• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.106-108
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• 2002

Recent advances in radiation transport algorithms, computer hardware performance, and parallel computing make the clinical use of Monte Carlo based dose calculations possible. Monte Carlo treatment planning requires accurate beam information as input to generate accurate dose distributions. The procedures to obtain this accurate beam information are called "commissioning", which includes accelerator head modeling. In this study, we would like to investigate how much accurately Monte Carlo based dose calculations can predict the measured beam data in various conditions. The Siemens 6MV photon beam and the BEAM Monte Carlo code were used. The comparisons including the percentage depth doses and off-axis profiles of open fields and wedges, output factors will be presented.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제48권2호
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• pp.100-106
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• 2023

Background: As breast tissue expanders consist of metallic materials in the needle guard and ferromagnetic injection port, irradiation can produce radioactivation. Materials and Methods: A CPX4 (Mentor Worldwide LLD) breast tissue expander was exposed using the Versa HD (Elekta) linear accelerator. Two photon energies of 6 and 10 MV-flattening filter free (FFF) beams with 5,000 monitor units (MU) were irradiated to identify the types of radiation. Furthermore, 300 MU with 10 MV-FFF beam was exposed to the CPX4 breast tissue expander by varying the machine dose rates (MDRs) 600, 1,200, and 2,200 MU/min. To assess the instantaneous dose rates (IDRs) solely from the CPX4, a tissue expander was placed outside the treatment room after beam irradiation, and a portable radioisotope identification device was used to identify the types of radiation and measure IDR. Results and Discussion: After 5,000 MU delivery to the CPX4 breast tissue expander, the energy spectrum whose peak energy of 511 keV was found with 10 MV-FFF, while there was no resultant one with 6 MV-FFF. The time of each measurement was 1 minute, and the mean IDRs from the 10 MV-FFF were 0.407, 0.231, and 0.180 μSv/hr for the three successive measurements. Following 10 MV-FFF beam irradiation with 300 MU indicated around the background level from the first measurement regardless of MDRs. Conclusion: As each institute room entry time protocol varies according to the working hours and occupational doses, we suggest an addition of 1 minute from the institutes' own room entry time protocol in patients with CPX4 tissue expander and the case of radiotherapy vaults equipped with a maximum energy of 10 MV photon beams.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권4호
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• pp.153-158
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• 2021

Purpose: This study evaluated the features of a pressure mapping system for patient motion monitoring in radiation therapy. Methods: The pressure mapping system includes an MS 9802 force sensing resistor (FSR) sensor with 2,304 force sensing nodes using 48 columns and 48 rows, controller, and control PC (personal computer). Radiation beam attenuation caused by pressure mapping sensor and signal perturbation by 6 and 10 mega voltage (MV) photon beam was evaluated. The maximum relative pressure value (mRPV), average relative pressure value (aRPV), the center of pressure (COP), and area of pressure distribution were obtained with/without radiation using the upper body of an anthropomorphic phantom for 30 minutes with 15 MV. Results: It was confirmed that the differences in attenuation induced by the FSR sensor for 6 and 10 MV photon beams were small. The differences in mRPV, aRPV, area of pressure distribution with/without radiation are about 0.6%, 1.2%, and 0.5%, respectively. The COP values with/without radiation were also similar. Conclusions: The characteristics of a pressure mapping system during radiation treatment were evaluated on the basis of attenuation and signal perturbation using radiation. The pressure distribution measured using the FSR sensor with little attenuation and signal perturbation by the MV photon beam would be helpful for patient motion monitoring.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.113-115
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• 2002

The Monte Carlo simulation method is a numerical solution to a problem that models objects interacting with other objects or their environment based upon simple object-object or object-environment relationships. In spite of its great accuracy, It was turned away because of long calculation time to simulate a model. But, it is used to simulate a linear accelerator frequently with the advance of computer technology. To simulate linear accelerator in Monte Carlo simulations, there are many parameters needed to input to Monte Carlo code. These data can be supported by a linear accelerator manufacturer. Although the model of a linear accelerator is the same, a different characteristic property can be found. Thus, we performed a commissioning process of 6MV photon beam in Varian 2300C/D model with BEAM/EGS4 Monte Carlo code. The head geometry data were put into BEAM/EGS4 data. The mean energy and energy spread of the electron beam incident on the target were varied to match Monte Carlo simulations to measurements. TLDs (thermoluminescent dosimeter) and radiochromic films were employed to measure the absorbed dose in a water phantom. Beam profile was obtained in 40cm${\times}$40cm field size and Depth dose was in 10cm${\times}$10cm. At first, we compared the depth dose between measurements and Monte Carlo simulations varying the mean energy of an incident electron beam. Then, we compared the beam profile with adjusting the beam radius of the incident electron beam in Monte Carlo simulation. The results were found that the optimal mean energy was 6MV and beam radius of 0.1mm was well matched to measurements.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권4호
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• pp.137-144
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• 2021

