• Radiation Oncology Journal
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• 제12권1호
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• pp.109-115
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• 1994

본 연구의 목적은 뇌정위적 방사선수술시 최적 선량분포를 얻기 위하여 빠른 multiple isocenter 계획을 효과적으로 수행할 수 있는 방법을 개발하는 데 있다. 18cm 직경의 구형 머리 팬톰과 정확한 선량 알고리듬을 이용하여 선량값을 계산한 뒤 fltting 기술을 이용하여 빠른 구형선량 모델을 개발하였다. 구형선량 모델을 이용하여 single isocenter에 대한 선량값은 합산에 의하여 쉽게 얻어졌다. Isocenter들간의 이동에 따른 선량분포의 변화를 이용하여 컴퓨터 자동추적 방법이 개발되었으며, isocenter 간격 및 collimator 크기가 빠른 시간내에 결정될 수 있었다. 구형선량모델은 beam data에 의한 선량데이타와 같은 선량분포를 나타냈으며 고속으로 삼차원 선량계산을 가능하게 하였다. 컴퓨터 자동추적 방법은 지금까지의 시행착오적 방법에 비해 보다 빠르게 최적 isocenter setting을 제공할 수 있었다. 구형선량모델 및 컴퓨터 자동추적방법은 multiple isocenter를 이용한 수술 계획시 최적선량 분포를 보다 빨리 얻을 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.677-684
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• 2020

CT 검사 시 좌,우 X축 방향의 Miscentering은 선량과 화질에 영향을 준다. CT Gantry Isocenter와 검사 목적부위의 Center가 일치되도록 Lateral Sliding Table을 이용하여 일치시켰을 때 화질은 더욱 좋아지고 피폭선량은 줄어든다. 중심 이탈에 따른 선량 비교 CTDI (mGy) 측정을 위하여 CTDI Head Phantom (Kimda, Korea)과 선량측정계(Ray Safe, Sweden)를 사용하였고, 중심 이탈에 따른 균일도의 차이를 보기 위한 노이즈의 측정은 Water Phantom (HITACHI, Japan) 을 사용하였다. 중심 이탈에 따른 선량 비교 CTDI(mGy)를 위해 선량을 측정한 결과 Isocenter 에서 X 축으로 20 mm 씩 이동하여 80 mm로 이동될때까지 지속적으로 선량이 적어졌고 정확한 선량이 입사되지 않았다. 중심 이탈에 따른 균일도의 차이를 보기 위해 SD값을 측정하였고 20 mm 씩 이동하여 80 mm로 이동될 때까지 지속적으로 노이즈가 커졌다. 콜리메이션의 범위는 중심이 탈된 범위만큼 콜리메이션 범위가 늘어났고 피폭의 범위가 커졌다. Lateral Sliding Table을 이용하면 Isocenter를 쉽게 맞출 수 있고, Isocenter에서 벗어난 위치의 심장검사, Extremity bone과 Shoulder같은 부위에서 Isocenter를 맞춰 영상의 화질을 높일 수 있고, Isocenter를 맞춰 콜리메이션을 대폭 축소하여 검사할 수 있으니 불필요한 피폭선량 감소에 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권3호
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• pp.129-134
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• 2002

