• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권3호
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• pp.131-135
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• 2006

본 연구의 목적은 2차원적 이온전리함 배열의 특성을 분석하고 세기변조방사선치료 선량분포 확인의 유용성을 평가하기 위함이다. 본 실험에 사용된 2차원적 이온전리함 배열(MatriXX, Scanditronix-Wellhofer, IBA, Germany)은 $24{\times}24cm^2$ 범위에 1,024개의 평판형 전리함(용적: $0.08cm^3$, 직경: 4.5 mm, 높이: 5 mm, 배열간격: 7.62 mm)이 일정한 간격으로 배열되어있다. MatriXX의 특성분석을 위해 선량 직선성, 선량률 의존도, 출력 계수, 단기 선릉재현성을 분석하였으며, 선량분포 확인의 신뢰도를 평가하기 위해 Varian사의 동적쐐기와 세기변조 방사선치료의 선량분포를 분석하였다. 선량 직선성의 범위는 $1{\sim}800$cGy이었으며, 1% 미만의 오차율을 보였다. 선량률 의존성(범위 $100{\sim}600MU/min$)은 300 Mu/min을 기준으로 했을 때 모든 선량률 범위에서 0.4% 미만의 선량변화를 보였다. 또한, 물팬톰에서 0.1 cc 지두형 전리함으로 측정한 출력계수와 폴리스틸렌 팬톰에서 MatriXX로 측정한 출력계수를 비교하였다. 이 실험의 결과, $3{\times}3{\sim}24{\times}24cm^2$ 범위에서 0.5% 미만의 일치를 나타내었다. 단기 출력재현성 확인을 위하여 15분 간격으로 6회 측정한 결과, 0.5% 내의 차이를 보였다. 동적쐐기와 세기변조 방사선 조사면의 일치성 실험에서도 치료계획장치의 계산값과 필름측정값이 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 MatriXX의 물리적인 특성을 분석하였으며 세기변조방사선치료의 품질관리를 위한 유용성을 확인하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권4호
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• pp.294-299
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• 2006

목 적: 방사선치료에서 콘빔CT (cone beam computerized tomography, CBCT)를 이용하여 방사선치료 시 환자의 위치를 모의치료 시 위치와 비교하고 보정함으로서, 온라인 영상유도방사선치료(on-line image guided radiation therapy, on-line IGRT)를 수행할 수 있다. 이러한 과정을 통하여 기존의 모의치료, 치료계획 후 환자의 피부에 표시된 표시점에 가속기를 조준하여 방사선 치료를 수행하는 과정에 비해 개선되는 점을 보고하고자 하였다. 대상 및 방법: 2006년 8월부터 2006년 10월까지 중앙대학교 의과대학 방사선종양학교실에서 방사선치료를 받은 환자 3명을 대상으로 하였다. 기존의 방사선 치료와 마찬가지로 모의치료, 치료계획 후 방사선치료를 위해 치료 테이블 위에 환자를 셋업한다. 이때 환자 피부에 표시된 표시점에 치료실의 레이저에 일치시킨 후, 콘빔CT를 이용한 영상을 얻는다. 콘빔CT (CBCT) 영상과 모의치료(simulation) 시 얻은 CT 영상을 이미지 퓨전을 이용한 비교를 통하여, 치료실에서 현재 환자의 위치와 모의치료 및 치료계획 시 환자의 위치에 대한 변위 벡터(displacement vector)를 산출한다. 이때 산출된 변위벡터만큼 환자의 테이블을 이동한 후, 방사선 치료를 수행한다. 수정된 위치에서 치료 후 KV X-ray (OBI 시스템)를 이용하여 위치를 확인한다. 결 과: 콘빔CT에 의해 셋업 오차로 주어진 변위 벡터의 방향 크기는 두경부 환자인 Pt. A와 Pt. B에서 평균은 각각 0.19 cm, 0.18 cm이며, 표준편차는 각각 0.15 cm, 0.21 cm이다. 반면 골반부 환자인 Pt. C에서 평균과 표준편차는 0.37 cm와 0.1 cm였다. 결 론: 콘빔CT를 이용한 온라인 영상유도방사선치료(on-line IGRT)를 통하여, 기존의 방사선치료 과정에 존재할 수 있는 셋업 오차를 보정할 수 있었다. 온라인 영상유도방사선치료에 의해 향상된 정확도는 단순한 대항조사야 치료뿐 아니라, 복잡한 모양의 표적 용적(target volume)과 급격한 선량 변화를 갖는 3차원 입체조형치료 및 세기조절방사선 치료에서 더욱 중요할 것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제21권1호
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• pp.100-106
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• 2003

