• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권4호
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• pp.340-347
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• 2010

단층치료기(TomoTherapy$^{(R)}$)를 이용한 방사선 치료에서 환자별 정도관리인 DQA (delivery quality assurance)는 보통 이온 전리함과 필름을 이용한다. DQA의 결과는 치료계획장비인 TomoPS (Tomo Planning Station)를 이용하여 분석하게 되는데 필름을 이용한 2차원 선량분포의 비교는 감마인덱스 분석을 사용한다. 감마인덱스를 이용한 비교는 3%/3 mm와 같은 기준을 사용하여 이 기준을 통과한 비율(pass rate)이 허용 값보다 크게 되는지 확인한다. TomoPS는 pass rate 값을 정량적으로 계산해주는 기능이 없다. 본 논문에서는 TomoPS 감마인덱스 분석의 pass rate를 정량적으로 계산하는 방법을 제시하고 이를 계산해주는 프로그램인 PassRT를 개발하였다. PassRT의 검증을 위해 I'mRT MatriXX (IBA Dosimetry, Germany)를 사용하여 측정한 세기조절방사선 치료를 받은 환자의 환자별 정도관리 자료와 필름을 사용한 DQA 자료를 사용하였다. 두 가지 종류의 자료에 대해 PassRT로 계산한 pass rate를 OmniPro I'mRT (IBA Dosimetry, Germany)프로그램으로 계산한 pass rate와 비교하였다. MatriXX를 이용하여 측정한 자료의 비교결과 평균오차 0.00%, 표준편차 0.01%, 최대오차 0.04%였고, 필름의 결과는 평균오차 0.00%, 표준편차 0.02%, 최대오차 0.02%였다. 관심영역이 $24.3{\times}16.6cm^2$ 보다 작은 경우 본 논문에서 제시한 방법으로 감마인덱스 분석의 pass rate를 소수점 첫째자리 까지 정확하게 계산할 수 있어서 보다 정확한 단층치료기의 DQA에 도움이 될 것으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제23권2호
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• pp.97-102
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• 2011

목 적: 2차원 배열 검출기를 이용하여 세기변조 방사선 치료 품질관리를 시행할 때 정량적 분석을 위한 감마(${\gamma}$) 함수의 적용은 일반적으로 연속적인 선량 분포에 대해 정의되어 있으나 임상적으로 불연속적인 지점에 대해 측정된 값이 이용되고 있으며 이는 감마(${\gamma}$) 지수법을 이용한 평가의 불확실성과 관련이 있을 것으로 사료된다. 본 논문은 두경부암 세기변조 방사선 치료 품질관리의 감마(${\gamma}$) 함수 적용에서 표본 추출 간격에 따른 감마(${\gamma}$) 지수 변화정도를 확인하고 불확실성을 평가하여 유효한 범위를 제시하고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 시행한 두경부 세기변조 방사선 치료 환자 10명을 대상으로 IBA Dosimetry사의 OmniPro I'mRT system software version 1.7b를 이용하여 동일한 두 선량 평가면(Plane)에 대해 분석을 시행하였다. 원점에 위치한 표본 추출 간격 0.1 cm의 선량 평가면을 기준으로 다른 하나의 선량 평가면 위치를 Y축 방향으로 0.0 cm, 0.2 cm, 0.5 cm, 1.0 cm씩 이동 시키면서 Gamma pass rate, Average signal, 측정값에 대한 표준편차의 변화를 관찰하였다. 이때 표본 추출 간격을 0.1 cm, 0.5 cm, 1.0 cm, 2.0 cm, 4.0 cm으로 변화시키면서 Y축 방향으로 동일한 거리를 이동했을 때 Gamma index의 변화를 실험하였다. 결 과: 각 표본추출 간격에 대해 Average signal의 차이는 0, -0.0019, -0.0004, -0.0460, -0.832로 나타났고 측정값에 대한 표준편차의 차이는 0, -0.0030, 0.0124, 0.0070, -0.0799로 나타났으며 Gamma pass rate의 차이는 0, 0.0027, -0.0143, 0.0532, 0.0560의 결과를 보였다. 표본추출 간격 0.1~1.0 cm 범위 내에서는 Average signal과 Gamma pass rate의 차이가 1.5% 이내로 나타났으며 2.0 cm 이상 범위에서는 5% 이상 차이를 보였다. 결 론: 감마(${\gamma}$) 함수의 적용에서 표본추출 간격이 1.0 cm 이하인 경우 실제 분석 값에 대해 1.5% 이내의 차이를 나타냈지만 2.0 cm 이상인 경우 Gamma pass rate이 실제 분석 값보다 5%이상 높게 나타났고 감마(${\gamma}$) 지수의 불확실성과 신뢰수준에 영향을 주었다. 세기변조 방사선 치료의 품질관리를 시행할 경우 표본추출 간격에 따른 감마(${\gamma}$) 지수의 불확실성을 고려하여 임상적으로 2.0 cm 미만의 표본 추출 간격이 적용되어야 할 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제44권1호
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• pp.32-42
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• 2019

