• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권1호
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• pp.61-66
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• 2010

선형가속기를 기반으로 하는 뇌정위적 방사선 수술에 있어 전용 콘과 동일한 정방형 조사면에서의 소조사면 선량특성에 관해 알아보고자 6 MV 광자선과 소조사면 전용 검출기를 이용해 측정하였다. 선원 표면간 거리는 100 cm로 하고, 전용 cone ${\Phi}1\;cm$, ${\Phi}2\;cm$, ${\Phi}3\;cm$과 정방형 조사면 $1{\times}1\;cm^2$, $2{\times}2\;cm^2$, $3{\times}3\;cm^2$ 조사면 으로 1.5 cm, 5 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm 지점에서 심부선량을 측정하였고, 최대 선량점에서 각 조사면에서 출력선량을 측정하여 비교하였다. 반음영의 측정을 위한 선량측면도 측정은 ${\Phi}1\;cm$, ${\Phi}3\;cm$ 및 동일한 정방형 조사면에서 선원 표면간 거리 95 cm, 깊이 5 cm에서 SFD를 이용하여 측정하였다. 물리학적 조사면(90%) 내에서는 1 mm 간격으로, 반음영 영역(20~80%)에서는 0.5 mm 간격으로 측정하였다. 전용 콘 과 정방향 조사면의 PDD 변화는 기준조사면을 기준으로 5 cm 깊이에서 4.3~7.9% 낮게 나타났으며, 콘의 크기와 조사면 크기가 커질수록 PDD 변화는 적게 나타났다. 선질 비교를 위해 $PDD_{20,10}$를 비교한 결과 ${\Phi}1\;cm$ 콘과 $1{\times}1\;cm^2$을 제외한 다른 조사면에서는 1% 이내의 변화를 보였다. 출력선량은 콘을 이용한 방법에서 정방형 조사면에서 보다 3.1~4.6% 출력선량이 증가하였다. 반음영 영역은 ${\Phi}1\;cm$, ${\Phi}3\;cm$ 동일한 정방형 조사면에서 콘을 이용한 방법이 반음영 영역이 20% 감소하였다. 뇌정위적 방사선 수술은 소조사면을 이용해 1회 대선량을 조사하는 방법으로 조사면의 선량특성을 고려한 처방이 중요하게 된다. 본 실험을 통해 뇌정위적 방사선 수술에 있어 정방형 소조사면 보다 전용 콘을 이용한 방법이 유효하다고 사료되며, 향후 다양한 측정기를 이용한 소조사면의 선량특성에 관한 연구가 필요하다고 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권4호
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• pp.216-223
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• 2011

최근 PTW사에서는 물등가물질로 구성되어 있고, 측정체적(sensitive volume, $0.002cm^3$)이 매우 작은 MicroLion 액체이온함을 내놓았다. 본 연구의 목적은 외부방사선 치료용 광자빔에 대해 MicroLion 액체이온함의 선량선형성, 선량률의존성, 공간분해능, 그리고 출력인수와 같은 선량측정학적 특성을 조사하는 것이다. 이 결과를 Semiflex 이온함($0.125cm^3$), Pinpoint 이온함($0.015cm^3$), 다이오드 검출기($0.0025mm^3$)의 결과와 비교분석하여 소조사면 측정에 적절한지를 평가하고 자 하였다. Varian clinac 2300 C/D의 6 MV 광자빔에서 측정하였으며, MP3 물팬톰(PTW, Freiburg)을 이용하였다. 공간분해능은 반음영(penumbra)을 측정하여 평가하였으며, $0.5{\times}0.5cm^2$에서 $10{\times}10cm^2$까지 다양한 조사면에 대하여 측정하였다. 출력인수는 $0.5{\times}0.5cm^2$에서 $40{\times}40cm^2$에 대하여 측정하였다. 