• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제29권2호
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• pp.66-72
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• 2018

The proper position of a multi-leaf collimator (MLC) is essential for the quality of intensity-modulated radiation therapy (IMRT) and volumetric modulated arc radiotherapy (VMAT) dose delivery. Task Group (TG) 142 provides a quality assurance (QA) procedure for MLC position. Our study investigated the QA validation of the mechanical leaf gap measurement and the maintenance procedure. Two $VitalBeam^{TM}$ systems were evaluated to validate the acceptance of an MLC position. The dosimetric leaf gaps (DLGs) were measured for 6 MV, 6 MVFFF, 10 MV, and 15 MV photon beams. A solid water phantom was irradiated using $10{\times}10cm^2$ field size at source-to-surface distance (SSD) of 90 cm and depth of 10 cm. The portal dose image prediction (PDIP) calculation was implemented on a treatment planning system (TPS) called $Eclipse^{TM}$. A total of 20 VMAT plans were used to confirm the accuracy of dose distribution measured by an electronic portal imaging device (EPID) and those predicted by VMAT plans. The measured leaf gaps were 0.30 mm and 0.35 mm for VitalBeam 1 and 2, respectively. The DLG values decreased by an average of 6.9% and 5.9% after mechanical MLC adjustment. Although the passing rates increased slightly, by 1.5% (relative) and 1.2% (absolute) in arc 1, the average passing rates were still within the good dose delivery level (>95%). Our study shows the existence of a mechanical leaf gap error caused by a degenerated MLC motor. This can be recovered by reinitialization of MLC position on the machine control panel. Consequently, the QA procedure should be performed regularly to protect the MLC system.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권2호
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• pp.65-73
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• 2017

