• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.75-77
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• 2004

정위적 방사선 수술은 치료와는 달리 한 번에 많은 양의 방사선을 병소를 중심으로 조사한다. 그러므로, 수술 계획시 치료 영역에서의 병소를 중심으로 한 선량분포의 계획은 대단히 중요하다. 실질적으로, 수술 계획자는 정확하고 효율적인 수술 계획을 수립하기 위해 많은 시행착오(trial and error)를 거치면서 최적의 수술 계획을 완성한다. 본 연구는 공간상의 기본 단위인 체적소에 근거하여 병소와 일정영역간의 분포로서 회전중심점들(Multi-isocenter)을 불규칙한 모양의 병소내 자동적으로 최적의 배치 방법을 제안하였다. 또한, 이를 검증하기위해 3개의 다른 모양과 체적을 가지는 가상의 표적들에 대하여 이 방법을 적용하였다. 그 결과, 병소에 대한 선량분포 일치도(conformity)와 균질성(homogeneity)은 RTOG의 권고사항을 잘 만족하였다. 이러한 방법은 선형가속기와 감마나이프를 이용한 수술 계획시 수술 계획자에게 많은 도움을 줄 수 있을 것이라 사료된다.

• 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.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.9-14
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• 2021

용적조절호형방사선치료(Volumetric Modulated Arc Therapy)의 다중치료중심(Multi-Isocenter)을 이용하여 치료 시, 접합부(Junction)의 재현 오차에 따른 선량변화에 대해 고찰하였다. Arccheck Phantom에 임의의 치료부위를 설정하고, 다중치료중심에 대해 치료계획을 수립하였다. 그리고 X(왼쪽), Y(위쪽), Z(안쪽, 바깥쪽) 방향에 대해서 접합부의 오차를 0 ~ 4 mm로 설정 후 선형가속기를 이용하여 방사선을 조사하였고, 이 후 phantom을 통해 얻어진 점 선량(point dose)과 감마인덱스(gamma Index)를 통해 분석하였다. X방향과 Y방향에 대한 오차가 2, 4 mm 발생 했을 때, 감마패스율(점 선량)은 각각 99.3% (2.085), 98% (2.079 Gy) 와 98.5% (2.088), 95.5% (2.093 Gy)로 나타났다. 그리고 Z방향에 대해서 안쪽과 바깥쪽에 대한 오차가 1, 2, 4 mm 발생 했을 때, 감마패스율(점 선량)은 각각 94.8% (2.131), 82.6% (2.164), 72.8% (2.22 Gy) 와 93.4% (2.069), 90.6% (2.047), 79.7% (1.962 Gy) 로 보여졌다. X, Y방향에 대해서 4 mm 까지의 오차 결과는 허용오차 안에 있었으나, Z방향에 대해서는 1 mm 를 초과하는 오차 값에 대해서 허용오차 밖의 결과 값이 도출되었다. 이는 높은 선량 영역(high dose area)과 낮은 선량 영역(low dose area)에 대해 치료부위의 진행방향과 같은 방향의 오차가 선량 분포(dose distribution)가 더 민감하다는 것을 시사한다. 향후 지속적인 연구를 통해 기관차원의 셋 업(set up) 오차에 대한 가이드라인이 정립된다면, 접합부를 이용한 치료에서 양질의 치료를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.

• 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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• 제32권
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• pp.61-71
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• 2020

목 적: 대동맥 주위 림프절(PAN)을 포함한 전골반암의 다중치료 중심점(multi-isocenter) 용적 변조 회전 방사선 치료 계획 시 콜리메이터 각도의 변화가 치료 계획의 질, 접합부에서의 선량 재현성, 그리고 접합부의 환자 자세 오차에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다. 대상 및 방법: PAN을 포함한 전골반암 환자 10명을 대상으로 하였다. Eclipse(version 13.7) 치료계획 시스템에서 HD MLC가 장착된 Truebeam STx를 사용하여, 기본으로 설정된 콜리메이터 각도인 10° 외에 20°, 30°, 45°로 변화시키고, 그 외 모든 치료 계획 조건은 동일하게 설정하여 치료 계획을 수립하였다. 수립된 치료 계획은 계획표적용적의 coverage와 조사범위지표(CVI), 균질성 지표(HI)를 평가하였고, 정상조직은 각 부위별로 임상에서 사용하고 있는 지표로 비교하였다. 접합부의 선량 재현성 평가를 위해 파머형 전리함을 삽입한 고체물 팬텀을 이용하여 절대 선량을 측정하였다. 환자 자세 오차에 따른 영향을 알아보기 위해 치료계획 시스템에서 각도별로 등중심점의 위치를 종축방향(in, out)으로 1~3mm 임의로 이동하고 접합부에 가상의 체적을 설정하여 선량 변화를 평가하였다. 결 과: CVI 평균값은 45°에서 PTV-45 0.985±0.004, PTV-55 0.998±0.003, HI 평균값은 45°에서 PTV-45 1.140±0.074, PTV-55 1.031±0.074로 1에 가장 가까운 값을 보였다. 결정 장기는 10°와 비교하여 45°에서 콩팥의 V20Gy이 9.66%, 방광의 평균선량과 V30이 1.88%, 2.16% 감소하였다. 치료 계획과 실측정한 접합부의 선량값의 차이는 0.3% 이내로 모두 허용오차범위 내에 들어왔다. 환자 자세 오차로 인한 접합부에서 선량변화량은 in 3mm 이동시 최대 선량이 10°, 20°, 30°, 45°에서 14.56%, 9.88%, 8.03%, 7.05%로 증가하였으며, out 3mm 이동시 최소 선량은 10°, 20°, 30°, 45°에서 13.18%, 10.91%, 8.42%, 4.53%로 감소하였다. 결 론: PTV의 CVI, HI 및 결정 장기 보호 면에서 콜리메이터 각도가 증가할수록 전반적으로 개선된 수치를 보였다. 접합부의 환자 자세 오차 영향은 각도가 커질수록 그 차이가 줄어들어 환자 자세 오차에 대한 불안함을 어느 정도 개선하는데 도움이 될 것이라 생각한다. 결론적으로 콜리메이터 각도는 다중치료 중심점 VMAT 치료 계획의 질 및 접합부 선량에 영향을 줄 수 있는 인자임을 인지하고 치료계획 시 콜리메이터 각도 설정에 신중을 기해야 할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권1호
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• pp.24-31
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• 2005

