• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.260-268
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• 2009

정위방사선수술시 소조사면에서의 불균질 물질에 따른 보정 계수를 구하고, 치료계획 시스템의 선량계산 값과 실제 조사된 선량값을 비교, 분석하여 불균질 물질 보정에 의한 선량계산의 정확성을 평가한다. 본 실험을 위하여 12가지 종류의 불균질 물질과 필름 및 이온 전리함을 장착할 수 있는 팬톰(Inhomogeneity Correction Phantom, ICP)을 제작하였다. 각각의 불균질 물질의 전자밀도값을 치료계획 시스템에 입력하여 치료계획을 수립하고, 선량분포와 임의의 위치에서의 절대선량 측정을 위해 EBT 필름과 0.125 cc 이온전리함을 이용하였으며 불균질 물질 보정 계수 적용과 비적용에 따른 치료계획의 차이와 필름에 조사된 선량값 및 이온 전리함의 절대 선량값의 차이를 분석하였다. 불균질 물질 보정 계수의 적용과 비적용시 각각의 치료계획과 측정값을 비교, 분석한 결과 평균 1.63%, 10.05%이었고, 각 경우의 측정값을 비교한 결과 평균 10.09%이었다. 또한, 임의의 위치에서의 절대선량값을 비교한 결과 불균질 물질 보정 계수의 비적용시에는 평균 2.90%, 적용시에는 평균 0.43%의 차이를 보였다. 본 실험 결과 직경 1 cm의 목표점에 방사선을 조사하였을 때 불균질 물질 보정 계수 적용 전의 선량분포 및 임의의 위치에서의 절대 선량이 적용시보다 큰 차이를 나타냈으며, 본 실험에서 사용된 소조사면의 치료계획시스템은 불균질 물질 보정이 정확하게 수행되는 것을 확인하였다. 결론적으로 1% 이하의 정확도를 가지고 시행하는 소조사면에서의 정위방사선수술의 경우 불균질 물질에 대한 보정이 일반적인 조사면에서의 적용 보다 더 정확하게 수립이 되어야 한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제16권1호
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• pp.57-65
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• 2004

서론 : 폐암환자의 방사선치료계획 시 불균질 조직 보정(inhomogeneity correction)을 평가하기 위해 폐(lung), (bone) 그리고 뼈를 고정시키기 위해 사용하는 고밀도 물질인 steel 등을 포함한 불균질 조직 보정 팬텀(inhomogeneity correction phantom, ICP)을 자체 제작하였다. 이를 이용하여 방사선치료계획시스템에서 불균질조직 보정 알고리듬에 따른 값들을 비교하고, 또한 실제 측정된 값과 비교, 분석하여 불균질 조직에 따른 선량계산 변화를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : 영상획득은 전산화단층촬영영상장치(CT, Volume zoom, Germany)와 자체 제작한 불균질 조직 보정팬텀(ICP, pig's vertebra, steel(8.21 g/cm3), cork(0.23 g/cm3))을 사용하였다. 방사선치료계획시스템으로는 Marks Plan(2D)과 XiO(CMS, USA, 3D)를 사용하였고, 측정값과의 비교를 위해서는 선형가속기(CL/1800, Varian, USA)와 이온전리함을 사용하였다. 전산화단층촬영영상장치로부터 획득한 영상을 이용하여 방사선치료계획장치에서 관심점(interest point, IP)에서의 점선량(point dose)과 선량분포를 얻고, 이와 동일한 조건에서 측정을 수행한 후 비교, 분석하였다. 그리고 불균질 조직 보정 알고리듬 사용 유무에 따른 차이와 방사선치료계획장치가 가지고 있는 다양한 불균질 조직 보정 알고리듬 간의 차이도 비교하였다. 결 과 : 불균질 조직 보정 팬텀 내 관심지점에 대한 측정치와 방사선치료계획장치에서 얻은 균질과 불균질 보정된 값을 비교한 결과 폐 제1지점에서의 측정치와 불균질 보정값의 오차는 2D에서 $0.8\%$, 3D에서 $0.5\%$, 스틸 제1지점에서의 측정치와 불균질 보정값의 오차는 2D에서 $12\%$, 3D에서 $5\%$의 오차를 보이나 보정을 하지 않은 값과 측정치의 오차는 각각 $16\%,\;14\%$의 오차가 나는 것을 알 수 있었다. 또한 2D에서 보다는 3D에서의 값들이 오차가 적은 것으로 나타났다. 결 론 : 방사선치료계획 시 조직 내 밀도에 따른 보정이 반드시 이루어져야 하며 보다 정확한 치료계획을 위해서는 2차원 방사선치료계획용 시스템보다는 3차원 방사선치료계획용 시스템을 사용하는 것이 정확한 보정이 가능한 것을 알 수 있었다. 그리고 불균질 조직 보정 알고리듬 간에도 차이가 있어 실제 측정을 통해 가장 적합한 불균질 조직 보정 알고리듬을 선택하는 것이 필수적이라 할 수 있다. 향후 열형광선량계와 필름 선량계를 통한 비교, 분석이 추가적으로 수행되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2006년도 제33회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.99-99
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• 2006

