• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권1호
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• pp.42-51
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• 2015

양성자 치료 시 양성자 빔을 사용하여 정밀한 치료를 수행하고 환자의 안전을 제고하기 위해서는 인체 내 양성자 빔의 선량 분포를 확인하는 것이 중요하다. 이를 위해 본 연구팀은 이전 연구에서 1차원 배열형 검출기를 종형으로 배치하여 빔 진행방향으로 이동시켜가면서 2차원적인 즉발감마선 분포를 측정하여 양성자 선량 분포와 유사한 분포를 갖는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 이를 바탕으로 즉발감마선 이차원분포를 실시간으로 측정하기 위해 이차원 평행다공형 집속 장치, 이차원 배열의 NaI(Tl) 섬광체와 MA-PMT로 이루어진 즉발감마선 이차원분포 측정 장치를 개발하였다. 개발한 즉 발감마선 이차원분포 측정 장치의 성능을 평가한 결과 $^{22}Na$ 감마선원의 에너지 분해능은 $10.9%{\pm}0.23p%$ (0.511 MeV)와 $6.4%{\pm}0.24p%$ (1.275 MeV)로 평가되었으며, $^{137}Cs$은 $9.8%{\pm}0.18p%$ (0.662 MeV)로 평가되었다. 고에너지 Am-Be 선원의 double escape 피크인 3.416 MeV의 에너지 분해능은 $11.4%{\pm}3.6p%$로 평가되었다. 본 측정 장치를 이용하여 45 MeV 양성자 빔을 PMMA에 조사하여 발생한 즉발감마선 이차원분포를 측정한 결과 0.5 nA의 세기의 양성자 빔에서 $9{\times}10^9$ 양성자 조사 시 양성자 선량 분포와 유사한 즉발감마선 이차원분포를 측정할 수 있음을 확인하였다. 추가로 측정한 즉발감마선 이차원분포의 프로파일 분포를 이용하여 양성자 빔의 비정을 평가해 본 결과 $17.0{\pm}0.4mm$로 평가되었고, 실제 비정인 17.4 mm과 굉장히 밀접한 관련이 있음을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제18권2호
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• pp.98-106
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• 2007

2005년 6월 연세의료원 세브란스병원에서는 진단목적으로 20대의 5 mesa 화소 Totoku ME511L 평판 LCD 표시장치를 추가하여 PACS를 확장하였다. 20대의 Totoku ME511L 표시장치를 대상으로 반사, 휘도 반응, 휘도 공간 의존, 분해능, 잡음, 베일링 그레어, 그리고 색도 항목에 대하여 AAPM TG 18보고서에 기준하여 정량적인(또는 시각적인) 인수검사를 실시하였다. 측정에 사용된 장치는 색도를 측정할 수 있는 만원경식 휘도계, 조도계, 반사 측정에 필요한 빛 선원, 빛 차단 장치, 그리고 TG18 테스트 패턴들이었다. 선택된 8대의 표시장치에 대한 평균 확산 반사계수($R_d$)는 $0.019{\pm}0.02sr^{-1}$이었다. 휘도 반응 검사에서, 휘도비(LR), 최대 휘도 변이($L_{max}$), 그리고 최대 대조도 반응 변이는 각각 $550{\pm}100,\;2.0{\pm}1.9%$, 그리고 $5.8{\pm}1.8%$이었다. 휘도 균일도 검사에서, 최대 휘도 변이는 TG18-UNL10 테스트 패턴의 10% 휘도에 대하여 $14.3{\pm}5.5%$이었다. 분해능 측정은 휘도 측정법으로 수행하였으며 중심에서 퍼센트 휘도(${\Dalta}L$)는 $0.94{\pm}0.64%$이었다. 시각적인 방법의 잡음측정의 모든 경우에서, 중앙 및 주위 4사분면에서 가장 작은 것을 제외하고 15개의 모든 정사각형의 표적을 인식할 수 있었다. 글레어 비(GR)은 $12,346{\pm}1,995$이었다. 최대 색도 균일도 지표(D)는 $0.0025{\pm}0.0008$이었다. 또한 국내 실정에 적합한 진단용 표시장치의 정도관리 가이드라인 연구 결과를 제시하였다. 모든 인수검사 결과는 AAPM TG18 보고서 기준에 포함되어 진단 목적으로 사용하기에 적합하였다. 결론으로 인수검사는 표시장치가 진단에 사용하기에 적합한 성능임을 알려줄 뿐만 아니라 정도관리의 가이드라인, 최적 판독 환경, 그리고 표시장치의 교체시기를 결정하여주는 중요한 역할을 할 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권1호
