• 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.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권1호
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• pp.109-115
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• 1994

본 연구의 목적은 뇌정위적 방사선수술시 최적 선량분포를 얻기 위하여 빠른 multiple isocenter 계획을 효과적으로 수행할 수 있는 방법을 개발하는 데 있다. 18cm 직경의 구형 머리 팬톰과 정확한 선량 알고리듬을 이용하여 선량값을 계산한 뒤 fltting 기술을 이용하여 빠른 구형선량 모델을 개발하였다. 구형선량 모델을 이용하여 single isocenter에 대한 선량값은 합산에 의하여 쉽게 얻어졌다. Isocenter들간의 이동에 따른 선량분포의 변화를 이용하여 컴퓨터 자동추적 방법이 개발되었으며, isocenter 간격 및 collimator 크기가 빠른 시간내에 결정될 수 있었다. 구형선량모델은 beam data에 의한 선량데이타와 같은 선량분포를 나타냈으며 고속으로 삼차원 선량계산을 가능하게 하였다. 컴퓨터 자동추적 방법은 지금까지의 시행착오적 방법에 비해 보다 빠르게 최적 isocenter setting을 제공할 수 있었다. 구형선량모델 및 컴퓨터 자동추적방법은 multiple isocenter를 이용한 수술 계획시 최적선량 분포를 보다 빨리 얻을 수 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제28권3호
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• pp.225-231
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• 2003

Up-front irradiation technique as 3-dimensional conformation, or intensity modulation has kept large proportion of brain tumors from being complicated with acute radiation reactions in the normal tissue during or shortly after radiotherapy. For years, we've cannot help but counting on 2-D vertex beam technique to reduce acute reactions in the brain tumor patients because we're not equipped with 3-dimensional planning system. We analyzed its advantages and limitations in the clinical application. From 1998 to 2001, vertex or oblique vertex beams were applied to 35 patients with primary brain tumor and 25 among them were eligible for this analysis. Vertex(V) plans were optimized on the reconstructed coronal planes. As the control, we took the bilateral opposed techniques(BL) otherwise being applied. We compared the volumes included in 105% to 50% isodose lines of each plan. We also measured the radiation dose at various extracranial sites with TLD. With vertex techniques, we reduced the irradiated volumes of contralateral hemisphere and prevented middle ear effusion at contralateral side. But the low dose volume increased outside 100%; the ratio of V to BL in irradiated volume included in 100%, 80%, 50% was 0.55+/-0.10, 0.61+/-0.10, and 1.22+/-0.21, respectively. The hot area within 100% isodose line almost disappeared with vertex plan; the ratio of V to BL in irradiated volume included in 103%, 105%, 108% was 0.14+/-0.14, 0.05./-0.17, 0.00, respectively. The dose distribution within 100% isodose line became more homogeneous; the ratio of volume included in 103% and 105% to 100% was 0.62+/-0.14 and 0.26+/-0.16 in BL whereas was 0.16+/-0.16 and 0.02+/-0.04 in V. With the vertex techniques, extracranial dose increased up to $1{\sim}3%$ of maximum dose in the head and neck region except submandibular area where dose ranged 1 to 21%. From this data, vertex beam technique was quite effective in reduction of unnecessary irradiation to the contralateral hemispheres, integral dose, obtaining dose homogeneity in the clinical target. But it was associated with volume increment of low dose area in the brain and irradiation toward the head and neck region otherwise being not irradiated at all. Thus, this 2-D vertex technique can be a useful quasi-conformal method before getting 3-D apparatus.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.79-88
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• 2021