방사선 수술시 예상되는 치료효과를 위해 종양에 미리 정의된 방사선량이 조사되도록 수술을 계획한다. 이러한 수술계획시 다양한 모양의 종양에 대해 수술 계획을 수행하는 것은 많은 시간과 숙련된 수술계획자가 요구된다. 최근 들어, 뛰어난 컴퓨터 기술의 발달로 컴퓨터를 이용한 수술계획 방법들이 많이 연구 발표되고 있으나 현재 대부분의 수술계획은 주로 시행착오를 통한 방법으로 이루어진다. 본 연구에서는 방사선 수술계획시 고려되는 많은 빔관련 변수들을 고려하고 다양한 형태의 종양들을 원통형으로 가정한 후 이 종양모델을 50％ 등선량 곡선내에 포함시킬수 있는 변수들을 찾아 이들을 비교 분석하였다. 수많은 변수들 중 본 연구에서 고려한 변수는 콜리메이터 크기, isocenter의 개수와 isocenter 간의 거리이고 이때 얻어진 선량분포는 Dose Volume Histogram(DVH)과 Dose Profile로 서로 비교하였다. 비교결과 우리가 가정한 50％ 등선량 곡선내에 종양모델을 포함시키기 위해서는 일정 개수 이상의 isocenter의 사용은 치료의 복잡성만을 증가시킬뿐 Dose Profile과 DVH에서의 변화는 눈에 뛰게 향상되지 않았다. 또한 같은 콜리메이터 크기로 같은 개수의 isoceter를 사용할 때 isocenter의 거리가 지름대비 1.0-1.2일 경우의 DVH와 Dose profile이 상대적으로 우수하게 나타났다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제9권2호
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• pp.351-359
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• 1991

LINAC 뇌정위적 방사선 수술은 주로 multiple noncoplanar arc를 이용한 single isocenter를 이용하고 있다. 이러한 방법에 의하면 구형선량 분포를 얻게 되는데, 뇌동정맥 기형이나 뇌종양의 경우 구형이 아닌 임의의 형태를 가진 경우도 많다. 본 논문에서는 임의의 병소형태에 대하여 multiple isocenters를 이용하여 병소모양과 같은 형태의 선량분포를 얻는 방법에 대하여 논하고져 한다. 적당한 조사변수들을 처음에 잘 선정하는 것은, 빠른 시간내에 최적선량 계획을 수행하는데 중요하다. 긴 병소모양에 대하여 같은 형태의 선량분포를 얻기 위한 isocenter 간격 및 조사면에 대한 guideline이 만들어졌다. 특히, 3차원 선량분포를 이용한 multiple isocenters의 응용에 대하여 논하여진다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권4호
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• pp.225-233
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• 2003

방사선 치료 계획의 목적은 정상 조직 부근에서는 최소한의 방사선 조사가 되는 동안 병소에는 동일한 선량이 조사되는 것이다. 선형가속기를 이용한 정위적 방사선 수술시 단일한 구형의 선량분포는 병소에 대하여 균등한 선량분포를 이루고, 병소 내에는 70％ 이상의 고선량이 등선량 곡선내에 포함되면서 주위 정상조직에서는 급격히 낮은 선량을 가지게 한다. 또한 이와 같은 방법은 감마나이프를 이용한 정위적 방사선 수술의 경우와 비슷한 치료 계획을 나타낸다. 이처럼 정위적 방사선 수술시 이용되는 구형의 선량분포를 가지는 isocenter는 실제 방사선 수술 계획시 많은 시간과 경험을 바탕으로 수술 계획자에 의해 병소 내에 배치되어 진다. 본 연구는 효율적인 방사선 수술이 수행되도록 수술 계획시 구형 선량분포에 관여하는 빔관련 변수들을 고려하여 병소내 선량분포의 특성을 조사하였다. 이를 위해 불규칙한 형태의 병소를 직육면체형과 원통형으로 가정하여 비교하였고, 동일한 체적의 병소 모델에 대하여 빔관련 변수를 변화시켜 구형 선량분포를 이루는 isocenter들의 위치 및 콜리메이터의 크기를 달리하면서 병소 모델에 대한 선량 분포를 얻었다. 이때, 얻어진 선량분포 Dose Profile과 Dose Volume Histogram (DVH)으로 비교한 결과, 불규칙한 모양의 병소에 대하여 콜리메이터의 크기와 Isocenter의 개수, Isocenter의 간격 등의 빔관련 변수를 최적화함으로서 더 나은 고선량의 등선량 곡선(Isodose Curve)내에 병소를 포함시킬 수 있었다. 이러한 병소내 구형 선량 분포를 가지는 isocenter의 배치에 따른 특성들은 정위적 방사선 수술 계획시 더 효율적이면서, 빠른 수술 계획을 수립하는데 많은 도움이 될 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권1호
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• pp.17-24
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• 2019