정위적 방사선 수술은 한 번에 두 개내 병소에는 고선량의 방사선을 조사하면서, 주위 정상조직에는 최소한의 방사선이 조사되도록 시술하는 치료기법이다. 본 연구는 정위적 방사선 수술시 자동적 치료계획을 수행하기 위하여, 선형가속기와 감마나이프의 다수의 회전중심점을 이용하는 치료계획에 대한 물리적 격자구조에 기반한 새로운 방법을 개발하였다. 최적의 방사선 수술계획은 많은 빔관련 변수들의 조합으로서 만들어진다. 본 연구에서는 선형가속기와 감마나이프 수술시 빔 측면도의 50% 수준에서의 선량분포가 콜리메이터/헬멧의 구멍 크기와 일치하는 점을 이용하여 하나의 회전중심점을 중심으로 선량분포를 구형으로 모델화시켰다. 그리고, 다수의 회전중심점들은 병소내 위치와 크기를 고려한 정육면체 구조와 1×1×1 ㎣의 체적소 단위의 계산에 의해 자동적으로 배치시켰다. 이 기법에 의한 치료계획 방법은 선량체적히스토그램, 선량의 일치성, 선량의 균질성의 병소내 선량분포로서 평가되었다. 그 결과, 새로운 기법은 불규칙한 병소들에 대하여 프로그램 시스템에 의해 빠르게 다수의 회전중심점들을 배치시켰다. 또한, RTOG의 권고사항에 언급된 병소내 선량분포의 일치성, 균질성이 기준을 잘 만족하였고, 병소들은 50％ 이상의 등선량 곡선 내에 포함되었다. 이와 같은 성과는 불규칙하게 형성된 병소와 선형가속기나 감마나이프와 같은 다른 치료 장치 기법들에서 특별한 제약없이 보편적으로 적용이 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.315-315
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• 2010

양성자 빔을 이용하여 두경부 암 치료를 South Africa의 iTHEMBA에서 시행하고 있다. 200 MeV의 양성자 빔라인으로부터 진공에서 대기로 인출하여 노즐을 통과하여 종양세포에 조사된다. 치료계획에 적합하게 빔에너지와 모양을 변환하고, 빔을 모니터링하는 기계적 장치들이 노즐에 구성된다. 빔라인에는 이온챔버, Steering Magnet, Multi-wire 이온챔버, Range trimmer plates, lead scattering plate, Double-wedge energy degrader, Multi-layer Faraday cup, Range modulator, Range monitor, occluding ring, Shielding collimators, Quadrant and monitor ionization chamber, Treatment collimator, 그리고 Wellhofer dosimetry tank로 구성되어 있다. 총길이는 6.6m이며 노즐 끝에서 환자의 isocenter 까지는 30cm 정도 아래에 위치한다. 상기의 배치를 갖는 시스템의 양성자 scattering system의 성능을 MCNPX v2.5.0 Monte Carlo simulation을 실시하였다. 또한 정확한 선량을 실시간으로 측정하는 방법인 투과형 검출기를 개발하여 치료와 빔 특성을 동시에 수행하는 기술개발연구가 보고되고 있다. 본 연구에서는 Multileaf Faraday Cup (MLPC) 검출기 설계구조와 데이터 측정방법에 관한 연구를 수행하고자 한다. 빔의 전송 방향으로 3개층의 $4{\times}4$ 배열의 구조로 48 channel의 전류값을 측정하여 입자빔의 분포를 실시간으로 관측하고, 측정된 전류는 ADC를 거쳐 치료계획에 의해 선택된 영역의 SOBP를 유지하도록 range modulation propeller를 조절하는 feed-back system을 갖춘 방사선치료빔 실시간 측정장치 개발에 관한 결과를 보고하고자 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권2호
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• pp.99-107
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• 2003

