• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.53-60
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• 2002

Motion of lung tumors from respiration has been reported in the literature to be as large as of 1-2 cm. This motion requires an additional margin between the Clinical Target Volume (CTV) and the Planning Target Volume (PTV). While such a margin is necessary, it may not be sufficient to ensure proper delivery of Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT) to the CTV during the simultaneous movement of the DMLC. Gated treatment has been proposed to improve normal tissues sparing as well as to ensure accurate dose coverage of the tumor volume. The following questions have not been addressed in the literature: a) what is the dose error to a target volume without gated IMRT treatment\ulcorner b) what is an acceptable gating window for such treatment. In this study, we address these questions by proposing a novel technique for calculating the 3D dose error that would result if a lung IMRT plan were delivered without gating. The method is also generalized for gated treatment with an arbitrary triggering window. IMRT plans for three patients with lung tumor were studied. The treatment plans were generated with HELIOS for delivery with 6 MV on a CL2100 Varian linear accelerator with a 26 pair MLC. A CTV to PTV margin of 1 cm was used. An IMRT planning system searches for an optimized fluence map ${\Phi}$ (x,y) for each port, which is then converted into a dynamic MLC file (DMLC). The DMLC file contains information about MLC subfield shapes and the fractional Monitor Units (MUs) to be delivered for each subfield. With a lung tumor, a CTV that executes a quasi periodic motion z(t) does not receive ${\Phi}$ (x,y), but rather an Effective Incident Fluence EIF(x,y). We numerically evaluate the EIF(x,y) from a given DMLC file by a coordinate transformation to the Target's Eye View (TEV). In the TEV coordinate system, the CTV itself is stationary, and the MLC is seen to execute a motion -z(t) that is superimposed on the DMLC motion. The resulting EIF(x,y)is inputted back into the dose calculation engine to estimate the 3D dose to a moving CTV. In this study, we model respiratory motion as a sinusoidal function with an amplitude of 10 mm in the superior-inferior direction, a period of 5 seconds, and an initial phase of zero.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권1호
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• pp.19-31
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• 2005

목적 : 방사선치료 시 자세 및 치료부위의 재현성을 유지하기 위해 Port film을 통한 정도관리가 이루어져 왔으며 Mega Voltage Imaging (MVI) System(mvis)이 출현한 이후로 많은 발전을 이루어 현재는 필름과 Electronic portal Image Device(EPID)를 통한 정도관리가 함께 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 현재 사용하고 있는 EPID 시스템의 소개와 amorphous silicon (aSi) type EPID가 Intersity Modulated Radiation Therapu(IMRT)에서 film dosimetry를 대체할 수 있는지에 대한 가능성을 분석하였다. 대상 및 방법 : Varian 21EX의 aSi type EPID와 Varian 6EX의 LC type EPID를 통해 FDD, Gantry 회전에 따른 재현성 분석과 EPID 출/입시 FDD에 따른 시간분석을 하였으며 Alderson Rando phantom을 이용하여 Couch & Gantry rotation에 따른 영상획득 가능범위를 분석하였다. aSi type EPID를 대상으로 Las Vegas phantom과 물팬텀으로 공간분해능과 대조도 분해능을 비교하였으며 Dynamic Multileaf collimator(DMLC)영상에 대해 저감도 측정용 필름과 EPID로 분석하여 IMRT의 정도관리 적용가능성을 시험하였다. 결과 : aSi type EPID와 LC type EPID 재현성은 출/입시 1mm 이내로 우수하게 나타났으나 Gantry 회전에 따른 재현성은 각각 ${\pm}3\;mm,\;{\pm}2\;mm$였으며 EPID의 출/입시 focus detector distance(FDD)에 따른 시간분석은 14초에서 17초로 측정되었다. Las Vegas phantom을 이용한 공간분해능과 대조도분해능 비교 시 표면과 물 팬텀 10, 20 cm 깊이에서 측정해 보았을 때 EPID가 선량율과 영상획득시간, 영상획득방법, frame수에 따라 달라짐을 확인할 수 있었으며, EPID로 영상획득 가능 범위를 분석해보면 film보다 손쉬운 측정이 가능한 것으로 나타났다. 저감도측정용 필름과 EPID를 통해 DMLC측정을 통한 IMRT 정도관리 결과 필름과 같은 값을 나타내었다. 결론 : EPID에 관한 여러 가지 평가를 통한 적절한 정보제공을 통해 EPID 사용, 관리 시 필요한 정보를 획득 할 수 있었으며 EPID를 통해 얻은 영상이 digital data라는 점에 착안해 적절한 정도관리가 어려운 IMRT의 분야에서 필름을 통한 주기적 점검의 대체수단으로 사용가능성이 있음을 알 수 있었다. 특히 point-dose 측정시 사용하는 diode나 전리조(lonization chamber)를 통해 평가하기 어려운 IMRT의 sliding window영상에 대한 적절한 평가와 MLC에서 leaf사이의 누설선량과 소조사면에서의 DMLC 움직임에 대한 정확한 평가가 기대된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.343-349
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• 2012