목 적: 본 연구는 정위적체부방사선치료(Stereotactic Body Radiation Therapy, SBRT)용으로 개발된 선형가속기 VERO치료 시, 동중심점(Isocenter) 일치성과 점선량(Point dose)의 정확성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 2018년 6월부터 12월까지 본원에서 시행한 SBRT 중 무작위로 선정한 10건의 치료계획으로 분석하였다. 선형가속기의 출력 안정성을 평가하기 위해 출력검출기 PTW-LinaCheck로 출력균일성(Output constancy)을 측정하였다. Laser와 kV imaging, MV beam의 기하학적 Isocenter의 정확성을 Isocenter Phantom(Tofu Phantom, Brain Lab)을 이용해 측정하고 평가하였다. 계획선량과 치료선량의 정확성 평가는 아크릴 팬텀($30{\times}30{\times}20cm$), 이온챔버 CC-01(IBA Dosimetry)와 Electrometer(IBA Dosimetry)를 이용해 선량을 측정하여 비교 및 분석하였다. 결 과: VERO의 출력균일성을 측정한 결과 0.66 %로 계산되었다. 기하학적 Isocenter 정확성은 Phantom 내부 Ball Isocenter의 오차 값을 분석한 결과 X축 방향에서는 최대 0.4 mm, 최소 0.0 mm로 평균값 0.28 mm였고, Y축 방향에서는 최대 -0.4 mm, 최소 0.0 mm로 평균값 -0.24 mm의 결과값을 얻었다. 치료계획선량과 실제측정선량을 비교 및 분석한 결과 치료계획선량과 실제측정선량의 오차는 최대 0.97 %, 최소 0.08%로 측정되었다. 결 론: 장비의 출력선량 평균은 0.66 %로 권고기준 ${\pm}3%$에 충족하고 매우 균일하게 출력되었다. 기하학적 Isocenter 정확성 평가에서 권고기준 ${\pm}1mm$ 이내로 환자 자세의 재현성이 매우 우수하다고 생각된다. 치료계획선량과 실제측정선량의 차이는 평균 0.52 %로 권고기준 3 % 이내로 충족하여 예측한 선량을 얻을 수 있음을 확인하였다. 이 실험들을 통해 VERO장비가 SBRT에 적합하고 우수한 치료 효과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권4호
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• pp.230-236
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• 2013

Our purpose is to present a novel technique for delivering craniospinal irradiation in the supine position using a perfect match, field-in-field (FIF) intrafractional feathering, and simple forward-optimization technique. To achieve this purpose, computed tomography simulation was performed with patients in the supine position. Half-beam, blocked, opposed, lateral, cranial fields with a collimator rotation were matched to the divergence of the superior border of an upper-spinal field. Fixed field parameters were used, and the isocenter of the upper-spinal field was placed at the same source-to-axis distance (SAD), 20 cm inferior to the cranial isocenter. For a lower-spinal field, the isocenter was placed 40 cm inferior to the cranial isocenter at a constant SAD. Both gantry and couch rotations for the lower-spinal field were used to achieve perfect divergence match with the inferior border of the upper-spinal field. A FIF technique was used to feather the craniospinal and spinal-spinal junction daily by varying the match line over 2 cm. The dose throughout the target volume was modulated using the FIF simple forward optimization technique to obtain homogenous coverage. Daily, image-guided therapy was used to assure and verify the setup. This supine-position, perfect match craniospinal irradiation technique with FIF intrafractional feathering and dose modulation provides a simple and safe way to deliver treatment while minimizing dose inhomogeneity.