목적 : 네트워크를 이용해 영상수집을 하여 방사선치료를 수행하는데 요구되는 기계중심점과 종양중심점의 일치여부 및 환자자세의 재현성을 확인하는 기능 등을 수행할 수 있는 환자자세검증도구를 개발하고자 한다. 대상 및 방법 : 전산화단층촬영 영상으로부터 재구성한 디지털화재구성사진(digitally reconstructed radiography, DRR) 영상과 투과 영상인 모의치료영상, 상용전자포탈 영상장치에서 수집한 포탈영상 밑 CCD 카메라로부터 획득한 디지털영상 등을 네트워크를 통해 수집하였고, 이를 조작할 수 있는 분석용 프로그램을 프로그램 제작툴인 IDL(IDL 5.4, Research systems, USA)을 이용해 작성하였다. 이를 환자자세 검증도구(patients setup verification tool for RT, PSVTS)라 명명하였다. 기계중심점과 종양중심점의 일치여부 확인은 전산화단층촬영영상으로부터 재구성한 DRR 영상과 모의치료영상을 이용하여 위치변위를 분석함으로써 치료조준오차를 구하였다. 환자자세의 재현성 확인은 첫 치료 시에 얻은 포탈 영상과 매 치료 시마다 얻는 포탈영상을 비교, 분석하는 방법과 디지털영상을 이용하는 방법을 사용하였다. 결과 : 방사선치료 시 요구되는 기계 중심점과 종양중심점의 일치여부 및 환자자세의 재현성을 확인할 수 있는 사용자편의방식의 소프트웨어와 환자자세검증도구를 개발하였다. 종양중심점과 기계중심점의 일치여부 확인 결과 치료조준오차는 두경부에서 전후, 좌우 각각 0.8$\pm$0.2 mm, 1.0$\pm$0.3 mm이었고, 골반부에서 1.1$\pm$0.5 mm, 1.0$\pm$0.6mm이었다. 환자자세 재현성은 영상을 실시간으로 획득하여 환자 자세 위치 변화를 시각적으로 평가할 수 있어실용성 있음을 알 수 있었다. 결론 : 환자자세의 재현성 및 종양중심점과 기계중심점의 일치여부를 파악할 수 있는 환자자세검증도구를 개발하였고, DRR 영상의 질 증진, 사용자편의방식의 소프트웨어를 보완한다면 임상응용에 가능할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제26권2호
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• pp.96-103
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• 2008

목적: 한국인의 비뇨기암 중 1990년 말부터 발병률이 빠르게 증가되고 있는 전립선암의 치료에 있어 전국 각 병원의 방사선종양학과에서 시행되고 있는 방사선치료의 현황을 조사, 분석하고 이를 바탕으로 전립선암의 Patterns of care study(PCS) 개발의 기본 자료로 이용하고자 한다. 대상 및 방법: 전국 13개 대학병원의 방사선종양학과 전문의들의 설문조사를 통하여 각 의사들의 전립선암에 대한 치료 현황과 치료원칙을 수집, 분석하였다. 결과: 진단은 초음파유도 조직생검을 적게는 6개에서 12개 부위, 평균 9개 부위에서 얻고 있으며 진단당시의 영상학적 검사는 대부분에서 자기공명영상과 전신골스캔을 사용하고 있다. 방사선치료를 시행할 때 내부고정물과 외부고정물은 각각 61.5%, 76.9%에서 사용하며 방사선치료의 임상표적부위는 병원마다 다양하게 시행하고 있었다. 전골반 방사선치료는 76.9%에서 $45{\sim}50.4$ Gy를, 정낭의 방사선치료는 92.3%에서 시행하고 있으나 총방사선량은 $54{\sim}73.8$ Gy로 다양하였다. 근치적인 방사선치료의 방사선량은 저위험군에서 고위험군으로 갈수록 증가하였으나 병원간의 차이가 $60{\sim}78.5$ Gy로 넓었다. 세기조절 방사선치료를 시행하는 병원은 53.8%로 반 수 이상에서 시행하고 있으며 총방사선량은 70 Gy이상 이었다. 동시추가분할선량법(SIB; simultaneous integrated boost)을 시행하는 병원은 3곳으로 표적부피와 방사선량이 다양하였다. 전립선 전적출술 후 생화학적 재발의 경우 84.6%의 병원에서 방사선치료를 시행하고 있으며 방사선치료 조사야는 전골반와부터 전립선부위까지 다양하며 총방사선량도 다양하였다. 결론: 전국 13개 병원의 전립선암의 방사선 치료현황을 볼 때 계속 증가하는 전립선암에 대한 전국병원의 방사선치료의 patterns of care study가 필요하며 이를 토대로 전립선암 방사선치료의 guideline을 제시할 필요가 있겠다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.269-276
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• 2009