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제31권4호
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• pp.189-193
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• 2020

An MR-based attenuation correction (MRAC) map plays an important role in quantitative positron emission tomography (PET) image evaluation in PET/magnetic resonance imaging (MRI) systems. However, the MRAC map is affected by the magnetic field inhomogeneity of MRIs. This study aims to evaluate the characteristics of MRAC maps of physical phantoms on PET/MRI images. Phantom measurements were performed using the Siemens Biograph mMR. The modular type physical phantoms that provide assembly versatility for phantom construction were scanned in a four-channel Body Matrix coil. The MRAC map was generated using the two-point Dixon-based segmentation method for whole-body imaging. The modular phantoms were scanned in compact and non-compact assembly configurations. In addition, the phantoms were scanned repeatedly to generate MRAC maps. The acquired MRAC maps show differently assigned values for void areas. An incorrect assignment of a void area was shown on a locally compact space between phantoms. The assigned MRAC values were distorted using a wide field-of-view (FOV). The MRAC values also differed after repeated scans. However, the erroneous MRAC values appeared outside of phantom, except for a large FOV. The MRAC map of the phantom was affected by phantom configuration and the number of scans. A quantitative study using a phantom in a PET/MRI system should be performed after evaluation of the MRAC map characteristics.

• 대한방사선치료학회지
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• 제13권1호
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• pp.38-46
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• 2001

Purpose : The aim of this study is to investigate the effect of tissue inhomogeneities when appling to contrast medium among Homogeneous, Batho and ETAR dose calculation method in RTP system. Method and Material : We made customized heterogeneous phantom it filled with water or contrast medium slab. Phantom scan data have taken PQ 5000 (CT scanner, Marconi, USA) and then dose was calculated in 3D RTP (AcQ-Plan, Marconi, USA) depends on dose calculation algorithm (Homogeneous, Batho, ETAR). The dose comparisons were described in terms of 2D isodose distribution, percent depth dose data, effective path length and monitor unit. Also dose distributions were calculated with homogeneous and inhomogeneous correction algorithm, Batho and ETAR, in each patients with different clinical sites. Results : Result indicated that Batho and ETAR method gave rise to percent depth dose deviation $1.5{\sim}2.7\%,\;2.3{\sim}3.5\%$ (6MV, field size $10{\times}10cm^2$) in each status with and without contrast medium. Also show that effective path lengths were more increase in contrast status (23.14 cm) than Non-contrast (22.07 cm) about $4.9\%$ or 10.7 mm (In case Hounsfield Unit 270) and these results were similary showned in each patient with different clinical site that was lung. prostate, liver and brain region. Concliusion : In conclusion we shown that the use of inhomogeneity correction algorithm for dose calculation in status of injected contrast medium can not represent exact dose at GTV region. These results mean that patients will be more irradiated photon beam during radiation therapy.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권1호
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• pp.17-24
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• 2015

To improve accuracy of dose calculation on kilovoltage cone beam computed tomography (kV CBCT) images, a custom-made phantom was fabricated to acquire an accurate CT number to electron density curve by full scatter of cone beam x-ray. To evaluate the dosimetric accuracy, 9 volumetric modulated arc therapy (VMAT) plans for head and neck (HN) cancer and 9 VMAT plans for lung cancer were generated with an anthropomorphic phantom. Both CT and CBCT images of the anthropomorphic phantom were acquired and dose-volumetric parameters on the CT images with CT density curve (CTCT), CBCT images with CT density curve ($CBCT_{CT}$) and CBCT images with CBCT density curve ($CBCT_{CBCT}$) were calculated for each VMAT plan. The differences between $CT_{CT}$ vs. $CBCT_{CT}$ were similar to those between $CT_{CT}$ vs. $CBCT_{CBCT}$ for HN VMAT plans. However, the differences between $CT_{CT}$ vs. $CBCT_{CT}$ were larger than those between $CT_{CT}$ vs. $CBCT_{CBCT}$ for lung VMAT plans. Especially, the differences in $D_{98%}$ and $D_{95%}$ of lung target volume were statistically significant (4.7% vs. 0.8% with p = 0.033 for $D_{98%}$ and 4.8% vs. 0.5% with p = 0.030 for $D_{95%}$). In order to calculate dose distributions accurately on the CBCT images, CBCT density curve generated with full scatter condition should be used especially for dose calculations in the region of large inhomogeneity.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제16권1호
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• pp.6-15
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• 2012

