• 제목/요약/키워드: Dose optimization

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LINAC 뇌정의적 방사선 수술시 새로운 최적 선량분포계획 시스템의 개발 (New Techniques for Optimal Treatment Planning for LINAC-based Stereotactic Radiosurgery)

  • 서태석
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제10권1호
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    • pp.95-100
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    • 1992
  • LINAC 뇌정위적 방사선 수술은 multiple noncoplanar arc, 3 차원 선량 계산 및 많은 조사 변수들이 사용되기 때문에 간단한 경우에도 최적 선량분포를 얻기 위해서는 많은 시간이 요구된다. 본 논문에서는 실험적 방법과 분석적 방법을 통한 유용한 방법을 제시하기 위한 것으로서, 보다 자세한 방법 및 내용은 앞으로의 발표 논문에서 다루게 된다. 실험적 방법으로 2가지 방법에의하면, 첫번째 방법은 multiple isocenter를 이용하는 것이고, 두번째 방법은 beam's eye view와 field shaping을 이용한 conformal therapy이다. 분석적 방법은 최적 조사조건을 찾기 위하여 computer-aided design optimization 방법을 이용하는 것이다.

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Simultaneous degradation of nitrogenous heterocyclic compounds by catalytic wet-peroxidation process using box-behnken design

  • Gosu, Vijayalakshmi;Arora, Shivali;Subbaramaiah, Verraboina
    • Environmental Engineering Research
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    • 제25권4호
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    • pp.488-497
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    • 2020
  • The present study investigates the feasibility of nitrogenous heterocyclic compounds (NHCs) (Pyridine-Quinoline) degradation by catalytic wet peroxidation (CWPO) in the presence of nanoscale zerovalent iron supported on granular activated carbon (nFe0/GAC) using statistical optimization technique. Response surface methodology (RSM) in combination with Box-Behnken design (BBD) was used to optimize the process parameters of CWPO process such as initial pH, catalyst dose, hydrogen peroxide dose, initial concentration of pyridine (Py) and quinolone (Qn) were chosen as the main variables, and total organic carbon (TOC) removal and total Fe leaching were selected as the investigated response. The optimization of process parameters by desirability function showed the ~85% of TOC removal with process condition of initial solution pH 3.5, catalyst dose of 0.55 g/L, hydrogen peroxide concentration of 0.34 mmol, initial concentration of Py 200 mg/L and initial concentration of Qn 200 mg/L. Further, for TOC removal the analysis of variance results of the RSM revealed that all parameter i.e. initial pH, catalyst dose, hydrogen peroxide dose, initial concentration of Py and initial concentration of Qn were highly significant according to the p values (p < 0.05). The quadratic model was found to be the best fit for experimental data. The present study revealed that BBD was reliable and effective for the determination of the optimum conditions for CWPO of NHCs (Py-Qn).

Optimization Technique using Ideal Target Model and Database in SRS

  • Oh, Seung-Jong;Suh, Tae-Suk;Song, Ju-Young;Choe, Bo-Young;Lee, Hyoung-Koo
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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    • pp.146-149
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    • 2002
  • The aim of stereotactic radiosurgery(SRS) is to deliver a high dose to a target region and a low dose to critical organ through only one or a few irradiation. To satisfy this aim, optimized irradiating conditions must be searched in the planning. Thus, many mathematical methods such as gradient method, simulated annealing and genetic algorithm had been proposed to find out the conditions automatically. There were some limitations using these methods: the long calculation time, and the difficulty of unique solution due to the different shape of tumor. In this study, optimization protocol using ideal models and data base was proposed. Proposed optimization protocol constitutes two steps. First step was a preliminary work. Some possible ideal geometry shapes, such as sphere, cylinder, cone shape or the combination, were assumed to approximate the real tumor shapes. Optimum variables such as isocenter position or collimator size, were determined so that the high dose region could be shaped to fit ideal models with the arrangement of multiple isocenter. Data base were formed with those results. Second, any shaped real targets were approximated to these models using geometry comparison. Then, optimum variables for ideal geometry were chosen from the data base predetermined, and final parameters were obtained by adjusting these data. Although the results of applying the data base to patients were not superior to the result of optimization in each case, it can be acceptable as a starting point of plan.