선량에 따른 MicroLion 액체이온함의 측정값은 선형적인 비례성을 보였다. 그러나 선량률은 100 MU/min와 600 MU/min에 의한 측정값의 차이가 최대 5%의 차이를 보였으며, 선량율이 커질수록 출력선량이 작아지는 결과를 보였다. 공간분해능의 경우 조사면 $0.5{\times}0.5cm^2$에서 $10{\times}10cm^2$까지의 측방선량분포 비교에서 Semiflex 이온함을 제외한 다른 모든 검출기들의 경우 2% 이내에서 일치하였다. 출력선량은 $2{\times}2cm^2$에서 $10{\times}10cm^2$ 조사면에서 Semiflex 검출기 대비 모든 검출기가 2% 이내에서 잘 일치하였다. 연구 결과 MicroLion 액체이온함은 물등가물질로 이루어져 있으며, 감응 면적이 매우 작기 때문에 소조사면에서 매우 유용할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권3호
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• pp.131-135
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• 2006

본 연구의 목적은 2차원적 이온전리함 배열의 특성을 분석하고 세기변조방사선치료 선량분포 확인의 유용성을 평가하기 위함이다. 본 실험에 사용된 2차원적 이온전리함 배열(MatriXX, Scanditronix-Wellhofer, IBA, Germany)은 $24{\times}24cm^2$ 범위에 1,024개의 평판형 전리함(용적: $0.08cm^3$, 직경: 4.5 mm, 높이: 5 mm, 배열간격: 7.62 mm)이 일정한 간격으로 배열되어있다. MatriXX의 특성분석을 위해 선량 직선성, 선량률 의존도, 출력 계수, 단기 선릉재현성을 분석하였으며, 선량분포 확인의 신뢰도를 평가하기 위해 Varian사의 동적쐐기와 세기변조 방사선치료의 선량분포를 분석하였다. 선량 직선성의 범위는 $1{\sim}800$cGy이었으며, 1% 미만의 오차율을 보였다. 선량률 의존성(범위 $100{\sim}600MU/min$)은 300 Mu/min을 기준으로 했을 때 모든 선량률 범위에서 0.4% 미만의 선량변화를 보였다. 또한, 물팬톰에서 0.1 cc 지두형 전리함으로 측정한 출력계수와 폴리스틸렌 팬톰에서 MatriXX로 측정한 출력계수를 비교하였다. 이 실험의 결과, $3{\times}3{\sim}24{\times}24cm^2$ 범위에서 0.5% 미만의 일치를 나타내었다. 단기 출력재현성 확인을 위하여 15분 간격으로 6회 측정한 결과, 0.5% 내의 차이를 보였다. 동적쐐기와 세기변조 방사선 조사면의 일치성 실험에서도 치료계획장치의 계산값과 필름측정값이 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 MatriXX의 물리적인 특성을 분석하였으며 세기변조방사선치료의 품질관리를 위한 유용성을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권1호
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• pp.1-8
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• 2004

방사선 치료과정에서 가장 중요한 것은 환자에게 조사된 흡수선량을 검증하는 것이다. IMRT에 사용되는 방사선의 물리적 특성을 결정하고 환자에 조사된 선량분포를 검증할 수 있는 정밀한 선량 측정 장치가 필요하다. 본 연구에서 2차원 광자선의 선량검증을 위해 만들어진 BInS (Beam Intensity Scanner)에 관하여 논의한다. BInS에 있는 Scintillator는 광자선이나 전자선에 조사되면 형광을 발생하는 Gd$_2$O$_2$S:Tb를 주성분으로 한다. Scintillator에서 발생된 형광은 디지털 비디오카메라에 의해 수집되어 디지털 신호로 바뀌고 자체 제작한 소프트웨어에 의해 분석되며 상대적인 선량 분포가 3차원 그림으로 표시된다. BInS가 IMRT에서 사용가능한지를 알아보기 위하여 치료에 관련된 몇 가지 측정을 하였다. IMRT의 주요 작동방식 중의 하나인 SMLC (static multileaf collimator) 방식에서는, leaf들의 동작을 통제하여 만들어지는 여러 개의 정적 조사면적(static portal)을 통하여 IMB (intensity modulated beam)이 만들어진다. 