• Radiation Oncology Journal
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• 제8권1호
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• pp.115-124
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• 1990

고 에너지 23MV광자선의 특성 중 임상적용에 중요한 심부선량 백분율, 조직-최대선량비 (TMR), 산란-최대선량비 (SMR), 표면선량 및 출력선량 보정계수등의 변수가 이온전리 (IC-10)함 및 평행 평판전리 (PS-033)함에 의해 측정 조사되었다. 명목상의 23 MV X-선에 대한 가속에너지는 $18.5\pm0.5$ MV로 측정되었다. Mevatron KD 8067의 23 MV X-선의 중심선속의 반가층이 기하학적인 좁은 선속으로 측정되었으며 반가층의 두께는 $24.5\;g/cm^2$이었다. 조직-최대선량비는 심부선량백분율표에서 구해졌으며, 실측치와 비교한 결과 각 조사면의 크기와 깊이에서 약간의 차이를 보였으나 평균 $0.7\pm0.5$의 오차를 나타내고 있어 계산에 의한 TMR 값과 잘 일치함을 보였다. 조사면 $0\times0\;cm^2$의 TMR 값은 zero 조사면의 유효감약계수에 의한 값과, 각 조사면의 조직-최대 선량비로 부터 비선형최소자승법에 의해 구해진 유효선흡수계수 및 반가층 측정에 의한 유효선흡수 계수에 의한 값들로 비교되었으며, $\mu=0.0283{\pm}0,0002cm^{-1}$을 보였고, 세 방법 모두 오차범위내에서 잘 일치됨을 보였다. 한편, 불규칙 조사면의 선량계산에 이용될 SMR은 조사면의 반경 50cm까지 계산되어 대형 조사 면에서도 선량율 산출이 이루어지도록 하였다. Mevatron KD 8067의 23 MV X-선의 조직 표면선량은 SSD 100 cm, 1$10\times10\;cm^2$의 조사면에서 최대조직선량율의 $9.6\%,\;25\times25\;cm^2$에서는 $25.4\%$를 보였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제38권4호
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• pp.194-201
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• 2013

To investigate monitoring unit (MU) efficiency and plan quality of volumetric modulated arc therapy (VMAT) using flattening-filter free (FFF) photon beam in association with target size and location. A virtual patient was generated in Eclipse$^{TM}$ (ver. A10, Varian Medical Systems, Palo Alto, USA) treatment planning system. The length of major and minor axis in axial view was 50 cm and 30 cm, respectively. Cylindrical-shaped targets were generated inside that patient at the center (symmetric target) and in the periphery (asymmetric target, 7.5 cm away from the center of the patient to the right direction) of the virtual patient. The longitudinal length was 10 cm and the diameters were 2, 5, 10 and 15 cm. Total 8 targets were generated. RapidArc$^{TM}$ plans using TrueBeam STx$^{TM}$ were generated for each target. Two full arcs were used and the axis of rotation of the gantry was set to be at the center of the virtual patient. Total MU, homogeneity index (HI), target mean dose, the value of gradient measure and body mean dose were calculated. In the case of symmetric targets, averaged total MU of FFF plan was 23% and 19% higher than that of flattening filter (FF) plan when using 6 MV and 10 MV photons, respectively. The difference of HI, target mean dose, gradient measure and body mean dose between FF and FFF was less than 0.04, 2.6%, 0.1 cm and 2.2%, respectively. For the asymmetric targets, total MU of FFF plan was 21% and 32% was higher than that of FF when using 6 MV and 10 MV photons, respectively. The homogeneity of the target was always worse when using FFF than using FF. The maximum difference of HI was 0.22. The target mean dose of FFF was 3.2% and 4.1% higher than that of FF for the 6 MV and 10 MV, respectively. The difference of gradient measure was less than 0.1 cm. The body mean dose was higher when using FFF than FF about 4.2% and 2.8% for the 6 MV and 10 MV, respectively. No significant differences between VMAT plans of FFF beam and FF beam were observed in terms of quality of treatment plan. The HI was higher when using FFF 10 MV photons for the asymmetric targets. The MU was increased noticeably when using FFF photon beams.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권4호
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• pp.317-325
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• 2012

