• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제26권2호
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• pp.37-42
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• 2003

목 적 : 전산화 단층촬영장치는 방사선을 이용한 질병의 진단에 중추적인 역할을 하는 장비이다. 시대의 흐름과 과학기술의 발달로 전산화 단층촬영장치도 그 발전을 거듭해왔고 앞으로도 전산화 단층촬영장치를 이용한 검사는 더욱더 증가하리라 생각된다. 검사의 증가와 함께 산란선에 노출될 기회가 많아질 것이라는 생각 또한 사실이다. 이에 전산화 단층촬영실의 제어실내 환자 보기창 앞과 환자 및 보호자들이 출입하는 출입문 외측 그리고 환자 검사 시 촬영실내에서의 산란선 발생률을 측정하였고 산란선의 피폭을 가장 최소화 할 수 있는 방법을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 2001년 11월부터 서울소재 13개 종합병원 및 대학병원에 설치 운용중인 전산화 단층촬영장치 25를 대상으로 하였다. 촬영조건은 피폭선량 측정시 제조업소에서 권고 하고있는 촬영조건을 사용하였고, 이때 피사체는 피폭선량 측정용 DALI CT 피폭선량 측정용 두부용 팬톰(${\phi}16\;cm$ Plexglas)과 복부용 팬톰(${\phi}32\;cm$ Plexglas)을 사용하였다. 산란선의 측정은 환경방사선 측정용 Survey Meter인 Radical Corporation, model $20{\times}5-1800$, Electrometer/Ion chamber, S/N 21740에 Reader(Radiation Monitor Controller model 2026)과 G-M Survey를 이용하였다. 산란선의 측정위치는 전산화 단층촬영실에서 방사선 작업종사자가 주로 활동하는 제어실내 환자 보기창 앞과 환자 및 보호자들이 출입하는 출입문 외측 그리고 피사체 스캔시 등선량중심점(isocenter)으로부터 100 cm되는 지점에서 측정하였다. 결 과 : 각 병원에서 설치 운용중인 전산화 단층촬영실내 작업환경은 해당병원의 상황에 따라 많은 차이를 보이고 있었고 산란선의 발생유무는 다음과 같았다. 1) 전산화 단층촬영장치의 등선량중심점(isocenter)에서부터 제어실내 환자 보기창 사이의 거리는 평균 377 cm이였고 이때 산란선은 거의 검출되지 않은 곳에서부터 약 100 mR/week까지 다양한 분포를 보였으나 주당 허용선량인 $2.58{\times}10^{-5}\;C/kg$(100 mR/week)이내의 조건을 만족하고 있었다. 2) 전산화 단층촬영장치의 등선량중심점(isocenter)에서부터 환자 및 보호자가 출입하는 출입문 외측까지의 거리는 평균 439cm이었고, 이때 산란선은 거의 검출되지 않은 곳부터 다양한 분포를 보였으나 대부분의 병원에서 주당허용선량인 $2.58{\times}10^{-6}\;C/kg$(10 mR/week)이내의 조건을 만족하고 있었다. 3) 피사체를 스캔할 때 등선량중심점(isocenter)에서부터 100 cm되는 곳에서의 산란선량은 장비에 따라 많은 차이가 있었다. 결 론 : 진단용 방사선발생장치에서 전산화 단층촬영장치의 이용은 나날이 증가하고 있고 다른 일반 X-선 촬영과 비교했을 때 진단영역이 매우 높지만 방사선으로 인한 피폭과 산란선에 노출될 가능성이 매우 높다. 전산화 단층촬영실에서 산란선으로부터 조금이라도 자유로워지기 위해서는 설계단계에서부터 충분한 공간 확보가 우선되어야하고 모든 검사에서 방사선사는 최소의 선량으로 최상의 영상을 제공할 수 있는 다양한 기술개발에 더욱 노력을 아끼지 말아야 할 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제18권2호
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• pp.93-97
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• 2007

