• 한국의학물리학회:학술대회논문집
• /
• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
• /
• pp.121-122
• /
• 2002

The main principle of radiation therapy is to deliver optimum dose to tumor to increase tumor cure probability while minimizing dose to critical normal structure to reduce complications. RTP system is required for proper dose plan in radiation therapy treatment. The main goal of this research is to develop dose model for photon, electron, and brachytherapy, and to display dose distribution on patient images with optimum process. The main items developed in this research includes: (l) user requirements and quality control; analysis of user requirement in RTP, networking between RTP and relevant equipment, quality control using phantom for clinical application (2) dose model in RTP; photon, electron, brachytherapy, modifying dose model (3) image processing and 3D visualization; 2D image processing, auto contouring, image reconstruction, 3D visualization (4) object modeling and graphic user interface; development of total software structure, step-by-step planning procedure, window design and user-interface. Our final product show strong capability for routine and advance RTP planning.

• International Journal of Contents
• /
• 제8권2호
• /
• pp.52-59
• /
• 2012

This study uses digital imaging and communications in medicine (DICOM) files acquired after CT scan to obtain the absorbed dose distribution inside the body by using the patient's actual anatomical data; uses geometry and tracking (Geant)4 as a way to obtain the accurate absorbed dose distribution inside the body. This method is easier to establish the radioprotection plan through estimating the absorbed dose distribution inside the body compared to the evaluation of absorbed dose using thermo-luminescence dosimeter (TLD) with inferior reliability and accuracy because many variables act on result values with respect to the evaluation of the patient's absorbed dose distribution in diagnostic imaging and the evaluation of absorbed dose using phantom; can contribute to improving reliability accuracy and reproducibility; it makes significance in that it can implement the actual patient's absorbed dose distribution, not just mere estimation using mathematical phantom or humanoid phantom. When comparing the absorbed dose in polymethly methacrylate (PMMA) phantom measured in metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) dosimeter for verification of Geant4 and the result of Geant4 simulation, there was $0.46{\pm}4.69%$ ($15{\times}15cm^2$), and $-0.75{\pm}5.19%$ ($20{\times}20cm^2$) difference according to the depth. This study, through the simulation by means of Geant4, suggests a new way to calculate the actual dose of radiation exposure of patients through DICOM interface.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.107-112
• /
• 2007

목 적: 본원에서 시행하고 있는 전립선암의 세기조절 방사선치료시 직장 내에 존재하는 불균질부에 의한 선량변화를 전산화 치료계획 선량과 자체 제작한 전립선암 환자형 골반 팬톰을 이용하여 측정한 선량을 비교하고자 한다. 대상 및 방법: 전립선암 환자형 골반 팬톰(타원형의 물 팬톰: $30\times20\times20cm^3$, 방광, 직장, 정낭을 묘사하는 팬톰)을 제작하였으며, 전산화단층촬영으로 3차원 영상을 획득하였다. 전산화치료계획장치(ECLIPSE, Varian, USA), 6 MV X선(Clinac 6EX, Varian, USA)을 이용하여 세기조절 방사선치료계획을 수립한 후, 전립선암 환자형 골반 팬톰을 이용하여 직장벽, 방광벽, 정낭 부위에 TLD를 삽입하고, 전산화치료계획 선량과 비교하였다. 결 과: 전산화치료계획에 의한 선량은 직장벽 100%, 방광벽 52%, 우측 정낭 86%, 좌측 정낭 87%, 표면 18%였으나, TLD로 측정 한 선량은 직장벽 89%, 방광벽 54%, 우측 정낭 85%, 좌측 정낭 84%, 표면 17%로 측정되었다. 직장벽은 11%, 방광벽은 2%, 우측 정낭은 1%, 좌측 정낭 3%, 표면 1%의 선량차이를 확인하였다. 결 론: 본원에서 개발한 전립선암 환자형 골반 팬톰으로 전산화치료계획에서 구현하는 불균질부 선량계산의 오차를 확인할 수 있었으며, 다양한 선량 측정 장치(TLD, film)를 이용하여 쉽고 간편하게 선량 검증을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제46권4호
• /
• pp.151-159
• /
• 2021

