• 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.

• 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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• 제14권1호
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• pp.28-33
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• 2003

본 연구는 무고정틀정위방사선치료의 다중호형 기법과 입체조형기법간의 회전중심점의 오차를 알아보고자 하였다. 1997년부터 2000년 12월까지 무고정틀정위방사선치료를 받은 47명의 환자를 대상으로 하였다. 다양한 종양형태와 크기를 고려하여 다중호형 또는 입체조형정위방사선치료를 선택하였다. 각 치료기법에 따른 회전중심점의 오차를 계산하였다. 다중호형과 입체조형정위방사선치료의 공간적 편차값($\Delta$r)은 각각 0.41 mm와 0.54 mm이었다. 다중호형정위방사선치료에서의 회전중심점의 정확도는 x, y, z 방향에서 각각 0.2 mm (SD 0.2 mm), 0.2 mm (SD 0.2), 0.3 mm (SD 0.2 mm)이었고, 입체조형정위방사선치료에서는 각각 0.2 mm (SD 0.2 mm), 0.3 mm (0.2 mm), 0.4 mm (SD 0.2 mm)이었다. 무고정틀 정위방사선치료를 이용한 회전중심점의 오차는 다중호형기법과 입체조형기법간에 차이가 없었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권4호
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• pp.290-294
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• 2013

방사선수술은 고 용량의 방사선을 병소의 목표점에 정확하게 주위의 정상조직을 보호하면서 한 번에 혹은 수 차에 거쳐 전달하는 방법이므로 병소 국재에 대한 오차의 크기는 방사선수술에 직접적인 영향을 끼치게 된다. 본 연구에서는 영상유도 국재 장비인 ExacTrac (BrainLab, Germany)을 이용한 척추방사선수술에서 병소 목표점 국재의 오차를 평가하였다. 국재 오차를 최소화 하기위하여 방사선수술 전 '환자위치 확인장치(PPVT)'를 고안하여 부가적으로 사용하였다. 실시간 목표점오차 평가를 위하여 흉추에 전이된 종양에 대한 방사선수술 8례를 대상으로 평가하였다. 그 결과 isocenter 목표점 오차는 횡단면(lateral) 축 방향, 종단면(longitudinal) 축 방향, 수직면(vertical) 축 방향으로 각각 $0.07{\pm}0.17$ mm, $0.11{\pm}0.18$ mm, $0.13{\pm}0.26$ mm이었으며 평균 공간오차는 $0.20{\pm}0.37$ mm이었다. 병소 isocenter의 회전오차(body rotation)는 종단면(longitudinal) 축 방향 $0.14{\pm}0.07^{\circ}$, 횡단면(lateral) 축 방향 $0.11{\pm}0.07^{\circ}$, 환자테이블 각 이동 $0.03{\pm}0.04^{\circ}$로 평균오차는 $0.20{\pm}0.11^{\circ}$이었다. 본 연구결과 영상유도 국재방법을 이용한 척추방사선수술에서의 병소목표점 국재 평균오차는 임상적으로 허용할 수 있는 오차범위 이내 임을 확인하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제11권2호
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• pp.431-437
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• 1993

방사선 수술에 있어서 선량 형태를 변형시키기 위한 조사변수들의 선택은 중요한 문제이다. 선형가속기를 이용한 뇌정위적 방사선 수술은 통상 원형 조사면과 다중 arc를 이용하여 구형 형태의 선량을 얻는 방법을 이용하고 있다. 그러나, 병소가 임의의 형태인 경우 구형의 선량으로서는 병소 이외에 정상조직도 많은 선량이 가해지게 된다. 현재 병소형태의 선량을 얻기 위한 방법으로 multiple isocenters를 이용하거나, 각 arc에 달리 weights를 주는 방법을 사용하고 있다. 본 논문에서는 병소의 beam's eye view를 이용하여 조사 위치에서 조사면을 shaping하는 새로운 방법에 대하여 논의하고자 한다. 이러한 conformal조사 방법은 병소와 정상조직의 가시적인 3차원 선량분포와 dose volume histogram의 분석 방법을 통하여 검증되었다. conformal 방법을 이용한 경우 multiple isocenter를 이용한 경우보다 적은 arc 수를 가지고도 상응하는 dose gradient와 더 나은 선량의 균질성을 얻을 수 있었다.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권4호
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• pp.201-206
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• 1998

세기변조방사선치료 (Intensity Modulation Radiation Therapy; IMRT) 의 치료계획 목적으로 사용하기 위한 선량최적화 방법을 Gradient based algorithm을 이용하여 개발하였다. 환자의 치료 관심 부위를 포함하는 약 10-30 CT 단면에 대하여 각 단면 별로 선량최적화를 실시하였고, 장기별로 최대 허용선량을 지정하였으며, 표적의 선량은 100$\pm$5 %로 제한하였다. beamlet의 크기는 8$\times$8 $cm^2$으로 제한하였고, beam size가 크지 않으므로 beam diverge는 고려하지 않았다. beamlet 하나가 만드는 선량분포를 미리 계산한 후, 선량중첩방식으로 전체 선량분포를 계산하였다. 고정된 동일평면에 대하여 5방향에서 입사하는 빔에 대한 최적화를 실시하였으며, 그 효용성을 비교하기 위해, 1, 3, 5, 7, 9 방향에 입사하는 빔과 최적화지수를 구하였다. 선량최적화에 소요되는 시간은 대체로 slice 수에 비례하였으며, 계산시간과 최적화지수를 비교할 때 빔의 개수가 3-7개 일 때 가장 적합하였다. 다중단면에 대한 선량최적화를 beam divergence를 고려하지 않을 때, 단일 단면에 대한 선량최적화를 반복 시행함으로써 얻을 수 있었다. 선량최적화의 결과가 선량중심의 위치에 따라 민감하게 변하는 경우가 발생하였으며, 이를 개선하기 위해서는 선량중심의 최적화가 개발될 필요성이 있었다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.146-149
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• 2002

The aim of stereotactic radiosurgery(SRS) is to deliver a high dose to a target region and a low dose to critical organ through only one or a few irradiation. To satisfy this aim, optimized irradiating conditions must be searched in the planning. Thus, many mathematical methods such as gradient method, simulated annealing and genetic algorithm had been proposed to find out the conditions automatically. There were some limitations using these methods: the long calculation time, and the difficulty of unique solution due to the different shape of tumor. In this study, optimization protocol using ideal models and data base was proposed. Proposed optimization protocol constitutes two steps. First step was a preliminary work. Some possible ideal geometry shapes, such as sphere, cylinder, cone shape or the combination, were assumed to approximate the real tumor shapes. Optimum variables such as isocenter position or collimator size, were determined so that the high dose region could be shaped to fit ideal models with the arrangement of multiple isocenter. Data base were formed with those results. Second, any shaped real targets were approximated to these models using geometry comparison. Then, optimum variables for ideal geometry were chosen from the data base predetermined, and final parameters were obtained by adjusting these data. Although the results of applying the data base to patients were not superior to the result of optimization in each case, it can be acceptable as a starting point of plan.

• 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.

• 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.