• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제36권3호
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• pp.237-244
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• 2013

본 연구의 목적은 유방암 치료에 사용되는 다양한 첨단방사선치료법을 선량비교인자들을 이용하여 비교분석하고 이 결과를 이용하여 환자에 가장 적합한 치료방법을 찾기 위함이다. 인체밀도와 유사하게 제작된 모형팬텀을 이용하여 시뮬레이션을 진행하였고 Eclipse v10 소프트웨어를 이용하여 3차원 입체조형치료, 세기 변조 방사선치료, 입체세기조절회전 방사선치료 세 가지 치료계획을 수립하였다. 각 치료계획을 평가하기 위하여 균일지수, 순응도, 장기등가선량(OED), 초과절대위험률(EAR) 등을 이용하였다. 균일지수 값은 3차원 입체조형치료, 세기 변조 방사선치료, 입체세기조절회전 방사선치료에서 16.89, 11.21, 9.55, 순응도는 0.59, 0.61, 0.83 으로 계산되었다. 사용된 3가지 치료법의 평균선량은 왼쪽 폐 0.01 ~ 2.02 Gy, 오른쪽 폐 0.36 ~ 5.01 Gy, 간 0.25 ~ 2.49 Gy, 심장 0.14 ~ 6.92 Gy, 식도 0.03 ~ 2.02 Gy, 척수 0.01 ~ 1.06 Gy, 왼쪽 가슴 0.25 ~ 6.08 Gy, 기관 0.08 ~ 0.59 Gy, 위 0.01 ~ 1.34 Gy 의 범위로 나타났다. 장기등가선량(OED)와 초과절대위험률(EAR)은 모든 장기에서 세기 변조 방사선치료와 입체세기조절회전 방사선치료방법이 3차원 입체조형치료 보다 높게 나타났다. 이 연구의 결과로서, 우리는 선량분포지수(균일지수, 순응도)는 세기 변조 방사선치료, 입체세기조절회전 방사선치료가 3차원 입체조형치료 보다 좋을 수 있지만 주변 정상장기에 들어가는 선량은 3차원 입체조형치료보다 높다는 것을 확인할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권3호
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• pp.265-274
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• 1998

