• 한국방사선학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.119-124
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• 2019

최근 도입된 FFF 빔을 활용하는 방사선치료는 flattening filter에서 비롯되는 빔의 감쇠를 막을 수 있어 치료효율을 높일 수 있지만, 불균일한 단면적 선량분포에 대하여 정확한 정도관리가 구축되어 있지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 광도전체 물질 $HgI_2$ 기반의 곡면 선량계를 제작하였으며, 성능을 검증하기 위하여 6 MV 광자에너지에서 재현성 및 선형성을 평가하였다. 또한 곡면 계측의 유용성을 나타내기 위하여 아크릴 필터를 적용한 FFF beam에서 평면 기판과 곡면 기판 상에서 계측되는 신호를 비교하였다. 그 결과 Unit cell 선량계의 재현성은 SE 0.613%, 선형성은 R-sq 0.9999로 나타났으며, line array 곡면 선량계의 유용성 평가는 평면 기판에서 23.337%, 곡면 기판에서 12.264%로 11.073%p 감소된 신호 차이를 보였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권2호
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• pp.297-302
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• 2017

본 연구에서는 최신형 선형가속기 TrueBeam을 대상으로 10 MV FF mode와 FFF mode간 광중성자의 발생량을 평가하였고, FFF mode에서 10 MV, 15 MV 에너지 변화에 따라 발생되는 광중성자의 발생량을 평가하였다. 발생된 광중성자는 13개 측정점에서 평가하였으며, 발생된 광중성자 수집을 위해서는 한국천문연구원에서 개발한 조직등가비례계수기(KTEPC)를 이용하였다. 10 MV FF mode와 FFF mode 간 측정결과에서 10 MV FF mode가 모든 측정 점에서 높게 측정되었으며, Superior 방향에서 0.455 mSv와 0.152 mSv로 가장 많은 차이를 보였으며, FF에서 33% 이상 많은 광중성자가 발생하였다. FFF mode에서 10 MV, 15 MV 에너지에 따라서는 15 MV에서 모든 방향에서 높게 평가되었고, 방향 기준으로는 Superior 방향에서 0.402 mSv로 가장 높게 평가되었으며, 전체 평균 6.9%로 높게 측정되었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.363-368
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• 2014

목 적 : Flattening filter-free (3F) beam과 flattening filter (2F) beam을 이용한 치료기법에 따른 특성 비교와 환자 측면의 시간적 경제적 유용성을 비교 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : Alderson rando phantom의 전산화단층촬영 영상을 획득하여 가상의 전립선을 설정한 후 세기변조 방사선치료, 용적변조 회전방사선치료 그리고 체부정위적 방사선치료에 3F와 2F beam을 각각 적용하여 총 6개의 전산화치료계획을 수립하였다. 선량률은 3F beam을 이용한 치료기법에 1200 MU/min을 설정하였고, 2F beam의 경우 600 MU/min을 적용하였다. 3F와 2F beam을 이용한 치료기법의 특성 비교를 위하여 총 monitor unit (MU)값을 비교하였고 치료시간의 비교를 위하여 beam on time (BOT)과 gantry rotation time (GRT)을 측정하였으며, 3F와 2F beam에 의한 각 치료기법에서 발생되는 광중성자 측정을 위하여 Surveillance And Measurement (SAM) 940을 사용하였다. 또한, 환자의 총 내원기간과 자기부담금을 계산하였다. 결 과 : 총 MU값은 세기변조 방사선치료에서 3F beam을 이용하였을 때 2F beam을 이용한 경우보다 최대 34.0% 증가하였고 BOT, GRT 그리고 광중성자 측정값은 체부정위적 방사선치료에 3F beam을 적용하였을 때 2F beam보다 각각 최대 39.8, 38.6, 48.1% 감소하였다. 환자의 총 내원기간과 자기부담금은 3F와 2F beam의 이용에 따른 차이는 없었으며, 치료기법 중 체부정위적 방사선치료가 10일과 169,560원으로 가장 적게 나타났다. 결 론 : 본 연구 결과, 3F beam의 고 선량률을 이용한 치료기법은 2F beam과 비교하여 총 MU값은 증가하였으나 BOT, GRT 그리고 광중성자 측정값이 모두 감소하였다. 이처럼 3F beam의 고 선량률을 사용하는 치료기법은 intra-fraction setup error 및 2차 방사선 유발암 발생률을 줄이는 효과를 기대할 수 있으나, 동일한 치료기법 내에서 3F와 2F beam 사용에 따른 환자에게 특별한 시간적 경제적인 이점은 없었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제34권
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• pp.7-12
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• 2022