• Radiation Oncology Journal
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• 제1권1호
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• pp.29-36
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• 1983

The treatment of tumors along curved surfaces with stationary electron beams using cone collimation may lead to non-uniform dose distributions due to a varying air gap between the cone surface and patient. For large tumors, more than one port may have to be used in irradiation of the chest wall, often leading to regions of high or low dose at the junction of the adjacent ports. Electron-beam arc therapy may elimination many of these fixed port problems. When treating breast tumors with electrons, the energy of the internal mammary port is usually higher than that of the chest wall port. Bolus is used to increase the skin dose or limit the range of the electrons. We invertiaged the effect of various arc beam parameters in the isodose distributions, and combined into a single arc port for adjacent fixed ports of different electron beam eneries. The higher fixed port energy would be used as the arc beam energy while the beam penetration in the lower energy region would be controlled by a proper thickness of bolus. We obtained the results of following: 1. It is more uniform dose distribution of electron to use rotation than stationary irradiation. 2. Increasing isocenter depth on arc irradiation, increased depth of maximum dose, reduction in surface dose and an increasing penetration of the linear portion of the curve. 3. The deeper penetration of the depth dose curve and higher X-ray background for the smaller field sized. 4. If the isocenter depth increase, the field effect is small. 5. The decreasing arc beam penetration with decreasing isocenter depth and the isocenter depth effect appears at a greater depth as the energy increases. 6. The addition of bolus produces a shift in the penetration that is the same for all depths leaving the shape of the curves unchanged. 7. Lead strips 5 mm thick were placed at both ends of the arc to produce a rapid dose drop-off.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권4호
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• pp.391-395
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• 2002

목적 : 서울대학교병원에서 개발한 정위방사선수술 시스템에서의 표준적 정위방사선수술기법을 적용시 중심점에서의 방사선량 오차를 확인하고자 하였다. 재료 및 방법 : 내경 10 mm 20 mm인 원통형의 3차 콜리메이터를 장착후 5개의 호형(arc)으로 구성된 표준형 정위방사선수술계획에 따라 시행한 정위방사선수술시의 선량을 측정하였다. 방사선은 CL2100C 선형가속기에서 발생하는 6 MV X-선을 사용하였고 자체 개발한 다용도 팬톰에서 0.125 cc 전리함 및 다이오드 검출기로 중심점 선량을 측정하였다. 결과 : 내경 20 mm인 3차 콜리메이터를 장착한 정위방사선수술 시행시 호형에 따른 계획선량과 측정선량 간 오차는 0.125 cc 전리함 측정시 $-0.73\%$ 내지 $-2.69\%$, 다이오드 검출기 측정시 $-1.29\%$ 내지 $-2.91\%$이었다. 내경 10 mm 인 3차 콜리메이터 장착한 경우의 오차는 다이오드 검출기로 측정하였을 때 $-2.39\%$ 내지 $-4.25\%$이었다. 결론 : 중심점 선량 오차는 약 $3\%$ 정도로서 DICOM 3.0 표준형식을 통한 영상자료 처리 등의 개선책을 통한 최소화 노력이 필요하다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권9호
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• pp.2064-2071
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• 2020

For proton pencil beam scanning (PBS) technology, the accuracy of the dose distribution in a patient is sensitive to the properties of the incident beam. However, mechanical deformation of the proton therapy facility may occur, and this could be an important factor affecting the proton dose distribution in patients. In this paper, we investigated the effect of deformation on an SC200 proton facility's beam isocenter properties. First, mechanical deformation of the PBS nozzle, L-shape plate, and gantry were simulated using a Finite Element code, ANSYS. Then, the impact of the mechanical deformation on the beam's isocenter properties was evaluated using empirical formulas. In addition, we considered the simplest case that could affect the properties of the incident beam (i.e. if only the bending magnet (BG3) has an error in its mounting alignment), and the effect of the beam optics offset on the isocenter characteristics was evaluated. The results showed that the deformation of the beam position in the X and Y direction was less than 0.27 mm, which meets the structural design requirements. Compared to the mechanical deformation of the L-shape plate, the deformation of the gantry had more influence on the beam's isocenter properties. When the error in the mounting alignment of the BG3 is equal to or more than 0.3 mm, the beam deformation at the isocenter exceeds the maximum accepted deformation limits. Generally speaking, for the current design of the SC200 scanning beam delivery system, the effects of mechanical deformation meet the maximum accepted beam deformation limits. In order to further study the effect of the incident beam optics on the isocenter properties, a fine-scale Monte Carlo model including factors relating to the PBS nozzle and the BG3 should be developed in future research.