세기조절방사선치료(IMRT)뿐만 아니라 3차원 입체조형치료(3D-CRT)와 같이 광자선을 이용한 방사선 치료 기술은 방사선을 받아야 하는 표적의 면적을 충분히 증가시키면서, 동시에 정상 조직은 방사선으로부터 보호하기 위하여 정확한 선량 계산을 필요로 한다. Jaw 콜리메이터와 다엽 콜리메이터가 그러한 목적을 위해서 사용되어 왔다. 우리 기관에서 사용하는 피나클 치료계획시스템은 모델기반의 광자선량 알고리듬을 사용하기 때문에 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)와 같은 모델변수들의 집합이 측정된 데이터로부터 결정된다. 그러나, 이러한 자동모델화과정에 의해서 얻어진 모델변수들이 직접 측정하여 얻은 것들과 다를 수 있는데, 이는 선량분포에 영향을 줄 수 있다. 그래서, 이 연구에서 우리는 피나클 치료계획시스템에서 자동모델화과정에 의해 얻은 JTF와 MLCTF를 평가하였다. 먼저 우리는 이 연구에서 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)를 직접 측정하여 얻었는데, 이것은 물팬톰 내 기준깊이에서 조사면이 $0{\times}0\;cm^2$일 때의 선량과 $10{\times}10\;cm^2$일 때의 선량의 비로 얻었다. 또한, JTF와 MLCTF는 치료계획시스템내 자동모델화 과정에 의해서도 얻어서, 이 값들이 3차원 입체조형치료시에 선량에 어떠한 영향을 끼치는지 팬톰 연구와 환자 연구를 통해서 평가하였다. 직접 측정한 경우 JTF는 6 MV의 경우에 0.001966, 10 MV의 경우에는 0.002971이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.01657, 10 MV의 경우에 0.01925이었다. 한편, 자동모델화 과정에 의해 얻은 경우, JTF는 6 MV의 경우에 0.001983, 10 MV의 경우에는 0.010431이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.00188, 10 MV의 경우에 0.00453이었다. JTF와 MLCTF의 경우에 직접 측정한 것은 자동모델화 과정에 의해 얻은 값과 큰 차이를 보였으나, 6 MV와 10 MV의 선질을 고려하면, 보다 합리적이었고, 이러한 값의 차이는 낮은 선량의 영역에서 선량에 영향을 미쳤다. JTF와 MLCTF의 잘못된 값은 선량의 오차를 다소 발생시킬 수도 있기 때문에, JTF와 MLCTF를 자동모델화과정에 의해서 얻은 값과 직접 측정하여 얻은 값을 비교하는 것은 빔커미셔닝 단계에서 도움이 될 것이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권1호
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• pp.57-67
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• 2013

목 적: 방사선 치료 중 정확한 환자의 셋업 확인과 선량 측정용으로 사용되었던 film을 대신 하여 현재는 전자포탈영상장치(EPID)가 장착된 장비가 증가하고 있다. 이에 본 논문은 전자포탈영상장치 사용 시 자세확인의 정확성과 선량측정의 유용성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법: 대한방사선치료학회, 대한방사선종양학회, Pubmed에서 "EPID", "Portal dosimetry", "Portal image", "Dose verification", "Quality control", "Cine mode", "Quality - assurance", "In vivo dosimetry"와 같은 용어로 검색하여 획득한 50개의 자료(1997~2012)를 대상으로 EPID의 역사와 선량측정(dosimetry), 자세확인(set-up verification), EPID 특성으로 구분하여 EPID의 유용성을 분석 하였다. 결 과: EPID는 1세대 Liquid-filled ionization chamber, 2세대 Camera based fluroscopic, 3세대 Amorphous-silicon 순으로 발전하였으며, EPID 촬영 모드에는 크게 EPID mode, Cine mode, Integrated mode로 나뉜다. 필름과 EPID의 절대선량정확성 평가를 한 결과 EPID는 1%, EDR2 필름은 3% 이내로 나타나 오차 측정 정확도가 필름에 비해 EPID가 우수하다는 것을 알 수 있었고, 치료계획 시스템으로부터 계산된 기준 조사면과 EDR2 필름, EPID로 측정한 기준 조사면의 선량 분포를 중첩하여 감마 분석한 결과 필름과 EPID 모두 허용기준 3%/3 mm와 2%/2 mm에서 감마값이 1을 초과하는 화소(r%>1)가 전체 화소의 2% 이내였다. 또한 업무 부하 비교에 있어 세기조절방사선 치료에서 전 과정 QA를 수행하는데 소요되는 시간은 EDR2 필름이 약 110분, EPID가 약 55분으로 측정되었다. 결 론: 전자포탈영상장치의 이용은 선량측정과 자세확인에 있어 기존의 복잡하고 번거로웠던 film과 전리조(Ionization chamber)를 대체하기에 충분하였으며, 특히 세기조절방사선치료의 정도관리에 있어 매우 유용하고 효율적이며 정확한 선량 측정 장치임을 알 수 있었다. 또한, 전자포탈영상장치를 이용한 Cine mode 촬영은 횡격막의 움직임에 따라 유동성이 큰 폐와 간의 경우나 자세의 안정성이 불안한 직장암 환자의 경우 추가 선량 없이 실시간으로 종양의 위치를 확인 할 수 있다는 장점이 있어 최적의 방사선 치료 구현이 가능하리라 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.294-303
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• 2015