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사업장 단체검진 시 흉부촬영의 방사선피폭 최적화 및 안전에 대한 고찰 (- A Study on Safety of the Radiation Exposure Dose Optimization at Chest B-ray Examinations -)

  • 임재동;강경식
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.87-97
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    • 2004
  • The National Health Insurance Act, the Industrial Health Act and the School Health Act require chest radiography at least once a year. In chest radiographic examination, most group examinations use indirect X-ray primarily aiming at diagnosing diseases and enhancing people's health. This study purposed to minimize radiation exposure dose by comparing it between direct and indirect chest X-ray studies. According to the result of comparing and analyzing radiation exposure dose, the average incident dose and penetrating dose were 0.929μGy and 0.179μGy respectively in direct chest X-ray and 6.807μGy and 1.337μGy in indirect chest X-ray In order to minimize radiation exposure dose at direct and indirect chest X-ray, indirect X-ray should be excluded from group examination if possible. Moreover, it is necessary to control the quality of equipment (Q/A & Q/C) systematically and to avoid using unqualified equipment in order to reduce radiation exposure dose.

A Smart Setup for Craniospinal Irradiation

  • Peterson, Jennifer L.;Vallow, Laura A.;Kim, Siyong;Casale, Henry E.;Tzou, Katherine S.
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제24권4호
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    • pp.230-236
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    • 2013
  • Our purpose is to present a novel technique for delivering craniospinal irradiation in the supine position using a perfect match, field-in-field (FIF) intrafractional feathering, and simple forward-optimization technique. To achieve this purpose, computed tomography simulation was performed with patients in the supine position. Half-beam, blocked, opposed, lateral, cranial fields with a collimator rotation were matched to the divergence of the superior border of an upper-spinal field. Fixed field parameters were used, and the isocenter of the upper-spinal field was placed at the same source-to-axis distance (SAD), 20 cm inferior to the cranial isocenter. For a lower-spinal field, the isocenter was placed 40 cm inferior to the cranial isocenter at a constant SAD. Both gantry and couch rotations for the lower-spinal field were used to achieve perfect divergence match with the inferior border of the upper-spinal field. A FIF technique was used to feather the craniospinal and spinal-spinal junction daily by varying the match line over 2 cm. The dose throughout the target volume was modulated using the FIF simple forward optimization technique to obtain homogenous coverage. Daily, image-guided therapy was used to assure and verify the setup. This supine-position, perfect match craniospinal irradiation technique with FIF intrafractional feathering and dose modulation provides a simple and safe way to deliver treatment while minimizing dose inhomogeneity.

LINAC을 이용한 뇌정위적 방사선 수술에 대한 3 차원 선량분포 (Three-Dimensional Dose Distribution for the System of Linear Accelerator-based Stereotactic Radiosurgery)

  • Suh, Tae-Suk
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제2권2호
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    • pp.121-128
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    • 1991
  • 뇌정위적 방사선 수술 시 정확한 3차원적 선량분포에 대한 정보가 필요한다. 3차원적 치료계획은 최적선량분포를 얻기위한 것이며 환자 데이타, 선량분포, 방사선 조사 요소들에 대한 3차원적인 관계를 다루어야만 한다. 원형 조사면에 대한 single 조사면 선량 데이타와 3차원 선량 알고리듬을 이용하여 non-coplanar moving arcs 에 대한 3차원적 선량모델이 개발되었다. 뇌정위적 방사선 수술시 3차원 선량 알고리듬의 적용과 여러경우에 대한 응용에 대하여 논의되어진다.