Purpose: This study aimed to investigate the accuracy of head scatter factor (S_c) by applying a developed multi-leaf collimator (MLC) scatter source model for an unflattened photon beam. Methods: Sets of S_c values were measured for various jaw-defined square and rectangular fields and MLC-defined square fields for developing dual-source model (DSM) and MLC scatter model. A 6 MV unflattened photon beam has been used. Measurements were performed using a 0.125 cm³ cylindrical ionization chamber and a mini phantom. Then, the parameters of both models have been optimized, and S_c has been calculated. The DSM and MLC scatter models have been verified by comparing the calculated values to the three S_c set measurement values of the jaw-defined field and the two S_c set measurement values of MLC-defined fields used in the existing modeling, respectively. Results: For jaw-defined fields, the calculated S_c using the DSM was consistent with the measured S_c value. This demonstrates that the DSM was properly optimized and modeled for the measured values. For the MLC-defined fields, the accuracy between the calculated and measured S_c values with the addition of the MLC scatter source appeared to be high, but the only use of the DSM resulted in a significantly bigger differences. Conclusions: Both the DSM and MLC models could also be applied to an unflattened beam. When considering scattered radiation from the MLC by adding an MLC scatter source model, it showed a higher degree of agreement with the actual measured S_c value than when using only DSM in the same way as in previous studies.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제8권2호
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• pp.3-17
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• 1997

쐐기필터를 통과한 방사선은 잦아진 일차선의 스펙트럼과 일치하지 않는다. 4~10 MV 엑스선의 15~60$^{\circ}$ 쐐기조사면에 대한 선량계산에서 쐐기에 의한 엑스선의 경화효과의 적용과, 조사면계수의 보정의 필요성 여부를 확립하고, 쐐기필터의 투과율 측정조건을 확립하는 것이 이 연구의 목적이다. 4 MV(Clinae 4/100, Varian), 6 MV(Clinae 6/100 와 Clinae 2100C, Varian), 10 MV(Clinae 2100C, Varian) 엑스선의 민조사면과 15, 30, 45, 60$^{\circ}$의 쐐기조사면의 깊이선량분포를 이온함으로 물에서 깊이 30 cm까지 측정하였다. 측정된 깊이선량율을 이용하여 광자선경화 계수를 계산하였다. 쐐기필터의 조사면계수와 투과율은 최대선량점 깊이(d$_{max}$)에서 측정하였다. 4MV 엑스선과 6MV 엑스선의 쐐기각과 쐐기조사면의 크기, d$_{max}$ 보다 갚은 곳에서 깊이에 관계없이 광자선경화계수는 1보다 컸으며, 쐐기각과 깊이에 따라 증가하는 추세를 보였으나 조사면크기에는 거의 무관하였다. 조사면크기 l0$\times$10$\textrm{cm}^2$에 대해 15cm 깊이에서 4MV 엑스선의 광자선경화계수는 15, 30, 45, 60$^{\circ}$ 쐐기각에 대하여 각각 1.010, 1.014, 1.023, 1.034 이였으며, Clinae 6/100 의 6MV 엑스선의 경우는 각 쐐기각에 대하여 1.005, 1.008, 1.019, 1.024, Clinae 2100C 의 6MV 엑스선의 경우는 각각 1.011, 1.021, 1.032, 1.036, 10MV 엑스선의 경우는 각각 1.008, 1.012, 1.012, 1.012였다. 10MV 엑스선의 경우는 광자선경화 계수가 1.2% 이내로 1이었다. 6MV 엑스선의 경우 광자선경화계수는 치료기의 영향도 있음이 밝혀졌다. 광자선경화계수와 깊이는 선형관계였다. d$_{max}$에서 쐐기필터에 대한 출력계수는 민조사면에 대한 값과 비교해서 15$\times$15a14$\textrm{cm}^2$ 크기의 조사면을 제외하고는 거의 일치하였으며, 최대 차이는 4MV 엑스선에 대한 것으로서 1.4%였다. 쐐기투과율을 정할 때 측정하는 위치의 깊이가 d$_{max}$인 경우는 조사면크기에 대한 의존성을 무시할 수 있지만 다른 깊이에서는 그렇지 않다. 4~6MV 광자선의 쐐기조사면에 대한 선량분포나 MU계산에서 광자선경화계수가 고려되어야 할 것이다. 그러나 10MV 엑스선의 경우는 무시해도 될 것이다. 쐐기 투과율을 정하는 위치가 d$_{max}$ 나 공기중이라면 민조사변에 대한 출력계수를 적용할 수 있지만 다른 깊이에서는 쐐기필터 각각에 대한 출력계수를 또는 조사면크기에 따른 쐐기투과율을 적용해야 할 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제11권1호
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• pp.1-18
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• 2000