목 적: 3D-bolus와 Step-bolus를 결합한 Bolus를 제작하였고, 그 유용성을 평가한다. 대상 및 방법: 3D 프린터(3D printer, USA)를 이용하여 10mm, 5mm두께로 Bolus를 제작하여 5mm두께의 Bolus에는 5mm의 Step Bolus를 결합하였다. Step bolus와 3D Bolus의 특성을 파악하기위해 두 bolus의 상대적전자밀도, HU값 및 질량밀도(mass density)의 차이를 알아보았다. 이 두개의 Bolus를 인체모형 Phantom에 적용하여 그 실효성을 확인해 보았다. 해당 phantom의 모든 윤곽설정 후, 전산화치료계획시스템(Eclipse 16.1, Varian medical system, USA)을 사용하여 치료계획을 수립하였다. 전자선6MeV을 사용하여 치료계획하고, phantom흉부쪽에 9개의 선량측정 point를 지정하였고, 해당 point에서의 Air-gap을 측정하였으며, 유리선량계(PLD)를 이용하여 적용하는 Bolus마다 동일 point에서의 선량평가를 진행하였다. 결 과: 3D-bolus 5mm와 Step-bolus 5mm를 결합한 Bolus를 제작하였고, 3D-bolus 1cm과 비교 평가하였다. 3D Bolus의 상대적전자밀도(Relative Electron Density)는 1.0559g/cm2, Step Bolus는 1.0590g/cm2로 0.01%이하의 차이여서 상대적전자밀도가 거의 일치했다. Air-gap의 경량 측정에서 Combined bolus는 3D-bolus와 비교하여 지정된 모든 point에 대해서 Air-gap은 많게는 54.32%로 줄거나 같았다. 유리선량계(PLD)를 이용한 선량측정에서는 경사진 point를 제외한 대부분의 point에서 combined bolus를 사용한 phantom에서 치료계획의 선량과의 일치도가 높았다. 결 론: 3D-bolus와 Step-bolus를 결합하여 만든 Combined bolus는 3D-bolus와 Step-bolus가 갖는 각각의 장점을 모두 갖는다. 또한 Air-gap으로 인한 선량부정확성을 억제하여 보다 향상된 선량분포를 보여주어, 효과적인 방사선 치료를 할 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.193-198
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• 2014

본 연구의 목적은 새로 개발된 2차원 토모테라피 선량측정 시스템의 가능성을 알아보는 것이다. 방사선이 조사되면 가시광성을 내보내는 인광판을 원통형 물팬텀에 삽입하였다. 치료계획장치에서 원 모양, C자 모양, 다중표적 3종류의 가상의 표적을 만들고 각 표적에 10 Gy의 방사선을 전달하도록 하였다. 원통형 팬텀을 토모테라피 치료테이블위에 올려놓고 치료계획대로 방사선을 조사하였다. CCD카메라로 쵤영된 모든 프레임은 누적되었고 각 픽셀은 선량으로 변환되었다. 인광판으로부터 나온 영상은 치료계획장치에서 계산된 선량분포와 비교하였다. 선량기울기(dose rate)와 픽셀값의 관계그래프는 선량기울기 900 MU/min 까지 포화(saturated)되지 않았다. 인광판의 선형성 보정이 개선된다면 인광판과 CCD카메라를 이용한 토모테라피의 2차원 선량측정이 유용할 것으로 기대한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제35권
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• pp.7-13
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• 2023