목적: 이 연구의 목적은 excitation pulse profile을 이용하여 불균일 자장에 의하여 발생하는 배경 경사 자장에 의한 영향을 보상하여 2차원 다중 단면 경사에코 간 영상에서의 정확한 지방 및 $T_2{^*}$ 측정을 하는 데에 있다. 대상과 방법: 2차원 경사에코영상에서 불균일 자장에 의한 배경경사자장으로 인하여 유도되는 신호의 감소는 excitation pulse profile weighting으로 나타난다. 이에 의한 영향을 최소화 하기 위하여 $B_0$ field map을 통하여 단면선택방향으로의 선형 경사자장의 정도를 추정한 후, 획득한 신호를 excitation pulse profile을 이용하여 보정하였다. $T_2{^*}$ 및 지방은 보정된 신호로부터 측정되었으며 보정방법은 3.0T 임상용 장비에서 팬텀 및 in vivo 실험을 통하여 이루어 졌다. 결과: 팬텀 실험 결과는 보정 후 측정된 $T_2{^*}$ 및 지방의 양이 자장이 균일한 경우에 가까워 진 것을 보여 주었다. In vivo 실험에서는 간에서 배경경사자장의 크기가 약 120 ${\mu}T/m$ 정도 까지로 나타났으며 보정하기 전에 비하여 측정된 $T_2{^*}$ 및 지방의 정도의 균일도가 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 결론: Excitation pulse profile을 이용한 배경경사자장 보정 방법은 경사 에코 신호에서의 거시적인 불균일 자장에 의한 영향을 줄여 주며 2차원 간 영상에서의 적용을 통하여 보다 정확한 지방 및 $T_2{^*}$의 측정에 도움이 될 수 있다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2006년도 제33회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.68-68
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• 2006

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제23권3호
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• pp.139-147
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• 1998

목적 : 환자를 통과한 투과선량으로부터 알고리즘을 이용하여 종양선량을 계산하는 새로운 개념의 온라인 선량측정시 인체 조직내의 폐 등 불균질조직의 존재는 인체내 종양선량 및 투과선량에 영향을 미친다. 인체내에 불균질조직이 존재하는 경우 측정된 투과선량으로부터 종양선량 환산시 밀도를 이용한 보정의 정확도를 확인하기 위하여 실험을 시행하였다. 방법: 폐조직의 밀도와 유사한 재질인 코르크 (밀도 $0.202\;gm/cm^3$) 팬톰 (CP) 과 연부조직의 밀도와 유사한 재질인 폴리스티렌 (밀도 $1.040gm/cm^3$) 팬톰 (PP)을 사용하였으며 인체의 흥부와 유사한 조건에서 측정하였다. 즉 흥부에 방사선이 전후 방향에서 조사될 경우에 해당하는 팬톰은 3cm 두께의 PP을 CP 상하에 위치하였으며 CP의 두께는 5, 10, 20cm 으로 하였다. 흥부에 방사선이 측면에서 조사되는 경우에 해당하는 팬톰은 중앙에 종격동에 해당하는 6cm 두께의 PP 을 위치하고 좌우에 10cm 두께의 CP 을 위치하였으며 그 외측에 다시 3 cm 두께의 PP 을 위치하였다. 4 MV, 6 MV 및 10 MV X 선을 사용하였으며 조사면의 크기는 $3{\times}3$ 내지 $20{\times}20cm$의 범위, 팬톰-전리함간 거리 (phantom-chamber distance, PCD) 는 10-50 cm 으로 하였다. 또한 두 물질에 대한 밀도차를 이용하여 CP 과 동일한 방사선 감쇄를 나타낼 것으로 예상되는 두께의 PP 을 CP 대신 위치하여 동일한 방법으로 측정하여 비교하였다. 결과: 밀도를 이용하여 보정한 CP 와 등가두께의 PP 을 사용한 경우의 투과선량은 CP 을 사용한 경우에 비하여 CP 의 두께 5cm 인 경우 4, 6, 10MV에서 각각 평균 0.18(${\pm}0.27$) %, 0.10(${\pm}0.43$) %, 0.33(${\pm}0.30$) %의 오차를 보였다. CP 의 두께 10cm 인 경우에는 에너지별로 0.23(${\pm}0.73$) %, 0.05(${\pm}0.57$) %, 0.04(${\pm}0.40$) %, 20cm 인 경우에는 0.55(${\pm}0.36$) %, 0.34(${\pm}0.27$) %, 0.34(${\pm}0.18$) % 의 오차를 보였다 중간에 6 cm 의 PP 을 위치한 경우에는 에너지별로 1.15(${\pm}1.86$) %, 0.90(${\pm}1.43$)%, 0.86(${\pm}1.01$)% 의 오차를 나타내었다. 이 경우에는 PCD 10 cm 의 경우에 비교적 큰 오차를 보였으며 PCD 10 cm 인 경우를 제외하면 에너지별로 0.47(${\pm}1.17$) %, 0.42(${\pm}0.96$) %, 0.55(${\pm}0.77$0.77) % 의 오차로 크게 감소하였다. 결론: 방사선이 통과하는 경로에 불균질조직인 폐가 존재할 경우에도 불균질조직에 대하여 조직의 밀도를 이용하여 보정하는 방법을 사용하여 투과선량으로부터 종양선량을 계산할 수 있음을 알 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권3호
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• pp.325-335
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• 1998