쐬기인자의 조사면에 따른 변화는 여러 저자들에 의해 보고되었으나, 아직도 정량적인 설명이 이루어지지않고 있다 따라서 본 연구에서는 4 cm $\times$ 4 cm에서부터 25 cm $\times$ 25 cm까지의 조사면에 대해서 10 cm $\times$ 10 cm 기준 조사면에 대한 상대적 쐬기인자를 조사하였다. 조사면의 증가에 따라 쐬기를 통과하는 고에너지 광자선의 선속변화로 인해 쐬기인자는 6MV 광자선에서 최고 8.0%까지 증가하였다. 이러한 증가는 조사면이 10 cm보다 작은 경우를 제외하고는 일반적으로 알려진 바와 같이 광자선이 통과하는 쐬기의 부피와 선형적인 관계를 갖고 있음이 박혀졌다. 그러나 특히 쐬기의 경사면에 평행한 방향으로의 조사면이 증가하는 좁은 조사면의 경우에서는 쐬기의 두께변화로 인해 야기되는 광자선의 선속변화가 상대적으로 작아짐에 따라 10-15 cm까지는 약간의 감소가 나타나고 있다 따라서, 광자선의 중심축의 선량에 기여하는 주광자선의 선속변화로 인해 쐬기인자의 변화원인을 설명할 수 있으며, 그 관자선의 선속변화는 쐬기의 경사방향에 대한 조사면의 크기변화에 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 기존에 제안되어진 쐬기인자의 변환 식을 본 연구결과에 잘 맞도록 보정하여 제시하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제6권1호
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• pp.93-99
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• 1988

최근에 선형가속기에 대한 제작기술의 발달로 하나의 기계에서 두 가지 X-선이 생성된다. 이러한 기계적 특성을 충분히 이용할 수 있도록 임상적으로 어떠한 장점이 있는지 아는 것은 매우 중요하다. 특히 SAD 방법으로 치료 시 다른 에너지를 사용하여야 될 경우 환자를 다른 에너지가 있는 치료실로 이동시키지 않아도 되는 장점이 있다. 저자는 직장암 환자 15예를 중심으로 6MV와 10MV X-선의 에너지를 복합적으로 사용하여 치료를 하였을 때 단일에너지인 6MV혹은 10MV X-선을 이용했을 때와 등량곡선의 분포도 및 선량률의 차이를 비교하였다. 선량 계산은 치료계획용 Mevaplan 콤퓨터를 이용하였다. 정상조직에 들어가는 방사선량의 차이를 계산하기 위해 방광 및 우측 대퇴부를 임의의 점으로 잡아 콤퓨터에 입력시켜 그 부위의 최대선량 최소선량 및 평균선량을 구하였다. 6MV 및 10MV의 이중에너지 X-선을 이용하였을 때 6MV 단일 에너지 X-선으로 치료시 보다 방광의 평균 방사선량은 $8.1\%$ 감소하였고 방광 평균 방사선량 즉 소장과 근접해 있는 부위는 $7.4\%$의 감소를 보였다. 최대선량치 Dmax는 $1.25\%$감소하였다. 대퇴부위의 평균 방사선량은 $2\%$ 감소하였다. 이중에너지 X-선 치료는 10MV단일에너지와 비교하여 방광의 평균 방사선량은 $8.5\%$ 감소하였고, 소장근접 부위는 $11.8\%$ 감소하였다. 최대선량치 Dmax는 $0.8\%$의 증가로 거의 차이가 없었다. 대퇴부위 방사선량은 $0.8\%$증가로 비슷하였다. 그외 회음부 및 전골전방 부위는 전방조사야에 10MV 대신 6MV를 씀으로써 피부 sparing 효과를 줄여주어 충분한 방사선량을 줄 수 있었다. 위의 결과로 이중에너지 X-선 치료는 정상조직의 손상은 같게 주며 종양부위의 방사선량을 $7\~12\%$정도 올려줄 수 있는 장점이 있음을 알 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제6권2호
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• pp.41-50
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• 1995