Varian의 전자표탈영상장치(EPID, electronic portal imaging device) 검출기로 측정된 선량값은 PDIP알고리즘으로 예측된 선량 값과 비교하여 빔 중심으로부터 EPID 검출기 모서리로 갈수록 측정된 선량 값이 커지는 경향을 가지고 있다. 이를 손쉽게 임상에서 보정할 수 있는 축이탈보정(off-axis correction)알고리즘이 제안되어 본원에 설치된 Varian 선형가속기를 대상으로 적용하였다. $38{\times}28cm$의 조샤야를 열고 SSD 100 cm에서 6 MV, 15 MV 광자빔을 100 MU 조사하여 선량을 측정하고 이를 PDIP 알고리즘을 적용한 예측 선량과 비교하였다. 측정된 선량과 예측된 선량값의 비율을 축이탈거리의 4차 다항함수로 근사하여 가로선량분포 보정에 사용되는 $40{\times}40cm$ 주대각 빔 측정 데이터에 가중치로 두어 축이탈 보정을 실시했다. 보정전 $38{\times}28cm$ 조사면에서 계산된 선량값과 측정된 선량사이에는 6 MV 빔의 경우 $4.17{\pm}2.76$ CU, 15 MV 빔은 $3.23{\pm}2.59$ CU의 차이가 있었으나 보정 후 두 선량값의 차이는 각각 $0.18{\pm}0.8$ CU, $04{\pm}0.85$ CU로 1% 이내로 줄였다. PDIP 알고리즘 사용준비에 사용되는 피라미드 형태 유동량(fluence)의 감마 성공률(gamma pass rate)은 절대 선량 측정값을 기준으로 허용기준 4%, 4 mm에서 6 MV는 98.7%, 15 MV는 99.1%로 나타났으며 보정 후 각각 99.8%와 99.9%로 향상되었다. 축이탈 보정을 실시하고 임의로 두경부암과 전립선암의 세기조절방사선치료계획을 선정하여 세기조절방사선 치료의 정도관리를 진행했으며 보정 전과 비교하여 허용기준 3%, 3 mm에서 감마 성공률이 보정 전, 후 각각 두경부암: $94.7{\pm}3.2%$, $98.2{\pm}1.4%$ 및 전립선암: $95.5{\pm}2.6%$, $98.4{\pm}1.8%$로 평균적으로 3% 향상되었다. 축이탈보정은 EPID를 사용하는 세기조절 방사선치료의 정도관리에 있어 축이탈거리에 따른 계산된 선량값과 측정된 선량값의 차이를 효과적 보정하는 방법으로 임상에서 쉽게 적용하여 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제10권2호
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• pp.155-161
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• 1992

눈의 수정체는 방사선에 매우 예민한 장기이며 비교적 적은 선량에서도 백내장의 원인이 될 수 있다. 그러므로 두경부암의 방사선치료에서 수정체를 최대한 차폐하면서 병소에 집중 조사하는 방법이 개발되어야 한다. 저자는 안구의 표면에서 0.5 cm 깊이에 위치하며 폭 1 cm인 눈의 수정체를 최대한 차폐하면서 주위 병소를 치료하기 위하여 원자번호가 높은 차폐물질을 이용하였으며 최적조사조건은 측정실험을 통하여 결정하였고 이를 임상치료에 응용하였다. 수정체의 차폐기구는 제작하기 쉽고 차폐효과가 큰 혼합금속(Cerrobend)이 적당하였으며 두께 7.5 cm와 직경 1 cm의 원뿔기둥모양이 가장 이상적이었다. 차폐기둥의 밑면과 표면과의 거리가 l0 cm일 때 수정체에 가장 적은 선량이 부여되며 병소에는 비교적 많은 선량이 부여된다. 이때 각막(Cornea, 1 mm), 수정체 (Eye Lens, 5 mm), 망막(Retina, 25 mm) 및 병소(Tumor, 50 mm 이상)의 선량은 차폐물이 없을 때와 비교하여 각각 $10.0\%$, $15.2\%$, $21.5\%$ 및 $23.2\%$로 측정되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권2호
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• pp.103-114
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• 1999