목 적: Machine Performance Check (MPC)는 Electronic Portal Imaging Device(EPID)를 기반으로 빔 출력을 별도의 설치 없이 측정할 수 있는 장점을 지닌 자체 검사 소프트웨어이다. 본원에서는 MPC와 QA Beamchecker PLUS 간의 일간 빔 출력을 비교 및 상관관계를 분석하여 MPC의 유용성을 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 본 실험을 진행하기 위해 선형가속기(Truebeam 2.5)를 이용하였고, 광자선(6 MV, 10 MV, 15 MV, 6 MV-FFF, 10 MV-FFF), 전자선(6 MeV, 9 MeV, 12 MeV, 16 MeV, 20 MeV) 총 10개의 에너지를 대상으로 5 개월간 치료 전 빔 출력을 MPC와 QA Beamchecker PLUS로 측정하여, 총 80 회의 데이터를 획득하였다. Pearson 상관계수를 사용하여 MPC와 QA Beamchecker PLUS 간의 빔 출력을 비교 및 상관관계를 평가하였다. Pearson 상관계수는 0.8 이상은 아주 강함, 0.6 이상 0.8 미만 강함, 0.4 이상 0.6 미만 보통, 0.2 이상 0.4 미만 약함, 0.2 미만 아주 약함을 의미한다. 결 과: MPC와 QA Beamchecker PLUS 모두 일간 빔 출력 일치도는 2 % 이내로 나타났다. MPC의 빔 출력은 광자선이 $0.29{\pm}0.26%$, 전자선이 $0.30{\pm}0.26%$로 나타났고, QA Beamchecker PLUS의 빔 출력은 광자선이 $0.31{\pm}0.24%$, 전자선이 $0.33{\pm}0.24%$로 나타났다. MPC와 QA Beamchecker PLUS 사이의 Pearson 상관계수는 광자선의 경우 15 MV에서는 아주강함, 6 MV, 10 MV, 6 MV-FFF 그리고 10 MV-FFF에서는 강함으로 나타났고, 전자선의 경우 16 MeV, 20 MeV에서 강함, 9 MeV, 12 MeV에서 보통, 6 MeV에서 아주 약함으로 나타났다. 결 론: MPC는 일간 빔 출력 평가 면에서 광자선과 고에너지 전자선에서는 QA Beamchecker PLUS와 강한 상관관계로 보임을 확인할 수 있었다. 다만, 저에너지 전자선(6 MeV)에서는 낮은 상관관계를 보였지만, 관찰기간동안 MPC, QA Beamchecker PLUS 모두 빔 출력 일치도는 2 % 이내로 일간 빔 출력 확인 용도로는 적절할 것으로 판단된다. MPC는 기존의 일간 빔 출력 측정 도구 보다 빠르게 수행 할 수 있어 사용자 입장에서 효과적인 방법인 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.77-84
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• 2012

목 적: 필름평가방법을 대신하여 전자포탈영상을 이용한 기하학적 정도관리 실시간 분석 프로그램을 개발하고자 한다. 대상 및 방법: 전자포탈영상장치(Electronic Portal Image Device, EPID)가 선형가속기(CL-iX, Varian, USA)의 하부에 고정된 구조 때문에 발생되는 문제를 해결한 후 Eclipse treatment planning system (Version 8.1, Varian, USA)으로 기하학적 정도관리 항목을 생성하였다. 치료실의 4DTC (Version 10.2, Varian, USA)에서 전자포탈영상(single exposure before plan)을 생성하고 항목별로 빔을 조사하였다. Off-line review에서 전자포탈영상을 획득하고 이를 자체 개발한 기하학적 정도관리 실시간 분석 프로그램으로 평가하였다. 평가 방법으로 치료 중 오차(Intra-fraction error)는 모든 절차를 같은 날에 동일 조건으로 5회 연속 실시하여 분석하였고 치료 간 오차(Inter-fraction error)의 확인을 위해 모든 절차를 동일 조건에서 10일간 실시한 후 Iso-align$^{TM}$ quality control device를 이용한 필름평가방법과 비교하였다. 측정 및 분석 시간은 장치의 셋업에서 데이터 획득까지의 시간과 이후 분석완료까지 소요된 시간으로 구분하여 측정한 후 사용자와 수행과정의 편의성도 비교하였다. 결 과: 빛-방사선조사면 일치, 콜리메이터 회전축, 환자테이블 회전축, 갠트리 회전축 항목에서 각각 평균 0.1, 0.2, 0.3, 0.2 mm의 치료 중 오차 값을 확인하였다. 10일간의 연속된 정도관리를 통해 치료 간 오차를 확인한 결과 항목별로 각각 평균 1.7, 1.4, 0.7, 1.1 mm의 오차 값을 얻었다. 그리고 측정 시간은 필름평가방법과 전자포탈영상을 이용한 방법에서 각각 평균 36분, 15분이 걸렸고 분석 시간은 평균 30분, 22분이 소요되었다. 결 론: 전자포탈영상을 이용하여 기하학적 정도관리를 실시할 경우 정도관리 도구로서 유용함을 알 수 있었다. 필름 미사용에 따른 비용 절감의 이점뿐만 아니라 측정 및 분석 시간도 줄일 수 있어 사용자 편의성이 커지고 필름 현상 과정 등의 생략으로 수행과정도 개선할 수 있었다. 또 자체 개발한 기하학적 정도관리 실시간 분석 프로그램으로 평가가 완료된 영상은 데이터화가 가능하여 자료의 보관이 용이해진다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권2호