암치료용 방사선 (15 MV의 에너지를 갖는 광자선) 속에 있는 흡수선량과 불순전자 또는 산란 광자에 관한 분포를 광자선 면적 크기에 따른 변화와 광자선 면적을 반만 차폐시킨 선속에 대하여 연구 조사하였다. 광자선의 에너지를 15MV로 주어질때 광자선 최대 흡수깊이 $d^{max}$ 값은 광자선의 면적을 증가시키면 시킬수록(5$\times$5 에서 30$\times$30$\textrm{cm}^2$)d$_{max}$ 값은 감소된다. 이는 광자선 즉 방사선을 발생시키는 가속기 기계 속에 있는 여러 부품 (flattening filter, collimator jaws, tray holder,……)과 상호작용하여 형성된 불순전자로 인하여 d$_{max}$ 값이 표피쪽으로 이동되어 buildup 영역에 높은 선량흡수를 갖게 된다. 최대 흡수깊이 값을 계산할 때 이러한 현상을 고려하지 않으면 그릇된 data 값을 갖는다. 대부분의 불순 전자는 광자선 중심에 주로 분포하며 그 진행거리는 30.0mm 이하의 짧은 거리를 갖는다. 이 불순전자가 30.0mm이내(즉 buidup 영역)에 전부 흡수되므로 buidup 영역은 높은 선량흡수를 갖게되어 해를 주게된다. 그러므로 이러한 불순전자를 제거시키므로서 buidup 영역에 낮은 선량 흡수를 갖을 뿐 아니라 d$_{max}$ 값도 역시 깊은 곳까지 이동시켜 치료에 효과적인 방법 이 창출된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권2호
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• pp.79-85
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• 2016

본 연구는 방사선치료에서 방사선 선량전달의 정확도를 높이기 위해 두 종류의 치료테이블 6D robotic couch (BrainLab, Feldkirchen, Germany)와 Standard exact couch (Varian Exact couch$^{TM}$, Varian Medical Systems, Milpitas, CA, USA)를 이용하여 Rail의 위상(In-Out)에 따른 상대선량을 측정하여, 선량감쇠율을 계산하였다. 치료테이블을 투과하는 조사에너지의 조사각 $0^{\circ}$에서 $360^{\circ}$까지의 상대 선량을 각각 측정하였으며, 조사각이 $0^{\circ}$일 때 측정된 선량을 기준으로 하여 $5^{\circ}$ 간격으로 선량의 변화를 측정하고 선량 감쇠율을 계산하였다. Standard exact couch의 광자선 에너지는 6 MV와 10 MV를 사용하였으며 치료테이블의 Rail 위상(In position, Out position)에 따른 상대 선량을 측정하였다. 6D robotic couch는 6 MV와 15 MV의 광자선 에너지를 사용하였다. Standard exact couch의 광자선의 최대 선량차이는 Rail In position에서 6 MV ($175^{\circ}$), 10 MV ($175^{\circ}$)일 때, 선량차이는 각각 16.53%, 12.42%, Out position에서 6 MV ($225^{\circ}$), 10 MV ($225^{\circ}$)일 때, 선량차이는 각각 15.15%, 9.96%였다. 6D robotic couch에서는 6 MV ($130^{\circ}$)와 15 MV ($130^{\circ}$)일 때, 선량차이는 각각 6.82%, 4.92%였다. 본 연구를 통해, 치료테이블의 종류에 따른 선량 감쇠율은 6D robotic couch가 Standard exact couch보다 6 MV에서 조사각 $180^{\circ}$ 기준 약 1% 더 발생함을 확인하였고, Stnadard exact couch인 경우, Sliding rail의 위상(In position, Out position)에 따라 선량 감쇠가 급격히 변화하는 것을 확인하였다.