• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권2호
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• pp.77-88
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• 1998

쐐기형 선량분포는 임상에 많이 응용하고 있으며 고정쐐기여과판은 선질의 강화와 조사면 주위 의 산란선 증가, 등선량 각도의 불일치, 여과판의 장착 및 취급이 부정확하고 어려우며 입체조형 방사선 치료시 많은 조사면을 입체방향으로 중첩시킴으로서 발생되는 선량의 불균질을 방지하고 동적입체방사선조형치료(dynamic 3D conformal radiotherapy) 및 선량강도조절치료(intensity modulation radiotherapy)를 가능케 하는 동적쐐기여과판을 고안 제작한다. 동적쐐기여과판은 콜리메이터를 움직이면서 선량율을 변화시켜서 최적한 쐐기각의 등량곡선을 얻을 수 있도록 미분치료표(segmented treatment tables: STT) 유도하며 표준형의 STT를 컴퓨터에 입력시킨다. STT에 의하여 생성되는 동적쐐기여과판의 특성과 조직내 선량분포를 쐐기각, 조사변의 크기, 조사선량율둥 여러 조건하에서 측정 분석함으로서 방사선 감수성이 높은 장기 내의 종양과 저항성 이 강한 악성종양치료에 도움을 주며 전반적인 방사선치료 성과를 향상시키고자 한다. 연세암센터에서 가동되는 선형가속기 (Varian Clinac-2100C/D)를 이용하여 6MV 와 10MV 광자선과 쐐기각이 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$이고 정사각형 조사면의 한변이 4cm 부터 20cm 범위를 0.5cm 간격으로 콜리메이터를 움직이면서 선량 변동량을 표시하는 미분치료표 (STT)를 작성하였다. 쐐기투과선량인자 (wedge transmission factor) 는 표준 물팬텀내에 표준전리함을 장치하고 열린조사면과 미분치료표에 의한 쐐기조사면의 선량비료서 결정하였다. 쐐기여과판에 의한 조직내선량분포와 등량곡선 및 프로파일은 필름으로 측정하고 영상선량측정기로 작성하였다. 수식으로 유도한 미분치료표(segmented treatment tables: STT) 은 쐐기여과판의 쐐기각과 일치하였으며 쐐기투과선량인자는 쐬기각이 클수록 감소하였으며 조사변이 클수록 적어졌고 조사면 크기와의 관계는 비선형적이었다. 동적쐐기여과판에 의한 등량곡선의 쐐기 기울기는 고형여과판보다 더욱 일치된 경사각을 유지하였다. 심부선량백율은 열린조사면에 의한 것과 거의 비슷하였으며 고형쐐기여과판의 심부율보다 약간 줄어들었다. 동적쐐기여과판은 고형쐐기여과판보다 사용상, 선량측정 및 선량분포에 서 장점이 많으며 피부와 여과판사이의 길이가 길어서 침대에 부딪치는 일이 없고 피부의 산란선 오염이 감소되어 치료효과를 상승시킬 수 있다. 동적쐐기조사방법을 개발함으로서 지금까지 방사선 후유증과 종양의 불균일한 선량배열로 치료의 어려움이 있었던 분야를 개척할 수 있으며 동적입체 방사선조형치료 (dynamic 3D conformal radiotherapy) 및 선량강도조정치료 (intensity modulation radiotherapy)를 가능하게 함으로서 방사선치료성과를 향상시킬 수 있다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제35권3호
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• pp.265-273
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• 2012