목 적: 본 연구에서는 자궁경부암이 자궁과 함께 몸 밖으로 돌출되었을 때 맞춤형 Bolus를 사용하는 것이 치료계획에서 선량 전달에 미치는 영향을 평가하고 환자 set-up에서의 재현성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 치료 계획은 Eclipse Treatment Planning System (Version 15.5.0, Varian, USA)을 사용했으며 치료기는 VitalBeam (Varian Medical Systems, USA)을 사용하였다. 방사선 치료 기법은 3D-CRT로 AP/PA 방향으로 6MV 에너지를 이용하였다. 처방 선량은 1.8 Gy/fx이고 총 선량은 50.4 Gy/28 fx이다. 이온챔버는 Semiflex TM31010 (PTW, Germany)을 사용하였으며, 각 위치 이동 및 종양 중심 선량에 따른 계획선량과 측정된 선량을 비교하여 선량 분포를 분석 및 평가하였다. 첫 번째 측정은 팬텀에 맞춤형 Bolus를 적용하여 중심에서 수행하였으며, 위치 오차를 가정하여 중심에서 X, Y, Z축 방향으로 -2 cm ~ +2 cm 범위에서 이동하면서 측정하였다. 0.5 cm 간격으로 측정하였으며, Y축 방향은 ±3 cm까지 측정하였고 Bolus가 잘못 set-up된 상황도 측정하였다. 측정된 선량은 팬텀의 air cavity 대신 실리콘의 CT Hounsfield Unit (HU) 240으로 보정된 선량을 기준으로 비교하였다. 결 과: 위치 오차는 모든 X, Y, Z축에서 최대 ±2 cm까지 약 -1%이다. Y축의 경우 +3 cm의 차이가 발생했을 때 -9.73%의 오차가 발생하였다. 그리고 Bolus가 피부에 올바르게 부착되지 않았을 때 -2.6%, 완전히 제거되었을 때 3.92%의 오차가 있었다. 결 론: 맞춤형 Bolus를 사용한 경우 치료 선량 분포가 균일했으며, 위치 오차가 발생한 경우에도 처방 선량과 실제 측정값 사이에 큰 차이가 없었다. 기존 시트형 Bolus는 몸 밖으로 튀어나온 불규칙한 모양의 종양을 보완하기는 어렵지만 맞춤형 Bolus는 치료 선량을 균일하게 전달하는데 유용한 것으로 확인된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제32권
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• pp.85-92
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• 2020

목 적: 열가소성(thermoplastic) bolus가 가지는 이점을 알아보고자 이를 사용하여 치료한 두 건의 case를 선량과 위치 재현성 측면으로 나누어 피부 병변 VMAT 치료에서의 열가소성 bolus의 유용성을 평가하였다. 대상 및 방법: 좌측 유방 피부 병변 치료 환자 두 명을 대상으로 열가소성 Bolus를 사용하여 simulation 하였고 2 arc VMAT으로 계획하였다. 각 치료 계획은 처방선량(Prescription dose)이 표적 체적의 95% 이상 조사되도록 설계하였다. CBCT(Cone Beam CT) 영상에서 air gap의 길이를 측정하여 bolus 위치의 재현성을 평가하였다. 선량의 재현성을 평가하기 위해 Plan에서의 선량 분포와 CBCT에서의 선량 분포를 비교하였고 환자 2에 대해 in vivo 측정을 하였다. 결 과: 환자 1의 치료계획용 CT에서의 air gap과 CBCT image에서 10회 치료 동안 생긴 평균 air gap(M1)의 차이는 -0.42±1.24mm였다. 환자 2에서 14회 치료 동안 생긴 skin과 bolus 사이의 평균 air gap(M2)과 치료계획용 CT의 air gap의 차이는 -1.08±1.3mm, 두 bolus 사이의 air gap(M3)과의 차이는 0.49±1.16으로 나타났다. 치료계획용 CT와 CBCT의 선량 분포 차이는 환자 1에서 PTV1 D95가 -1.38%, Skin(max)가 0.39%의 차이를 보였고 환자 2에서 PTV1 D95가 0.63%, SKIN(max)가 -0.53%의 차이를 나타내었다. in vivo 측정 결과 계획된 선량과 -1.47% 차이를 보였다. 결 론: 열가소성 Bolus는 3D printer로 제작한 것과 비교하여 제작 과정이 단순하고 소요 시간이 길지 않으며, set up 측면에서 재현성 있는 결과를 보였고 선량 측면에서도 안정적인 결과를 나타내어 불규칙한 표면의 피부 병변 치료에서 그 유용성이 높은 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제3권1호
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• pp.6-22
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• 1978