미국의학물리학회는 포괄적인 방사선치료기기의 품질관리를 위한 작업그룹(Task Group: TG) 40 보고서를 1994년 발표한 이후로 세기조절방사선치료, 정위적방사선치료, 및 영상유도방사선치료 등의 고정밀 방사선치료를 포함한 선형가속기에 대한 품질관리를 권고하기 위해 2010년에 AAPM TG-142를 발간하였다. 그리고 최근 국내에서도 최신 치료기법에 대한 품질관리의 필요성에 따라 원자력안전위원회는 원자력안전위원회고시 제2015-005호 "의료분야의 방사선안전관리에 관한 기술기준"을 발표하였다. 원자력안전위원회고시에는 각 의료기관에서 품질관리전문인력을 두어 품질관리 조직 및 직무, 품질관리에 필요한 장비, 품질관리 방법/주기/관리오차 및 관리오차 초과 시 조치방법 등에 대한 내용이 포함된 품질관리절차서를 수립하고 품질관리를 수행하도록 규정되어 있다. 이에 따라 의료기관에서는 3차원 입체조형방사선치료, 세기조절방사선치료, 정위적방사선치료 등과 같은 방사선치료유형별(Non-IMRT, IMRT, SRS/SBRT)로 방사선치료기기에 맞는 품질관리 항목, 주기 및 관리오차를 설정하고, 적절한 품질관리 장비 등을 사용하여 기관의 실정에 맞게 품질관리를 수행하여야 한다. 그러나 국내에는 선형가속기의 체계적인 품질관리를 구축할 수 있는 지침서나 학회 보고서 등이 미비하여 현재 각 의료기관별로 각기 다른 품질관리의 항목, 주기 및 관리오차를 설정하여 품질관리를 수행하고 있는 실정이다. 그러므로 본 논문에서는 방사선치료의 안전성 및 정확성을 확보하기 위해 원자력안전위원회 고시 및 TG-142에 기반한 국내 실정에 적합한 선형가속기에 대한 품질관리체계 구축 방안 등을 제안하였다. 제안된 선형가속기에 대한 품질관리 체계는 다른 고정밀 방사선치료기기 등의 품질관리 체계 구축에도 도움이 될 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-5
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• 2006