목 적: 볼루스 적용이 어려운 코와 같은 요철 부위 치료 시 피부 선량 확보에 어려움이 있는 경우, IMRT(Intensity Modulated Radiation Therapy)전달 기법 과 평균 에너지가 낮은 FFF(Flattening Filter Free)를 조합한 치료 계획으로 피부 선량 증가 여부를 팬텀 실험을 통해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 두경부암 치료시 가장 흔하게 사용하는 6MV-FF(Flattening Filter) VMAT(Volumetric-Modulated Arc Therapy) 치료계획을 기준으로 정하고, VMAT와 IMRT, FF와 FFF, 5 mm 볼루스 적용 유무를 조합하여 비교군을 생성하였다. 란도 팬텀 콧등에 가상 타겟을 생성하였고, 5 mm 의 가상의 볼루스를 란도 팬텀 콧등 위에 완전 밀착을 가정하여 적용하였다. 팬텀의 코를 기준으로 5개 측정지점을 정하고 각각의 치료계획 을 치료테크닉과 bolus 적용유무에 맞게 치료계획 당 3회를 조사하여 흡수선량을 측정하였다. 결 과: FF vs FFF 에서의 피부선량 차이는 VMAT bolus off에서 FFF인 경우 증가하였고, IMRT bolus off의 경우 차이를 나타내지 않았다. VMAT bolus 5 mm, IMRT bolus 5 mm에서는 FFF에서 오히려 피부선량이 감소되는 것을 확인 할 수 있었다. VMAT vs IMRT 피부선량 차이는 FFF bolus off 의 경우에만 피부선량이 증가했고, 나머지는 통계적 차이가 없었다. bolus off vs bolus 5 mm 에서의 피부선량 차이는 IMRT FFF 을 사용했을 경우만 제외하고는 모두 bolus 5 mm 에서 피부선량이 증가하는 것을 확인하였다. IMRT와 FFF를 조합한 치료 계획은 통상적으로 사용되는 VMAT와 FF를 사용하여 5 mm 볼루스를 적용한 치료 계획 피부선량의 측정값을 분석한 결과 통계적으로 유의미한 차이를 발견하지 못했다. 따라서 IMRT_FFF 를 사용함으로써 VMAT_FF 에 5 mm 볼루스 적용한 것과 비슷한 수준의 피부선량 전달이 가능할 것이라 사료되며, 이는 높은 피부선량이 필요하지만, 볼루스 적용이 어려운 환자와 같은 경우에 유용할 수 있다. 결 론: 볼루스 적용이 어려운 환자의 경우, VMAT와 FF에 비교하여 IMRT와 FFF를 적절히 조합한 치료 계획으로 피부 선량 증가를 기대할 수 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제43권3호
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• pp.107-113
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• 2018

Background: The purpose of our study was to compare the dosimetric advantages of Flattening filter free (FFF) beams for trigeminal neuralgia patients using 4 mm conical collimators over previously treated patients with 6 MV SRS beam. Materials and Methods: A retrospective study was conducted for 5 TN patients who had been previously treated at our institution using frame-based, LINAC-based stereotactic radiosurgery (SRS) on Novalis Tx using 6 MV SRS beam were replanned on 6X FFF beams on Edge Linear accelerator with same beam angles and dose constraints using 4 mm conical collimator. The total number of monitor units along with the beam on time was compared for both Edge and Novalis Tx by redelivering the plans in QA mode of LINAC to compare the delivery efficiency. Plan quality was evaluated by homogeneity index (HI) and Paddick gradient index (GI) for each plan. We also analyzed the doses to brainstem and organ at risks (OARs). Results and Discussion: A 28% beam-on time reduction was achieved using 6X FFF when compared with 6X SRS beam of Novalis Tx. A sharp dose fall off with gradient index value of $3.4{\pm}0.27$ for 4 mm Varian conical collimator while $4.17{\pm}0.20$ with BrainLab cone. Among the 5 patients treated with a 4 mm cone, average maximum brainstem dose was 10.24 Gy for Edge using 6X FFF and 14.28 Gy for Novalis Tx using 6X SRS beam. Conclusion: The use of FFF beams improves delivery efficiency and conical collimator reduces dose to OAR's for TN radiosurgery. Further investigation is warranted with larger sample patient data.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제38권4호
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• pp.194-201
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• 2013