본 연구는 세기 변조된 multiple noncoplanar arc를 이용한 방사선수술 기법을 평가하기 위해 고안되었다. 정위적 방사선수술은 0.5 cm resolution의 MLC가 장착된 6-MV X-ray beam을 사용하였다. 본 연구에서는 단일 중심점(single isocenter)으로 5 gantry-couch 조합을 이용한 intensity modulated arc therapy (IMAT)를 응용하였다. 저자들은 2 cm의 구형 표적용적에 대하여 $25{\times}25cm$ 아크릴 팬톰으로 선량분포 특성을 조사하였다. 단일 중심점을 이용한 방사선조사에서 구형의 표적에 대하여 비교적 적절한 선량분포를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다. 80%의 선량 곡선이 frontal, saglttal, transverse planes에서 표적 용적을 적절히 포함하였으며, 40%와 80% 선량곡선 사이는 $4.0{\sim}4.5mm$이었다. 이것은 cylindrical cone을 이용한 다른 연구자들의 선량분포와 유사한 결과였다. 따라서, 본 연구에서 사용한 방사선수술 기법을 비정형적 모양의 뇌내 표적에 대한 방사선수술시에 이용이 가능할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제23권3호
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• pp.176-185
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• 2005

목적: 환자별 강도변조방사선치료 정도관리(IMRT QA) 중 필름 선량계를 임상에 적용하고, 필름 등선량중심점 치우침 교정 최적화법을 개발하였다. 최적화 후 필름 선량계에 대한 정량적 허용기준도 제시하고자 하였다. 대상 및 방법: IMRT 치료를 시행하기로 한 14명의 두경부종양 환자에서 필름 선량계를 시행하고, 가장 큰 계통적 오차 요인인 필름 등선량중심점 치우침 교정 최적화법을 고안하여 적용하였다. 결과: 필름 선량계의 필름 등선량중심점 치우침 교정 최적화법은 local minimum을 구하는 방식으로 고안하였으며, 환자에게 적용 시 조정값은 2 mm를 보인 2명을 제외하고 12명에서 1 mm로 나타났다. 필름 등선량중심점 치우침 교정 최적화 전후로 선량오차 결과를 산출하였으며, 최적화 전후의 절대 평균 선량오차의 평균은 각각 $2.36\%,\;1.56\%$, 점선량오차가 $5\%$ 이상인 지점의 비율은 평균은 각각 $9.67\%,\;2.88\%$로서 최적화 후 선량오차가 현저히 감소하였다. 최적화 후 절단 저선량 영역을 설정하였으며, 최적화 후 $5\%$ 이상의 점선량오차 지점 수 $10\%$ 미만, 절대평균 선량오차 $3\%$ 미만의 필름 선량계를 위한 정량적 허용 기준을 제시하였다. 결론: 본 연구에서 개발한 최적화법은 필름 선량계의 치우침 교정에 매우 유효하며, 최적화 후 제시된 정량적 허용 기준은 환자별 IMRT QA에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제10권1호
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• pp.95-100
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• 1992

LINAC 뇌정위적 방사선 수술은 multiple noncoplanar arc, 3 차원 선량 계산 및 많은 조사 변수들이 사용되기 때문에 간단한 경우에도 최적 선량분포를 얻기 위해서는 많은 시간이 요구된다. 본 논문에서는 실험적 방법과 분석적 방법을 통한 유용한 방법을 제시하기 위한 것으로서, 보다 자세한 방법 및 내용은 앞으로의 발표 논문에서 다루게 된다. 실험적 방법으로 2가지 방법에의하면, 첫번째 방법은 multiple isocenter를 이용하는 것이고, 두번째 방법은 beam's eye view와 field shaping을 이용한 conformal therapy이다. 분석적 방법은 최적 조사조건을 찾기 위하여 computer-aided design optimization 방법을 이용하는 것이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제28권1호
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• pp.77-86
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• 2016