본 연구에서는 외부조사 광자선에 대한 3차원 선량계산 알고리즘 모델을 개발하기 위한 기초 연구로서 기존의 2D 선량 계산 알고리즘을 확장시켜 비동일 평면 조사가 가능한 2.5D 선량계산 모델을 개발하였다. 이를 위해 3차원 치료계획 및 선량계산에 적합하도록 환자 및 조사빔에 대한 3차원 좌표계 시스템을 정의하고, 이들 간의 좌표변환식을 유도하였다. 선량계산 알고리즘으로는 "Clarkson-Cunningham" 의 2D 광자선량 계산 알고리즘을 3차원으로 확장시켜 정형 조사면 및 비정형 조사면에 대한 선량계산과 wedge filter에 대한 선량계산이 가능하도록 하였고, Batho 방식을 적용하여 비 균질 보정을 구현하였다. 선량계산의 정확도를 평가하기 위해, AAPM TG #23 에 제시된 절차에 따라 자료에 제시된 4MV 광자선에 대한 실험 값과 본 연구에서 계산된 결과를 비교한 결과, 정형조 사면에 대한 PDD(percent depth dose)는 buildup 영역을 제외하면 $\pm$1% 이내, 비정형 조사면의 경우 $\pm$3% 이내에서 실험값과 일치하였다. 또한, wedge filter에 대한 PDD 및 profile은 $\pm$3% 이내, 45$^{\circ}$ oblique 입사빔에 대한 선량은 $\pm$4% 이내에서 실험값과 일치하였다. 비균질 보정의 경우 Lung/water 경계에서 7% 과소 평가되었고, Bone/water 경계에서 3% 과대 평가되는 것으로 나타났다. 이들 결과를 종합해 볼 때, 비균질 보정을 제외하고는 비교적 정확하게 선량을 계산하는 것으로 평가되었다. 추후 대부분의 상용 2.5D 치료계획시스템 (radiation treatment planning system; RTP)들이 비균질 보정 방법으로 사용하고 있는 Equivalent TAR(tissue-air ratio) 방식을 구현시키고자 하며, 본 연구에서 구현된 선량계산 모듈을 교육 및 연구용으로 활용할 수 있을 것으로 기대 한다.것으로 기대 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권1호
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• pp.23-29
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• 2004

CT관전압 및 기종의 변화에 따른 전자밀도 환산곡선 값의 변화가 상용 전산화치료계획장치의 선량계산 결과에 미치는 영향을 고찰하였다. CT기종 및 관전압을 달리하며 전자밀도 환산용 팬톰에 대한 CT 영상을 얻어서 여러 조직등가물질에 대해 전자밀도와 CT수의 관계를 구하였다. 동일 전자밀도에 대해 관전압이 감소함에 따라 고밀도의 골조직으로 갈수록 큰 CT수를 보였으며, 연조직에서는 거의 차이가 없었다. 전자밀도 환산곡선 값의 변화가 선량계산 결과에 미치는 정도를 알아보기 위하여 치료계획장치 상에서 폐조직과 골조직을 포함하는 물 팬톰을 그려서 만들고, 이들 가상 조직의 후방 위치에서 6 MV 광자선에 의한 선량을 계산하였다. 그 결과 폐조직, 물, 골조직의 순서로 선량이 높았으며, 골조직에 의한 선량은 관전압이 낮을수록 높은 값을 보였고, 이는 10 MV의 경우에도 동일하였다. 임상 적용의 예로서 폐 및 골반 부위의 CT 영상을 이용한 선량계산에서는 6 MV 및 10 MV모두 전자밀도 환산곡선 값의 변화에 따른 차이는 없었으며, 전자밀도 환산곡선을 구하는데 이용한 CT 기기와 선량을 계산하는데 이용한 영상을 얻은 CT 기기가 다른 데서 오는 것으로 판단되는 오차로서 최대 1.5%의 상대선량차이를 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권3호
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• pp.127-137
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• 2012