따라서 여러 개의 정적 조사면적이 연달아 맞닿아 있는 경우, 연속된 두 조사면적의 경계면에서 penumbra와 산란된 광자들이 겹쳐지고 따라서 hot spot이 생기게 된다. 이와 같이 SMLC 방식에서 나타나는 inter-step hot spot들의 존재를 BInS를 이용하여 측정하여 가시화하였고 또한 그것들을 제거하는 실험적 방법도 제시하였다. IMRT에서 사용되는 다른 주요한 작동방식인 DMLC (dynamic multileaf collimator)는 광자선이나 전자선을 제어하는 leaf의 작동방식이 다르기 때문에 SMLC 방식과는 다른 특성을 보인다. 따라서 BInS를 이용하여 SMLC와 DMLC 방식에 의해 실제로 target에 투사된 선량을 측정 비교하였다. 비록 같은 선량을 target 부위에 투사하기로 계획했을지라도, 실제로는 산란된 광자와 전자들 때문에 DMLC 방식에 의한 선량이 SMLC 방식에 의한 선량보다 14.8%나 큰 것으로 측정되었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제9권1호
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• pp.123-130
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• 1991

수술중 방사선치료법 (Intraoperative Radiation Therapy)은 외과적으로 개복된 상태에서 종양이나 장기를 절제한후 비가시적 또한 육안적 암세포를 전자선등으로 직접 조사 치료하는 방법으로서 일시에 다량의 방사선량을종양부위에 집중적으로 조사할 수 있으며 정상장기나 조직을 방사선 조사 범위로부터 차단함으로 방사선 손상을 격감 시킬 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연세암쎈터 치료방사선과에서는 1986년 2월부터 현재까지 십여명의 위암환자를 대상으로 수술중 방사선치료를 시 행하여 좋은 결과를 얻었으나 치료절차상 많은 어려운점 이 야기되어왔다. 그중에서도 방사선치료실(LINAC room)내에서 수술을 시행함에 따른 수술기구, 응급처치 장치, 조명 및 감시장치 등이 완벽하게 준비되여져 야 하며 치료실내를 $2\sim3$일 동안 자외선과 소독약으로 완전히 제독 하여야 함으로 그기간동안 많은 방사선치료 환자들이 한명의 IORT환자를 위하여 치료를 중단하여 야 하는 어려움이 있었다. 본 연세 암쎈터에서는 콜리메터 접속기구(collimator holder)와 투명 조사통(Acrylic cone)으로 구성된 조립형 조사기구(Docking Applicator)를 고안 제작하여 수술과 방사선 치료를 각각 해당 장소에서 시 행할 수 있었다. 즉 tORT 환자의 개복수술은 수술실에서 시 행하되 다만 가볍고 투명하며 외부 공기와 차단된 투명 조사기구(Acrylic cone)를 종양 부위에 조준고정 시켜 봉합하고 방사선 치료실로 이송된후 선형가속기의 방사구에 장착된 콜리메터 접속기와 접합시킴으로서 많은 문제점을 해결할 수 있었다. 조립조사 기구는 치료부위를 잘 관찰할 수 있고 쉽게 결합할 수 있도록 가벼운 아크릴과 Mylafilm으로 구성 제작하였으며 콜리메터 접속기는 종양 부위에 균일한 선량분포와 누출선량을 줄이기 위하여 스텐레스 강철로 구성제작하였다. 직경이 8cm이고 길이가 30cm인 접합형 조사기구를 사용하여 12MeV 전자선을 조사하였을때 $90\%$의 등선량곡선이 5 mm 정도 확장 되었으며 조사통 가장자리의 선량이 약 $6\%$ 증가하였다. 조사 통밖 의 누출 선량은 위치에 따라 출력선량의 $3\sim5\%$가 측정되었고 심부 백분율은 기준조사통에 의한 것과 유사하였다. 조사통의 모양과 크기는 종양범위에 알맞도록 원형, 사각형 또는 오각형 등으로 제작하였으며 $1\sim2$ cm의 금속띠를 이용 조절하므로서 최적한 선량분포를 얻을수 있었고 콜리메터의 차폐 금속편을 이용하여 조사통밖의 누출선량을 최대한으로 줄일 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.191-198