목 적 : 방사선 치료 시 Carbon Fiber Couch에 의한 감약이 일어난다. 본 연구에서는 치료계획 시스템(Treatment Planning System: TPS)을 이용해 Varian사의 Varian Standard Couch(VSC)를 모델링 하여 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 선형가속기(Clinac IX, VARIAN, USA)의 CBCT(Cone Beam Computed Tomography)를 이용하여 VSC의3가지 조건Side Rail Out Grid(SROG), Side Rail InGrid(SRIG), Side Rail In OutSpine Down Bar(SRIOS)로 스캔 한 후 TPS(Pinnacle9.8, Philips, USA)로 전송하여 Side Rail, Side Bar Upper, Side Bar Lower, Spine Down Bar를 Automatic Contouring하여 모델링 하였다. 전산화 단층촬영(Light Speed RT 16, GE, USA)으로 스캔 한 Cheese Phantom(Middelton, USA) 을 TPS로 전송하여 모델링 한 VSC를 적용하였다. 측정 점은 Cheese Phantom내의 Ion Chamber(A1SL, Standard imaging, USA)이며 Isocenter에 위치시켜 Energy(4, 10MV), Gantry Angle($5^{\circ}$간격으로 측정), Field Size($3{\times}3cm^2$, $10{\times}10cm^2$)에 변화를 주어 각 100MU의 동일한 조건에서 얻은 계산 값과 측정값을 비교하였으며 Side Bar Upper에 의한 감약을 비교하기 위해 SRIG조건에서 $127^{\circ}$를 포함하였다. 결 과 : CBCT를 이용해 얻은 VSC의 Density를 TPS에서 확인한 결과 $0.9g/cm^3$였으며 Spine Down Bar의 경우 $0.7g/cm^3$로 나타났다.Side Rail, Side Bar Upper, Side Bar Lower, Spine Down Bar에서 각 17.49%, 16.49%, 8.54%, 7.59%의 감약이 일어났으며모델링의 정확성을 평가하기 위해 계산 값과 측정값을 비교한 결과 평균 1.13%의 오차가 보였으며 Spine Down Bar를 지나는 $170^{\circ}beam$에서 1.98%로 가장 많은오차를 보였다. 결 론 : TPS이용해 모델링 한 VSC의 유용성을 평가하기 위해계산 값과 측정값을 비교한 결과 최대1.98%의 오차를 보였다. 방사선 치료계획 시 VSC를 모델링 하여 적용한다면선량에 대한 예측이 가능해 더욱 정확한 치료를 하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권1호
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• pp.19-26
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• 2017

목 적: 양성자 치료계획에서 metal 재질의 fiducial marker에 의한 선량 계산오차를 최소화하려면 density override의 적용은 매우 중요하다. 하지만 실제 metal 재질로 density override을 할 경우 정확한 contouring 및 range compensator 제작에 어려움이 있기에 본 연구에서는 fiducial marker의 주변 재질로 density override를 시행하고 fiducial marker의 위치, 재질, beam의 개수에 따른 선량분포를 비교, 분석하여 평가하고자 한다. 대상 및 방법: Water phantom을 이용하여 fiducial marker의 위치를 proton beam의 최대 비정 끝에서부터 1.5, 2.5, 4.0, 6.0 cm로 설정하고 재질로는 gold, steel, titanium으로 설정하여 실제 metal 재질 및 주변 재질로 density override를 적용한 치료계획을 세웠다. 또한 본원에서 양성자치료를 받은 간암 환자 1명을 선정하여 proton beam의 최대 비정 끝에서부터 0, 1.5, 3.5 cm로 설정하고 재질로는 gold, steel, titanium으로 설정하여 치료계획을 세웠다. Fiducial marker의 재질, 위치 및 beam의 개수에 따른 PTV 내에 Homogeneity Index(HI), Conformity Index(CI), 종양에 가장 근접한 Organ At Risk(OAR)인 Esophagus의 maximum dose을 평가 지표로 설정하고 비교 분석하였다. 결 과: Water phantom 및 간암 환자를 대상으로 한 치료계획에서 fiducial marker의 위치에 따른 Homogeneity Index를 분석한 결과 실제 metal 재질로 density override 했을 때보다 주변 재질로 density override했을 때 Homogeneity Index가 감소했으며 주변 재질의 density override에서 하나의 beam에 대해서는 최대 비정 끝에서 멀리 위치할수록, 두 개 이상의 beam에서는 isocenter에 가까이 위치할수록 Homogeneity Index가 증가하였다. Fiducial marker의 위치에 따른 Conformity Index 및 종양 주위 OAR의 maximum dose를 분석한 결과 주변 재질로 density override 했을 때 Conformity Index는 1에 가까웠으며 OAR의 maximum dose는 크게 감소했다. 결 론: 일반적으로 임상에서 사용하는 작은 fiducial marker에 대해서 실제 metal 재질이 아닌 주변 재질로 density override 했을 때 선량 균등도 및 target coverage를 높이는 동시에 주변 정상조직에 대한 선량을 줄일 수 있었다. 따라서 fiducial marker을 최대한 피해서 치료계획을 세우는 것이 바람직하지만 beam path 상에 fiducial marker가 있는 경우 주변 재질의 density override 시행함으로써 보다 정밀한 양성자 치료 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권3호
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• pp.162-168
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• 2016