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고선량율 관내 방사선치료를 위한 종양선량분포의 최적화에 대한 연구 (Optimization of Dose Distribution for High Dose Rate Intraluminal Therapy)

  • 추성실;김귀언;노준규
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제12권2호
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    • pp.243-252
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    • 1994
  • 원격조종 아프터로딩에 의한 고선량율 관내삽입조사는 체내 발생된 종양에 방사선원을 근접시켜 치료하는 방사선요법으로서 신속한 선량계산과 선량의 정확성 및 다양한 모양의 최적선량분포가 요구된다. 저자들은 크기가 작고 선량율이 높은 고선량율의 방사성동위원소에 대한 정확한 조사선량과 최적선량분포를 얻기 위하여 수학적인 콤퓨터 계산프로그램과 실측으로서 비교하였다. 고선량율 선원에 의한 방사선 조사선량과 조직내 흡수선량분포는 각각 Sievert적분식과 Meisberger의 다항식을 이용하여 작성하였다. 종양크기와 모양에 가장 알맞는 선량분포의 최적화를 실현하기 위하여 저자들은 치료기준점의 선량을 일정한 값으로 고정시키고 선원의 조사시간을 조정하는 선형반복 계산방정식을 이용하였다. 모형선원이 장착된 아프터로딩관을 삽입하고 조준엑스선으로 촬영하여 종양부위를 결정한 후 콤퓨터의 도움으로 아프터로딩관의 축과 평행한 등량곡선 또는 과일모양의 선량분포 및 기관지 모양의 등선량분포가 성취되도록 선량최적화를 시행하였고 선량계에 의한 실측치와 오차가 $3\%$이하로 잘 일치하였다.

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성능이 향상된 면적선량계(DAP) 개발 (Development of Enhanced DAP(Dose Area Product))

  • 이영지;이상헌;이승호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.739-742
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    • 2019
  • 본 논문에서는 성능이 향상된 면적선량계(DAP)를 제안한다. 본 논문에서 제안한 성능이 향상된 면적선량계는 기존에 개발되었던 면적선량계를 최적화하였다. 성능이 향상된 면적선량계는 전하 적분기 및 ADC 회로의 최적화 설계, RS-485 통신용 Line transceiver의 최적화 설계, Display 회로의 최적화 설계, 연동 및 에이징을 위한 PC 기반 제어 프로그램 최적화 등을 수행하였다. 제안된 시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인시험기관에서 실험한 결과는 Radiation dose dependence와 Radiation quality dependence는 4.2%의 측정 불확도가 측정되어 국제 표준인 ${\pm}15%$ 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다. Energy range/Tube voltage는 30~150kV 구간에서 반응이 확인되었다. 센서필드간 감도차이와 센서필드간 면적선량 감도차이는 4.3%의 측정 불확도가 측정되어 국제 표준인 ${\pm}15%$ 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다. 면적선량계의 재현성을 측정하기 위하여 10회 반복하여 측정한 결과 0%로 확인되어서 IEC60580 권고 사항인 2% 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다. Digital resolution은 시간당 기준선량에 대해 오차 범위 내에서 $0.01{\mu}Gy{\cdot}m^2$의 최소단위로 측정되는 것을 확인되었다.

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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아크 치료를 위한 고속 근사선량모델 개발 (Fast Approximate Dose Model Used in Arc Therapy)

  • 서태석;서덕영
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제20권4호
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    • pp.227-236
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    • 1995
  • 선량데이타와 정확한 3차원 선량모델을 이용하여 여러 아크에 대한 선량분포를 조사하였다. 정확한 선량모델에 의해 계산된 선량 값은 판단한 실험식으로 표현이 가능했으며 이는 선량 최적화 과정에서 반복적으로 선량 값을 계산하는데 매우 유용하였다. 360도 아크와 부분 아크에 대한 선량 값을 빠른 속도로 계산하기 위하며 실험적으로 구해진 실린더형 선량모델을 개발하였다. 200개 위치의 정확한 선량 값을 비선형식으로 피팅하여 7개의 변수를 포함하는 실험식을 개발하였다. 결과적으로 이 모델을 이용하는 경우 한 아크에 대한 선량 계산시 400개의 위치를 계산하는데 PC-486으로 1초 이내에서 계산이 가능하였다. 결론적으로 개발된 고속선량모델은 정확한 선량모델에 의한 선량 값과 유사한 값을 제공함으로써 계간속도가 늦은 일반 3차원 선량모델을 대치할 수 있을 것으로 사려된다.

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