선형가속기를 기반으로 하는 세기조절방사선치료와 정위적방사선수술에서는 치료계획시스템의 소조사면에 대한 신뢰할만한 선량분포를 계산하기 위해서는 우선적으로 소조사면의 정확한 빔 자료 측정이 선행되어야 한다. 특히 소조사면의 빔 자료 측정에서 조사면 가장자리에서의 급격한 선량 변화, 측면 전자비평형, 그리고 검출기의 체적 영향으로 인한 적절한 검출기 선택이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 선형가속기의 소조사면에 대한 빔 자료 측정에 있어서 검출기의 선량 특성을 알아보고자 하였다. 검출기는 0.01 cc 부피와 0.13 cc 부피의 이온전리함과 정위적다이오드를 사용하였으며, 빔 자료는 광자선(6 MV와 15 MV)에 대하여 조사면 크기를 $2{\times}2cm^2$에서 $5{\times}5cm^2$까지 변화시켜 각 검출기를 이용하여 깊이선량백분율, 선량출력계수, 그리고 빔측면도를 측정하였다. CC01 이온전리함과 정위적다이오드 검출기를 이용한 $PDD_{20}/PDD_{10}$은 $2{\times}2cm^2$ 조사면의 경우 6 MV와 15 MV에서 각각 1.02%와 0.12% 차이를 보였다. $3{\times}3cm^2$ 이상의 조사면에서는 각 검출기를 이용하여 얻어진 $PDD_{20}/PDD_{10}$의 차이가 6 MV와 15 MV에서 각각 평균 1.15%와 0.71% 이였다. CC01 이온전리함과 정위적다이오드 검출기를 이용한 선량출력계수 측정 결과, $2{\times}2cm^2$ 조사면의 경우 6 MV와 15 MV에서 0.5%와 1.5%이내에서 일치하였다. $3{\times}3cm^2$ 이상의 조사면에서는 각 검출기의 차이가 0.5% 이내이였다. 3개의 깊이에서 측정된 빔측면도의 반음영은 정위적다이오드 검출기의 경우 6 MV와 15 MV에서 각각 평균 2.7 mm와 3.5 mm, CC01 이온전리함의 경우 각각 평균 3.4 mm와 4.3 mm, CC13 이온전리함의 경우 각각 평균 5.2 mm와 6.1 mm이였다. 이를 통해 깊이선량백분율과 선량출력계수 측정 시 $2{\times}2cm^2$ 조사면에서는 CC01 이온전리함과 정위적다이오드 검출기를 $3{\times}3cm^2$에서 $5{\times}5cm^2$ 조사면에서는 각 검출기의 사용이 가능할 것으로 판단된다. 또한 소조사면에 대한 정확한 빔측면도의 반음영을 측정하기 위해서는 유효체적이 작은 CC01 이온전리함과 정위적다이오드 검출기 사용하는 것이 타당하겠다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권1호
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• pp.49-55
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• 2008

본 연구는 MDCT에서 선량을 측정하는데 사용되는 ionization chamber의 calibration 전과 후의 calibration factor에 따른 선량과 촬영실의 온도, 기압의 보정(correction factor) 적용 유무에 따른 $CTDI_w$를 비교 분석하는데 있다. 2007년 3월 21일에 교정된 Model 2026C electormeter (RADICAL 2026C, USA)를 이용한 MDCT (GE light speed plus 4 slice, USA)와 head and body CT dosimetry phantom을 사용하여 측정된 값을 비교 분석하였다. 결과는 calibration factor와 주변 온도, 압력의 correction factor를 보정 해 준 $CTDI_w$ 값이 보정을 하지 않고 계산된 값보다 $0.479{\sim}3.162mGy$의 범위만큼 더 많은 선량 값이 계산되었고 실제 병원에서 사용하는 복부 일반 CT (abdomen routine CT) 조건에서의 환자선량을 측정한 결과 factor적용 전과 후의 유효선량 차는 최고 0.7 mSv의 차이가 남을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과는 ionization chamber의 calibration과 촬영실 주변 온도와 압력이 환자선량의 측정과 계산에 중요한 요소임을 알 수 있다. 따라서 정확한 환자 선량 측정을 위해서는 촬영실 주변 온도와 압력뿐만 아니라 습도 및 recombination factor, x-ray beam quality 특성, 촬영조건(exposure conditions), 측정부위(scan region) 등에 대한 보정 factor들의 정확한 정보를 알아야 한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제14권3호
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• pp.237-244
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• 1996

