• 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.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.67-67
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• 2003

It is crucial to minimize setup errors of a cancer treatment machine using a high energy and to perform precise radiation therapy. Usually, port film has been used for verifying errors. The Korea Cancer Center Hospital (KCCH) has manufactured digital electronic portal imaging device (EPID) system to verify treatment machine errors as a Quality Assurance (Q.A) tool. This EPID was consisted of a metal/fluorescent screen, 45$^{\circ}$ mirror, a camera and an image grabber and could display the portal image with near real time KIRAMS has also made the acrylic phantom that has lead line of 1mm width for ligh/radiation field congruence verification and reference points phantom for using as an isocenter on portal image. We acquired portal images of 10$\times$10cm field size with this phantom by EPID and portal film rotating treatment head by 0.3$^{\circ}$, 0.6$^{\circ}$ and 0.9$^{\circ}$. To check field size, we acquired portal images with 18$\times$18cm, 19$\times$19cm and 20$\times$20cm field size with collimator angle 0$^{\circ}$ and 0.5$^{\circ}$ individually. We have performed Flatness comparison by displaying the line intensity from EPID and film images. The 0.6$^{\circ}$ shift of collimator angle was easily observed by edge detection of irradiated field size on EPID image. To the extent of one pixel (0.76mm) difference could be detected. We also have measured field size by finding optimal threshold value, finding isocenter, finding field edge and gauging distance between isocenter and edge. This EPID system could be used as a Q.A tool for checking field size, light/radiation congruence and flatness with a developed video based EPID.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제30권4호
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• pp.128-138
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• 2019

Purpose: Segmental analysis of volumetric modulated arc therapy (VMAT) is not clinically used for compositional error source evaluation. Instead, dose verification is routinely used for plan-specific quality assurance (QA). While this approach identifies the resultant error, it does not specify which machine parameter was responsible for the error. In this research study, we adopted an approach for the segmental analysis of VMAT as a part of machine QA of linear accelerator (LINAC). Methods: Two portal dose QA plans were generated for VMAT QA: a) for full arc and b) for the arc, which was segmented in 12 subsegments. We investigated the multileaf collimator (MLC) position and dosimetric accuracy in the full and segmented arc delivery schemes. A MATLAB program was used to calculate the MLC position error from the data in the dynalog file. The Gamma passing rate (GPR) and the measured to planned dose difference (DD) in each pixel of the electronic portal imaging device was the measurement for dosimetric accuracy. The eclipse treatment planning system and a MATLAB program were used to calculate the dosimetric accuracy. Results: The maximum root-mean-square error of the MLC positions were <1 mm. The GPR was within the range of 98%-99.7% and was similar in both types of VMAT delivery. In general, the DD was <5 calibration units in both full arcs. A similar DD distribution was found for continuous arc and segmented arcs sums. Exceedingly high DD were not observed in any of the arc segment delivery schemes. The LINAC performance was acceptable regarding the execution of the VMAT QA plan. Conclusions: The segmental analysis proposed in this study is expected to be useful for the prediction of the delivery of the VMAT in relation to the gantry angle. We thus recommend the use of segmental analysis of VMAT as part of the regular QA.

• 대한방사선치료학회지
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• 제21권2호
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• pp.83-88
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• 2009

목 적: 온 보드영상(OBI)장치를 이용한 콘빔CT는 환자 치료 중 실시간으로 전산화모의치료 영상과 비교하여 환자의 자세 및 표적용적의 움직임과 셋업오차를 확인 할 수 있다. IMRT 시 콘빔CT를 이용해 환자의 자세 및 표적용적의 변화와 움직임을 확인하여 치료계획과의 오차정도를 산출하고, Automatic Match System을 이용하여 위치 보정을 한 후 전자포털영상 장치를 통하여 위치보정의 정확성을 검증하고, IMRT에서 콘빔CT의 유용성과 Automatic Match System의 정확성에 대하여 알아보고 자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 치료받은 IMRT 환자 중 두 경부 치료환자 3명, 골반부 치료환자 1명을 대상으로 치료 자세의 변동과 그에 따른 조사용적의 위치변동을 알아보기 위해 선형가속기에 장착된 온 보드 영상 장치를 이용해 콘빔 CT를 촬영하였다. IMRT 전 매 치료 시 마다 콘빔CT를 촬영하여 전산화단층모의치료 영상과 비교하여 좌표별로 치료계획과의 오차값을 확인하고 3D/3D Match의 Automatic Match System을 통하여 치료계획과 일치하도록 이동 보정한 후 전자포털영상 장치를 이용하여 검증, 평가하였다. 결 과: 치료 전 콘빔 CT와 전산화단층모의치료 영상 비교 시 두 경부에서 좌표별 평균오차는 Vertical 0.99 mm, Longitudinal 1.14 mm, Lateral 0.84 mm, Rotation $0.49^o$이고, 골반부의 평균오차는 Vertical 2.78 mm, Longitudinal 2.04 mm, Lateral 4.91 mm, Rotation $1.07^o$로 부위별로 다소 근소한 차이를 보였다. 보정 후 검증에서는 전자포털영상 장치에 의한 영상과 DRR 영상 비교 결과 0.5 mm 이내의 오차로 정확한 보정이 이루어졌음을 알 수 있었다. 결 론: 치료 전 콘빔CT 영상은 환자의 셋업오차와 장기 및 표적의 위치변화를 2차원적 영상의 비교와 달리 하나의 체적으로 재구성된 3차원적 영상으로 비교함으로써 보다 정확하게 위치변화와 표적용적의 변동 등을 측정, 보정하여 정확한 치료를 할 수 있으며, 그 오차 값을 산출하여 비교할 수 있다. 이상의 연구로 보아 콘빔CT는 치료계획과 일치하는 정확한 치료전달과 반복적인 치료재현성에 유용하였으며, 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다. 콘빔CT에 의해 향상된 정확도는 복잡한 모양의 표적용적과 급격한 선량분포의 변화가 나타나는 IMRT에서 더욱 필요하며 각 치료 부위별, 치료 목적별로 Match focus에 대한 기준을 연구해야 될 것으로 사료된다.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권4호
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• pp.253-258
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• 2013