세기조절방사선치료(intensity modulated radiation therapy ; IMRT)는 주변 정상장기 선량을 최소화하면서 종양에 집중적으로 고선량을 조사할 수 있는 장점으로 인하여 최근 그 사용이 급격히 증가하고 있다. 기능강화 동적쐐기 (enhanced dynamic wedge; EDW) 사용 시 기하학적 변화에 따른 Mapcheck에서의 선량분포를 측정 평가하고자 한다. Clinac ix에서 IMRT를 이용하여 EDW angle($10^{\circ}$, $15^{\circ}$, $20^{\circ}$, $25^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$), field size(asymmetric field), depth 변화(1,5 cm, 5 cm)에 따른 선량분포를 검증하기 위해 Mapcheck위에 고체팬텀을 올려놓고 6 MV, 10MVX-ray로 100MU를 조사하였다. 6MV, 10MV의 에너지를 사용하여 기하학적변화에 따라 최대선량깊이(1.5 cm)와 5 cm 깊이에서 심부 선량백분율(percentage depth dose; PDD)은 치료계획장치에서 계산한 값의 차이가 최대 0.6%로 1%미만의 값으로 나타났다. 심부선량백분율은 조사야 중앙에서 최대선량깊이의 선량을 100%로 보았을 경우, 2.4%에서 7.2%의 범위에 있다. 또한 심부선량백분율 차이의 최대값은 Y2-OUT 방향에서 4.1%로 나타났고 Y1-IN 방향으로 1.7%로 나타났다. 동적쐐기를 사용하여 환자를 치료할 경우, 조사야 주변부의 불필요한 피폭을 유발하여 산란되는 선량을 줄이기 위하여 기능 강화 동적쐐기를 사용하는 것이 바람직할 것으로 사료된다. 특히 임상에서 환자를 치료할 경우, 쐐기의 toe방향 선량이 heel방향 선량보다 높다는 것을 염두에 두고 치료를 수행해야 할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.248-251
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• 2002

The intensity modulated radiation therapy (IMRT) with a multileaf collimator (MLC) requires the conversion of a radiation fluence map into a leaf sequence file that controls the movement of the MLC during radiation treatment of patients. Patient dose verification is clinically one of the most important parts in the treatment delivery of the radiation therapy. The three dimensional (3D) reconstruction of dose distribution delivered to the target helps to verify patient dose and to determine the physical characteristics of beams used in IMRT. A new method is presented for the pretreatment dosimetric verification of two dimensional distributions of photon intensity by means of Beam Intensity Scanner System (BISS) as a radiation detector with a custom-made software for dose calculation of fluorescence signals from scintillator. The scintillator is used to produce fluorescence from the irradiation of 6MV photons on a Varian Clinac 21EX. The BISS reproduces 3D- relative dose distribution from the digitized fluoroscopic signals obtained by digital video camera-based scintillator(DVCS) device in the IMRT. For the intensity modulated beams (IMBs), the calculations of absorbed dose are performed in absolute beam fluence profiles which are used for calculation of the patient dose distribution. The 3D-dose profiles of the IMBs with the BISS were demonstrated by relative measurements of photon beams and shown good agreement with radiographic film. The mechanical and dosimetric properties of the collimating of dynamic and/or step MLC system alter the generated intensity. This is mostly due to leaf transmission, leaf penumbra and geometry of leaves. The variations of output according to the multileaf opening during the irradiation need to be accounted for as well. These phenomena result in a fluence distribution that can be substantially different from the initial and calculative intensity modulation and therefore, should be taken into account by the treatment planning for accurate dose calculations delivered to the target volume in IMRT.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2006년도 제33회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.60-60
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• 2006

• 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.