목적 : 의료용 선형가속기의 Independent Collimator는 현재 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 방사선량의 계산과 MU(Monitor Unit)의 계산에 사용되는 모든 기본 자료는 대칭 조사면를 기준으로 작성되었기 때문에 independent collimator를 사용한 비대칭적인 조사면의 경우 현재 사용하고 있는 계산 방식을 그대로 적용함에 무리가 있을 것으로 생각된다. 따라서 이러한 의문에 대한 체계적이고 과학적인 검토가 필요할 것으로 사료되어 본 연구를 진행하였다. 대상 및 방법 :본 연구는 Dual Photon Beam(6MV와 15MV)을 산출(産出)하는 선형가속기(Linac 1800, Varian Co)에서 collimator 사용시 산란 방사선의 총채로 표현되어지는 field size factor, beam qualify에 영향을 미치는 HVL와 PDD를 조사하였다. 먼저 field size factor는 water phantom(WP 600C Wellhofer, Germany)내의 Dmax에서 field size $3{\times}3cm$에서 $35{\times}35cm$까지의 방사선량의 변화를 square field로 $1cm^2$씩 증가시켜 가며 0.6cc ion chamber(NE 2571)로 측정하였다. Beam quality는 100cm SSD(source-surface distance)에서 $5{\times}5$, $10{\times}10$, $15{\times}15$ 및 $20{\times}20cm$ field size로 0, 3 및 10cm off-axis distance와 dmax 4, 10, 15 및 20cm의 깊이에서 측정하였다. Dose distribution을 분석하기 위하여 film densitometer와 water phantom(IC 10 ion chamber)을 사용, $10{\times}10cm$ field size에서 5, 10 및 15cm의 off-axis distance까지의 방사선량의 분포를 관찰하고 대칭 방사선 조사면와 비교 분석하여 실제 isodose 분포에 미치는 영향을 관찰하였다. 결과: 1) Relative field size factor는 중심 축에서 off-axis lateral distance에 따라 다양하게 변화하였는데 6MV X-선의 경우 최대 $3.1\%$, 15MV X-선의 경우 최대 $5\%$까지의 변화를 보였다. 이때 off-axis factor를 구하여 교정을 하였을 경우 중심 축의 field size factor와 거의 유사한 값에 도달할 수 있었다. 2) Beam qualify의 변화를 관찰하기 위한 실험에서 HVL는 off-axis distance가 멀어질수록 감소하였고 PDD도 off-axis distance가 멀어지고 측정 깊이가 깊어질수록 감소되는 현상을 보였다. 통상적인 방사선 치료시에 이용되는 $5{\times}5cm$ 이상의 field size와 15cm 이내의 깊이에서는 3cm 와 l0cm의 off-axis에서 6MV X-선은 평균 $0.5\%$와 $2\%$, 15MV X선은 $0.4\%$와 $1.4\%$의 감소 현상을 보여 큰 편차를 관찰할 수 없었다. 3) Isodose distribution은 off-axis distance가 멀어질수록 depth dose의 증가치가 감소되었으며 특히 central axis의 가장자리 부위에서는 isodose curve의 위축이 확연하였다. 결론 : Independent collimator를 사용하여 비대칭 방사선 치료를 할 경우 MU의 계산은 off-axis factor와 PDD 보정이 필수적이며 임상적으로는 중심 축에서의 과소조사에 대한 정밀한 주의가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권3호
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• pp.178-184
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• 2015

마커스 전리함은 치료용 전자선의 흡수선량 측정에 널리 사용되는 소형 평행 평판형 전리함이다. 특히 TRS-398 프로토콜에서는 $R_{50}<4.0g/cm^2$ (약 10 MeV 이하)에서 평행 평판형 전리함의 사용을 권고하고 있다. 그러나 TRS-398 프로토콜에서 $R_{50}<2.0g/cm^2$ (약 4 MeV 이하)에 대한 선질보정인자($k_{Q,Q_0}$)가 없어 낮은 에너지에 대한 선량측정이 필요한 경우에 마커스 전리함을 사용할 수 없다. 본 연구에서는 몬테칼로 계산(DOSRZnrc/EGSnrc)과 선량학적 계산을 이용하여 전자선 선질 $R_{50}=1.0$, 1.4, 2.0, 2.5, 3.0, $5.0g/cm^2$에 대하여 마커스 전리함(PTW-M34045)에 대한 $k_{Q,Q_0}$를 결정하였다. 본 연구에서는 결정된 $k_{Q,Q_0}$에 대해 TRS-398 및 TG-51 프로토콜의 자료와 알려진 자료들을 이용하여 평가하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권1호
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• pp.30-36
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• 2009

