• 제목/요약/키워드: Dose distribution change

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로봇 사이버나이프에서 위치인식시스템을 이용한 Targeting Error값 보정의 정확성 평가 (Evaluation on the Accuracy of Targeting Error Correction Through the Application of Target Locating System in Robotic CyberKnife)

  • 정영준;정재홍;임광채;조은주
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.1-7
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    • 2009
  • 목 적: 로봇 사이버나이프에서 환자의 움직임에 의한 기준점의 위치변화 오차가 위치인식시스템(target location system, TLS) 을 통하여 targeting error값이 정확히 보정(correction)되는지 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 본 실험은 targeting의 정확성을 분석하기 위해 head and neck팬텀에 Gafchromic 필름(MD-55)을 삽입한 후, 사이버나이프(CyberKnife Robotic Radiosurgery System G4, Accuray, US)의 6 MV X선을 조사하였다. 필름 분석은 Accuray사에서 제공하는 End to End (E2E) 프로그램을 이용하였다. 기준점의 위치에서 x, y, z방향으로 $0{\pm}0.2\;mm$, roll, pitch, yaw방향으로 $0{\pm}0.2^{\circ}$ 이내로 유지하여 12회 조사한 대조군과 인위적으로 움직임을 주어 실험을 시행한 6회의 실험군의 targeting 오차를 구하고, 대조군과 실험군의 평균값에 대한 유의성을 t-검정을 통해 분석하였다. 또한, gamma-index method (dose difference: 3%)를 통해 2차원적 선량분포의 일치성을 distance to agreement (DTA)를 각각 1 mm, 1.5 mm, 2 mm로 달리하여 정량화하고, 비교 분석하였다. 결 과: E2E test 시행 결과, 기준 필름의 targeting 평균오차 0.405 mm, 표준편차 0.069 mm, 실험 필름의 평균오차 0.413 mm, 표준편차 0.121 mm으로 나왔으며, t-검정 결과 유의확률 P=0.836 (신뢰구간 95%)으로 두 집단에서 유의한 차이를 볼 수 없었다. 또한, DTA를 각각 1 mm, 1.5 mm, 2 mm로 선량분포의 일치성을 비교한 결과 기준필름 3,314개 위치에서 axial필름 평균은 각각 95.04%, 97.56%, 98.13%, sagittal필름 평균은 각각 95.47%, 97.68%, 98.47% 일치하였다. 실험필름과 비교한 결과 3,323개 위치에서 axial필름 평균은 각각 96.38%, 97.57%, 98.04%, sagittal필름 평균은 각각 95.50%, 97.87%, 98.36% 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 결 론: 로봇 사이버나이프는 치료 시 환자의 움직임에 의해 발생하는 기준점의 위치변화 오차를 실시간 추적하여 보정하며, targeting 오차를 1 mm 이내, 선량분포는 95% 이상 일치하는 정확성을 확인할 수 있었다.

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Multiple isocenter를 이용한 뇌정위적 방사선 수술시 컴퓨터 자동 추적 방법에 의한 고속의 선량 최적화 (Rapid Optimization of Multiple Isocenters Using Computer Search for Linear Accelerator-based Stereotactic Radiosurgery)

  • 서태석;박찬일;하성환;윤세철;김문찬;박용휘;신경섭
    • 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.

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비 인두암 체적 조절 호형 방사선 치료의 선량 계산 격자 크기에 따른 선량 체적 지수와 방사선 생물학적 지수의 평가 (Evaluation of Dose Volume and Radiobiological Indices by the Dose Calculation Grid Size in Nasopharyngeal Cancer VMAT)

  • 강동진;정재용;신영주;민정환;심재구;박소현
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제43권4호
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    • pp.265-272
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    • 2020
  • The purpose of this study was to investigate the dose-volume indices and radiobiological indices according to the change in dose calculation grid size during the planning of nasopharyngeal cancer VMAT treatment. After performing the VMAT treatment plan using the 3.0 mm dose calculation grid size, dose calculation from 1.0 mm to 5.0 mm was performed repeatedly to obtain a dose volume histogram. The dose volume index and radiobiological index were evaluated using the obtained dose volume histogram. The smaller the dose calculation grid size, the smaller the mean dose for CTV and the larger the mean dose for PTV. For OAR of spinal cord, brain stem, lens and parotid gland, the mean dose did not show a significant difference according to the change in dose calculation grid size. The smaller the grid size, the higher the conformity of the dose distribution as the CI of the PTV increases. The CI and HI showed the best results at 3.0 mm. The smaller the dose calculation grid size, the higher the TCP of the PTV. The smaller the dose calculation grid size, the lower the NTCP of lens and parotid. As a result, when performing the nasopharynx cancer VMAT plan, it was found that the dose calculation grid size should be determined in consideration of dose volume index, radiobiological index, and dose calculation time. According to the results of various experiments, it was determined that it is desirable to apply a grid size of 2.0 - 3.0 mm.