목 적: 세기조절 방사선치료의 환자별 정도관리는 이온전리함을 이용한 일정 지점에서의 절대 선량 측정과 필름을 이용한 상대 선량측정의 두 단계로 구성된다. 이온전리함을 이용한 절대 선량 측정은 동일한 지점에서 치료계획상의 점선량과 실제 측정 점선량 간의 일치도에 대한 정보를 제공한다. 일반적으로 정확한 점선량을 측정하기 위해 volume이 작은 0.015 cc 이온전리함(pin point chamber, PTW, Germany)을 사용하고 있다. 그러나 이 경우 이온전리함의 볼륨이 작아 선량의 오차가 크게 나타나는 경우도 있어, 적합한 볼륨의 이온전리함 사용이 권고되기도 한다. 따라서 볼륨이 다른 세 가지의 이온전리함을 이용하여 점선량을 측정하여 치료계획상의 점 선량과 비교해 보고, 0.015 cc 이온전리함을 이용한 세기조절 방사선치료에서의 절대 점선량 측정의 유효성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법: 두경부(Head & Neck) 종양의 세기조절 방사선치료가 요구되는 환자 6명을 대상으로 Sliding-window 방법의 IMRT 치료계획을 수립하였으며 치료기는 21EX(Varian, USA) 선형가속기의 6 MV 광자선을 사용하였다. 측정 조건은 120 millenium MLC를 이용하여 Gantry 0도에서 300 MU/min의 선량률로 선원-이온전리함(source-axis-distance)거리를 100 cm, 고체팬텀의 표면으로부터 5 cm 깊이에 이온전리함을 위치시켰다. 치료계획용 컴퓨터(CAD-Plan, USA)에서 결정된 결과를 0.015 cc(pin point, type 31014, PTW, Germany), 0.125 cc(micro type 31002, PTW, Germany ), 0.6 cc(famer type 30002, PTW, Germany) 전리함에 각각 조사하여 측정치를 비교 분석하였다. 측정점은 선량값의 변화가 상대적으로 적은 선량 저변동 영역(Low-gradient area)에 위치시켰다. 결 과: 각각의 이온전리함을 이용하여 측정한 결과 0.015 cc의 경우 평균 ${\pm}0.91%$, 0.125 cc의 경우 ${\pm}0.52%$, 0.6 cc의 경우 ${\pm}0.76%$로 0.125 cc 이온전리함의 경우가 모든 측정조건에서 가장 적은 오차를 보였다. 결 론: 세기조절 방사선치료에 있어서 선량의 평가는 매우 중요하다. 방사선치료가 정밀해지는 만큼 정확한 선량평가가 이루어져야 한다. 점선량을 평가하기 위해 제작된 0.015 cc 이온전리함은 작은 출력신호와 큰 신호 대 잡음비가 절대 선량 측정 시 선량오차를 발생시키는 큰 요인으로 작용할 수 있다. 반면에 이온전리함의 볼륨이 큰 경우 출력신호가 크므로 정확한 선량을 반영할 수 있으나, 작은 측정점에 이온전리함을 정확히 위치시키기 어려워 절대 점선량을 측정하기 어려운 단점이 있다. 따라서 본 연구의 결과에서 본 바와 같이 세기조절 방사선치료의 절대 점선량 측정에는 오차가 상대적으로 적은 0.125 cc 이온전리함의 사용이 고려되어야 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권4호
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• pp.173-178
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• 2004

목적: Leaf width가 다른 다엽 콜리메터(MLCs)를 이용, 두개내 병변에 관하여 각각의 세기조절방사선치료(IMRT) 계획을 수립하여, 이를 선량학적으로 비교하였다. 재료 및 방법: BrainSCAN ver. 5.2. 소프트웨어를 사용하여 micro-MLC로 이미 치료가 수행된 12명의 환자를 Varian사의 120 MLC와 80 MLC로 다시 치료계획하였으며 이 다엽 콜리메터들은 중심에서의 leaf width가 각각 3 mm, 5 mm, 10 mm이다. 이 때, 계획용 표적체적은 3.3～339.2 cc였고, 조사된 빔의 수는 3～7개이다. 이들을 uniformity Index, conformity index, 결정장기와 정상조직 내 선량으로 서로 비교하였다. 결과: 계획용 표적체적의 uniformity Index경우, mMLCs와 120 MLCs 사이에서 (p=0.057) 120 MLCs와 80 MLCs 사이에서(p=0.388) 통계적으로 차이가 없었다. 그러나 mMLCs와 80 MLCs 사이에서 차이를 보였다(p<0.001). 계획용 표적체적에 대한 최대 목표선량은 leaf width와 연관성이 없었다. 반면에, conformity Index의 경우는 mMLCs와 120 MLCs (p=0.003), mMLCs와 80 MLCs (p=0.003), 50 MLCs와 120 MLCs (p=0.003) 사이에서 통계적인 차이를 보였다. 처방선량의 70%와 50% 이상 조사되는 뇌간의 부피는 다엽 콜리메터의 leaf width가 증가함에 따라 증가하였다. 특히, leaf width의 변화에 따라 방사선에 조사되는 정상 뇌조직의 부피가 분명하게 변하였다. Leaf width가 3 mm인 다엽 콜리메터와 비교하였을 때, leaf width가 5 mm, 10 mm인 다엽 콜리메터의 부피 증가는 처방선량의 50% 이상 조사되는 정상조직의 경우, 각각 6.3%, 23.2%였고, 처방선량의 70% 이상 조사되는 정상조직의 경우, 각각 8.7%, 32.7%였다. 결론: 계획용 표적체적의 uniformity Index와 최대 목표선량은 leaf width와 연관성이 없었다. 그렇지만 conformity Index 는 leaf width가 감소함에 따라 향상되었다. 두개내 병변 치료시, 정상 뇌조직의 보존에 있어 leaf width 5 mm, 10 mm인 다엽 콜리메터를 이용한 치료계획보다 leaf width 3 mm인 다엽 콜리메터를 이용한 치료계획이 보다 효과적임을 알 수 있었다.