Co-60 선원에 대해 교정된 원통형 전리함 이용하여 Ir-192 선원에 대한 공기커마세기를 측정하는 경우에 선질 차이에 대한 보정이 필요하다. 본 연구에서는 측정학적 방법을 적용하여 PTW-N30001과 N23333 전리함에 대하여 Ir-192 감마선에 대한 선질 인자를 결정하였다. Ir-192 선원(microSelectron)의 에너지스펙트럼을 적용할 경우에 선질인자($k_u$)는 두 전리함에 대해 각각 $k_u$=1.016 (N30001)과 $k_u$=1.017 (N23333)으로 계산되었다. 치료용 microSelectron 선원에 대해 선질 인자를 적용하여 공기커마 세기를 측정하였으며 결과를 기준값과 비교하였다. 결과적으로 선질인자를 적용하는 경우에 기준 공기커마율과 약 -0.5% 이내의 차이를 보였으며 적용하지 않는 경우에는 약 -2.0%의 차이를 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제29권2호
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• pp.59-65
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• 2018

This paper describes the clinical use of the dose verification of multileaf collimator (MLC)-based CyberKnife plans by combining the Octavius 1000SRS detector and water-equivalent RW3 slab phantom. The slab phantom consists of 14 plates, each with a thickness of 10 mm. One plate was modified to support tracking by inserting 14 custom-made fiducials on surface holes positioned at the outer region of $10{\times}10cm^2$. The fiducial-inserted plate was placed on the 1000SRS detector and three plates were additionally stacked up to build the reference depth. Below the detector, 10 plates were placed to avoid longer delivery times caused by proximity detection program alerts. The cross-calibration factor prior to phantom delivery was obtained by performing with 200 monitor units (MU) on the field size of $95{\times}92.5mm^2$. After irradiation, the measured dose distribution of the coronal plane was compared with the dose distribution calculated by the MultiPlan treatment planning system. The results were assessed by comparing the absolute dose at the center point of 1000SRS and the 3-D Gamma (${\gamma}$) index using 220 patient-specific quality assurance (QA). The discrepancy between measured and calculated doses at the center point of 1000SRS detector ranged from -3.9% to 8.2%. In the dosimetric comparison using 3-D ${\gamma}$-function (3%/3 mm criteria), the mean passing rates with ${\gamma}$-parameter ${\leq}1$ were $97.4%{\pm}2.4%$. The combination of the 1000SRS detector and RW3 slab phantom can be utilized for dosimetry validation of patient-specific QA in the CyberKnife MLC system, which made it possible to measure absolute dose distributions regardless of tracking mode.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권1호
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• pp.1-10
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• 2017

The difference between three-dimensional (3D) and four-dimensional (4D) dose could be affected by factors such as tumor size and motion. To quantitatively analyze the effects of these factors, a phantom that can independently control each factor is required. The purpose of this study is to develop a deformable lung phantom with the above attributes and evaluate the characteristics. A phantom was designed to simulate diaphragm motion with amplitude in the range 1~7 cm and period up to ${\geq}2s$ of regular breathing. To simulate different tumors sizes, custom molds were created using a 3D printer and filled with liquid silicone. The accuracy of the phantom diaphragm motion was assessed by comparing measured motion with predicted motion. Because the phantom diaphragm motion is not identical to the tumor motion, the correlation between the diaphragm and tumor motions was calculated by a curve fitting method to emulate user-intended tumor motion. Tumors of different sizes were located at same position, and tumor set-up positions were evaluated. The accuracy of phantom diaphragm motion was better than 1 mm. The diaphragm-tumor correlation showed that the tumor motion in the superior-inferior direction increased with increasing diaphragm motion. The tumor motion was larger in the $10cm^3$ tumor than in the $90cm^3$ tumor. The range of difference between the tumor set-up positions was 0 to 0.45 cm. This phantom showed independently adjusting factors such as tumor size and motion to facilitate quantitative analysis of the dosimetric impact of respiratory motion according to these factors.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권2호
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• pp.479-485
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• 2022