양성자치료시 Air Gap 변화에 따른 Lateral Penumbra와 선량분포 변화에 대한 비교 및 연구 (Research for Lateral Penumbra and Dose Distribution When Air Gap Changing in Proton Therapy Case)

  • 김재원;심진섭;장요종;강동윤;최계숙
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.47-51
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    • 2010
  • 목 적: 고 에너지 양성자치료에 있어서 Air gap (환자와 Beam 사출구 사이의 거리)의 변화는 Lateral Penumbra의 증가로 불필요한 조사야를 형성할 수 있고, 치료부위에서 최대선량 증가와 최소선량 감소로 선량분포의 균질성을 저하시킬 수 있다. 이에 Air gap 변화에 따른 선량분포에 대해 비교, 연구해 보고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 양성자치료를 받은 Lung, Liver 환자 6명을 선정하여 크기가 다른 조사야 A와 조사야 B에서 Air gap을 2, 4, 6, 8, 10 cm로 설정하여 Proton external beam planning system을 통해 치료계획을 세웠다. Air gap에 따른 Lateral Penumbra 영역 및 DVH (Dose Volume Histogram)를 비교하고 PCTV영역의 최대선량 및 최소선량 값을 비교하였다. 또한 PCTV내에 선량의 균질성을 알기 위하여 Homogeneity index값을 비교, 분석하였다. 결 과: 각각의 조사야에서 Air gap의 변화(2, 4, 6, 8, 10 cm)에 따른 Lateral Penumbra영역을 분석한 결과 조사야 A에서 Air gap 2~10 cm변화에 따라 평균 1.36~1.75 cm까지 약 28.7%가 지속적으로 증가하였고 조사야 B에서 평균 1.36~1.79 cm까지 약 31.6%가 지속적으로 증가하였다. DVH를 분석한 결과 최대선량의 상대선량 백분율은 Air gap 2~10 cm일 때 평균 108.1%에서 평균 110.3%까지 약 2.03%가 지속적으로 증가하였고 최소선량의 상대선량 백분율은 평균 93.9%에서 평균 90.8%까지 약 3.31%가 지속적으로 감소하였다. Homogeneity index값은 평균 Air gap 2~10 cm까지 1.09~2.6으로 2배 이상 증가하였다. 결 론: 양성자 치료에 있어서 Air gap이 증가함에 따라 Lateral Penumbra 영역이 증가함을 알 수 있었고, 치료부위에서 최대선량 값의 증가와 최소선량 값의 감소로 인하여 Homogeneity index값이 증가함으로써 PCTV내에 Beam의 균질성이 떨어지는 것을 알 수 있었다. 이에 추후 양성자치료시 Air gap을 줄이기 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다.

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선형가속기를 이용한 방사선 수술시 Dynamical Field Shaping에 의한 선량분포 (Dose Distributions for Ll NAC Radiosurgery with Dynamically Shaping Fields)

  • 서태석;윤세철;김문찬;장홍석;박용휘;신경섭;박찬일;하성환;강위생
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제11권2호
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    • pp.431-437
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    • 1993
  • 방사선 수술에 있어서 선량 형태를 변형시키기 위한 조사변수들의 선택은 중요한 문제이다. 선형가속기를 이용한 뇌정위적 방사선 수술은 통상 원형 조사면과 다중 arc를 이용하여 구형 형태의 선량을 얻는 방법을 이용하고 있다. 그러나, 병소가 임의의 형태인 경우 구형의 선량으로서는 병소 이외에 정상조직도 많은 선량이 가해지게 된다. 현재 병소형태의 선량을 얻기 위한 방법으로 multiple isocenters를 이용하거나, 각 arc에 달리 weights를 주는 방법을 사용하고 있다. 본 논문에서는 병소의 beam's eye view를 이용하여 조사 위치에서 조사면을 shaping하는 새로운 방법에 대하여 논의하고자 한다. 이러한 conformal조사 방법은 병소와 정상조직의 가시적인 3차원 선량분포와 dose volume histogram의 분석 방법을 통하여 검증되었다. conformal 방법을 이용한 경우 multiple isocenter를 이용한 경우보다 적은 arc 수를 가지고도 상응하는 dose gradient와 더 나은 선량의 균질성을 얻을 수 있었다.