목적 : 감마 나이프에 사용되고 있는 코발트-60의 골에 의한 흡수 선량 감소는 -3.5$\%$이다. 그러나 모든 방사선 수술 치료 계획 시스템은 치료 부위를 단위밀도 (unit density)로 가정하여 계산을 시행하므로 조직 불균일성에 대한 고려를 하지않고 있다. 중두개와 (mid cranial fossa) 부위는 여러 두께의 골로 구성되어 있기 때문에 감마 나이프를 이용한 방사선 조사시 중두개와에 위치한 병변인 뇌하수체 종양 지점이나 청신경 초종 지점의 치료시 흡수되는 방사선량은 방사선 수술 계획 시스템에 의하여 계산한 값과 차이가 날 가능성이 있다. 이 연구는 이러한 중두개와에 위치한 병변의 치료시 골에 의한 흡수 선량의 감소에 대한 검증을 위하여 시행하였다. 대상 및 방법 : Alderson Rando phantom (이하 인체 모형 판톰-human phantom-이라 명명)의 두개골 부위에 4개의 핀에 의해 Leksell stereotactoc frame을 고정시키고 뇌단층 촬영을 시행하였다. 뇌 단층 촬영 상에 뇌하수체 종양과 청신경 초종(acoustic neurimona)에 해당되는 각각의 지점을 정한 후 먼저 뇌하수체 지점에 인체 모형 판톰의 모양에 맞게 자른 코닥 X-omat V 필름을 사이에 넣고 인체 모형 판톰을 잘 고정한 후에 14 mm 조준기 (collimator)를 부착하여 방사선을 조사하였다. 한 지점당 3회 반복 시행하였다. 18 mm 조준기를 이용하여 동일한 방법으로 3회 반복 시행하였다. 두 번째 지점인 청신경 초종 지점에 필름을 넣은 뒤 첫 번째와 동일한 방법으로 14 mm 조준기와 18 mm 조준기를 사용하여 각각 3회 반복 시행하였다. 동일한 실험 조건으로 균일한 밀도로 이루어진 16 cm 지름의 구형 폴리스티렌 판톰 내에 폴리스티렌 카세트에 맞는 필름을 삽입하여 14 mm, 18 mm 조준기 각각에 대하여 방사선 조사를 시행하였으며 이 과정을 3회 반복 시행하였다. 이후 필름들을 현상하여 VXR-12 필름 광학 측정기를 이용하여 등선량 곡선을 얻는다. 여기서 얻어진 등선량 곡선 (isodose curve)을 기초로 하여 off axis ratio 곡선을 얻었다. 결과 : 중두개와에 위치한 병소에 대하여 감마 나이프를 이용한 방사선 조사를 시행할 때 골에 의한 흡수 선량 감소는 뇌하수체 종양 지점이 청신경 초종 지점보다 많이 나타났으며 (0.2-3.0 mm vs. 0.1-1.3 mm) 조준기 크기에 따라 14 mm 조준기일 경우가 18 mm 조준기보다 더 많은 흡수 선량 감소 (0.4-3.0 mm vs. 0.2-2.2 mm)를 보였다. 결론 : 흡수 전량 감소가 실제 임상에서 치료 계획을 세우는데 있어서는 큰 영향을 미치지 않는 범위 내 (1 mm)에서 일어남으로 골에 의한 흡수 선량 감소를 고려하여 치료계획을 조정해야 할 필요는 없을 것으로 생각된다.