본 연구의 목적은 electronic portal imaging device (EPID)를 통하여 방사선 치료를 받는 환자로부터 투과해 나오는 선량으로 외부적인 선량 재구성과 몬테카를로 전산모사로부터 도출되는 내부 선량 계측과의 관계를 도출하고 이를 분석하기 위한 연구로 진행되었다. 본 연구는 전산모사 연구로써 두 가지의 경우를 비교 분석하고 이와 비슷한 연구에 대한 기본적인 지표를 제공하고자 시행되었다. 실험에 관한 기하학적 정보와 방사선 소스에 대한 정보를 몬테카를로 전산모사 툴인 Monte Carlo n-particle (MCNPX)에 입력하였고 EPID 이미지 도출을 위하여 MCNPX 내에 tally카드를 이용하여 선량정보를 도출하고 이를 영상화 할 수 있도록 하였다. 또한 내부적인 계측을 위하여 물 팬텀을 소스와 표면의 거리(source to surface distance, SSD)가 100 cm이 되도록 설정하였으며, 그보다 10 cm 아래에 EPID를 위치시켰다. 내부 계측은 물팬텀 자체에서 흡수되는 흡수 선량을 mesh tally로 수집하였고, 4문 조사를 통하여 중첩된 선량에 대한 데이터를 획득하였다. 그와 동시에 EPID에서 물을 투과해 나오는 선량을 획득 한 뒤 역 투사 방법을 사용하여 선량 재구성을 하였다. 이둘의 경우를 비교하기 위해 자체적인 교정(calibration)을 통하여 투과해 나온 선량과 흡수된 선량과의 관계를 비교하고 4문 조사를 통하여 물 팬텀 내의 특정 부분에 대한 중첩된 선량 데이터와 EPID를 통해 재구성한 선량 데이터를 분석하였다. 물 팬텀과 EPID에서 획득한 누적 선량의 합은 각각 평균 3.4580 MeV/g과 3.4354 MeV/g이었다. 이는 앞서 계측된 물 팬텀 내부의 누적 선량과 0.6536% 선량 오차를 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권1호
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• pp.24-31
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• 2006

유방암 환자의 방사선치료에 있어 치료도중(intrafractional) 및 분할 치료 간(intefractional)에 발생되는 오차를 측정하는 자동분석소프트웨어를 개발하였다. 오차 분석 결과는 3차원 입체조형 방사선치료를 임상에 적용하기에 앞서 적절한 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV)을 설정하는 데 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 전자포탈영상장치(Electrical Portal imaging Device, EPID)로써 Portal Vision LC250 액체 충전형 이온화 검출기를 사용하였다(fast frame-averaging 모드, 초당 1.4 프레임, 256X256 픽셀). 12명의 환자에 대해 최소 7일 이상씩 영상을 획득하였다. 매 치료마다 평균 8 내지 9개의 영상을 각 빔에 대해 얻었다(분당 400 MU 선량률). 총 2,931 (720 측정을 포함하는)개의 영상을 정량적으로 분석할 수 있는 자동화 영상 분석 소프트웨어를 개발하였다. 이를 통해 호흡으로 인해 발생하는 치료도중 오차와 분할 치료간 발생하는 분할치료오차의 표준편차($\sigma$)들을 계산하였다. 신뢰 구간 95%로 임상표적체적(Clinical Target Volume, CTV)을 포함할 수 있는 PTV 마진은 $2\;(1.96\;{\sigma})$으로 계산되었다. 주로 호흡으로 인해 유발되는 치료도중오차를 보상하기 위해 필요한 PTV 마진은 2 mm에서 4 mm이었다. 반면에 분할 치료간 오차를 보상하기위해 필요한 PTV 마진은 7 mm에서 31 mm이었다. 12명의 환자에 대한 전체 평균오차는 17 mm이었다. 분할치료 간 오차는 호흡에 의해 유발되는 치료도중 오차에 비해 2배에서 15배까지 더 크게 나타났다. 유방암 치료에 있어 3차원 입체정형조사나 세기조절방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)를 적용하기에 앞서 반드시 셋업 오차의 크기를 측정하여 PTV에 적절히 반영되어야 한다. 유방에 대한 3차원 입체정형조사나 세기조절방사선치료를 위해 반드시 필요한 것은 아니지만, 큰 PTV 마진을 줄여주기 위해서는 영상유도방사선치료(Image Guided Radiation Therapy, IGRT)가 매우 유용하게 이용될 수 있다. 전자포탈영상장치 들은 본 보고서에서 기술한 바와 같은 자동분석소프트웨어를 반드시 포함하여야 한다. 이를 통해 수많은 EPID 영상들을 자동화 처리하고 오차분석을 시행함으로써 각 병원의 임상적용 방법 및 환경에 따라 상이하게 나타날 수 있는 오차의 크기를 감안한 적절한 PTV마진을 구하는데 도움을 얻을 수 있다. 이러한 장치들은 또한 최소의 노력으로 환자 치료를 관찰할 수 있는 귀중한 정보를 제공해 준다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권2호
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• pp.167-174
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• 2015