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• pp.175-181
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• 2015

목 적 : 좌측 유방암 환자의 방사선 치료 시 바로 누운 자세 및 엎드린 자세 에 따른 환자 자세변화 시 발생하는 반대편 유방의 산란선량을 사방향 조사방법에 따라 측정하여 분석하고자 한다. 대상 및 방법 : Human Phantom (Anderson Rando Phantom. USA)을 대상으로 실제 좌측 유방암 환자로 가정한 후, Supine용 Breast Board와 본원에서 주문 제작된 Prone Breast Board를 이용하여 처방선량 50 Gy/25회로 치료계획(Conventional technique, Field-in-Field, IMRT)을 수립하였다. 치료 계획 수립 후 Human Phantom 의 중심축을 기준점으로 하여 우측방향으로 0 mm, 10 mm, 30 mm, 50 mm 떨어진 위치에 유리 선량계(GD-302M, SRS Technol, Japan)를 부착한 후 환자 자세에 따른 치료 방법에 따라 산란선량을 측정하였다. 이 때 각각의 자세 측정 시 모의치료 계획과 동일한 자세를 유지하기 위해 측정 전 EPID를 이용하여 L-gram 촬영을 실시하였으며 Prone-Device를 이용한 측정 시에는 동일한 입사 점을 확인하기 위해 Human Phantom 에 입사점을 표시하여 5회 측정된 평균값으로 각각의 치료계획 선량과 비교 분석하였다. 결 과 : 각각의 자세에 따른 치료방법에 따라 반대 측 유방의 산란선량을 측정한 결과 바로 누운 자세가 엎드린 자세에 비하여 평균 1.2%~1.8% 이상 치료계획 선량 보다 증가함을 보였고 엎드린 자세일 때는 오히려 치료계획 선량보다 평균 0.81~0.9% 이상 감소함을 보였다. 그러나 엎드린 자세 일 때 반대 측 유방의 위치 별 흡수선량 값은 바로 누운 자세일 때 비하여 총 처방선량의 평균 2.7%로 최대 4% 이상 나타났으며 Conventional technique이 Field-in-Field나 IMRT 비하여 평균 3.3%이상 높게 나타남을 보였다. 결 론 : 본 연구는 Human Phantom 을 이용하여 좌측 유방암 환자의 방사선 치료 시 환자의 자세 변화에 따른 반대편 유방의 산란선량을 치료 방법 별로 비교분석 하였다. 실제 환자의 자세 변화에 따른 유방변화를 가정하여 Human Phantom을 위치시켰으나 실제 환자의 개별적 특성에 따라 차이가 발생할 수 있으며 특히 엎드린 자세 시 환자의 자세 재현의 어려움에 따른 오차가 더욱 크게 발생할 수 있다. 이런 오차로 인하여 좌측 폐 및 심장 등의 선량을 급격히 줄여주는 장점에도 불구하고 반대측 유방에 산란선량을 증가시킬 수 있는 가능성이 있음을 확인하였다. 따라서 실제 환자를 대상으로 prone position을 적용할 경우, 치료방법 및 환자 자세확인을 위한 정확한 검증과정의 임상적 노력이 필요할 것으로 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권1호
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• pp.99-105
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• 2016

잡음전력스펙트럼 (noise power spectrum, NPS)는 noise 진폭의 측정과 균일한 방사선 영역으로부터 획득된 영상의 품질에 가장 일반적인 방법 중 하나이다. 이 연구의 목적은 megavoltage X-ray 에너지를 사용하여 다른 잡음 전력스펙트럼 방법론들을 비교하는 것이다. 진단 영역에서의 잡음전력스펙트럼 평가 방법들은 국제 전기 규격 international electro-technical commission(IEC 62220-1) 기준을 사용하여 치료 영역에 적용되었다. 우리가 사용한 전자포털영상장치(electronic portal imaging device, EPID)는 Varian TrueBeam$^{TM}$, Siemens BEAMVIEW$^{PLUS}$, Elekta iViewGT 그리고 Varian Clinac$^R$ iX aS1000이었다. 잡음전력스펙트럼의 관심영역을 측정하기 위해, 우리는 겹침 (overlapping), 비겹침 (non-overlapping), 평탄도 (flatness), 반음영 (penumbra) 4가지 인자를 사용하였다. 결과적으로는 Siemens BEAMVIEW$^{PLUS}$, Varian TrueBeam$^{TM}$ flattening filter, Varian Clinac$^R$ iX aS1000, Varian TrueBeam$^{TM}$ flattening filter free에서의 잡음 (noise) 분포는 기존의 첫번째, 두번째, 세번째 실험방법보다는 Elekta iViewGT보다 현격하게 높은 noise 분포가 나타남을 알 수 있다. 이번 연구는 다양한 인자들이 잡음전력스펙트럼의 megavoltage imaging (MVI)영상에서 MVI영역에서 잡음전력 스펙트럼의 기준의 방법론으로 사용되어질 수 있다는 것을 보여주었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권3호