목적 : 비소세포성 폐암에서 새로운 치료방법으로 대두되고 있는 3차원 입체조형 방사선 치료(Three dimensional conformal radiotherapy, 3DCRT)의 임상적용 가능성과 기존의 치료법에 비한 장점을 찾고자 1994년부터 전향적 연구를 시행하였다. 본 연구는 1) 가장 효과적인 3차원 입체조형 치료 방법의 개발, 2) 가능한 총 치료 선량증가, 3) 선량 증가에 따른 방사선 폐렴 발생 위험군 예측, 4) 선량증가에 따른 국소관해 및 생존율 향상을 목적으로 하였다. 대상 및 방법 : 1996년 12월까지 수술이 불가능하다고 판정된 95명의 환자(stage I: 4명, stage II; 1명, stage IIIa; 14명, stage IIIb; 76명)에 대하여 3차원 입체조형 치료를 시행하였다. 3차원입체조형 치료를 위하여 고정기구를 이용하여 앙와위 혹은 복와위 상태로 자세를 고정한 다음 CT-simulator를 이용하여 5 mm간격으로 CT 영상을 얻고 GTV (Gross Tumor Volume), CTV (Clinical Target Volume), PTV(Planning Target Volume)를 정한 후 3차원 치료계획용 컴퓨터를 이용하여 치료계획을 세웠다. 방사선 치료는 육안적 종양과 림프절을 포함하는 부위에 36-40 Gy를 AP-PA로 치료한 후 25-34 Gy의 3차원 입체조형 치료를 추가조사하여 총 65-70 Gy를 시행하였다. 이중 78명 (82.1$\%$)의 환자는 2회의 MVP (Mitomycin C, Vinblastine, Cisplatin) 복합항암요법을 동시에 시행하였다. 3차원 입체조형 치료 계획은 1) 표적 부위의 3차원 선량분포, 2) DVH (Dose Volume Histogram), 3) NTCP (Normal Tissue Complication Probability)를 이용하여 기존의 2차원 통상 치료 계획과 비교하였다. 결과 : 78명의 환자에서는 4-8 조사영역을 이용하는 비동일 평면 입체조형 치료 (Non-coplanar 3DCRT) 방법을 사용하였으며 17명에서는 Coplanar segmented 3DCRT 방법으로 치료하였다. 거의 모든 환자에서 표적부위에 100$\%$의 선량 조사가 가능하였으며 심장에 대한 DVH 분석결과 좌폐하엽 부위 종양 치료시에는 특히 3차원 입체조형 치료가 심장 선량을 줄여줌을 알수 있었다. 3차원 입체조형 치료에 의한 동측폐의 NTCP 평균값은 0.26 (0.17-0.43)으로 2차원 통상 치료의 NTCP 평균값 0.38 (0.27-0.66)에 비하여 부작용이 생길 확률이 32$\%$ 줄어들었다. 치료 결과는 26$\%$(25/95)의 환자에서 완전관해를 보였으며 53$\%$ (50/95)에서는 부분관해를 보여 전체 79$\%$의 환자에서 부분관해 이상의 반응을 보였다. 1기와 2기 환자 5명을 제외한 3기 환자 90명의 1년과 2년 생존율은 62.6$\%$와 35.2$\%$로 같은 기간에 2차원 통상치료로 치료받은 환자의 1년과 2년 생존율 51.9$\%$와 26.8$\%$에 비하여 다소 증가 되었으나 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. 치료후 19명 (Grade 1:8, Grade 2:11)의 환자에서 방사선 폐렴이 발생하였으나 steroid 치료후 모두 호전되었으며 치료 후 발생하는 방사선 폐렴을 예측할 수 있는 가장 좋은 지표는 동측폐에 대한 NTCP 값이었다 (35$\%$ vs 22$\%$). 결론 : 이상의 결과 폐암에 대한 3차원 입체조형 방사선 치료는 기존의 치료법에 비하여 부작용의 증가 없이 총 방사선량을 증가시킬 수 있는 좋은 방법으로 생각되며 방사선 폐렴의 예측인자로는 동측폐에 대한 NTCP 값이 매우 유용한 것으로 보여진다. 향후 NTCP 값에 따른 선량증가 연구와 이에 따른 생존율의 증가에 대한 연구가 더 진행되어야 할 것이다.

• 대한방사선치료학회:학술대회논문집
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• 대한방사선치료학회 2001년도 제21차 춘계 학술대회
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• pp.15-15
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• 2001

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권4호
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• pp.455-467
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• 1998

목적 : 방사선치료계획시 호흡에 의한 장기의 움직임이 고려하는 경우 호흡이 방사선치료에 따른 합병증 발생에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 3차원 입체조형치료를 받은 간암 환자 4례를 대상으로 하여 방사선치료 계획용컴퓨터상에서 재분석을 하였다. 호흡주기에 따라 방사선치료를 시행 받는다고 가정하여 계획용표적체적의 상하 범위를 줄여 기존의 2-차원 치료계획을 시행한 경우와 자유롭게 호흡하면서 계획된 3-차원 입체조형치료에서 정상간과 주변정상장기의 선량체적히스토그람과 normal tissue complication probability(NTCP)를 비교하였다. 결과 : 간의 호흡에 의한 상하 운동범위는 2-3cm 이었고 호흡주기에 따른 기존의 2차원 방사선치료 방법과 자유롭게 호흡하면서 시행된 3-차원적 입체조형치료 간의 계획용표적체적과 잔여정상간, 주변정상장기의 선량체적히스토그람의 뚜렷한 차이는 관찰할 수 없었다. 또한 정상잔여간의 NTCP의 차이도 관찰할 수 없었다. 결론 : 간에 대한 방사선치료시 호흡에 의해 장기의 움직임을 고려한 방사선치료계획은 방사선치료에 따른 합병증 발생에 매우 중요한 역할을 할 것으로 생각되었고 향후 이 문제점을 극복할 수 있는 많은 연구가 필요 할것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권2호
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• pp.81-87
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• 2006