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• 2009

이 연구의 목적은 소조사면 선량계측을 위하여 엣지검출기의 성능을 평가하기 위함이다. 다양한 소조사면과 깊이에서 엣지검출기(Model 1118 Edge)를 이용하여 6 MV 광자선의 선량 직선성, 선량률 의존도, 출력 계수, 선량 측면도 및 심부선량 백분율을 따라 측정하였으며, 이를 표준용적의 이온전리함(CC13)과 광자선 다이오드 검출기(PFD)와 비교하였다. 선량 직선성을 일차 선형 맞춤 함수와 비교하였을 때, 세 검출기 모두 1% 미만의 차이를 나타냈으며, 엣지검출기는 -0.08~0.08%의 가장 낮은 차이를 보였다. 선량율의 변화(100~600 MU/min)에 따라 PFD와 엣지검출기의 정규화된 반응비는 1% 미만의 일정한 값을 보였으나, CC13은 100 MU/min에서 약 -5%의 변화를 나타냈다. 조사면의 크기($4{\times}4\;cm^2{\sim}10{\times}10\;cm^2$)에 따른 출력계수는 세 검출기 모두 거의 같은 값을 보였으나, $4{\times}4\;cm^2$ 이하의 소조사면에서는 엣지검출기와 PFD의 출력 계수가 CC13과 최대 21%의 차이보였다. 각 조사면에서 20~80%의 반음영 폭을 측정하였을 때, 평균적으로 CC13은 엣지검출기보다 2배, PFD는 약 30% 정도 더 넓게 나타났다. 또한 10~90%의 반음영의 경우, CC13과 PFD가 각각 55%와 19% 정도 더 넓은 폭을 나타냈다. 엣지검출기는 선량 측면도의 반치폭이 조사면의 크기와 거의 일치하였으나, 다른 두 검출기는 조사면의 크기보다 약 8~10% 더 크게 나타났으며, 심부선량백분율은 각 조사면에서 세 검출기 모두 거의 일치하였다. 엣지검출기의 성능평가를 위한 선량특성을 분석한 결과, $4{\times}4\;cm^2$ 이하의 소조사면에서 가장 적합한 특성을 나타냈으며, CC13과 PFD와 같은 검출기는 조사면이 작을수록 상당한 오차를 나타낼 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권2호
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• pp.91-97
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• 2007

목 적: 세기변조방사선치료 시 선행되는 품질관리에서 선량분포와 절대선량 값을 비교하여 2차원 이온전리함의 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 본 실험은 선형가속기(CL 21EX, Varian, Palo Alto, USA)의 6 MV 광자선을 이용하여 비인두암 환자를 대상으로 하였다. 세기변조방사선치료를 위한 품질관리에는 2차원 이온전리함 배열(MatriXX, Wellhofer Dosimetrie, Germany)을 사용하였다. 비인두암 환자의 치료를 위해 역방향치료계획을 시행하였다. 고체팬톰에 삽입된 MatriXX를 전산화단층 촬영하여 환자 치료계획과 동일한 플루언스로 하이브리드(갠트리 각도 0$^\circ$) 치료계획을 실시하였다. 실험적 선량분포의 측정은 하이브리드 치료계획과 동일한 기하학적 조건으로 MatriXX와 고체팬톰을 이용하여 측정하였다. 선량분포에서 고선량 저변위(High Dose Low Gradient: HDLG) 점을 선정하여 절대선량을 비교하였으며, 선량분포 일치성분석을 위해 감마 인덱스 히스토그람($\gamma$-index, Dose difference: 3%, Distance to agreement: 3 mm)을 이용하여 정량화하였다. 