• 대한방사선치료학회지
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• 제13권1호
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• pp.47-50
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• 2001

Purpose : 체내에서 optimal한 dose distribution을 얻기 위해 도입된 IMRT를 시행할 때 사용하는 MLC는 기계특성상 장기적인 check와 교정을 요한다. 또한 MLC는 static하지 않고 dynamic하기 때문에 leaf position의 실제 위치가 매우 중요하다. MLC QA를 위해 QA 소요시간 및 노력이 많이 MLC position check 요구되는 불편이 있어, 삼성서울 병원에서 필름을 이용한 MLC position check device를 제작하여 간편하게 사용하고 그 우수성에 대해 결과를 보고하고자 한다. Materials and Method : MLC position을 check하기위해 사각형 의 device(acryl:$40{\times}40{\times}5cm$)를 제작하였다. position check device의 정확도를 위해 표면에 real scale 표시용으로 Pb marker를 2cm 간격으로 부착하였다. MLC QA film은 마주보는 (opposite) MLC leaf의 간격이 4mm로 set up한 상태에서 double exposure하여 marker를 이용하여 오차를 분석하였다. MLC position check device의 효율성을 평가하기위해 6MV photon으로 10번 반복 실험을 실시하여 MLC leaf의 평균오차를 조사하고 조사에 걸린 시간을 비교하여 유용성을 평가하였다. Results : 실험결과 MLC leaf의 평균오차를 조사하고 조사에 걸린 시간을 비교하여 유용성을 평가하였다. 범위는 1.45mm였고, 최소 오차는 0.34mm로 나타났다. 1회 조사에 걸린 시간은 평균적으로 약 30분 정도 소요되었다. MLC position check device의 효율성을 평가한 결과오차의 반복성은 관찰되지 않았다. Conclusion : MLC leaf position의 정기적인 check와 교정을 위해 본원에서는 주1회 정기 position error를 check하고 있으며, 평균 월1회 교정을 한다. 본 실험을 통해 MLC position check device를 사용하여 leaf 오차가 2mm이하의 만족할 만한 결과를 얻었다. 또한 MLC position check device를 사용하면 짧은 시간에 모든 leaf의 position error를 쉽게 측정할 수 있고 한 장의 필름으로 모든 결과를 평가할 수 있어 경제성 및 업무의 효율성도 높일 수 있었다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.305-308
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• 2002

More complex radiotherapy techniques using multi leaf collimation(MLC) such as intensity-modulated radiation therapy(IMRT) has been increasing the significance of verification of leaf position and motion. Due to the reliability and robustness, quality assurance(QA) of MLC is usually performed with portal films. However, the advantage of ease of use and capability of providing digital data of electronic portal imaging devices(EPIDs) have attracted many attentions as alternatives of films for routine quality assurance in spite of the concerns about their clinical feasibility, efficacy, and the cost to benefit ratio. In our work, the method of routine QA of MLC using electronic portal imaging(EPI) was developed. The verification of availability of EPI images for routine QA was performed by comparison with those of the portal films which were simultaneously obtained when radiation was delivered and known prescription input to MLC controller. Specially designed test patterns of dynamic MLC were applied to image acquisition. Quantitative off-line analysis using edge detection algorithm enhanced the verification procedure in addition to on-line qualitative visual assessment. In conclusion, the EPI is available enough for routine QA with the accuracy of portal films.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권3호
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• pp.153-159
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• 2015