High energy electron beams took effect for tumor radio-therapy, however, had a lot of problems in clinical application because of various conversion factors and complication of physical reactions. Therefor, we had experimentally studied the important properties of high energy electron beams from the linear accelerator, LMR-13, installed in Yonsei Cancer Center. The results of experimental studies on the problems in the 8, 10, 12 Mev electron beam therapy were reported as following. 1. On the measurements of the outputs and absorbed doses, the ionization type dosimeters that had calibrated by $^{90}Sr$ standard source were suitable as under 3% errors for high energy electrons to measure, but measuring doses in small field sizes and the regions of rapid fall off dose with ionization chambers were difficult. 2. The electron energy were measured precisely with energy spectrometer consisted of magnet analyzer and tele-control detector and the practical electron energy was calculated under 5% errors by maximum range of high energy electron beam in the water. 3. The correcting factors of perturbated dose distributions owing to radiation field, energy and material of the treatment cone were checked and described systematically and variation of dose distributions due to inhomogeneous tissues and sloping skin surfaces were completely compensated. 4. The electron beams, using the scatterers; ie., gold, tin, copper, lead, aluminium foils, were adequately diffused and minimizing the bremsstrahlung X-ray induced by the electron energy, irradiation field size and material of scatterers, respectively. 5. Inproving of the dose distribution from the methods of pendulum, slit, grid and focusing irradiations, the therapeutic capacity with limited electron energy could be extended.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권2호
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• pp.185-191
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• 2001

물리적인 형태의 선량 보상체 제작 없이 삼차원 방사선치료계획장치 및 다엽콜리메터를 이용한 방사선의 세기변조를 통해 선량보상 효과를 구현할 수 있는 가상 선량보상체 설계 알고리듬을 고안하고 그 타당성을 분석하였다. 선량보상체 설계를 위한 모델로서 신체표면의 굴곡을 묘사할 수 있는 스티로폼 제작물과 소형 물팬텀을 사용하였으며, 이에 대한 정보를 삼차원 방사선치료계획장치에 입력하고, 주어진 조건하에서의 예상 선량분포를 구하였다 이를 기준으로 가상 선량보상체 구현에 필요한 플루언스 지도를 작성하고, 이를 구현할 수 있는 다엽콜리메터의 구동 프로그램을 설계하였다 다엽콜리메타 구동 알고리듬은 Ma의 이론을 근거로 설계하였으며, 모든 프로그램은 IDL5.4를 사용하여 작성하였다. 설계된 가상 선량보상체의 타당성을 검증하기 위해 선량보상체를 적용하였을 때와 적용하지 않았을 경우 각각에 대해 팬텀에 장착한 필름에 방사선을 조사한 후 그 선량분포를 비교, 분석하였으며 그 결과, 가상 선량보상체를 적용하였을 경우 적용하지 않았을 시 보였던 조직결손에 의한 높은 선량분포 영역이 제거되어 목적하고자 한 균일한 선량분포를 구현할 수 있음을 보였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제47권3호
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• pp.143-151
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• 2022

Background: After the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident, biological alterations in the natural biota, including morphological changes of fir trees in forests surrounding the power plant, have been reported. Focusing on the terminal buds involved in the morphological formation of fir trees, this study developed a method for estimating the absorbed radiation dose rate using radionuclide distribution measurements from tree organs. Materials and Methods: A phantom composed of three-dimensional (3D) tree organs was constructed for the three upper whorls of the fir tree. A terminal bud was evaluated using Monte Carlo simulations for the absorbed dose rate of radionuclides in the tree organs of the whorls. Evaluation of the absorbed dose targeted ¹³¹I, ¹³⁴Cs, and ¹³⁷Cs, the main radionuclides subsequent to the FDNPP accident. The dose contribution from each tree organ was calculated separately using dose coefficients (DC), which express the ratio between the average activity concentration of a radionuclide in each tree organ and the dose rate at the terminal bud. Results and Discussion: The dose estimation indicated that the radionuclides in the terminal bud and bud scale contributed to the absorbed dose rate mainly by beta rays, whereas those in 1-year-old trunk/branches and leaves were contributed by gamma rays. However, the dose contribution from radionuclides in the lower trunk/branches and leaves was negligible. Conclusion: The fir tree model provides organ-specific DC values, which are satisfactory for the practical calculation of the absorbed dose rate of radiation from inside the tree. These calculations are based on the measurement of radionuclide concentrations in tree organs on the 1-year-old leader shoots of fir trees. With the addition of direct gamma ray measurements of the absorbed dose rate from the tree environment, the total absorbed dose rate was estimated in the terminal bud of fir trees in contaminated forests.