Background: Computed tomography (CT) is one of the crucial diagnostic tools in modern medicine. However, careful monitoring of radiation dose for CT patients is essential since the procedure involves ionizing radiation, a known carcinogen. Materials and Methods: The most desirable CT dose descriptor for risk analysis is the organ absorbed dose. A variety of CT organ dose calculators currently available were reviewed in this article. Results and Discussion: Key common elements included in CT dose calculators were discussed and compared, such as computational human phantoms, CT scanner models, organ dose database, effective dose calculation methods, tube current modulation modeling, and user interface platforms. Conclusion: It is envisioned that more research needs to be conducted to more accurately map CT coverage on computational human phantoms, to automatically segment organs and tissues for patient-specific dose calculations, and to accurately estimate radiation dose in the cone beam computed tomography process during image-guided radiation therapy.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제13권4호
• /
• pp.397-402
• /
• 1995

Purpose : To determine the perturbation effect in the tissue downstream from surface layers of lesions located in the air/tumor-tissue interface of larynx using 6MV photon beam. Materials and Methods : Thermoluminescent dosimeters(TLDs), were embedded at 3 measurement locations in slab no. 7 of a humanoid phantom and exposed to forward and backward direction using various field sizes($4{\times}4cm^2\;-\;15{\times}15cm^2$). Results : At the air/tissue interface, forward dose perturbation factor(FDPF) is about 1.085 with $4{\times}4cm^2,\;1.05\;with\;7{\times}7cm^2,\;1.048\;with\;10{\times}10cm^2$ and $1.041\;with\;15{\times}15cm^2$. Backscatter dose perturbation factor(BDPF) is about 0.99 with $4{\times}4cm^2$, 0.981 with $7{\times}7cm^2$, 0.956 with $10{\times}10cm^2$ and 0.97 with $15{\times}15cm^2$. Conclusion : FDPF is greater as field size is smaller. And FDPF is smaller as the distance is further from the air/tissue interface.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2008

목 적: 두 경부 암 방사선치료 시 구강 구조물 내에 정확한 자세 재현성을 유지하는 것은 환자에게 편안함을 주는 동시에 최적화된 선량분포를 얻는데 매우 중요하다. 이 연구의 목적은 방사선치료 시 재현성을 유지하고 구강 내부의 공기와 조직계면 사이의 선량을 보정하기 위해 각 환자의 고정 기구를 자체 제작하였으며, 이를 기존의 고정 기구와 비교 분석하는데 그 목적이 있다. 대상 및 방법: 치과 환자의 구강 조형물 제작 시 사용되는 알지네이트(alginate; AROMA FINE DF III normal set, japan)와 퍼티 (putty; aquasil soft putty/regular set, germany)를 이용하여 각 환자의 구강 구조와 동일한 고정 기구를 제작 하였다. 방사선 치료 시 재현성을 평가를 위해 자체 제작한 고정 기구를 이용하여 컴퓨터 단층 촬영 시와 동일한 자세로 5회 Linac-gram을 촬영하고 분석하였다. 자체 제작한 고정 기구의 선량 안정성을 검증하기 위하여 공기, 물, 알지네이트 그리고 퍼티를 삽입할 수 있는 아크릴 팬텀을 제작하였다. 실험은 두 가지 조사면적(3$\times$3 cm, 5$\times$5 cm)에 대해 단일 조사를 통해 이루어졌고 방사선 치료 계획 장비(Pinnacle ver.7.6c, Philips, USA)에 의해 계산된 선량과 EBT 필름을 사용한 측정된 선량을 비교 분석하였다. 결 과: 자체 제작한 고정 기구의 재현성 검증을 위한 조사야 확인 영상 확인 결과 기존의 고정 기구를 사용한 경우에 비해 알지네이트와 퍼티를 이용한 고정 기구는 4배 이상의 우수한 재현성을 보였고, 방사선 치료 시 환자의 불편함을 해소 할 수 있었다. 방사선 치료 계획 장비를 이용한 계산된 계면선량은 공기일 때 3$\times$3 cm, 5$\times$5 cm에서 각각 7.87%, 0.56%로 나타났으며 EBT (international specialty products, USA)필름을 사용한 측정된 계면선량은 36.5%, 11.8%로 EBT 필름을 사용한 측정된 계면선량이 크게 나타났다. 결 론: 두 경부 암 환자의 방사선 치료 시 구강 내 구조물의 자세 재현성을 유지하기 위하여 알지네이트와 퍼티를 이용하여 자체 제작한 고정 기구는 기존의 고정 기구 보다 매우 우수한 재현성을 유지 할 수 있었으며, 소 조사면에 대한 방사선 치료 계획 시 치료 계획 장비의 선량 계산 알고리즘의 한계로 인한 구강 내 계면선량의 감소를 보정해 최적의 선량분포를 얻을 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제13권3호
• /
• pp.277-283
• /
• 1995

