도록 재구성하였다. 재구성 된 호흡 Log 파일을 사이버나이프 동적 흉부 팬텀에 입력하여 호흡에 따른 움직임을 구현할 수 있도록 기존 동적 흉부 팬텀의 구동장치를 추가 제작하였고, 호흡의 형태를 팬텀에 적용 시킬 수 있는 프로그램을 개발하였다. 팬텀 내부 표적(Ball cube target)의 움직임은 호흡의 크기에 따라 상하(Superior-Inferior)방향으로 5 mm, 10 mm, 20 mm 3가지 크기의 변위로 구동하게 하였다. 팬텀 내부 표적에 EBT3 필름 2장을 교차 삽입하여 표적 움직임의 변화에 따라 사이버나이프 제조사에서 제공된 End-to-End(E2E) test를 호흡의 형태에 따라 각각 5회씩 실시하고 측정하였다. 종양 추적 시스템의 정확도는 삽입된 필름을 분석하여 표적 오차(Targeting error)로 나타내었고, 추가로 E2E test가 진행되는 동안 상관관계 오차(Correlation error)를 측정하여 분석하였다. 결 과 : 표적 오차는 정현곡선 호흡 형태일 경우 표적 움직임의 크기가 5 mm, 10 mm, 20 mm 에 따라 각각 평균 $1.14{\pm}0.13mm$, $1.05{\pm}0.20mm$, $2.37{\pm}0.17mm$이고, 갑작스런 호흡 변화 형태일 경우 각각 평균 $1.87{\pm}0.19mm$, $2.15{\pm}0.21mm$, $2.44{\pm}0.26mm$으로 분석되었다. 표적 추적에 있어 변위 벡터의 길이로 정의할 수 있는 상관관계 오차는 정현곡선 호흡 형태일 경우 표적 움직임의 크기가 5 mm, 10 mm, 20 mm 에 따라 각각 평균 $0.84{\pm}0.01mm$, $0.70{\pm}0.13mm$, $1.63{\pm}0.10mm$이고, 갑작스런 호흡 변화 형태일 경우 각각 평균 $0.97{\pm}0.06mm$, $1.44{\pm}0.11mm$, $1.98{\pm}0.10mm$으로 분석되었다. 두 호흡 형태에서 모두 상관관계 오차 값이 클수록 표적 오차 값이 크게 나타났다. 정현곡선 호흡 형태의 표적 움직임 크기가 20 mm 이상일 경우, 두 오차 값 모두 사이버나이프 제조사의 권고치인 1.5 mm 이상으로 측정되었다. 결 론 : 표적 움직임의 크기가 클수록 표적 오차 값과 상관관계 오차 값이 증가하는 경향이 있었으며, 정현곡선 호흡 형태보다 갑작스런 호흡 변화 형태에서 오차 값이 크게 나타났다. 호흡의 형태가 규칙적인 정현 곡선 형태더라도 표적의 움직임이 클수록 종양 추적 시스템의 정확도가 감소하는 것으로 판단할 수 있다. 사이버나이프 종양 추적 시스템의 알고리즘을 이용하여 치료 시행 시 환자의 기침 등으로 인하여 갑작스럽게 예측 불가능한 호흡 변화가 있는 경우 치료를 멈추고 내부 표적 확인 과정을 재실시 하여야 하며 호흡 형태를 재조정해야 할 필요가 있다. 치료 중 환자가 본인의 호흡 형태를 관찰 할 수 있는 고글 모니터 등을 착용하여 규칙적인 호흡 형태를 유도하는 것이 치료의 정확도는 향상될 수 있다고 판단된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.33-33
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• 2003