Proton therapy is increasingly being actively used in the treatment of cancer. In contrast to photons, protons have the potential advantage of delivering higher doses to the cancerous tissue and lower doses to the surrounding normal tissue. However, a range shifter is needed to degrade the beam energy in order to apply the pencil beam scanning technique to tumors located close to the minimum range. The secondary neutrons are produced in the beam path including within the patient's body as a result of nuclear interactions. Therefore, unintended side effects may possibly occur. The research related to the secondary neutrons generated during proton therapy has been presented in a variety of studies worldwide, since 2007. In this study, we measured the magnitude of the secondary neutron dose depending on the location of the detector and the use of a range shifter at the beam nozzle of the proton scanning mode, which was recently installed. In addition, the production of secondary neutrons was measured and estimated as a function of the distance between the isocenter and detector. The neutron dose was measured using WENDI-II (Wide Energy Neutron Detection Instruments) and a Plastic Water phantom; a Zebra dosimeter and 4-cm-thick range shifter were also employed as a phantom. In conclusion, we need to consider the secondary neutron dose at proton scanning facilities to employ the range shifter reasonably and effectively.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.193-200
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• 2015

본 연구는 뷰레이 시스템의 커미셔닝 결과에 대한 보고이다. 먼저, 시스템 안전장치의 적절한 작동을 확인했다. 영상시스템에 대한 평가를 위해 신호 대 잡음비와 영상의 균질도, 공간적 무결성을 확인했다. 카우치 동작의 정확성 및 축교점의 일치성을 평가했다. 미국의학물리학회 특별업무단51규약 프로토콜에 따라 절대선량을 측정했다. BJR supplement 25에서 제공하는 심부선량백분율과 측정한 값의 차이, 치료계획에서 계산한 값과 측정한 심부선량백분율의 차이를 확인했다. 더불어, 출력인수에 대하여, 측정값과 계산값의 차이를 구했다. 최종 검증 단계로, 8개의 세기변조방사선치료계획을 사용하여 감마평가를 수행하였다. 커미셔닝을 수행한 결과, 모든 안전장치는 적절히 구동함을 확인했다. 신호 대 잡음비 값과 영상 균질도 값은 허용범위 이내임을 확인했다. 공간적 무결성 확인 결과, 반지름 10 cm 및 17.5 cm 안의 모든 지점에 대하여 각각 1 mm 및 2 mm 이내의 오차를 확인했다. 카우치는 x, y, z 방향으로 각각 0.2 mm, 0.1 mm, 0.2 mm의 오차를 보였다. 방사선 축교점과 가상 축교점 사이에는 x, y, z 방향으로 0 mm, 0 mm, 0.3 mm의 오차를 보였다. 영상 시스템의 축교점과 가상 축교점 사이에는 0.6 mm, 0.5 mm, 0.2 mm의 오차를 보였다. 다엽콜리메이터의 평균적 구동 오차는 0.6 mm였다. 측정한 출력의 오차는 0.5% 이내, 심부선량백분율 오차는 1% 이내, 출력인수 오차는 2% 이내였다. 세기조절방사선치료 감마평가 결과값이 $99.9%{\pm}0.1%$였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권2호
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• pp.84-93
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• 2004