목적 : 임상 방사선치료에서 병소선량은 인체 연부조직의 방사선흡수와 유사한 수조펜텀에서 측정환산된 흡수선량자료를 이용하여 얻어지고 있으며, 방사선 치료부위내 공기층 또는 밀도가 낮은 폐조직 주위에 종양이 존재할 경우 공기층과 만나는 종양의 경계면 선량은 rebuild-up에 의해 낮아질 수 있으나 현재까지 연구 발표된 것은 많지 않다. 이에 본 연구에서는 6, 10 메가볼트 광자선을 이용하여 조직 불균질층 경계면 선량을 실험적으로 측정하여 종양선량에 미치는 영향을 분석하여 방사선 치료선량 결정에 이용하고자 하였다. 방법 : 고에너지 광자선의 조사면내 조직 불균질성에 의한 선량변화를 얻기 위하여 조직층에 해당되는 폴리스티렌 고체펜텀의 두께가 각각 10, 30, 50 mm 인 경우 공기층의 두께를 10, 20, 30, 50 mm 로 변화시켜서, 이러한 조직층과 공기층을 지나 종양의 가장자리에 해당되는 수조펜텀의 표면에 도달되는 방사선량을 평행평판형전리함으로 측정하였다. 방사선 조사면적은 임상에서 비교적 많이 이용되는 $5{\times}5,\;10{\times}10,\;20{\times}20\;cm^2$를 사용하였다. 결과 : 방사선 조사면적 $5{\times}5\;cm^2$ 이고 조직층 두께 30 mm 일때 6 메가볼트 광자선에서 공기층 두께변화에 따른 표면선량 변화는 표준선량보다 공기층 10 mm 에서는 $1.1\%$, 50 mm 에서는 $29.1\;\%$ 낮아졌으며 공기층 두께가 두꺼워질수록 방사선량 감소가 현저했다. 같은 조건에서 10 메가볼트 광자선에서 선량변화는 표준선량보다 $4.2\%$에서 $33.9\%$ 까지 낮아졌다. 동일 깊이에서 표준심부선량에 대한 불균질 조직층 선량의 비인 OER 은 조사면적 10{\times}10\;cm^2$ 이상에서는 1 보다 크거나 1 에 가까운 값을 보였다. 결론 : 방사선 조사면적이 커지면 공기층과 인접한 조직 경계면의 선량감소는 거의 나타나지 않으며, $10{\times}10\;cm^2$ 이하의 소조사면 치료시 조직 경계면의 종양에 대한 치료선량 평가에는 rebuild-up 효과를 고려하여야 될 것으로 생각된다. 임상에서 6 메가볼트 광자선을 사용하여 공기층이 존재하는 구강과 인후두 종양을 치료할 때, 공기층에 인접한 점막층 (1-3 mm) 의 선량은 표준선량에 비해 $29\%$ 까지 적게 도달될 수 있으므로 방사선 치료선량 결정에 이러한 곁과를 필히 고려하여야 될 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.69-77
• /
• 1998