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• pp.28-34
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• 2011

적응 방사선 치료(Adaptive Radiation Therapy, ART)를 실행하기 위한 고도의 정확성을 갖는 변형 영상 정합 방법은 필수이다. 본 연구의 목적은 Megavoltage cone-beam CT (MV CBCT)영상의 Intensity 변화를 통한 영상 정합의 정확성의 향상이다. Intensity 변화 값을 도출 하기 위해 kilovoltage CT (kV CT)와 MV CBCT를 이용하여 12 종류의 전자 밀도 바를 제공하는 Cheese 팬텀의영상을 획득하고, 영상들로부터 kV CT와 MV CBCT의 Hounsfield Unit (HU)값들의 관계를 도출하였다. MV CBCT 영상의 잡음을 감소하기 위해 Gaussian smoothing 필터를 적용하였다. MV CBCT영상의 intensity는 마치 동일한 모달리티에서 획득된 영상과 같은 kV CT와 동일한 범위의 intensity로 변화시켰다. 이후 두 영상에 효율적이고 사용하기 쉬운 intensity 기반의 데몬 영상 정합이 적용되었다. 본 연구실에서 인체 내 폐를 모사하도록 제작된 변형 폐 팬텀을 이용하여 위와 같은 방법을 적용하여 영상 정합을 하였다. Cheese 팬텀 영상, 변형 폐 팬텀 영상을 이용한 변형영상 정합 결과는 상관 계수가 각각 6.07%, 18% 향상되었다. 변형 폐 팬텀 영상의 변형 영상 정합 정확성을 평가하기 위해 추가적으로 측정된 팬텀 내부에 삽입한 표적의 중심 좌표를 이용하여vector 차이를 계산하였다. 벡터 차이는 $2.23{\pm}1.19mm$, $1.39{\pm}0.97mm$였다. 본 연구에서 사용한 intensity 변화 방법을 통해 변형 영상 정합의 정확성이 향상됨을 확인 하였고, 본 연구는 영상 정합 정확성을 향상시키기 위한 해결 방법이 될 수 있다. 차후 연구 계획도 본 연구 내용에 의해 제안되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권2호
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• pp.192-200
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• 2010

사이버나이프 치료에서 사용하는 소조사면은 전자평형의 부재와 급격한 선량 경사도(Steep dose gradients), 그리고 광자와 전자들의 스펙트럼 변화 요인으로 인하여 소조사면 광자선 선량 측정은 일반적인 치료의 측정보다 좀더 어렵고 복잡하다. 본 연구에서는 다이오드 검출기를 이용한 측정값과 GEANT4를 이용한 계산값을 비교하고 정확한 선량 전달을 위한 측정 선량의 검증 도구의 한 종류로 GEANT4의 유용성을 입증하고자 한다. 사이버나이프 몬테카를로 모델을 개발하는데 있어 두 단계로 진행하였다. 첫 번째 단계는 선형가속기 헤드(treatment head) 시뮬레이션과 이를 통한 광자 에너지 스펙트럼의 계산이었고, 두 번째 단계는 5, 10, 20, 30, 50, 60 mm의 여섯 개 원형 조사면에 대한 물팬텀속에서의 깊이선량율의 계산이었다. 그리고 출력인수(Relative output factors)에 대한 계산은 5 mm부터 60 mm까지 총 12가지 조사면에 대해 수행되었으며 그 결과를 다이오드 검출기를 이용한 측정값과 비교하였다. 