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Space Radiation Shielding Calculation by Approximate Model for LEO Satellites

  • Shin Myung-Won;Kim Myung-Hyun
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제36권1호
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    • pp.1-11
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    • 2004
  • Two approximate methods for a cosmic radiation shielding calculation in low earth orbits were developed and assessed. Those are a sectoring method and a chord-length distribution method. In order to simulate a change in cosmic radiation environments along the satellite mission trajectory, IGRF model and AP(E)-8 model were used. When the approximate methods were applied, the geometrical model of satellite structure was approximated as one-dimensional slabs, and a pre-calculated dose-depth conversion function was introduced to simplify the dose calculation process. Verification was performed with mission data of KITSAT-1 and the calculated results were also compared with detailed 3-dimensional calculation results using Monte Carlo calculation. Dose results from the approximate methods were conservatively higher than Monte Carlo results, but were lower than experimental data in total dose rate. Differences between calculation and experimental data seem to come from the AP-8 model, for which it is reported that fluxes of proton are underestimated. We confirmed that the developed approximate method can be applied to commercial satellite shielding calculations. It is also found that commercial products of semi-conductors can be damaged due to total ionizing dose under LEO radiation environment. An intensive shielding analysis should be taken into account when commercial devices are used.

편향전자석의 자장변화에 따른 광자선 선질평가에 관한 고찰 (Study of photon beam quality tool at magnetic field change in bending magnet)

  • 김정호;유세종;박명철;배석환;김기진
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.433-439
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    • 2014
  • Beam quality is changed about magnetic field of bending magnet. Evaluation of beam quality using PDD(Percentage Depth Dose) at 10cm depth at recommendation of AAPM(America Academy of Pain Medicine). However this evaluation shows fragmentary element. Therefore this study is applied to three value, 10cm divided by 5cm depth PDD, 20cm divided by 10cm depth PDD, 30cm divided by 20cm depth PDD, at change the magnetic field. PDD is measured at magnetic field changed ${\pm}1%$, ${\pm}2%$ at 6MV(Mega Voltage), 10MV photon. The plan technique is 3 portal plan using Core-Plan at human pelvic phantom. Conventional and presented methods are compared at maximum and minimum dose. The presented method increased discernment of relieve the unequal distribution and energy area than conventional method. Henceforth, application of presented method will be considered. Development of energy measurement method and detector miniaturization will be needed about continuous study.

Change in radiation characteristics outside the SNF storage container as an indicator of fuel rod cladding destruction

  • Rudychev, V.G.;Azarenkov, N.A.;Girka, I.O.;Rudychev, Y.V.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제53권11호
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    • pp.3704-3710
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    • 2021
  • The characteristics of the external radiation on the surface of the casks for spent nuclear fuel (SNF) storage by dry method are investigated for the case when the spatial distribution of SNF in the basket changes due to the destruction of the fuel rod claddings. The surface areas are determined, where the changes in fluxes of neutrons, produced by 244Cm actinide, and γ-quanta, produced by long-lived isotopes, are maximum in the result of the decrease in the height of the SNF area. Concrete (VSC-24) and metal (SC-21) casks are considered as examples. The procedure of periodic measurement of the dose rate of neutrons or γ-quanta at the specified points of the cask surface is proposed for identifying the fuel rod cladding destruction. Under normal operation, the decrease in the dose rate produced by neutrons as the function of SNF storage duration is determined by the half-life of 244Cm, and for γ-quanta - by the half-lives of long-lived SNF isotopes. Consequently, a stepwise change in the dose rate of neutrons or γ-quanta, detected by the measurements, as compared to the previous one, would indicate the destruction of the fuel rod claddings.