When a high energy photon beam is used to treat lesions located in the upper respiratory air passages or in maxillary sinus, the beams often must traverse an air cavity before it reaches the lesion. Because of this traversal of air, it is not clear that the surface layers of the lesion forming the air-tumor tissue interface will be in a state of near electronic equilibrium; if they are not, underdosing of these layers could result. Although dose corrections at large distances beyond an air cavity are accountable by attenuation differences, perturbations at air-tissue interfaces are complex to measure or calculate. This problem has been investigated for 4MV and 10MV X-ray beams which are becoming widely available for radiotherapy with linear accelerator. Markus chamber was used for measurement with variouse air cavity geometries in X-ray beams. Underdosing effects occur at both the distal and proximal air cavity interface. The magnitude depended on geometry, energy, field sizes and distance from the air-tissue interfaces. As the cavity thickness increased, the central axis dose at the distal interface decreased. Increasing field size remedied the underdosing, as did the introduction of lateral walls. Fellowing a $20{\times}2{\times}2\;cm^3$\;air\;cavity,\;4{\times}4\;cm\;field\;there\;was\;an\;11.5\%\;and\;13\%\;underdose\;at\;the\;distal\;interface,\;while\;a\;20{\times}20{\times}2\;cm^3\;air\;cavity\;yielded\;a\;24\%\;and\;29\%$ loss for the 4MV and 10MV beams, respectively. The losses were slightly larger for the 10MV beams. The measurements reported here can be used to guide the development of new calculation models under non-equilibrium conditions. This situation is of clinical concern when lesions such as larynx and maxillary carcinoma beyond air cavities are irradiated.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제23권4호
• /
• pp.234-238
• /
• 2012

눈꺼풀에 발생한 종양의 치료를 위해서는 종종 고에너지 전자선이 이용되며, 이 경우 환자의 시력 보호를 위해 금속차폐체를 눈꺼풀과 안구 사이에 삽입하고 방사선 치료를 시행한다. 차폐체에 접한 눈꺼풀 안쪽의 방사선량 확인을 위해서는 매우 작은 측정도구가 필요하며, 굽은 경계면의 특성상 유연한 측정도구가 바람직한데, radiochromic 필름 도시메트리는 이 목적에 매우 적합하다. 작으면서도 휘어진 경계면을 따라서 선량을 측정하기 위해, 눈꺼풀 팬텀과 차폐체 사이에 3-mm 폭의 EBT2 필름 띠를 삽입하고, 6MeV의 전자선을 조사 후, 선량분포를 얻었다. 금속차폐체와 동일한 크기로 아크릴 재질의 차폐체를 제작하여, 금속인공영상물이 없는 CT 영상을 얻은 후, 이를 이용하여 몬테칼로 전산모사를 수행하였다. 전산모사에서는 실제 안구차폐체의 재질을 따라 텅스텐, 알루미늄 및 스테인레스 스틸 등의 물질 정보를 이용하였다. 이렇게 얻은 전산모사 결과는 필름 측정과 2.1% 내에서 일치하였다. 밀리미터 크기 정도로 작고 또한 휘어진 영역에서 radiochromic 필름 도시메트리는 취급도 용이할 뿐만 아니라 만족스런 정확도를 보여주고 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제49권1호
• /
• pp.1-18
• /
• 2024

Exponential growth has been observed in nuclear medicine procedures worldwide in the past decades. The considerable increase is attributed to the advance of positron emission tomography and single photon emission computed tomography, as well as the introduction of new radiopharmaceuticals. Although nuclear medicine procedures provide undisputable diagnostic and therapeutic benefits to patients, the substantial increase in radiation exposure to nuclear medicine patients raises concerns about potential adverse health effects and calls for the urgent need to monitor exposure levels. In the current article, model-based internal dosimetry methods were reviewed, focusing on Medical Internal Radiation Dose (MIRD) formalism, biokinetic data, human anatomy models (stylized, voxel, and hybrid computational human phantoms), and energy spectrum data of radionuclides. Key results from many articles on nuclear medicine dosimetry and comparisons of dosimetry quantities based on different types of human anatomy models were summarized. Key characteristics of seven model-based dose calculation tools were tabulated and discussed, including dose quantities, computational human phantoms used for dose calculations, decay data for radionuclides, biokinetic data, and user interface. Lastly, future research needs in nuclear medicine dosimetry were discussed. Model-based internal dosimetry methods were reviewed focusing on MIRD formalism, biokinetic data, human anatomy models, and energy spectrum data of radionuclides. Future research should focus on updating biokinetic data, revising energy transfer quantities for alimentary and gastrointestinal tracts, accounting for body size in nuclear medicine dosimetry, and recalculating dose coefficients based on the latest biokinetic and energy transfer data.