가로선량분포(Profiles)의 경우 5, 10, 20, 30, 50, 60 mm의 6가지 조사면에 대해 계산이 이루어졌고 깊이는 1.5, 10, 20 cm의 세 가지 깊이에 대해 수행되었다. 깊이선량율의 계산값을 측정값과 비교한 결과 평균 2% 미만의 오차를 보여 임상에서 허용 가능한 결과를 얻었다. 조사면 출력인자의 경우에 조사면 직경 7.5 mm 이상에서 3% 이내의 오차를 보였으나 직경 5 mm 조사면에서는 6.9%로 높은 오차를 보였다. 가로선량분포에서 20 mm 이상의 조사면에서는 2% 미만의 오차를 보였고 그 이하의 조사면에서는 3.5% 미만의 오차를 보였다. 본 연구에서는 소조사면 사이버나이프 측정을 위한 선량분포 계산을 GEANT4 코드를 사용하여 다이오드 측정 결과와 비교하였다. 다이오드와의 측정 비교 결과 5 mm 조사면을 제외한 나머지 조사면들에 대해 오차 0.2~0.6% 내의 만족할만한 결과를 얻었다. 향후 소조사면에서 정확성을 가지는 Gafchromic 필름 등 다른 측정기와 비교를 통하여 그 정확성이 평가된다면 이 GEANT4의 선량분포 계산 방법은 소조사면을 이용하는 사이버나이프 방사선치료에서 정확한 선량 전달을 위한 측정 선량의 검증 도구의 한 종류로 사용할 수 있을 것으로 예상한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권2호
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• pp.201-208
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• 2010

최근 내시경의 기술발전과 더불어 수술의 편의성, 회복시간의 단축, 환자의 고통감소 등의 효과를 위하여 스텐트가 개발되고 있다. 이를 위해 스텐트 구조와 기계적인 반응에 대한 최적의 인자를 찾고 유한요소해석법을 통해 최적 조건임을 검증하였다. 현재 상용화된 제품들 중 선호도가 높은 Zilver (Cook, Bloomington, Indiana, USA)와 S.M.A.R.T (Cordis, Bridgewater Towsnhip, New Jersey, USA) 모델을 분석하였고, 스텐트의 기계적 요소에 영향을 미치는 중요인자를 도출하기 위해 다구치 요인분석으로 배열한 다음, 유한요소해석법으로 유연성과 팽창성을 찾아보았다. 또한 반응표면분석의 중심합성법을 이용하여 최적조건에 알맞는 중요인자를 도출하였고, 이를 고려하여 최적설계를 하였다. 본 연구의 결과, 다구치 요인분석을 통한 유연성 평가와는 다르게 팽창력 평가에서는 최적조건을 만족시키는 인자를 찾을 수 없었다. 반응표면분석법의 중심합성법으로 수행한 결과, 스텐트의 유연성에 대한 중요인자는 스텐트의 두께(T), 단위넓이(W)이고, 팽창력에 대한 중요인자는 스텐트의 두께(T)로 도출되었다. 반응면을 통한 중요인자에서 유연성에 대한 것은 두께(T), 단위넓이(W)로 도출되나, 팽창력의 경우에는 다른 중요인자가 있는 것으로 나타났다. 반응표면분석의 중심합성법을 이용하여 최적조건에 부합한 중요인자는 T=0.17, W=0.09의 결과를 보였으며 유연성과 팽창력이 뛰어나 설계요구조건을 충족하였다. 최근에 유한요소 해석법을 이용한 스텐트의 기계적 특성을 평가하기 위한 연구는 상당량 진행되어 왔다. 하지만 체계적인 실험계획법을 적용하여 스텐트의 최적조건을 도출하여 시간 및 비용을 줄이는 설계방법에 대한 연구는 드물다. 본 연구에서는 스텐트를 설계하는데 있어서 세계적으로 검증된 방법인 다구치 요인분석과 반응표면분석법의 중심합성법을 적용하여 최적조건을 도출하고 유한요소해석을 통해 검증함으로써 실제 시제품을 제작하여 발생하는 시간 및 비용을 절감할 수 있었다. 이러한 체계적인 실험계획법과 유한요소해석을 스텐트 설계단계에 적용함으로써 산업체의 스텐트 개발 기간 및 예산 절감 등 경제적 개발에 많은 도움이 될 수 있을 것이다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제48권2호