정위적 방사선수술(stereotactic radiosurgery, SRS)은 정위적 기구를 이용해 환자를 고정시킨 후 한번에 고선량의 방사선을 병변에 조사하는 방사선 치료법이다. 일반적인 방사선 치료와 달리 단 한번의 조사로 고선량의 방사선이 환자에게 주어지므로 정확한 수술계획의 수립이 필요하다. 현재, 수술계획은 사람이 직접 시행착오를 거듭하며 수립되고 있다. 이로 인해 계획의 재연성과 신뢰성에 문제가 재기되고 있으며, 이를 해결하고자 컴퓨터를 활용한 수술계획 최적화 방법들이 제안되어 왔다. 그러나 기존의 방법들은 최종적인 수출계획을 얻을 때까지 많은 시간이 필요하고 사용되는 수학적 알고리듬의 한계로 국소적 최적해를 최종해로 산출해 낼 위험성을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 이상표적모델을 활용한 정위적 방사선수술계획 최적화 방법을 연구하였다. 병소의 다양한 모양을 근사시킬 이상표적모델을 구형과 원통형, 원뿔형, 타원체의 4종류 가정하였다. 회전중심점(isocenter)을 여러 개 사용하여 이상표적모델을 50％ 등선량 내에 포함시키고, 이 조건을 만족하는 경우의 회전중심점의 위치, 콜리메이터 크기를 데이터베이스화 하였다. 병소가 주어질 경우 기하학적 비교를 통해 병소의 모양을 가장 잘 나타낼 수 있는 이상표적모델, 또는 이상표적모델의 조합을 결정한 후 병소를 근사화하는 과정을 개발하였다. 이후 각 이상표적모델에 대해 데이터베이스에 구축되어 있는 최적변수들을 찾아 회전중심점을 배치시키고 실제 병소에 맞게 최종적인 수정을 통해 최적화 과정을 마치도록 하였다. 이 과정을 가상 표적에 대해 수행한 결과 뛰어난 결과를 보이진 않았으나 회전중심점에 대한 간단한 변화만으로 만족할 만한 결과를 나타내었다. 이는 직접적인 수술에 사용될 수는 없을지라도 수술계획을 함에 있어 최적화 과정의 시작점(Starting Point)으로 받아들이기에 만족할 만한 결과이다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권3호
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• pp.44-51
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• 2009

고 에너지 방사선을 이용하여 종양을 치료하는 과정 중 발생하는 오차를 확인하여 보다 정교한 치료를 시행하는 것은 매우 중요하다. 특히, 두경부 종양을 치료하기 위해 작은 조사면에 방사선을 집중 조사하는 정위 방사선 분할치료와 같은 특수 치료에서는 치료위치의 확인을 더욱 요구하고 있다. 작은 조사면에 고선량의 방사선을 표적체적에 집중 조사하는 정위 방사선 분할 치료법에서 치료 중심점의 정확도 검증은 매우 중요하므로 표적에 3mm 납 볼을 놓고 정위 방사선 분할 치료용 25mm 콘을 장착한 후 얻은 전자 포탈 영상으로부터 콘 원의 중심점과 볼 원의 중심점을 영상처리를 통해 서로 비교해 본 결과 1픽셀(0.76mm)의 정확도까지 얻을 수 있었다. 정위 방사선 분할 치료에 전자 포탈 영상 장치를 적용하여 치료위치오차 여부를 검증하였다. 이를 위해 첫 번째 정위 방사선 분할 치료 영상과 임의로 2mm 이동시킨 후 얻은 영상의 두개골 외곽선을 검출한 후 서로 비교해 본 결과 발생된 2mm 오차를 검증할 수 있었다. 본 논문에서는 개발된 비디오 기반 전자포탈영상장치와 정위 방사선 분할치료장치를 이용하여 실시간적으로 포탈영상을 획득할 수 있었으며 치료위치 검증을 통해 보다 정교한 방사선 치료를 할 수 있으리라 본다.