Background: There have been much efforts to develop the proper and realistic machine Quality Assurance (QA) reflecting on real Volumetric Modulated Arc Therapy (VMAT) plan. In this work we propose and test a special VMAT plan of plan-class specific (pcsr) QA, as a machine QA so that it might be a good solution to supplement weak point of present machine QA to make it more realistic for VMAT treatment. Materials and Methods: We divided human body into 5 treatment sites: brain, head and neck, chest, abdomen, and pelvis. One plan for each treatment site was selected from real VMAT cases and contours were mapped into the computational human phantom where the same plan as real VMAT plan was created and called plan-class specific reference (pcsr) QA plan. We delivered this pcsr QA plan on a daily basis over the full research period and tracked how much MLC movement and dosimetric error occurred in regular delivery. Several real patients under treatments were also tracked to test the usefulness of pcsr QA through comparisons between them. We used dynalog file viewer (DFV) and Dynalog file to analyze position and speed of individual MLC leaf. The gamma pass rate from portal dosimetry for different gamma criteria was analyzed to evaluate analyze dosimetric accuracy. Results and Discussion: The maxRMS of MLC position error for all plans were all within the tolerance limit of < 0.35 cm and the positional variation of maxPEs for both pcsr and real plans were observed very stable over the research session. Daily variations of maxRMS of MLC speed error and gamma pass rate for real VMAT plans were observed very comparable to those in their pcsr plans in good acceptable fluctuation. Conclusion: We believe that the newly proposed pcsr QA would be useful and helpful to predict the mid-term quality of real VMAT treatment delivery.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제36권4호
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• pp.174-182
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• 2011

With the reactor operation conditions - 4.3 wt% $^{235}U$ initial enrichment, burn-up 55,000 MWd/MTU, average power 34 MW/MTU for three periods burned time for 539.2 days per period and cooling time for 100 hours after shut down, to set up the condition to determine the minimum height (depth) of spent fuel storage pool to shut off the radiation out of the spent fuel storage pool and to store spent fuels safely, the dose rate on the specific position directed to the surface of spent fuel storage pool induced by the neutron and gamma-ray from spent fuels are evaluated. The length of spent fuel is 381 cm, and as the result of evaluation on each position from the top of spent fuel to the surface of spent fuel storage pool, it is difficult for neutrons from spent fuels to pass through the water layer of maximum 219 cm (600 cm from the floor of spent fuel storage pool) and 419 cm (800 cm from the floor of spent fuel storage pool) for gamma-ray. Therefore, neutron and gamma-ray from spent fuels can pass through below 419 cm (800 cm from the floor) water layer directed to the surface of spent fuel storage pool.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권1호
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• pp.18-24
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• 2021

Purpose: Kilovoltage computed tomography (kV-CT) is essential for radiation treatment planning. However, kV-CT images are significantly distorted by artifacts when a metallic prosthesis is present in the patient's body. Thus, the accuracies of target delineation and treatment dose calculation are inevitably lowered. We evaluated the accuracy of the calculated doses using an image restoration method with hybrid CT, which was introduced in our previous study. Methods: A cylindrical phantom containing four metals, namely, silver, copper, tin, and tungsten, was scanned using kV-CT and megavoltage CT to produce hybrid CT images. We created six verification plans for three head and neck patients on kV-CT and hybrid CT images of the phantom and calculated their doses. The actual doses were measured with film patches during beam delivery using tomotherapy. We used the gamma evaluation method to compare dose distribution between kV-CT and hybrid CT with three gamma criteria, namely, 3%/3 mm, 2%/2 mm, and 1%/1 mm. Results: The gamma pass rates decreased as the gamma criteria were strengthened, and the pass rate of hybrid CT was higher than that of kV-CT in all cases. When the 1%/1 mm criterion was used, the difference in gamma pass rates between them was up to 13%p. Conclusions: According to our findings, we expect that the use of hybrid CT can be a suitable approach to avoid the effect of severe metal artifacts on the accuracy of dose calculation and contouring.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권3호
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• pp.198-203
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• 2013