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• pp.186-190
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• 2005

목 적 : 두개 내 생식 세포종 환자를 진단 시 저위험군 및 고 위험군으로 분류하여 화학요법의 강도에 차이를 두어 치료 반응 및 독성을 관찰하고자 하였다. 방 법 : 2002년 10월부터 2003년 12월까지 삼성서울병원에서 두개 내 생식 세포종으로 진단되고 화학요법으로 먼저 치료한 소아 환자 14례를 대상으로 하였다. 배아 세포종이면서 AFP가 정상이고 beta-hCG가 50 mIU/mL 이하이면 저위험군, 그 외에는 고위험군으로 분류하였다. 화학요법은 저위험군의 경우(cisplatin $20mg/m^2/day$ on days 0-4, 42-46; VP-16 $100mg/m^2/day$ on days 0-4, 42-46; cyclophosphamide $1g/m^2/day$ on days 21-22, 63-64; vincristine $1.5mg/m^2/day$ on day 21, 28, 35, 63, 70, 77)에 비해 고위험군에서는 cisplatin과 cyclophosphamide의 용량을 두 배로 사용하였다. 화학요법 종결 후 방사선 치료를 시행하였다. 결 과 : 진단 방법으로 생검 10례, 아전절제 2례, 부분절제 1례, 종양 호르몬의 상승으로만 진단한 경우가 1례였다. 진단 시 중앙연령은 11.6세(1.2-18.7세)였고 고위험군 9례, 저위험군 5례였다. 7례(50%)에서 요붕증이 동반되었다. 종양 호르몬의 상승을 보였던 10례 모두 화학요법 후 정상화되었으며, 저위험군 중4례(80%)와 고위험군 중 7례(77.8%)가 화학요법에 완전반응을 보였다. 화학요법 후 부분반응 상태였던 3례 중 2례는 방사선 치료 후 완전관해에 도달하였고 고위험군 1례는 방사선 치료 전이차 수술을 시행하여 원발 종양은 제거되었으나 척수에 재발하여 구제요법을 시행 중이다. 저위험군 4례(80%)와 고위험군 전예에서 감염증으로 인하여 2-4회의 입원이 필요하였다. 고위험군 9례 중 4례(44.4%)에서 이명과 청력장애 증상이 발생하였고 치료 종결 후에도 지속되었다. 이 중 3례에서는 감각신경성 난청으로 진행되었다. 청력장애를 보인 4례 중 3례는 요붕증이 동반된 환자였다. 1례를 제외한 13례가 정중 추적 기간 13.9개월(8.1-22.3개월)간 무사건 생존 중이다. 결 론 : 고용량의 cisplatin을 근간으로 한 치료 방법으로 고위험군에서도 고무적인 치료 반응을 유도할 수 있었다. 그러나 치료 독성의 빈도가 높아 치료 방침의 수정이 필요할 것으로 사료된다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제53권4호
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• pp.538-547
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• 2010

목 적 : 본 연구의 목적은 소아백혈병 환자에서 이식 전처치로서 전신방사선조사(total body irradiation, TBI)군과 비방사선조사(non-TBI)군과의 이식 성적 및 예후를 비교하고자 하였다. 방 법: 1996년 1월에서 2007년 12월까지 전남대학교병원에서 조혈모세포이식을 시행 받은 소아백혈병 환자 77명을 TBI군(n=40)과 non-TBI군(n=37)으로 나누어 각 군 간의 이식 유형, 이식 시 질병상태, 전처치 방법, 이식 세포 수, 생착 속도, 이식편대숙주반응(graft-versus-host disease, GVHD)의 발생빈도, 이식 합병증, 사망원인, 전체생존율(overall survival, OS)과 무사건생존율(event free survival, EFS) 및 후기 합병증을 비교 분석하였다. 