At the Korea Institute of Radiological and Medical Sciences, physical human phantoms were developed to evaluate various radiation protection quantities, based on the mesh-type reference computational phantoms of the International Commission on Radiological Protection. The physical human phantoms were fabricated such that a radiophotoluminescent glass dosimeter (RPLGD) with a Tin filter, namely GD-352M, could be inserted into them. A Tin filter is used to eliminate the overestimated signals in low-energy photons below 100 keV. The measurement uncertainty of the RPLGD reader system based on GD-352M should be analyzed for obtaining reliable protection quantities before using it for practical applications. Generally, the measurement uncertainty of RPLGD systems without Tin filters is analyzed for quality assurance of radiotherapy units using a high-energy photon beam. However, in this study, the measurement uncertainty of GD-352M was analyzed for evaluating the protection quantities. The measurement uncertainty factors in the RPLGD include the reference irradiation, regression curve, reproducibility, uniformity, energy dependence, and angular dependence, as described by the International Organization for Standardization (ISO). These factors were calculated using the Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement method, applying ISO/ASTM standards 51261(2013), 51707(2015), and SS-ISO 22127(2019). The measurement uncertainties of the RPLGD reader system with a coverage factor of k = 2 were calculated to be 9.26% from 0.005 to 1 Gy and 8.16% from 1 to 10 Gy. A blind test was conducted to validate the RPLGD reader system, which demonstrated that the readout doses included blind doses of 0.1, 1, 2, and 5 Gy. Overall, the E_n values were considered satisfactory.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제5권2호
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• pp.57-68
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• 1994

선형가속기에 의한 뇌정위적 방사선수술에 적용되는 원형 소조사변의 선량분포를 측정하기 위해 측정기 선정 이유와 선축 결정, 자체 제작한 소형 물 팬톰에 의한 선량분포 측정시 고려해야 할 점에 대해 논의하고, 치료계획에 필요한 자료인 Clinac-18의 10MV X-선의 TMR, OAR, 조사면 계수와 같은 선량분포 측정결과를 보고하고자 한다. 뇌정위적 방사선수술에 권고되고 있는 조사면 크기가 3cm 이하의 작은 조사면에 대한 선량 분포를 측정하기 위해서는 크기나 감도에 있어서 적합한 p-형 실리콘(Si) 검출기가 선량에 대한 선형성과 선량율 독립성이 적합한지 측정에 의해 판단하였다. 크기와 형태가 같은 아크릴 통을 두 개 제작하여 호스로 연결하여 하나는 물 팬톰으로 이용하고 다른 하나는 높이를 조절하여 측정기의 깊이를 조절하였다. 측정할 위치에서 직각 방향의 측방선량분포를 측정하여 선축의 위치를 찾았다. SAD 100cm 위치에서 조사면 크기 10, 20, 30, 40mm 네 개 콘에 대하여 TMR을 측정하였으며, 일정한 선원-측정기간 거리(SCD)에서 최대선량점깊이(d$_{max}$) 및 6, 10, 15cm 깊이에서 OAR을 측정하여 비교하였다. 조사면 계수는 MU당 SAD, d$_{max}$에서 콘에 대한 선량으로 실리콘 검출기로 측정하였다. 실리콘 검출기는 선량에 대한 선형성이 거의 완벽하였으며 감도는 선량율이 증가함에 따라 감소하였다. 낮은 선량율 때문에 조사면 밖의 선량을 약간 과대평가할 수 있을지라도 100MU/min 이상의 선량율에 대해서는 일정하였다. 직각 방향의 측방선량분포 측정에 의하여 선축을 찾는 방식은 간편하였다. 1cm 두께의 아크릴 판을 보조 물통 아래에 삽입ㆍ제거하는 방식으로 측정기의 깊이 조절도 간편하면서 정확하였다. 측정에 의한 TMR, OAR, 조사면 계수는 충분히 정확하여 뇌정위적 방사선수술의 치료계획에 이용할 수 있었으며, OAR은 조사면 범위 내에서는 깊이에 거의 무관하였다. 실리콘 검출기는 소조사면 선량분포 측정에 적합하였으며 직각 방향의 측방선량분포의 측정으로 0.05mm까지 정확히 선축을 찾을 수 있었고, 보조 물통과 아크릴 판을 이용하여 측정기의 깊이를 조절하는 것이 용이하였다. TMR, OAR, 조사면계수의 측정치는 뇌정위적 방사선수술의 치료 계획에 이용할 수 있을 정도로 정확하였으며, OAR은 하나의 깊이에서 측정해도 충분할 것이라고 사료된다.