선형가속기(Mitsubishi, ML15MDX)를 이용한 방사선수술시스템인 Photon Knife에서 Linac-gram을 통해 선속-표적 위치를 확인하여 신뢰성 있는 시술을 유지하도록 하였다. 선속-레이저광 교정 기구를 제작하여 레이저광의 입사점과 사출점을 조사하여 빔의 위치결정에 이용하였다. 선형가속기에 부착한 보조 콜리메이터의 고정을 확인하기 위해 Isocenter에서 5 cm 떨어진 위치에 팔각형 필름지지체를 두도록 제작하고 확인용 필름(Kodak X-omat V2)을 설치하였다. 필름에 선형가속기의 지지체를 45$^{\circ}$씩 회전조사 하여 필름에 나타난 거리로 보조 콜리메이터의 이동을 확인한 결과 실험 오차내에서 이동이 없음을 확인하였다. 임상에 이용한 체위 표시기는 10 mm 쇠구슬 제도와 납인형을 두어 PKRS 시술시 환부의 체위를 쉽게 확인할 수 있도록 고안제작되었다. 앙와위 및 우측 측와위로 조사한 방사선수술에서 표적 위치기에 있는 양측 쇠구슬과 콜리메이터 조사면과의 일치를 LINAC-gram에서 확인한 결과 CT 영상의 표적좌표와 비교해서 평균 0.8$\pm$0.26 mm 의 오차범위에서 시술하였음을 보이므로 방사선조사의 정확성을 알 수 있다. 선형가속기의 Couch 에 임의의 힘을 가했을 때 위치변동은 좌우 $\pm$5 mm, Couch 축방향으로 $\pm$1 mm, 상하로 $\pm$2 mm 이동할 수 있음을 확인하였다. 이상의 결과로 Photon knife 방사선 수술 시스템은 방사선수술 전 환부의 표적과 선속의 일치를 LINAC-gram을 통해 확인할 수 있어 시술의 신뢰도를 높일 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권4호
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• pp.192-200
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• 2006

CT와 치료계획시스템 및 다엽콜리메이터(Multi Leaf Collimator, MLC)를 이용한 방사선 치료의 전 과정을 팬텀에 대해 재현해 봄으로써, 치료계획상의 표적과 조사빔의 일치 정도를 평가해 보았다. 이를 위해, CT 및 그 레이저 정렬을 위한 팬텀을 제작하였으며, 치료실의 레이저 정렬을 손쉽게 할 수 있는 방법을 고안하였다. 조사빔의 확인에는 필름을 이용하였고, 조사빔과 실제 표적위치 사이의 정량적인 분석은 자체 제작한 프로그램을 이용하였다. 표적과 빔 중심의 불일치 정도는 테이블 각도에 따라 차이가 있었으며 시험에 이용된 치료기의 경우, 테이블 각도 에서 최대 2.0 mm의 차이를 보였다. MLC field에 대해 Winston-Lutz 테스트를 시행하여 $295^{\circ}$얻은 isocenter를 기준으로 다시 시험한 결과는 측정한 모든 테이블 각도에서 1.35 mm 이하였다. 표적과 빔 중심의 차이에 관한 이러한 평가는 실제 환자의 치료 계획 설정에 유용하게 이용될 수 있다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제14권4호
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• pp.333-338
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• 1996

목적 : 반복되는 환자 치료에서 환자의 Setup 오차가 Multi-leaf Collimator의 scallop penumbra에 미치는 효과와 이의 임상적 의미를 살펴보고자 하였다. 대상 및 방법 : MLC의 leaf 방향에 대해 $0^{circ},{\;}15^{circ},{\;}30^{circ},{\;}45^{circ},{\;}60^{circ},{\;}75^{circ}$ block 모양을 MLC와 통상적인 block으로 만들었다. 팬톰내에서 필름 측정법으로 통상적인 블록과 MLC가 만든 치료면의 penumbra 차이를 비교하였다. 방사선 치료는 30회 반복할 때의 setup 오차가 고려된 선량분포를 중첩방식으로 구하였다. 위치 변화값은 연구보고 수치를 근거하여 구하였다. 결과 : 평균 4mm setup error를 갖는 모델에서 1cm 폭분해능을 갖는 MLC가 만든 penumbra은 기존 차폐 블록에서 생긴 penumbra 보다 차폐 모양에 따라 $0\~3mm$ 증가하는 효과를 볼 수 있었다. 결론 : 치료 조사면을 결정할 때 MLC를 사용하더라도 ICRU 50에 따라 환자의 움직임을 고려하여 치료조사면을 결정하였다면, 기존의 방식과 동일하게 치료면을 정할 수 있으며, 필요에 따라 3mm의 여유를 두면 MLC 치료 조사면 내에 치료 부위가 충분히 포함된다.