본 연구에서는 동적 세기조절방사선치료에서 깊이에 따른 DLG (Dosimetric Leaf Gap)의 변화가 치료계획시스템에서의 선량계산의 정확성에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 6 MV와 15 MV광자선에 대하여 동일한 SAD 조건하에 4개의 다른 깊이(2 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm)에서 측정된 다엽콜리메이터의 투과계수와 DLG 값을 치료계획시스템에 적용하여 DLG 측정 과정을 모사하였을 때 계산된 투과계수와 DLG 값들을 각각의 측정값들과 비교하여 분석하였다. 이를 위하여 Millenium 120 MLC시스템이 장착 된 단일 선형가속기가 사용되었다. 각각 다른 깊이에서 측정된 DLG와 투과계수 값을 적용하였을 때 치료계획시스템을 이용한 모사에서는 투과계수의 경우 1% 이내로 계산과 측정이 일치함을 보이는 반면에 DLG 값은 15 MV 경우 5% 이내의 차이를 보이고 6 MV에서는 최대 깊이인 15 cm에서 15% 이상 차이가 보였다. 실제의 경우 15 MV 경우 15 cm 깊이까지 DLG의 변화에 의한 실험과 계산의 차이가 작은 반면 6 MV 경우, 10 cm 이상의 깊이에서는 치료계획 시스템에서 계산된 값이 측정과 크게 차이를 나타냈다. 다엽콜리메이터 투과계수를 기준 조건하에서 측정한 고정된 값을 치료계획시스템에 적용하였을 때 측정 깊이에 따른 고정된 투과계수 값과 변화된 투과계수 값의 차이는 크지는 않지만 종양이 위치하는 깊이에 따라서 선량학적 영향이 나타날 수 있으므로 깊이에 따른 다엽콜리메이터 투과계수 및 DLG 값을 각각의 치료계획에 반영하여 환자 맞춤형 치료계획이 될 수 있도록 해야 할 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권3호
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• pp.168-177
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• 2015

세기조절방사선치료(IMRT)는 복잡하고 정교한 방사선치료 기법을 이용한 환자 치료 시 치료계획의 정확성을 평가하기 위해 첫 치료 시작 전 품질관리를 권고하고 있다. 이 목적 실현을 위해 최근 상용화된 품질관리 소프트웨어를 이용하면 치료 전후의 정확한 방사선량의 전달을 확인할 수 있다. 이에 본 연구에서는 품질관리 시스템 내에 MLC의 선량학적엽간격(DLG)의 변화에 따른 IMRT 치료계획 경우별 계산 결과의 분석을 통해 그 효용성을 평가하고자 한다. MobiusFx에 입력할 MLC 다이나로그 파일(Dynamic MLC Log File)을 획득하기 위하여 HD120 MLC가 장착된 Novalis Tx를 이용하였다. IMRT 치료계획을 수립하기 위해 Eclipse 치료계획시스템을 사용하였으며, IBA사의 I'mRT 팬톰영상에 표적 및 장기 윤곽(다중표적, 전립선, 두경부, C-모양)을 묘사하였다. DLG에 따른 선량분포의 변화를 확인하기 위해서 MLC 다이나로그 파일을 MobiusFX 시스템에 입력하고 각 경우마다 0.5, 0.7, 1.0, 1.3, 1.6 mm로 DLG를 변화시켜 선량계산의 차이를 평가하였다. 선량평가는 허용범위가 3%/3 mm인 3차원 감마지표의 통과율과 DVH 그리고 CC13 전리함에 대한 점선량을 통해 분석하였다. MobiusFx에서 4가지의 경우에 대해 각 DLG 마다의 선량분포를 비교 분석한 결과, 다중표적과 두경부는 DLG가 0.5와 0.7 mm에서 3~5%, 1.0~1.6 mm에서 3% 미만의 선량차이를 보였다. 감마 지수 통과율에서도 0.7 mm 이하의 DLG에서 다중표적 경우의 중앙표적과 상위표적은 30% 미만, PTV와 척수는 81% 미만이었으며, 다른 DLG에서는 95% 이상의 통과율을 보였다. 하위표적과 귀밑샘은 모든 DLG에서 100.0%이었다. 전립선에서 점선량은 모든 DLG에서 3% 미만의 차이를 보였으나 PTV에서 DLG 0.7 mm 이하와 1.0 mm 이상에서는 각각 95% 미만과 98% 이상의 통과율을 보였다. 직장과 방광은 모든 DLG에서 100.0%로 나타났다. C-모양에서 점선량은 1.3 mm를 제외한 모든 DLG에서 3~9%의 차이를 보이며 PTV는 1.0과 1.3 mm의 DLG에서 각각 96.7, 93.0%의 통과율을 보였으나 다른 DLG에서는 86% 미만이었다. 코어에서는 모든 DLG에서 100.0%였다. 본 연구에서는 치료계획 품질관리 시스템에서 DLG 적용 값의 차이에 따라 품질관리의 정확성에 유의미한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 그러므로 IMRT, VMAT 등 MLC의 움직임을 이용한 방사선치료법의 경우 정확한 품질관리를 위해서는 사용하고 있는 치료장비 및 치료계획시스템에 맞는 적합한 DLG 값을 상호 일치시켜 사용해야 할 것으로 판단된다.