목적: 3차원 입체조형 방사선치료를 시행 받은 코인두암 환자에서 설문조사를 이용하여 구강건조증의 시간경과에 따른 변화양상을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 2000년 12월부터 2005년 8월까지 코인두암 환자에서 3차원 입체조형 방사선치료를 적용한 환자 51명을 설문조사의 대상으로 하였다. 3차원 입체조형 방사선치료는 3회의 컴퓨터 단층촬영(Computed tomography: CT)모의치료를 이용한 3단계 치료계획을 시행하는 순차적 조사영역 축소방법을 사용하였고, 총 선량 72 Gy를 목표로 하였다. 구강건조증은 일상생활에서 중요한 4가지 항목으로 구성된 설문점수(xerostomia questionnaire score: XQS)를 측정하였으며, 방사선치료 후 경과시간, 성별, 나이, 병기, 항암치료의 병용유무, 그리고 이하선의 평균 방사선량 등에 따르는 차이를 분석하였다. 결과: 항암치료를 병용한 환자가 40명, 방사선치료 단독환자가 11명이었으며, 방사선치료 후 설문조사까지 경과 시간은 중앙값 20 ($1{\sim}58$)개월이었다. 전체 환자에서 XQS 점수의 평균은 8.4점(최하 6점, 최고 14점, 표준편차 1.9)이었다. 방사선치료 후 경과시간에 따라 XQS 점수는 통계적으로 유의하게 감소하는 경향을 보였다($X^2$=-0.484, p<0.05). 성별, 나이, 병기에 따라 XQS 점수의 차이는 없었고, 항암치료를 병용한 환자에서 방사선치료 단돈 환자와 비교하여 XQS 점수가 유의하게 높았다(p=0.001). 전체 이하선의 평균선량은 35 Gy 미만에서 35 Gy 이상보다 XQS 점수가 통계적으로 유의하게 낮았다(p=0.05). 결론: 코인두암 환자에서 3차원 입체조형 방사선치료 후 측정한 XQS 점수는 방사선치료 후 시간경과에 따라 감소하는 양상을 보였으며, 항암치료를 병용함으로써 더 악화되는 경향이 있고, 이하선에 조사되는 평균선량을 35Gy 미만으로 하는 것이 구강건조증 증상완화에 도움이 될 수 있겠다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.409-414
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• 2013

본 연구에서는 전립샘암 환자에게 방사선 치료법인 3차원 입체조형법과 세기조절치료법을 각각 적용 할 경우 선량분포의 차이를 관찰하여 치료기법의 우수성을 평가하고자 하였다. 실험대상자 10명의 컴퓨터 단층 모의치료영상을 얻어 종양학과 전문의가 종양용적 및 정상장기를 구분하고 종양용적에 흡수선량을 80 Gy로 설정한 후 각각 다른 치료계획을 수립하였다. 그 결과 선량분포윤곽은 세기조절치료법이 우수 하였고 종양조직의 흡수선량은 세기조절치료법이 처방선량에 근접(100.2%)하였으며 정상조직 흡수율(방광, 직장, 소장, 좌 우 대퇴골두) 또한 우수하였다. 즉, 전립샘암의 방사선 치료시 세기조절방사선치료가 입체조형치료법보다 선량적인 면에서 양호한 것으로 분석되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권2호
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• pp.90-98
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• 2003