To investigate monitoring unit (MU) efficiency and plan quality of volumetric modulated arc therapy (VMAT) using flattening-filter free (FFF) photon beam in association with target size and location. A virtual patient was generated in Eclipse$^{TM}$ (ver. A10, Varian Medical Systems, Palo Alto, USA) treatment planning system. The length of major and minor axis in axial view was 50 cm and 30 cm, respectively. Cylindrical-shaped targets were generated inside that patient at the center (symmetric target) and in the periphery (asymmetric target, 7.5 cm away from the center of the patient to the right direction) of the virtual patient. The longitudinal length was 10 cm and the diameters were 2, 5, 10 and 15 cm. Total 8 targets were generated. RapidArc$^{TM}$ plans using TrueBeam STx$^{TM}$ were generated for each target. Two full arcs were used and the axis of rotation of the gantry was set to be at the center of the virtual patient. Total MU, homogeneity index (HI), target mean dose, the value of gradient measure and body mean dose were calculated. In the case of symmetric targets, averaged total MU of FFF plan was 23% and 19% higher than that of flattening filter (FF) plan when using 6 MV and 10 MV photons, respectively. The difference of HI, target mean dose, gradient measure and body mean dose between FF and FFF was less than 0.04, 2.6%, 0.1 cm and 2.2%, respectively. For the asymmetric targets, total MU of FFF plan was 21% and 32% was higher than that of FF when using 6 MV and 10 MV photons, respectively. The homogeneity of the target was always worse when using FFF than using FF. The maximum difference of HI was 0.22. The target mean dose of FFF was 3.2% and 4.1% higher than that of FF for the 6 MV and 10 MV, respectively. The difference of gradient measure was less than 0.1 cm. The body mean dose was higher when using FFF than FF about 4.2% and 2.8% for the 6 MV and 10 MV, respectively. No significant differences between VMAT plans of FFF beam and FF beam were observed in terms of quality of treatment plan. The HI was higher when using FFF 10 MV photons for the asymmetric targets. The MU was increased noticeably when using FFF photon beams.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.125-131
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• 2016

방사선치료는 의료용 선형가속기를 이용하는 방식이 가장 많이 적용되고 있으며 사용되는 광자선도 고 에너지화 되고 있다. 최근에 도입되는 선형가속기에는 선속평탄 여과판을 사용하지 않는 3F 방식과 조사중에 조사야에 맞춰 jaw가 움직이는 tracking jaw 기술이 적용되어 임상에 보급되고 있다. 이에 본 연구는 선형가속기를 이용한 고에너지 X선 조사 시 선속평탄 여과판 사용 유무에 따른 광중성자 발생과, tracking ja w 사용에 따른 광중성자 발생을 측정하여 비교분석하였다. 그 결과 3F 방식이 선속평탄 여과판의 적용에 비하여 광중성자의 검출이 약 70% 낮게 나타났으며, tracking jaw 방식은 static jaw에 비하여 약 83% 높게 광중성자가 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권4호
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• pp.220-223
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• 2016

Generally, it is recommended that the dosimetric effect of carbon fiber couch should be considered especially for an intensity-modulated therapy with a large portion of monitor units from posterior angles. Even a flattening filter free (FFF) beam has been used for stereotactic body radiation therapy (SBRT), the effect of carbon fiber couch for FFF beam is not well known. This work is an effort to evaluate the dosimetric effect of carbon fiber couch for flattened and FFF beam of Elekta linac empirically. The absorbed doses were measured with Farmer type chamber and water-equivalent phantoms with and without couch. And differences of the absorbed doses between with and without couch defined as "couch effect". By comparing calculated dose in treatment planning system (TPS) with measured dose, the optimal density of couch was evaluated. Finally, differences on patient's skin dose and target dose by couch were evaluated in TPS. As a result, the couch effect for 6 and 10 MV flattened beam were -2.71% and -2.32%, respectively. These values were agreed with provided data by vendor within 0.5%. The couch effect for 6 and 10 MV FFF beam were -3.75% and -2.80%, respectively. The patient's skin dose was increased as 18.6% and target dose was decreased as 0.87%, respectively. It was realized that the couch effect of FFF beam was more severe than that of flattened beam. Patient's skin dose and target dose were changed by the couch effect.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.288-297
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• 2014