결 과 : 급성림프구성백혈병(acute lymphoblastic leukemia, ALL) 환자의 82.4% (28/34)는 TBI를 받았고, 골수계열 백혈병 환자의 72.7% (24/33)는 non-TBI 군이었다. 전체 환자를 대상으로 TBI 여부에 따른 5년 EFS은 두 군간 차이는 없었으나 (62% vs. 63%), ALL 환자에서는 TBI군이 non-TBI군에 비해 통계적으로 유의하게 우수한 5년 EFS을 보였다(65% vs. 17%; $P$=0.005). AML (acute myelogenous leukemia) 환자에서는 non-TBI군이 TBI군보다 더 높은 5년 EFS을 보였으나 통계적인 유의성은 없었다(73% vs. 38 %; $P$=0.089). GVHD 발생률, 생착, 사망원인과 후기 합병증은 두 군간 차이는 없었다. 결 론 : 전처치로서 TBI군과 non-TBI군은 비슷한 결과를 보였으나, ALL환자에서는 TBI군이 non-TBI군에 비하여 유의하게 우수한 5년 EFS을 보였다. 두 군간 후기 합병증의 발생 및 사회경제적 삶의 질을 비교하기 위하여는 많은 환자를 대상으로한 전향적 무작위 연구가 필요하리라 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제35권4호
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• pp.335-343
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• 2012

세기조절방사선치료는 기존의 3차원입체조형방사선치료보다 표적체적에 최적의 선량분포를 구현하면서 주변 정상조직에 들어가는 선량을 최소화할 수 있는 치료기법으로 현재 임상에서 많은 각광을 받고 있다. 특히 2011년 국민건강보험으로 인정되면서 그 이용이 대폭 증가하고 있는 추세이다. 또한 10 MV 이상의 고에너지 광자선에 대한 방사선 치료 이용이 증가하였고, 이러한 광자선은 타겟, 편평화여과기, 콜리메이터, 그리고 다엽콜리메이터와 같은 원자번호가 높은 물질과 광핵반응을 통하여 광중성자가 발생하게 된다. 특히 다엽콜리메이터 기반의 세기조절방사선치료는 MU를 증가시켜, 결국 광핵반응에 의한 광중성자 발생률을 증가시키게 된다. 이에 본 연구에서는 Rando 팬텀을 이용한 자궁경부암의 방사선치료에 있어 3차원입체조형방사선치료와 세기조절방사선치료 시 발생되는 광중성자의 선량을 정량적으로 평가하였다. 자궁경부암 치료를 위해 Rando 팬텀을 이용하여 3차원입체조형치료계획과 세기조절방사선치료 계획을 수립하였다. 치료실에 Rando 팬텀을 셋업 하였고, 광자극 발광선량계를 복부, 흉부, 경부, 그리고 미간의 표면에 부착한 후 치료계획을 기반으로 15 MV 광자선을 조사시켰다. 측정은 각 측정위치에서 5회 반복 시행하였다. 세기조절방사선치료로부터 측정된 광중성자의 선량을 3차원입체조형방사선치료와 비교했을 때, 복부, 흉부, 경부, 그리고 미간 측정 위치에서 각각 9.0 배, 8.6 배, 8.8 배, 그리고 14 배로 많이 발생함을 확인할 수 있었다. 이는 15 MV 광자선을 이용한 세기조절방사선치료가 조사야 밖에서 상당한 양의 광중성자를 발생시킴을 알 수 있었다. 의료용선형가속기의 물리적인 특성상 광중성자의 발생을 원천적으로 차단하기는 어렵겠지만 의료의 질적인 면이나 암 환자의 삶의 질 향상을 위해서 조사야 외 불필요하게 영향을 받는 정상조직에 대해서는 적절하게 보호할 수 있는 방안이 모색 되어야 하겠다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제43권6호
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• pp.535-542
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• 2009