일반적으로 호흡연동방사선치료(gated radiation therapy)의 평가를 위해 호흡에 의한 장기의 움직임을 모사하는 움직이는 팬텀(moving phantom)을 사용한다. 표적(target)은 모든 방향으로 움직이기 때문에 모든 방향의 움직임을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 감마지표(gamma index) 분석을 통한 호흡연동방사선치료의 평가방법을 제시하고 움직임영역(motion range)에 따른 적절한 연동창(gating window)의 크기를 알아보고자 한다. 두미축(craniocaudal) 방향으로 움직임을 모사하는 팬텀을 제작하였다. 이 팬텀은 움직이는 받침대(moving platform), 2차원 이온전리함배열(I'm MatriXX, IBA Dosimetry, Germany), 및 고체물팬텀(solid water phantom)으로 이루어졌다. 6 MV 에너지의 광자선을 $4{\times}4cm^2$의 조사면(field size)으로 호흡연동방사선치료 시스템을 이용하여 팬텀을 각각 1, 2, 3, 4, 및 5 cm 만큼 움직이도록 하고 방사선을 조사하였다. 연동창은 각각 40~60%, 30~70%, 및 0~90%으로 설정하였다. 2차원 이온전리함배열은 각 시나리오에 따라 선량분포를 획득하였고 $4{\times}4cm^2$ 조사면으로 정지한 상태에서 조사한 선량분포와 비교하였다. 허용범위를 3%/3 mm로 설정하고 감마지표를 계산하였다. 연동창(gating window)의 크기가 클수록 합격률(pass rate)는 낮아졌고, 운동영역(motion range)이 커질수록 합격률은 낮아졌다. 호흡연동방사선치료를 시행하지 않고 운동영역이 2 cm의 병소를 치료할 경우 합격률은 96% 이하로 현저히 떨어졌다. 그러나 호흡연동방사선치료를 시행하면 합격률은 99% 이상으로 올릴 수 있었다. 운동영역이 4 cm 이상일 경우 호흡연동방사선치료를 하더라도 연동창을 30~70%로 선택할 경우 합격률이 97%를 넘지 못하였다. 그러나 연동창을 40~60%를 선택할 경우 합격률은 99% 이상이었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권1호
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• pp.137-147
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• 2014

목 적 : 호흡연동 용적변조 회전방사선치료(Gated Volumetric Modulated Arc Therapy)에서 환자의 호흡주기 변화에 따른 선량전달의 정확성을 검증하고자 한다. 대상 및 방법 : 실험에는 TrueBeam STxTM(Varian Medical Systems, Palo Alto, CA)치료기를 사용하였다. 인체모형등가팬텀(Rando Phantom, Alderson Resarch Laboratories Inc. Stamford. CT, USA)의 전산화단층영상에 전산화치료계획시스템(Eclipse 10.0, Varian, USA)을 이용하여 10 MV FFF(Flatenning Filter Free), 선량률 1200 MU/min으로 1500 cGy/fx(Case1, 2, 3)과 220 cGy/fx(Case4, 5, 6)의 치료계획을 수립하였다. $QUASAR^{TM}$ Respiratory Motion Phantom(Modus Medical Devices Inc)을 이용하여 1.5, 2.5, 3.5, 4.5 sec의 일정한 호흡주기와 평균호흡주기가 2.2, 3.5 sec인 환자의 호흡주기를 재현하였고 위상모드 30~70% 구간에서 방사선이 조사되도록 설정하였다. 각각의 호흡 조건에서 2차원 이온전리함 배열 검출기(I'mRT Matrixx, IBA Dosimetry, Germany)와 MultiCube Phantom(IBA Dosimetry, Germany)을 이용하여 측정하였고 세기변조 방사선치료 분석 프로그램(OmniPro I'mRT, IBA Dosimetry, Germany)을 이용하여 Gamma pass rate(3 mm, 3%)을 비교하였다. 결 과 : Case 1, 2, 3, 4, 5, 6의 Gamma pass rate은 일정한 호흡주기 1.5 sec에서 100.0, 97.6, 98.1, 96.3, 93.0, 94.8%, 2.5 sec에서 98.8, 99.5, 97.5, 99.5, 98.3, 99.6%, 3.5 sec에서 99.6, 96.6, 97.5, 99.2, 97.8, 99.1%, 4.5 sec에서 99.4, 96.3, 97.2, 99.0, 98.0, 99.3%의 결과를 보였다. 환자의 호흡을 재현한 경우 평균 호흡주기 2.2 sec에서는 97.7, 95.4, 96.2, 98.9, 96.2, 98.4%, 3.5 sec에서는 97.3, 97.5, 96.8, 100.0, 99.3 99.8%의 결과를 보였다. 결 론 : 2.5 sec이상의 일정한 호흡주기와 환자의 호흡을 재현한 실험에서 Gamma pass rate 95%이상의 임상적으로 신뢰할 만한 결과를 보였다. 일정한 호흡주기 1.5 sec의 Case 5, 6 에서 93.0, 94.8%의 결과를 보였으나 100명의 환자 호흡주기 분석 결과 1.5 sec의 호흡을 지속했던 경우는 없었던 점으로 보아 대부분의 호흡조건에서 정확한 선량전달이 가능함을 확인 하였다. 다만 극히 짧은 호흡주기로 인한 오차발생 가능성을 배제할 수 없기 때문에 치료전 선량전달 정확성 검증이 선행되어야 하며 모의치료시 환자 교육으로 안정된 호흡을 유지하고 정확한 모니터링을 통해 치료중 환자 호흡변화에 대처한다면 더욱 안정적이고 정확한 치료가 이루어질 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권2호
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• pp.100-109
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• 2014