목적 : 척수에 전이가 가능한 뇌종양 치료를 위한 두개척수 방사선치료를 전산화단층촬영장치(volumetric spiral CT)와 입체조준장치(CT simulator) 및 3차원 조형치료계획장치(3D conformal planning system)를 이용한 두개척수 방사선치료계획 방법을 개발하고 기하학적 검증을 통하여 유용성과 정확성을 평가한다. 방법 : 연세암센터 방사선종양학과에서 두개척수 방사선치료를 받은 환자 11명을 대상으로 전산화 단층촬영을 이용한 입체 모의치료계획과 3차원 방사선조형치료를 시행하였다. 중증의 뇌종양 환자의 두경부는 두부고정틀(thermoplastic mask, $Aquaplast^{R}$)로 고정시키고, 전신은 $Vac-Loc$ $Aquaplast^{R}$ (전성물산, 한국)으로 고정한 후 전산화단층촬영장치(Spiral CT)를 이용하여 전신체적영상(volumetric image)을 얻었다. 환자자세의 재현성 확인 및 검증을 위해 두부에 세 개의 점과 전신에 기준선 및 기준점 등을 표시하였다. 이후 입체조준장치(CT-simulator)의 가상현실영상(virtual fluoroscopy)에서 인체의 크기와 방향에 제약이 없고 치료 침대와 고정기구에 대한 시각장애를 제거함으로써 자유롭게 모의치료를 할 수 있었으며, 조사면과 선속을 결정하고 디지털화재구성사진(digitally reconstructed radiography, DRR)과 디지털화합성사진(digitally composited radiography, DCR)을 통하여 분해능이 좋은 화질의 투시 및 모의치료영상을 획득하였다. 기하학적 검증은 치료중심점 이동시 얻은 모의치료영상과 첫 치료 시에 얻은 조사면 검증 사진(port verification film) 등을 전산화단층촬영영상으로부터 재구성한 DRR 영상과 시각적, 정량적으로 비교, 분석 였다. 결론 : 입체조준장치와 3차원 방사선치료계획 장치 등을 이용하여 두개척수 방사선 치료계획을 신속하고 정확하게 원활히 수행할 수 있었다. 가상현실영상에서 대부분의 설계작업이 이루어지므로 환자의 자세고정을 요하는 시간은 전신체적 영상을 얻는 10분 이내이므로 환자의 불편을 줄일 수 있을 뿐 아니라 모의치료과정 중의 체위 변동 변수를 제거할 수 있었다. 또한 전산화단층촬영영상을 얻음으로써 중요정상조직인 안구, 척수 등을 정확하게 설정할 수 있었고, 조사면 결정과 차폐의 정확성을 증진시킬 수 있었다. 환자자세오차는 디지털화재구성사진과 치료 시마다 얻은 포트필름에서 치료중심점과 척수 사이의 거리를 측정하여 3 mm 이내의 정확성을 얻을 수 있었다. CT조준장치를 이용한 중추신경계의 방사선 입체조형치료는 가상현실모의치료계획으로 두개척수의 방사선치료를 정확하고 용이하게 실현할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권1호
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• pp.53-65
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• 2001