Leksell은 뇌동정맥기형종의 중심에 280 kVp 관전압 방사선빔을 집속하는 방법으로 방사선수술법을 고안 시술한 바 있으며, 이 후 코발트-60 감마 선원 201개의 선속이 헬멧콜리메터를 지나 구의 중심에 초점을 이루게 한 감마나이프를 개발하여 표적병변에 높은 선량을 주어 비침습적으로 수술효과를 얻었다. 선형가속기는 높은 선량률과 1 mm 이내의 갠트리회전중심과 안정된 치료대회전 및 선량성능검증효과와 획기적으로 발전된 3차원선량계획 전산화에 힘입어 정밀하고 높은 정확성에 바탕을 둔 비공면궤적으로 방사선을 환부에 집속할 수 있어, 병변 주위의 정상조직에는 낮은 선량이 도달하고 병변에 높은 선량을 줄 수 있는 뇌정위방사선수술에 이용할 수 있게 되었다. 특히 Photon Knife는 환자의 체축을 이용하여 선속이 환부를 중심으로 종횡의 비공면궤적을 이루게 하여 치료선량분포에서 90%와 50% 선량폭을 2~3 mm 까지 좁힐 수 있는 기법을 보였다. 최근 선형가속기의 방사선수술은 2.5~3 mm 폭의 초박형 다엽콜리메터를 이용한 세기조절에 의한 시술이 늘어나는 경향이며, 종전의 종양의 크기에 따른 제한을 넘어 3 cm 이상의 종양에도 시행되고 있다. 뇌정위방사선수술은 선량모델을 뒷받침하는 마이크로 선량계측 및 평가와 성능보증이 필수적이며 선량분포의 경사도를 높이는 기법이 지속적으로 연구되어야 한다. 특히 초박형다엽콜리메터를 이용한 방사선수술은 다엽콜리메터 요철(Tongue and groove) 에 의해 일어나는 표적내 선량저하 부위를 평가하고 균등한 표적선량이 이루어지도록 하며, 마이크로 분해능을 가진 선량검증 방법이 앞으로 더욱 발전할 것으로 보인다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.119-124
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• 2019

최근 도입된 FFF 빔을 활용하는 방사선치료는 flattening filter에서 비롯되는 빔의 감쇠를 막을 수 있어 치료효율을 높일 수 있지만, 불균일한 단면적 선량분포에 대하여 정확한 정도관리가 구축되어 있지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 광도전체 물질 $HgI_2$ 기반의 곡면 선량계를 제작하였으며, 성능을 검증하기 위하여 6 MV 광자에너지에서 재현성 및 선형성을 평가하였다. 또한 곡면 계측의 유용성을 나타내기 위하여 아크릴 필터를 적용한 FFF beam에서 평면 기판과 곡면 기판 상에서 계측되는 신호를 비교하였다. 그 결과 Unit cell 선량계의 재현성은 SE 0.613%, 선형성은 R-sq 0.9999로 나타났으며, line array 곡면 선량계의 유용성 평가는 평면 기판에서 23.337%, 곡면 기판에서 12.264%로 11.073%p 감소된 신호 차이를 보였다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권12호
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• pp.5019-5024
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• 2015

Background: The purpose of this study was to assess the dosimetric and clinical feasibility of volumetric modulated arc based hypofractionated stereotactic radiotherapy (RapidArc) treatment for large acoustic schwannoma (AS >10cc). Materials and Methods: Ten AS patients were immobilized using BrainLab mask. They were subject to multimodality imaging (magnetic resonance and computed tomography) to contour target and organs at risk (brainstem and cochlea). Volumetric modulated arc therapy (VMAT) based stereotactic plans were optimized in Eclipse (V11) treatment planning system (TPS) using progressive resolution optimizer-III and final dose calculations were performed using analytical anisotropic algorithm with 1.5 mm grid resolution. All AS presented in this study were treated with VMAT based HSRT to a total dose of 25Gy in 5 fractions (5fractions/week). VMAT plan contains 2-4 non-coplanar arcs. Treatment planning was performed to achieve at least 99% of PTV volume (D99) receives 100% of prescription dose (25Gy), while dose to OAR's were kept below the tolerance limits. Dose-volume histograms (DVH) were analyzed to assess plan quality. Treatments were delivered using upgraded 6 MV un-flattened photon beam (FFF) from Clinac-iX machine. Extensive pretreatment quality assurance measurements were carried out to report on quality of delivery. Point dosimetry was performed using three different detectors, which includes CC13 ion-chamber, Exradin A14 ion-chamber and Exradin W1 plastic scintillator detector (PSD) which have measuring volume of $0.13cm^3$, $0.009cm^3$ and $0.002cm^3$ respectively. Results: Average PTV volume of AS was 11.3cc (${\pm}4.8$), and located in eloquent areas. VMAT plans provided complete PTV coverage with average conformity index of 1.06 (${\pm}0.05$). OAR's dose were kept below tolerance limit recommend by American Association of Physicist in Medicine task group-101(brainstem $V_{0.5cc}$ < 23Gy, cochlea maximum < 25Gy and Optic pathway <25Gy). PSD resulted in superior dosimetric accuracy compared with other two detectors (p=0.021 for PSD.

• 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.