목적 : 현재 국내에서 사용되고 있는 방사선치료계획 장비는 거의 모든 방사선종양학과에서 외국 회사의 제품을 사용하고 있는 실정이다. 본 연구는 국내 기술로 개발된 3 차원 조형 방사선치료계획 장비인 Core Plan의 선량계산 알고리즘의 정확성 및 방사선 치료계획 장비로서의 유용성에 관해 평가하고 본 장비의 특징에 대해 간략히 소개하고자 한다. 재료 및 방법 : 본 연구는 2002 년 11 월에 가톨릭대학교 성모병원 방사선종양학과와 서울씨앤제이의 연구계약에 의해 시행되었다. 본 장비에 대한 평가는 방사선분포 및 계산상의 정확성과 임상적용시의 유용성의 관점에서 시행되었다. 본 장비에서 이용된 광자선 선량계산은 Clarkson-Cunningham 모델이며 전자선 선량계산은 2.5D Hogstrom 알고리즘이다. 방사선분포 및 계산상의 정확성 평가를 위하여 방사선치료 장비는 본 병원이 보유한 Clinac 2100CD (Varian, USA)를 이용하였고 폴리스티렌 팬텀과 필름 및 이온 전리함을 이용하여 방사선분포 및 계산상의 정확성을 평가하였다. 방사선분포의 평가 방법은 필름을 이용한 방사선분포의 중심부단면 선량분포와 CorePlan 에서 재현된 방사선분포의 동일면 선량분포를 비교하였다. 임상적용은 2003 년 3 월부터 7 월까지 방사선치료를 받은 50 명의 환자를 대상으로 분석하였다. 본 시험에 적용된 환자는 본 병원이 보유한 3 차원 방사선치료계획 장비인 Prowess 3D (SSGI Inc., USA)를 이용하여 실제 치료된 환자들이며 이 환자를 대상으로 CorePlan에서 동일하게 재현하여 비교하였다. 결과 및 결론 : 방사선분포 및 계산상의 정확성 평가에서는 실제 측정된 결과와 CorePlan에서 재현된 결과가 모두 $\pm$3% 이내로 평가되었다. 50 명의 환자를 대상으로 시행한 임상시험 결과 Prowess 3D에서 나타낸 결과와 비교하여 두경부에서는 1.678%, 흉부 1.578%, 복부 1.271%의 선량값의 오차를 보였다. 본 연구를 진행하는 과정에서 많은 부분의 프로그램 수정이 있었으며 실제임상에 필요한 부분에 대한 추가 및 보완이 이루어졌다. 앞으로 진행될 과정은 실제임상의 사용에 필요한 부분의 계속적인 업그레이드와 전자선에 대한 방사선분포 및 계산정확성 평가, 임상적용에 있어서 Prowess3D 뿐만 아니라 다양한 방사선 치료계획 장비와의 비교를 할 예정이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제32권2호
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• pp.147-151
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• 2009

ROC에 의한 의료영상을 평가하는 방법으로 지금까지는 5단계로 평가하는 평정확신도법이 일반적으로 사용되었다. 이 평정확신도법에서는 TPF나 FPF의 산출을 쉽게 구하는 것이 가능하나, 실험에 있어서 부드럽게 ROC곡선의 추정을 하기 위해서 관찰자에 대해 적당한 카테고리 배분이 요구되거나 또 짜여진 카테고리 배분을 위해 그 데이터가 무효해지는 경우가 많다. 이러한 문제를 해결하기 위해 또는 관찰실험 이외의 데이터에도 ROC해석의 응용이 가능해지도록 카테고리 분류가 되어 있지 않은 연속적으로 분포된 실험결과를 이용 ROC 해석을 행하는 방법인 연속확신도법이 보고 되었다. 하지만 국내에서는 의료영상의 평가에 연속확신도법을 적용한 예가 거의 없어서 흉부 디지털영상의 평가에 적용해 보았다. 그 결과 상용화된 프로그램에 의하여 부드러운 ROC곡선을 그릴 수 있었으며, 특성값을 쉽게 측정할 수 있어 디지털 의료영상의 평가에 적절히 사용될 수 있으리라 사료된다.