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• pp.287-292
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• 2001

목적 : 본 연구에서는 골반부위 방사선치료 환자중 직장암 환자에서 고정기구로 사용한 air-vacuum cushion의 조사면의 변화에 따른 고정기구의 유용성을 후향적으로 분석하였다. 대상 및 방법 : 충남대학교병원 치료방사선과에서 1998년 8월부터 1999년 8월까지 직장암으로 방사선치료를 받은 20명의 환자를 대상으로 하였다. 환자들은 모두 복와위 자세로 치료를 받았고 대조군 10명과 실험군 10명으로 각각 나누어서 연구를 실행하였다. 전체 치료과정중 EPID를 이용하여 후면조사면은 x축(right-left), y축(cranio-caudal)에 대한 영상을 얻었고, 측면조사면은 z축(anterior-posterior), y축(cranio-caudal)에 대한 영상을 얻었다. 전체 치료과정 중 얻은 영상들을 모의치료시 촬영한 기준필름과 matching 기법을 이용하여 오차를 측정하였다. 통계적 유의성 확인은 t-검정법을 사용하였다. 결과 : 대조군에서 10명 환자의 후면 조사영역의 경우 x축, y축에 대한 평균이동값은 각각 0.02 mm, 0.78 mm이었고 계통오차과 우연오차의 표준편차값은 각각 2.13 mm, 2.40 mm와 1.46 mm, 1.51 mm이었다. 측면조사면에서 z축, y축에 대한 평균이동값은 각각 2.96 mm, 0.47 mm이었고 계통오차와 우연오차의 표준편차는 각각 3.69 mm, 1.96 mm와 2.79 mm, 1.48 mm이었다. 실험군 10명 환자의 후면 조사면에서 x축, y축에 대한 평균이동값은 각각 -0.33 mm, 0.81 mm이었고 계통오차과 우연오차에 대한 표준편차는 각각 1.71 mm, 3.08 mm와 1.40 mm, 1.88 mm이었다. 측면조사면에서 z축, y축에 대한 평균이동값은 각각 2.98 mm, 0.74 mm이었고 계통오차과 우연오차에 대한 표준편차는 각각 4.75 mm, 2.65 mm와 2.69 mm, 1.86 mm이었다. 본 연구에서는 대조군과 실험군간의 조사면에 대한 평균 이동값과 우연오차는 거의 일치하였으나 계통오차는 실험군에서 다소 큰 경향을 보였다. 후면조사면과 측면조사면에서 air-vacuum cushion에 의한 조사면 변화의 통계적 유의성이 없었다. 결론 : 직장암 환자의 방사선 치료시 고정기구로 사용한 air-vacuum cushion의 사용이 방사선치료의 정확도에 이익을 주지 않는 것으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.73-81
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• 2018

목 적 : 다발성 뇌 전이의 방사선치료 시 jaw tracking(JT)과 fixed jawFJ)를 이용한 용적세기조절회전치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT)를 비교하고 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : JT를 이용하여 치료받은 다발성 뇌 전이(Multiple Brain Metastasis) 환자 중 6개 이상의 종양이 있고 조사면 크기가 $14{\times}14cm^2$ 이상인 환자 10명을 대상으로 하였다. Eclipse(Ver 13.6 Varian, USA)로 JT와 FJ의 전산화치료계획을 각각 수립하였으며, 전자포털영상장치(Electronic Portal Imaging Device, EPID)를 이용하여 감마지수(Gamma Index, 3 mm, 3 %, 95 % 신뢰구간) 및 최대선량차이(Max. Dose Difference)를 측정하였다. 또한 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)의 $D_{max}$ 및 $D_{mean}$을 산출하고 비교하였으며 처방선량지수(Conformity Index, CI), 선량균질지수(Homogeneity Index, HI)를 평가하였다. 