정위신체방사선치료(SBRT)에서 환자의 호흡에 대한 정확한 치료위치의 확보는 필수적으로 고려되어야 하며 그 정확성에 관련하여 많은 연구들이 진행되어왔다. 본 연구에서는 실제 호흡에 의한 움직임과 실제 환자 폐의 형태를 고려한 팬텀실험으로 실제 치료에서 일어나는 임상적 상황을 모사함으로 호흡 동조 부피적조절회전 방사선치료(Volumeric Modulated Arc Therapy, VMAT) 기법을 이용한 폐부 SBRT의 정확성을 분석하는 방법을 제시하고자 하였다. SBRT을 받은 폐암 환자의 CT 영상을 기반으로 3D 프린터를 이용하여 치료부위와 유사하게 폐 팬텀을 제작하였고 환자 호흡과 동일하게 움직임을 재현할 수 있도록 $QUASAR^{TM}$ 호흡 동조 구동 팬텀(Modus Medical Devices, London, Canada)에 장착하여 호흡동조 VMAT에서의 2차원 선량 분포를 평가할 수 있는 시스템을 구축하였다. 폐 팬텀은 종양부위를 중심으로 2등분하여 EBT3 필름을 삽입하고 선량분포를 측정할 수 있도록 제작되었다. 비균질 조건에서의 선량계산의 정확성을 확인하기 위하여 균질한 플라스틱 팬텀과 제작된 비균질 폐 팬텀에서 Analytical Anisotropic Algorithm (AAA)와 AcurosXB (AXB) 두가지 알고리즘으로 선량계산을 하여 비교, 분석하였다. 움직임에 대한 치료의 정확성을 평가하기 위하여 호흡동조와 비 호흡동조의 경우, 그리고 움직임이 없는 조건에서 선량분포를 취득하여 치료계획 선량에 대한 감마지표를 분석하였다. 치료부위 GTV에서의 CT number는 실제 환자의 경우 78 HU를 나타내었고 모사된 폐 팬텀의 경우 92 HU를 나타내었다. 팬텀 내 폐 조직부분은 3D프린터로 적층하는 과정에서 격자구조의 형태를 이용하여 구현하였다. 측정된 필름선량은 AAA 알고리즘을 이용한 치료계획 선량에 대하여 움직이는 팬텀에서 호흡동조의 유무에 따라 3%/3 mm 감마지표 조건하에서 각각 88%와 78%의 감마합격률을 나타내었으며, 움직임이 없는 경우 95% 이상의 감마합격률을 보였다. AXB 알고리즘을 적용하였을 경우에는 모든 경우에서 98% 이상의 합격률을 나타내었다. 균질한 플라스틱 팬텀에 대하여 측정하였을 때 두가지 선량계산 알고리즘을 포함한 모든 조건에서 99% 이상의 감마합격률을 나타내었다. 선택된 환자의 호흡 진폭이 비교적 작고 inhale보다는 exhale에 더 오래 머무르는 호흡패턴 때문에 3%/3 mm 감마 기준에서는 호흡에 따른 차이가 거의 나타나지 않은 것으로 이해되었다. 선량계산의 정확성에서는 AAA 알고리즘을 적용하였을 때보다 AXB 알고리즘을 적용하였을 때가 균질과 비균질 환경에서의 선량 분포에 따른 감마 합격률의 차이가 적게 나타남을 확인 할 수 있었다. 본 논문에서는 환자와 유사하게 제작된 폐 팬텀에 실제 환자 호흡 패턴을 연동함으로 새로운 4D 치료선량 분포 검증 방법을 제시하였고 보다 사실적인 선량분포를 반영한 개별 환자 치료의 정확성 검증이 가능할 것으로 평가되었다.