결 과: 감마 인덱스 히스토그람 분석결과 인정허용범위(${\gamma}{\leq}$1) 비율을 모든 조사면에서 각각 확인하였다. 갠트리 각도 0$^\circ$에서 95.08%, 55$^\circ$에서 97.52%, 110$^\circ$에서 96.28%, 140$^\circ$에서 98.2%, 220$^\circ$에서 97.78%, 250$^\circ$에서 96.64%, 305$^\circ$에서 92.7%로 나타났다. HDLG에서 절대선량은 $\pm$3% 이내의 일치도를 보였다. 결 론: MatriXX를 이용한 세기변조방사선치료의 품질관리는 필름이나 단일 이온전리함을 이용한 일반적인 세기변조방사선치료 품질관리에 비해 시간, 인력을 최소화하면서 보다 효율적인 접근이 가능하였으며, 선량분포일치성 분석 및 절대선량확인에 매우 유용한 장치임을 알 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제18권2호
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• pp.81-87
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• 2006

목 적: 움직이는 장기의 방사선치료시에 움직임을 고려한 선량분포의 연구가 많이 이루어지지 않았고, 정적인 상태로서의 선량분포가 고려된 치료 및 연구가 이루어졌다. 그래서 본 연구는 구동팬텀 시스템을 이용하여 움직이는 장기의 선량분포 계측을 시행하였다. 이 연구의 목적은 호흡에 따른 선량분포의 변화가 어떻게 일어나는지에 대한 실험적 계측에 대한 평가이다. 재료 및 방법: 호흡에 의한 움직이는 장기의 선량분포 측정을 위해서 다목적 팬텀과 구동팬텀을 고안 하였다. 다목적 팬텀의 구성은 아크릴과 코르크를 사용하였고, 아크릴의 밀도는 $1.14g/cm^3$이고 코르크는 $0.32g/cm^3$이다. 아크릴은 정상조직을 표현하기 위해 사용되었고, 코르크는 폐를 묘사하기 위해 제작 되었다. 측정용 필름은 가프크로믹 필름과 EDR2필름을 사용하였다. 구동팬텀 시스템은 상하좌우 2차원적인 움직임을 하도록 설계되었으나 본 실험은 1차원적인 움직임만으로 구동하여 측정하였다. 결 과: 코르크 팬텀에서 측정된 선량분포가 아크릴에서 측정된 선량분포보다 반음영이 크게 나타났다. 가프크로믹 필름으로 측정된 선량분포는 선량분포에 따른 광학농도가 낮기 때문에 분포곡선이 평탄하지 않았다. 내부장기의 움직임이 증가함에 따라 선량분포에서 반음영, 평탄도, 대칭도가 점점 증가하였다. 모든 가프크로믹 필름으로 측정된 선량분포는 EDR2필름으로 측정된 필름보다 평탄도나 대칭도가 좋지 않았지만 반음영은 비슷하게 분포되었다. 결 론: 가프크로믹 필름은 현상이 필요 없기 때문에 사용하기 편하고, 조그만 크기로도 쉽게 잘라서 사용할 수 있다. 또한 많은 양의 방사선을 조사할 수 있는 장점이 있다. 그러나 선량에 따른 광학농도의 변화가 작기 때문에 측정 시에 선량분포에 평탄도가 좋지 않다. 움직이는 장기의 방사선치료시 다목적 팬텀과 구동팬텀을 이용하여 질보정이 이루어진다면 치료효과를 향상시킬 것이라 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권2호
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• pp.163-170
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• 2016