결 과 : JT와 FJ의 측정값을 평가한 감마지수는 모든 Case에서 허용 기준(3 mm, 3 %, 95 % 신뢰구간)에 충족하였으며, 최대선량차이값은 Leaf End Transmission이 발생하는 영역에서 시계방향(Clockwise, CW)은 최대 98.4 %, 평균 43.6 %, 반시계방향(Counter-Clockwise, CCW)은 최대 67.9 %, 평균 41.0 %로 측정되었다. 손상위험장기는 JT를 사용하였을 때 각 정상장기에 대한 $D_{max}$의 최대값은 15.36 %~74.59 %, 평균값은 2.84 %~39.80 % 감소, $D_{mean}$의 최대값은 27.90 %~65.23 %, 평균값은 7.70 %~41.71 %로 감소하였으며, 처방선량지수와 선량균질지수값은 차이가 없었다. 결 론 : 다발성 뇌 전이에서 VMAT으로 치료할 경우 JT를 이용하면 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV)의 선량분포에 영향을 미치지 않으면서 불특정 영역에서 발생하는 방사선의 누설 및 투과로 인한 불필요한 피폭을 감소시키고 정상장기에 더 낮은 선량으로 방사선치료가 가능할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권1호
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• pp.33-41
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• 2019

목 적: 식도암 방사선치료 시 세기조절방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT) 및 용적세기조절회전치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT)에서 Jaw-Tracking 기법 유 무에 따라 저선량 영역에 대한 주변 정상장기의 용적선량을 분석하여 그 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 본 원에서 사용하고 있는 선형가속기 VitalBeamTM(Varian Medical System, U.S.A)으로 식도암 방사선치료를 받은 27명을 대상으로 하였으며, 치료계획은 Eclipse(Ver. 13.6 Varian, U.S.A)를 이용하여 Jaw-Tracking(JT)을 사용한 치료계획과 Non Jaw-Tracking(NJT) 치료계획을 수립하였으며, 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV)에 빗장위림프절(Supraclavicular Lymph Nodes, SCL)이 포함되어 있는 T자형 PTV를 가진 환자를 대상으로 하였다. 조사범위에 대한 영향을 확인하기 위해 복강(Celiac) 포함 여부로 비교군을 나누었다. 수립된 치료계획의 비교를 위해 손상위험장기는 양측 폐, 심장, 척수를 비교하였으며 Conformity Index(CI), Homogeneity Index(HI)를 비교하였다. 임상적용 검증을 위해 전자포탈영상장치(Electronic Portal Imaging Device, EPID)를 이용하여 Portal Dosimetry를 실시하였고, 선량 영역의 임계치(Threshold)를 10 %, 5 %, 0 %로 매개변수로 설정하여 감마분석을 실시하였다. 결 과: 모든 치료계획은 3 mm / 3 %, 감마통과율 95 % 기준에 대해 Threshold 10 %의 경우 95 % 이상으로 JT, NJT 모두 통과하였으며, IMRT는 Threshold가 5 %, 0 %로 줄어들수록 JT보다 NJT의 값이 1 % 이상 줄어 들었다. IMRT에서 양측 폐의 $V_5$와 $V_{10}$은 JT에서 Celiac을 포함하지 않을 때 최대 14.7 %, 평균 8.5 %, 5.3 % 만큼 감소했고, $D_{mean}$은 $72.3{\pm}51cGy$ 감소하였으며, Celiac을 포함할 때 JT에서 선량감소가 증가하였다. 심장의 $D_{mean}$은 $68.9{\pm}38.5cGy$, 척수의 $D_{max}$는 $39.7{\pm]30.1cGy$만큼 감소하였다. VMAT은 JT기법 사용 시 폐에서 $V_5$ 평균 2.5 % 감소하였고, 심장 및 척수에서 소량 감소하였으며, Celiac 포함 시 JT의 선량감소가 증가하였다. 결 론: 식도암 치료계획에서 IMRT가 JT 사용 시 양측 폐의 $V_5$, $V_{10}$에서 유의미한 감소가 나타났고, 저 선량영역에서 조사범위가 클수록 선량감소가 크게 나타났다. 따라서 식도암 방사선치료에는 IMRT가 VMAT보다 JT 적용 시 더 효과적이며, 저 선량영역에서의 MLC 누설 및 투과선량으로부터 정상장기를 보호할 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제11권2호
