• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.269-276
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• 2009

세기조절방사선치료(IMRT)뿐만 아니라 3차원 입체조형치료(3D-CRT)와 같이 광자선을 이용한 방사선 치료 기술은 방사선을 받아야 하는 표적의 면적을 충분히 증가시키면서, 동시에 정상 조직은 방사선으로부터 보호하기 위하여 정확한 선량 계산을 필요로 한다. Jaw 콜리메이터와 다엽 콜리메이터가 그러한 목적을 위해서 사용되어 왔다. 우리 기관에서 사용하는 피나클 치료계획시스템은 모델기반의 광자선량 알고리듬을 사용하기 때문에 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)와 같은 모델변수들의 집합이 측정된 데이터로부터 결정된다. 그러나, 이러한 자동모델화과정에 의해서 얻어진 모델변수들이 직접 측정하여 얻은 것들과 다를 수 있는데, 이는 선량분포에 영향을 줄 수 있다. 그래서, 이 연구에서 우리는 피나클 치료계획시스템에서 자동모델화과정에 의해 얻은 JTF와 MLCTF를 평가하였다. 먼저 우리는 이 연구에서 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)를 직접 측정하여 얻었는데, 이것은 물팬톰 내 기준깊이에서 조사면이 $0{\times}0\;cm^2$일 때의 선량과 $10{\times}10\;cm^2$일 때의 선량의 비로 얻었다. 또한, JTF와 MLCTF는 치료계획시스템내 자동모델화 과정에 의해서도 얻어서, 이 값들이 3차원 입체조형치료시에 선량에 어떠한 영향을 끼치는지 팬톰 연구와 환자 연구를 통해서 평가하였다. 직접 측정한 경우 JTF는 6 MV의 경우에 0.001966, 10 MV의 경우에는 0.002971이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.01657, 10 MV의 경우에 0.01925이었다. 한편, 자동모델화 과정에 의해 얻은 경우, JTF는 6 MV의 경우에 0.001983, 10 MV의 경우에는 0.010431이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.00188, 10 MV의 경우에 0.00453이었다. JTF와 MLCTF의 경우에 직접 측정한 것은 자동모델화 과정에 의해 얻은 값과 큰 차이를 보였으나, 6 MV와 10 MV의 선질을 고려하면, 보다 합리적이었고, 이러한 값의 차이는 낮은 선량의 영역에서 선량에 영향을 미쳤다. JTF와 MLCTF의 잘못된 값은 선량의 오차를 다소 발생시킬 수도 있기 때문에, JTF와 MLCTF를 자동모델화과정에 의해서 얻은 값과 직접 측정하여 얻은 값을 비교하는 것은 빔커미셔닝 단계에서 도움이 될 것이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제36권4호
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• pp.327-335
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• 2013

토모테라피를 이용한 3D-CRT의 임상적 적용 사례를 Helical mode와 Direct mode로 구분하여 치료목적에 따라 주 치료목적 및 보조적 치료 목적으로 적용된 사례에 대해 선량학적 평가를 시행하였고 기존의 라이낙을 이용한 기법과 종양의 발생 부위별 선량학적 분포의 차이를 비교, 분석하였다. 선량 분석은 육종, 뇌척수조사, 유방, 뇌, 췌장, 척추 전이, 상대정맥 증후군, 식도에 토모테라피를 이용한 3차원 입체조형 방사선치료로 치료받는 환자 8명을 대상으로 Helical mode와 Direct mode, 라이낙 기반 치료 기법 사이의 치료 계획 간 비교하였으며, 선량분석은 선량 체적 히스토그램과 등선량 곡선을 이용했다. Direct mode로 치료한 육종, 뇌척수 조사 환자의 경우 체적 길이에 대한 영향을 받지 않아 Junction effect 없는 선량적 결과를 보여주었고, 유방 환자는 D 99%와 D 95%의 선량에서 $49.2{\pm}0.4$ Gy와 $49.9{\pm}0.4$ Gy, V 105%와 V 110%에서 0%로 나타났다. Helical mode로 치료한 뇌, 췌장, 척추 전이 환자에서 dosimetric block을 이용해 정상조직의 선량을 효과적으로 줄일 수 있었고, 상대정맥 증후군 환자는 선량 제한(dose limitation)을 통해 방사선 치료를 재 실시해도 척수선량을 38 Gy이하로 효과적으로 제한할 수 있었다. 식도 환자에서는 기존에 다른 기법과 함께 추가조사 목적으로 사용하여 총 척수선량을 45 Gy 이하로 하고 폐의 V 20%을 20% 이하로 제한할 수 있었다. 토모테라피를 이용한 3차원 입체조형치료는 기존 선형가속기를 이용한 3차원 입체조형 방사선치료에 비해 선량적으로 제한되는 부분을 개선해주고 임상적으로 적절한 선량분포를 구현하는데 효과적인 방법 중의 하나라고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권3호
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• pp.298-303
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• 2010