목 적 : 복잡하고 정교하게 계획된 용적변조회전 방사선치료(Volumetric Arc Therapy, VMAT)의 Portal Dosimetry를 이용한 치료 전 선량평가가 다양한 인자에 따라 재현성을 유지하는지 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 실험에는 TrueBeam STx$^{TM}$(Ver.1.5, Varian, USA), Portal dosimetry application(Ver.10, Varian)과 Portal Vision aS1000 Imager(Varian, USA)을 사용하였다. 두경부암 환자 2명, 전립샘암 환자 3명, 폐암 환자 1명, 자궁경부암 환자 1명, 총 7명의 환자에 대하여 Portal Dosimetry용 VMAT 전산화치료계획(Eclipse, Ver.10.0, Varian, USA)을 수립하였다. 오전 치료 전과 후 오후 치료 종료 후 각 4시간 간격을 두고 3회씩 5일에 걸쳐 선량평가를 시행하였다. Gamma pass rate(GPR 3%, 3mm 95%신뢰구간)와 Beam 출력의 상관관계를 확인하기 위하여 선량평가 시행 전 Beam 출력 을 물등가모형과 이온전리함(IBA dosimetry, Germany)을 이용하여 측정하였다. Electronic Portal Imaging Device(EPID) 상태에 따른 GPR 의 변화를 확인하기 위하여 EPID의 영상 교정 (Dark field correction, Flood field correction) 전과 후로 나누어 선량평가를 시행하였다. 또한 다엽콜리메이터(Multi Leaf Collimator) 상태에 따른 GPR의 변화를 확인하기 위해 다엽콜리메이터 Initialize 전과 후로 나누어 선량평가를 시행하였다. 결 과 : Portal Dosimetry를 시행하여 얻은 모든 환자들의 각 시간대 별 GPR의 평균값은 97.11%, 96.09%, 95.37% 였고 최대 차이를 보인 환자의 경우 각 시간대 별 GPR의 평균값은 95.73%, 94.20% 93.23% 였다. 선량평가 시점의 Beam 출력을 측정한 결과 각 시간대별 평균값은 100.45%, 100.46%, 100.59% 였다. EPID의 영상 교정(Dark field correction, Flood field correction)을 시행하기 전과 후의 대상 환자들의 GPR의 평균값은 95.94 %, 96.01% 였다. 또한 다엽콜리메이터 의 Initialize 를 시행하기 전과 후의 대상 환자들의 GPR 의 평균값은 95.83%, 96.40%였다. 결 론 : 치료기 사용시간이 경과됨에 따라 대상 환자들의 GPR 평균값이 0.8% 감소함을 확인할 수 있었다. Beam 출력은 각 측정시점에 0.1% 오차범위 안에서 일정한 상태를 유지하였다. EPID의 영상 교정 전, 후 의 선량평가 결과 GPR은 평균 0.1% 차이를 나타내었다. 다엽콜리메이터의 Initialize 전, 후의 선량평과 결과 Initialize 시행 후 GPR이 평균 0.6% 상승하였고 다엽콜리메이터 상태에 따라 GPR이 변화할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 복잡하고 정교하게 계획된 VMAT의 치료 전 선량평가 도구로서 재현성을 유지하며 Portal Dosimetry를 이용하기 위해서는 주기적인 장비의 점검뿐만 아니라, 선량평가에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들에 대한 관리가 이뤄져야 할 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.281-287
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• 2014

본 연구에서는 선형가속기를 이용한 정위적방사선수술의 시행에 있어서 필수적인 품질관리의 하나로서 Winston Lutz 시험을 상용의 전자포털영상장치를 이용하여 수행하였다. 전형적으로 이용되는 필름 분석 방법을 추가로 시행하여 EPID 방법의 장점을 평가하였다. EPID 방법으로 결정한 등중심 오차는 필름 방법으로 구한 값과 최대 0.32 mm 이내로 일치하는 것으로 나타났다. EPID를 이용한 Winston Lutz 시험은 시간의 절약 측면과 측정시의 개인 오차를 방지하는 측면에서 매우 실용적인 방법이라고 생각된다.