의료용 디지털 선형가속기의 빔조정 인자변화가 선량분포특성에 미치는 영향 (The Effects on Dose Distribution Characteristics by Changing Beam Tuning Parameters of Digital Linear Accelerator in Medicine)

  • 박현주;이동훈;이동한;권수일;류성렬;지영훈
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제10권1호
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    • pp.17-22
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    • 1999
  • 임상에서 사용되는 가속기의 설계특성변화가 빔 출력변화에 미치는 영향을 알아봄으로써 보다 효율적인 정도관리를 수행하고자 한다. 선형가속기를 구성하고 있는 여러 가지 요소 중에서 빔 조정 인자들인 이온원부의 입사전류 (INJ-I), 이온원부의 입사전압 (INJ-E), 가속전압 (PFN), 휨자석 전류 (BMI), 펄스반복주파수 (PRF)를 선택하여 디지털 메바트론 제어프로그램 상에서 선형가속기가 자동 제어되는 허용범위를 조사한 후 그 영역내에서 전류값들을 변화시켜가면서 선량에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 이온함을 사용하여 홉수선량을 측정하고 오실로스코프를 사용하여 빔 출력의 파형을 분석하였으며 방사선 계측장치로 대칭성과 평평도를 계측하였다. 방사선 가속 장치는 선형가속기 (Mevatron MD, Siemens, Germany)를 이용하였으며, 계측장치로는 RFAplus (Scanditronix, Sweden)를 사용하였다. 그리고 가속기의 설계특성변화 즉 , 빔 조정 인자들의 변화가 선량분포특성에 변화를 주는 것을 측정하기 위해 0.6cc 이온함(Capintec PR06C, USA), 미소전위계(Capintec192, USA)와 오실로스코프 (Tektronix, USA)를 사용하였다. 선형가속기의 선량률과 에너지변화에 영향을 미치는 인자들인 INJ-I, INJ-E, PFN, BMI, PRF의 전압과 전류값들을 변화시켰을 때 인자들마다 차이는 있었지만, 이온함을 사용하여 측정했을 때와 오실로스코프로 출력펄스의 변화를 보았을 때는 선량률의 변화를 확인할 수 있었다. 그러나 RFAplus로 에너지와 대칭성 등에 관한 그래프를 그렸을 때는 거의 동일한 결과를 나타내었다. 인자 INJ-I, INJ-E, PFN, BMI, PRF 들의 D10/D20은 0∼0.02, 대칭성은 0.1-0.2%, 평평도는 0.1∼0.4%의 미세한 변화를 보였다. 디지털화 된 각 인자들의 전류와 전압값들을 변화시킬 때 선량률에는 미세한 영향을 미치게 되지만, 기계자체에서 기준값에 맞추기 위해 자동 제어가 되어 선량분포에는 크게 영향을 미치지는 못하는 것으로 평가되어졌으나 빔 조정 인자들의 특성을 파악함으로써 정도관리의 기초자료를 확보하였다.

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Ir-192 $\gamma$선(線)의 금속(金屬)에 대(對)한 산란분포(散亂分布)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on Scattering Distribution in Metal of Ir-192 Gamma-Ray)

  • 주광태
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제4권1호
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    • pp.63-71
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    • 1981
  • The metal-plates(Aluminium. Copper, Lead) of change the variation thickness have been penetrated by the collimated beam($450mm{\times}4mm{\phi}$) of Gamma-ray from $^{192}Ir$. Then, the scattered $\gamma$-ray dose in variable angle and the directly transmitted $\gamma$-ray dose were measured using the electrometer of ionization chamber. The results were summarized as follows: 1. Obtained the mass attenuation coefficients of $Al;0.0937cm^2g^{-1},\;Cu;0.0937cm^2g^{-1},\;pb;0.244cm^2g^{-1}$. 2. Total intensity of front scattered $\gamma$-ray follow the order of Al>Cu>pb. 3. The scattered $\gamma$-ray intensity with the lager angle of scattering was saturated after increase rapidly, and the scattering angle of the more larger was decreased. 4. The scattered $\gamma$-ray intensity through plates of aluminium or copper was saturated after increase with thicker scatterer, and the intensity was decreased at the more thicker. But the variation of scattered $\gamma$-ray dose in the lead plate made the fewest than Al and Cu. 5. The ratio of the scattered $\gamma$-ray dose and the directly transmitted $\gamma$-ray dose was saturated after increase with the thicker scatterer, and the scatterer of the more thicker was decreased. Degree of total intensity in these ratios was followed the order of Cu>Al>Pb.

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