• 방사선산업학회지
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• 제6권2호
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• pp.177-180
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• 2012

The acid and bile tolerance changes of 5 different lactic acid bacteria (LAB; Lactobacillus paracasei, Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, and Lactobacillus debruekii) with gamma irradiation were evaluated. The abilities of LAB to survive in the acidic conditions at the stomach and the bile acidic conditions at the beginning of the small intestine are the key functions for applying LAB to probiotics. In the results, all of LAB survived more than 50% after incubation in PBS (pH 2.5) for 2 hr, which indicated more than half of LAB are possible to pass through the stomach. However, gamma irradiation decreased the acid tolerances of LAB. The bile tolerances of all bacteria except Lactobacillus acidophilus were observed to survive at a 3% oxgall concentration in MRS, and 1 kGy of gamma irradiation to LAB did not affect any bile tolerances changes. But gamma irradiated Lactobacillus casei and Lactobacillus casei (3 kGy) showed decreasing survival rate with oxgall added MAS agar. In conclusion, gamma irradiation should be applied to yogurt or fermented foods with care because LAB could be changes their properties on acid and bile tolerances.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.239-245
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• 2014

목 적 : 세기변조방사선치료에서(Intensity modulated radiation therapy,IMRT) 6D robotic couch의 pitch 와 roll 변화에 따른 선량전달의 정확성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : Trilogy(Varian Medical Systems, USA)와 6D robotic couch(ProturaTM 1.4, CIVCO, USA)를 사용하여 골반부위의 세기변조방사선치료를 진행한 14명의 환자를 대상으로 영상유도 시 발생한 pitch 와 roll 방향의 오차 값과 발생빈도를 분석하였다. 오차의 변화에 따른 선량전달 정확성의 차이를 평가하기 위해 pitch 와 roll의 변화가 $0^{\circ}$인 상태의 측정치를 기준으로 각각 $1.0^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$, $2.5^{\circ}$로 변화시킨 경우에 대하여 2차원 이온전리함 배열 검출기(I'mRT Matrixx, IBA Dosimetry,Germany)와 MultiCube Phantom(IBA Dosimetry, Germany)를 이용하여 측정 후 감마지수(3 mm, 3%)의 비교평가를 실시하였다. 실험에는 Dynamic Multi-Leaf Collimator의 sliding window기법을 사용한 3명의 자궁경부암 치료계획을 적용하였다. 결 과 : 대상 환자의 영상(3D/3D Match 78건, 2D/2D match 79건)을 분석한 결과 pitch 와 roll의 평균 오차값은 $0.9^{\circ}{\pm}0.7$, $0.5^{\circ}{\pm}0.6$, 최대 값은 $2.8^{\circ}$, $2.0^{\circ}$로 분석되었고, 최소값은 pitch 와 roll 모두 $0^{\circ}$으로 나타났다. 각각의 조건에서 측정된 선량전달에 대하여 감마지수를 이용하여 비교한 결과, pitch가 $1.0^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$, $2.5^{\circ}$일 때 gamma pass rate의 평균은 각각 97.75%, 96.65%, 94.38%, 90.91%, roll의 경우 $1.0^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$, $2.5^{\circ}$에서 평균 93.68%, 93.05%, 87.77%, 84.96%로 나타났고, pitch 와 roll을 동시에 변화시킨 경우 $1.0^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$에서 평균 94.90%, 92.37%, 87.88%의 결과 값을 얻었다. 결 론 : 대상 환자의 영상 유도 시 pitch 와 roll의 오차 발생률은 전체 치료 횟수에서 각각 82.20%, 72.20%로 분석되었고, 감마지수를 통해 오차 값이 커질수록 선량전달의 정확성이 낮아진다는 것을 확인할 수 있었다. 세기변조방사선치료 시 선량전달의 정확성을 높이기 위해서는 정확한 자세잡이와 더블어 적절한 영상유도를 통해서 pitch 와 roll 방향으로 발생할 수 있는 오차를 줄이도록 노력해야 할 것으로 사료된다.