Dynamic conformal arc therapy (DCAT) and flattening-filter-free (FFF) beams are commonly adopted for efficient conformal dose delivery in stereotactic body radiation therapy (SBRT). Off-axis geometry (OAG) may be necessary to obtain full gantry rotation without collision, which has been shown to be beneficial for peripheral targets using flattened beams. In this study dose distributions in OAG using FFF were evaluated and the effect of mechanical rotation induced uncertainty was investigated. For the lateral target, OAG evaluation, sphere targets (2, 4, and 6 cm diameter) were placed at three locations (central axis, 3 cm off-axis, and 6 cm off-axis) in a representative patient CT set. For each target, DCAT plans under the same objective were obtained for 6X, 6FFF, 10X, and 10FFF. The parameters used to evaluate the quality of the plans were homogeneity index (HI), conformality indices (CI), and beam on time (BOT). Next, the mechanical rotation induced uncertainty was evaluated using five SBRT patient plans that were randomly selected from a group of patients with laterally located tumors. For each of the five cases, a plan was generated using OAG and CAG with the same prescription and coverage. Each was replanned to account for one degree collimator/couch rotation errors during delivery. Prescription isodose coverage, CI, and lung dose were evaluated. HI and CI values for the lateral target, OAG evaluation were similar for flattened and unflattened beams; however, 6FFF provided slightly better values than 10FFF in OAG. For all plans the HI and CI were acceptable with the maximum difference between flattened and unflattend beams being 0.1. FFF beams showed better conformality than flattened beams for low doses and small targets. Variation due to rotational error for isodose coverage, CI, and lung dose was generally smaller for CAG compared to OAG, with some of these comparisons reaching statistical significance. However, the variations in dose distributions for either treatment technique were small and may not be clinically significant. FFF beams showed acceptable dose distributions in OAG. Although 10FFF provides more dramatic BOT reduction, it generally provides less favorable dosimetric indices compared to 6FFF in OAG. Mechanical uncertainty in collimator and couch rotation had an increased effect for OAG compared to CAG; however, the variations in dose distributions for either treatment technique were minimal.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권1호
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• pp.31-43
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• 2015

목 적 : 정위적체부방사선치료(Stereotatic body radiation therapy, SBRT)는 원발성 종양과 전이성 종양의 치료법으로 이용되어진다. SBRT는 높은 선량을 전달하기 때문에 MU(Monitor unit)의 증가로 치료시간이 길어지고 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV) 주변의 정상장기를 효과적으로 보호할 수 있는 치료계획이 필요하다. 특히 다중표적의 경우 SBRT를 여러 번에 나누어 치료해야하거나 선량 겹침으로 인한 고 선량 영역(Hot spot)이 생길수도 있다. 본 연구는 다중표적 간암에서 TrueBeam STx(Varian, USA)의 무편평화여과기선질(Flattening filter free, FFF) beam을 이용한 용적변조회전치료(Volumetric modulated arc therapy, VMAT)의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 다중표적 간암의 SBRT를 시행하는 5명의 환자를 대상으로 TrueBeam STx의 10MV FFF beam을 이용한 VMAT과 15MV 편평화여과기선질(Flattening filter, FF) beam을 이용한 입체조형치료(conformal radiotherapy, CRT)계획을 세웠다. 두 치료계획을 비교하기 위하여 선량용적히스토그램(Dose Volume Histogram, DVH)을 이용하여 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV), 간, 십이지장, 장, 식도, 척수에 들어가는 선량을 평가하고 전체 MU 값을 비교하였다. 또한 두 치료계획의 치료시간을 비교하기 위하여 Beam on time을 평가하였다. 결 과 : PTV에 대한 처방선량지수(Conformity Index, CI), 선량균질지수(Homogeneity index, HI), 처방선량포함지수(Paddick's Conformity Index, PCI)의 평균값은 VMAT에서 각각 $1.006{\pm}0.028$, $1.098{\pm}0.016$, $1.132{\pm}0.084$, CRT에서 $1.381{\pm}0.419$ $1.136{\pm}0.042$, $1.534{\pm}0.465$로 평가되었다. 정상장기에 대한 선량은 CRT에서 VMAT 보다 약 1.8배 높은 선량으로 평가되었다. 전체 MU값은 VMAT에서 약 1.3배 높게 평가되었고 VMAT과 CRT 두 치료계획의 평균 Beam on time은 각각 6.8분, 21.3분으로 평가되었다. 결 론 : 다중표적 간암의 정위적체부방사선치료에서 FFF Beam을 이용한 VMAT을 적용하면 선량 겹침 없이 다중표적을 한 번에 치료할 수 있으며 PTV의 선량포함을 만족하면서 주위의 정상장기를 더 효과적으로 보호할 수 있는 치료계획이 가능하다. 또한 FFF Beam의 높은 선량률(Dose rate)을 이용하여 치료시간을 단축시켜 치료 중 발생할 수 있는 오차를 감소시킬 수 있다.