목적 : 비인강암 환자의 국소제어율을 향상시키기 위한 목적으로 보상 여과판을 이용한 전방위 강도변조 방사선치료방법(intensity modulated radiation therapy : IMRT)을 계획하고 기존 3차원 입체조형치료방법과 비교하여 최적의 방사선치료방법을 모색하고자 한다. 대상 및 방법 : 3-차원 입체조형치료계획으로 치료받았던 비강암환자(T4N0M0) 1예를 선택하여 치료면의 굴곡과 뼈, 공동 등 불균질 조직으로 인하여 발생되는 표적체적의 선량분포를 균일하게 만들고 주변 정상장기의 손상을 최소화하기 위한 일차 입사선량의 강도 조절을 보상여과판으로 시행 하였다. 환자는 열변성 plastic mask로 고정시킨 후 치료조준용 CT Scan (PQ5000)을 이용하여 3 mm 간격으로 scan 하고 가상조준장치(virtual simulator)와 3차원 방사선치료계획 컴퓨터$(ADAC-Pinnacle^3)$를 이용하여 보상여과판을 제작하였다. 각 조사면을 세분한 소조사선(beamlet)의 강도 가중치(weighting)를 계산하고 가중치에 따른 선량 감약을 보상여과판의 두께로 환산하여 판별이 쉽도록 도표화하였다. 방사선 치료성과의 기준은 정량적으로 평가할 수 있는 선량체적표(dose volume histogram : DVH)와 종양억제확율(tumor control probability : TCP)및 정상조직 손상확율(normal tissue complication probability : NTCP)의 수학적 관계식을 이용하여 치료효과를 평가하였다. 결과 : 전방위 IMRT에서 계획용표적체적(planning target volume: PTV)내의 최소선량과 최대선량의 차이가 입체조형치료계획보다 약간 증가하였으며 평균선량은 강도조절치료계획에서 약 $10\%$, 더 높았고 전체 방사선량의 $95\%$가 포함되는 체적(V95)은 비교적 양쪽 설계방법에서 비슷한 양상을 보이고 있었다. 주위 건강장기들의 DVH에서 방사선에 민감한 장기인 시신경, 측두엽, 이하선, 뇌간, 척수, 측두하악골관절 등은 강도조절치료계획에서 많이 보호되었다. PTV의 종양제어확율은 입체조형치료계획과 강도변조치료계획에서 모두 비교적 균일하였으며 계획선량이 50 Gy에서 80 Gy로 증가함에 따라 TCP가 0.45에서 0.56으로 완만하게 증가하였다. 척수, 측두하악골 관절, 뇌간, 측두엽, 이하선, 시신경교차, 시신경 등 정상장기의 손상확율은 입체조형치료계획보다 강도조절치료계획에서 월등히 감소되었으며 특히 뇌간(brain stem)의 NTCP는 입체조형치료계획에서 보다 강도조절치료계획에서 훨씬 적은 값(0.3에서 0.15)으로 감소되었다. 계획선량의 증가에 따른 TCP와 NTCP를 입체조형치료계획과 강도조절치료계획에서 TCP는 공히 완만한 증가를 보였으나 NTCP값은 선량증가에 비례적으로 증가하였고 입체조형치료계획이 강도조절치료계획보다 월등히 증가하였다. 결론 : 보상여과판을 이용한 전방위 강도변조 방사선치료에서 PTV내의 선량 균일도의 개선은 없었지만 뇌간, 척수강 등 정상장기의 피폭을 줄일 수 있었다. 특히 인체표면의 굴곡이 심하거나 뼈, 동공 등으로 종양에 도달하는 방사선량분포가 균일하지 않을 경우 매우 유리한 치료방법이였다. 방사선치료성적을 평가함에 있어 DVH와 TCP, NTCP 등 수학적 척도를 이용함으로서 치료성과의 예측, 종양선량의 증가(dose escalation), 방사선수술의 지표 및 방사선치료의 질적 상황을 정량적 수치로 평가할 수 있어 방사선치료성과 향상에 기여할 수 있다고 생각한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권4호
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• pp.287-296
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• 1997

목적 : 사골동 암의 방사선치료에서 3-차원 입체조형 치료를 적용해보고 기존의 2-차원 치료 계획방법과 3-차원 입체조형 치료계획방법의 차이점을 비교분석하여 3-차원 입체조형 치료의 장단점을 제시하고자 하였다. 대상 및 방벌 : 사골동 암 4례에서 수립된 2-차원 치료계획과 3-차원 입체조형 치료계획을 각각의 환자에서 계획용 표적체적의 등가선량 분포, 선량통계, 그리고 선량체적 히스토그람을 비교 검토하였다. 주변 정상조직에 조사된 방사선량은 점선량 계산치와 선량체적 히스토그람을 이용하여 비교하였다. 결과 : 각기 환자에서 선량 통계 및 등가 선량 분포를 비교한 결과 3-차원 입체조형 치료계획이 2-차원 치료계획보다 계획용 표적체적내의 선량이 훨씬 균일하게 분포되었다. 또한 시신경 교차나 뇌간 등의 주변 정상장기에서는 방사선량이 감소된 경향이 있었으나 표적체적의 양 측면에 위치한 안구나 시신경에선 3-차원 치료계획의 우월성을 입증할 수 없었다. 결론: 사골동 암의 방사선 치료에서 3-차원 입체조형 치료는 기존 치료법이 갖는 여러 가지 한계점을 어느 정도 극복할 수 있는 우월한 치료법임이 증명되었으나 이를 보완할 수 있는 여러방면의 다각적인 연구노력이 필요하리라 생각된다.

• 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.