전립선암에서 세기조절방사선치료와 입체조형방사선치료의 선량분포 특성을 비교하였다. 세기조절방사선치료에서는 치료계획표적용적에 200 cGy를 33회 조사하여 6,600 cGy가 조사되도록 하였다. 세기조절방사선치료에서는 PTV의 최대선량이 104.4%이었으며, 최소선량이 89.5%였으며, 삼차원입체조형치료에서는 PTV의 최대선량이 105.3%이었으며, 최소선량이 85.5%을 나타내었다. 100%에 대한 CI는 세기조절방사선치료에서 1.02였으며, 삼차원입체조형치료에서는 0.97을 나타내었다. 중요장기 직장에 대해서 세기조절방사선치료에서는 5,000 cGy 이상이 34.0%였으며, 삼차원입체조형치료에서는 63.3%였고, 방광에 대해서 세기조절방사선치료에서는 4,000 cGy 이상이 30.1%였으며, 삼차원입체조형치료에서는 30.6%였고, 오른쪽 대퇴골두부에 대해서 세기조절방사선치료에서는 2,000 cGy 이상이 9.5%였으며, 삼차원입체조형치료에서는 17.5%였고, 왼쪽 대퇴골두부에 대해서 세기조절방사선치료에서는 2,000 cGy 이상이 10.6%였으며, 삼차원입체조형치료에서는 18.3%을 나타내었다. 삼차원입체조형치료와 세기조절방사선치료의 비교에서 세기조절방사선치료가 삼차원입체조형치료에 비해 PTV의 선량분포에서는 5%의 정도 선량분포의 이득이 있었으며, 직장 선량에 대해서는 5,000 cGy 이상 선량에서 29.3%의 감소가 있었고, 방광 선량에 대해서는 거의 비슷한 분포를 나타내었고, 오른쪽 대퇴골두부의 선량에서는 8.0%, 왼쪽 대퇴골두부의 선량에서는 7.7%의 선량 이득을 나타내었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권2호
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• pp.81-90
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• 2012

방사선 치료에서 부정확한 환자 셋업이 표적에 전달되는 선량에 미치는 영향과 치료 마진과의 연관성을 몬테칼로 기법을 사용한 전산모사를 통하여 분석하였다. 실제 방사선 치료를 받은 직장암 환자에 대한 임상표적체적(CTV: Clinical Target Volume) 및 주요장기의 구조와 치료계획 시스템(Eclipse 8.9, USA)을 이용하여 수립된 세기조절 방사선치료계획에서의 선량분포에 대한 데이터를 전산모사에서 사용하였다. 전산모사 프로그램은 리눅스환경에서 오픈소스인 ROOT 라이브러리와 GCC를 기반으로 본 연구를 위하여 개발되었다. 환자셋업오차의 확률분포를 정규분포로 가정한 것에 따라 무작위로 생성된 크기만큼 셋업이 부정확한 경우를 모사하여 임상표적체적에서의 선량분포의 변화와 오차크기에 따른 마진크기를 3차원입체조형 방사선치료에 사용되는 마진공식과 비교분석 하였다. 셋업오차 생성에 사용된 정규분포의 표준편차 크기는 1 mm부터 10 mm까지 1 mm간격으로 두었으며 계통오차와 통계오차별로 2,000번 전산모사했다. 계통오차의 경우 전산모사에 사용된 표준편차가 커질수록 임상표적체적에 조사되는 최소선량 $D_{min}^{stat{\cdot}}$은 100.4%에서 72.50%로 감소하였고 평균선량 $\bar{D}_{syst{\cdot}}$도 100.45%에서 97.88%로 감소한 반면에 표준편차${\Delta}D_{sys}$는 0.02%에서 3.33%로 증가하였다. 통계오차의 경우 최소선량 $D_{min}^{rand{\cdot}}$은 100.45%에서 94.80%감소하였고 평균선량 $\bar{D}_{syst{\cdot}}$도 100.46%에서 97.87%로 감소하였으며 표준편차 ${\Delta}D_{rand}$는 0.01%에서 0.63%로 증가하였다. 그리고 마진공식으로부터 전산모사에 사용된 셋업오차에 해당되는 마진크기를 구하고 모집단비율(population ratio)을 정의하여 기존 마진공식의 목적이 세기조절방사선치료에 만족함을 확인했다. 개발된 전산모사 프로그램은 해당 환자의 치료계획 정보를 직접 사용하므로 직장암만 아니라 두경부암, 전립선암 등 여러 환부에 적용 가능하며 셋업오차 및 선량변화에 연관된 연구에도 사용할 수 있을 것으로 사료된다.