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• pp.91-99
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• 2000

본 연구는 선형 가속기에서 나오는 고 에너지 광자빔 조사를 받은 환자 내부의 선량 분포를 조사문 선량 분포로부터 재구성하는 방법을 개발하기 위한 기초 연구로서 삼차원 선량 분포를 재구성하는 방법을 제시하고 이 방법을 전산모사를 통해 평가하였다. 본 연구에서 제안하는 방법은 환자나 팬톰 내부의 임의의 지점에서 흡수된 선량과 그 지점에 대응되는 조사문 선량의 측정 지점에서 흡수된 선량의 차이를 계산하여 측정된 조사문 선량 분포로부터 환자나 팬톰 내부의 선량분포를 얻는 것이다. 선량의 차이는 역제곱법칙과 선형감쇄계수, 그리고 Monte Carlo 프로그램을 이용하여 환자나 팬톰의 CT 정보로부터 계산한 산란선량과 주선량의 비(scatter to primary dose ratio)를 이용하여 계산한다. 이 방법을 시험하기 위해 여러 종류의 균질 혹은 비균질 팬톰의 조사문 선량 분포를 Monte Carlo 전산모사로 계산한 뒤 팬톰 내부의 선량 분포를 재구성하였다. 광자빔은 1.5 MeV의 단일에너지를 사용하였고 Monte Carlo 프로그램은 EGS4를사용하였다. 본 연구의 방법을 사용하여 재구성된 팬톰 내부의 선량 분포와 Monte Carlo로 계산한 팬텀 내부의 선량 분포와 비교하였다. 비교 결과 오차 -4%∼+2% 이내로 일치하였다. 이 방법은 다른 in vivo dosimetry 방법을 대신하여 환자내의 선량분포를 예측하는데 쓰여질 수 있을 것이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권2호
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• pp.95-103
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• 2005

목 적 : 정위적 방사선수술 시 환자의 set up을 정확히 하며 정확한 종양의 위치를 찾아내어 확인하고 평가하는 것은 치료성적을 좌우하는데 매우 중요한 일이다. 특히 체부에 종양이 있는 환자의 경우 호흡 등에 의한 종양의 움직임으로 인하여 정확한 종양위치에 치료를 시행하는데는 많은 어려움이 따르는데 이러한 문제점들을 보완하기 위하여 본원에서 자체 제작한 고정용구를 이용하여 환자의 움직임을 최소화시키고 또한 환자의 호흡에 따른 CT 영상을 획득하였으며 이를 통하여 Image Guided Radiosurgery를 시행함으로써 방사선수술의 정확성을 높이고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 자체 개발한 Body SRS용 Vacuum cushion (BSRS Vacuum cushion)을 이용하여 환자의 호흡에 따른 CT영상을 세 번에 걸쳐 획득한 후 (shallow, inhalation, exhalation) RTP computer상에서 이들을 fusion하며 Global GTV (PTVsim target)를 찾아내어 가장 적합한 수술계획을 수립한다. 수술 전 위와 같은 방법으로 Global GTV (PTVtx target)를 찾아내어 Posterior Pb ball을 기준으로 처음 수립된 수술계획의 PTVsim target에 PTVtx target을 조합시켜 비교함으로써 환자의 New PTVcenter를 찾아내고 수술을 시행한 후 EPID 영상을 획득하며 환자의 움직임 여부와 정확한 방사선수술이 시행되었는지 확인한다. 결 과 : 환자의 호흡에 따른 target volume의 위치는 Inhalation에서 cranio-caudal 방향으로 최대 10 mm까지 변화되었으며 체적은 Shallow respiration 일 때 $0.93cm^3$로 가장 크게 변화되는 것을 확인할 수 있었다. 수술 전후의 CT 영상을 통하여 New PTVcenter target volume의 위치에 따른 치료 정확성을 DVH로 분석한 결과 100% 전후의 치료 선량이 조사되는 것을 확인할 수 있었다. 결 론 : 체부의 SRS는 환자의 호흡에 따른 종양의 움직임 때문에 환자의 적용에는 회의적인 입장이었으나 고정기구 개발과 IGRT를 접목함으로써 보다 정확한 방사선수술을 시행할 수 있었고 이를 통하여 많은 BSRS에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.