목적: 세포 증식성을 영상 할 수 있는 FLT PET는 종양 치료 후 치료 반응도를 조기에 평가할 수 있는 새로운 진단 방법으로 기대되고 있다. 이 연구는 방사선 치료 후 치료 반응도를 조기에 나타낼 수 있는지 FLT PET와 FDG PET을 비교하고 FLT PET의 최적 영상 시기가 언제 알아보고자 시행하였다. 대상 및 방법: 본 연구는 전향적 예비연구로 비인두암(nasopharyngeal cancer)으로 진단된 환자를 대상으로 하였다. 방사선 치료 전 FDG PET과 FLT PET을 시행하였고 각 각 10 Gy, 20 Gy, 30 Gy의 방사선이 조사된 시점인 1주, 2주, 3주째에 두경부에 대한 FLT와 FDG PET 영상을 하루 간격으로 시행하였다. 종양의 $SUV_{peak}$을 분석하였으며 치료 전 후 $SUV_{peak}$의 변화량을 치료 전 $SUV_{peak}$로 나눈 퍼센트 변화량을 구하여 FLT, FDG 섭취 변화 양상을 비교하였다. 방사선 치료 종료 후 환자의 경과를 추적 관찰하여 방사선 치료에 대한 최종 효과를 판정하였다. 결과: 두 환자에서 모두 FDG $SUV_{peak}$가 FLT $SUV_{peak}$에 비해 높았다(FLT vs. FDG; 3.7 vs 5.0, 5.7 vs 15.0). 환자 1에서 1주, 2주 3주째 FLT $SUV_{peak}$는 치료 전에 비해 78%, 78%, 84% 감소를 보였고, FDG $SUV_{peak}$는 18%, 52% and 66%로 상대적으로 완만히 감소하였다. 환자 2에서 치료 전 FLT $SUV_{peak}$는 75%, 75%, 68% 감소를 보였고 FDG $SUV_{peak}$는 51%, 49%, 58% 감소하였다. 두 환자는 방사선 치료 후 완전 관해가 되었다. 결론: 방사선 치료로 완전 관해가 된 진행된 비인두암 환자에서 치료 개시 후 1주일 째 FLT는 FDG에 비해 현저한 섭취 감소를 보이는 것을 확인하였고, 치료 시작 1주일 후에 FLT PET을 시행하여 방사선 치료 반응 여부를 예측할 수 있을 가능성을 확인하였다. 따라서 방사선 치료 반응을 조기에 평가하는데 있어 FLT PET가 FDG PET보다 유용할 것으로 기대된다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제42권5호
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• pp.401-409
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• 2008

목적: 최근 들어, 분자 영상에서 다중 영상 기법이 널리 보급되고 있다. 우리는 PET/MR 융합 영상을 얻기 위해 쉽게 이용 가능한 점토와 순간 고형제를 이용하여 동물 특이적 자세 고정 틀을 제작하였다. 동물 특이적 자세 고정 틀은 동물의 고정과 재현성 있는 자세 연출이 가능하도록 한다. 여기에서 우리는 실험 동물의 틀을 제작하는데 있어 점토와 순간 고형제를 비교해 보았다. 재료 및 방법: MicroPET의 받침대와 잘 맞는 바닥이 둥근 아크릴 받침대를 먼저 제작하였다. 실험 동물은 마취 후, 자세 고정을 위해서 틀 위에 올려놓았다. 틀 제작을 위하여 순간 고형제와 점토가 사용되었다. 순간 고형제와 점토를 사용한 두 가지 경우 모두, 실험 동물의 자세 고정을 위하여 부드럽게 실험 동물을 눌러 위치를 잡았다. 위치가 잡혔으면, 쥐를 들어내고, 점토로 뜬 틀은 $60^{\circ}C$ 건조기에 넣어 두어 완전히 경화시켰다. 그리고 $[^{18}F]FDG$용액이 든 밀봉된 4개의 파이펫 팁을 기준 마커로 사용하였다. 실험 동물의 꼬리에 $[^{18}F]FDG$를 정맥 주사하여 microPET 스캔을 실시한 후, 동일한 실험동물을 순차적으로 MRI 스캔하였다. 결과: 다중 영상을 위하여 점토와 순간 고형제로 동물 특이적 자세 고정 틀을 제작하였다. MicroPET과 MRI를 통하여 기능적이고 해부학적인 영상을 얻었다. PET/MR 융합 영상은 무료로 이용 가능한 AMIDE 프로그램을 사용하여 획득할 수 있었다. 결론: 쉽게 이용 가능한 점토, 순간 고형제와 일회용 파이펫 팁을 사용하여 성공적으로 동물 특이적 자세 고정 틀을 제작할 수 있었다. 동물 특이적 자세 고정 틀 덕택으로, 적은 오차 범위 내에서 PET/MR 융합 영상을 얻을 수 있었다.