강내 근접치료(intracavitary brachytherapy)에서 다른 고선량률 $^{192}Ir$ 선원의 기하학적 특성으로 인한 선량분포의 차이를 비교 및 분석하였다. 본 연구에서는 Nucletron사에서 제작된 microSelectron-v1 (classic) 선원이 2014년 이후로 판매가 종료되면서 새로운 microSelectron-v2 (new) 선원과의 선량분포 차이를 치료계획시스템을 이용하여 비교 및 분석하였다. 두 선원에서 획득된 선량분포를 비교하기 위하여 point A, point B, ICRU 방광 및 직장의 기준점을 분석인자로 사용하였다. 선원과 가까운 거리에서는 microSelectron-v2 선원의 반경선량함수(radial dose function)가 microSelectron-v1 선원 보다 최대 2.6% 높았다. 선원으로부터 거리가 1, 3, 그리고 5 cm의 비등방성함수(anisotropy function)는 $20^{\circ}$ <${\theta}$ < $165^{\circ}$에서 두 선원 간에 2% 이내에서 잘 일치하였다. 다만, 거리가 0.25 cm에서 ${\theta}$ < $20^{\circ}$ 구간에서는 두 선원 간 최대 27%의 차이를 보였으며, 거리가 1, 3, 그리고 5 cm에서 ${\theta}$ > $170^{\circ}$ 구간에서는 두 선원 간 각각 13%, 10%, 그리고 7% 차이를 보였다. 두 선원을 이용한 치료계획에서는 point A, point B, 방광에 들어가는 선량의 차이는 없었으며, ICRU에서 권고하는 직장에 들어가는 선량 지점은 microSelectron-v2 선원이 microSelectron-v1선원보다 평균 0.65%, 최대 약 1%까지 높게 평가되었다. 두 선원 간의 선량분포 차이는 주로 선원의 기하학적 차이와 선원을 감싸고 있는 스테인리스 스틸(stainless steel) 캡슐의 두께 차이로 발생되지만 두 선원에서의 선량분포 차이는 1% 이내이므로 새로운 모델의 선원으로 교체하여 사용하더라도 근접치료에서의 선량분포는 임상적으로 크지 않을 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권1호
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• pp.33-41
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• 2012

최근 환자맞춤형방사선치료를 위해 임상에서 활용하고 있는 입체적세기조절회전방사선치료의 정도관리를 수행하고자 기존의 세기조절방사선치료에서 수행하는 정도관리 프로그램을 본 원의 실정에 맞게 치료계획단계 정도관리(Treatment planning QA), 치료전 전달단계 정도관리(Pretreatment delivery QA), 치료단계 정도관리(Treatment QA)인 세 가지 단계로 나누어 설정하였다. 각 정도관리 단계에서는 정도관리 프로그램에 따라 점검할 항목과 측정하여 평가할 항목을 설정하여 문서화를 위해 서식화 하였다. 본 원에서는 서식화한 정도관리 프로그램에 따라 실제 치료환자에 적용하였으며 본원의 치료전 전달 정도관리의 임상 허용기준을 위해 국소적 신뢰수준(confidence limit, CL)을 평가하였다. 그 결과 고선량 영역 점선량 측정, 저선량영역 점선량 측정의 CL는 모두 기존의 IMRT 수준과 유사한 결과를 얻었으며 이를 토대로 본원의 임상허용 기준은 고선량영역은 3%, 저선량 영역은 5%로 설정하였다. 입체적세기조절회전방사선치료의 특성상 Intensity map 평가는 360도 전 방향에서 Intensity map을 측정할 수 있는 ArcCheck 기기를 사용 하여 감마 지표(Gamma Index) 평가를 하였으며 그 결과는 IMRT의 개별적 intensity map 평가와 유사한 결과를 얻었으며 본원의 CL은 93%로 설정하였다. 등선량분포 평가는 2D detector array인 Mapcheck을 사용하였으며 95% 이상의 일치도를 보여 본원의 CL은 95%로 설정하였다. 방사선치료 정도관리에서 임의의 불확도와 계통 오차를 줄이려면 실제 환자 적용에 앞서 다 기관이 참여하는 팬톰을 이용한 국소적 CL 평가를 권장하고 있다. 국내 여건상 다 기관이 참여하는 연구가 여의치 않다면 본 연구와 같이 개별 기관에서 자체적으로 허용검사가 끝난 후에 실제 임상에서는 환자 치료 부위별로 세분화 하여 국소적 CL을 평가하는 방법이 유용할 것으로 사료된다.