• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권3호
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• pp.156-161
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• 2016

When air discharged from a radioisotope production facility is contaminated with radiation, the public may be exposed to radiation. The objective of this study is to manage such radiation exposure. We measured the airborne radioactivity concentration at a 30 MeV cyclotron radioisotope production facility to assess whether the exhaust gas was contaminated. Additionally, we investigted the radioactive contamination of the air filter for efficient air purification and radiation safety control. To measure the airborne radiation concentration, specimens were collected weekly for 4 h after the beginning of the radioisotope production. Regarding the air purifier, five specimens were collected at different positions of each filter-pre-filter, high-efficiency particulate air filter, and charcoal filter-installed in the cyclotron production room. The concentrations of F-18, I-123, I-131, and Tl-201 generated in the radioiodine production room were $13.5Bq/m^3$, $27.0Bq/m^3$, $0.10Bq/m^3$, and $11.5Bq/m^3$, respectively; the concentrations of F-18, I-123, and I-131 produced in the radioisotope production room were $0.05Bq/m^3$, $16.1Bq/m^3$, and $0.45Bq/m^3$, correspondingly; and those of F-18, I-123, I-131, and Tl-201 generated in the accelerator room were $2.07Bq/m^3$, $53.0Bq/m^3$, $0.37Bq/m^3$, and $0.15Bq/m^3$, respectively. The maximum radiation concentration of I-123 generated in the radioiodine production room was 1,820 Bq/g, which can be disposed after 2 days. The maximum radiation concentration of Tl-202 generated in the radioisotope production room was 205 Bq/g, and this isotope must be stored for 53 days. The I-123 generated in the radioiodine production room had a maximum concentration of 1,530 Bq/g and must be stored for 2 days. The maximum radiation concentration of Na-22 generated in the radioisotope production room was 0.18 Bq/g and this isotope must be disposed after 827 days. To manage the exhaust, the efficiency of air purification must be enhanced by selecting an air purifier with a long life and determining the appropriate replacement time by examining the differential pressure through systematic measurements of the airborne radiation contamination level.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제30권3호
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• pp.65-73
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• 2019

Purpose: We evaluated the motion-induced dosimetric effects on the field-in-field (FIF) technique for whole-breast irradiation (WBI) using actual patient organ motion data obtained from cine electronic portal imaging device (cine EPID) images during treatment. Materials and Methods: Ten breast cancer patients who received WBI after breast-conserving surgery were selected. The static FIF (SFIF) plan involved the application of two parallel opposing tangential and boost FIFs. To obtain the amplitude of the internal organ motion during treatment, cine EPID images were acquired five times for each patient. The outside contour of the breast (OCB) and chest wall (CW) contour were tracked using in-house motion analysis software. Intrafractional organ motion was analyzed. The dynamic FIF (DFIF) reflecting intrafractional organ motion incorporated into the SFIF plan was calculated and compared with the SFIF in terms of the dose homogeneity index (DHI_90/10) for the target and V₂₀ for the ipsilateral lung. Results: The average motion amplitudes along the X and Y directions were 1.84±1.09 mm and 0.69±0.50 mm for OCB and 1.88±1.07 mm and 1.66±1.49 mm for CW, respectively. The maximum motion amplitudes along the X and Y directions were 5.53 and 2.08 mm for OCB and 5.22 and 6.79 mm for CW, respectively. Significant differences in DHI_90/10 values were observed between SFIF and DFIF (0.94 vs 0.95, P<0.05) in statistical analysis. The average V₂₀ for the lung in the DFIF was slightly higher than that of the SFIF in statistical analysis (19.21 vs 19.00, P<0.05). Conclusion: Our findings indicate that the FIF technique can form a safe and effective treatment method for WBI. Regular monitoring using cine EPID images can be effective in reducing motion-induced dosimetric errors.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권1호
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• pp.53-63
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• 2014

본 연구에서는 호흡 동조 구동 팬톰을 이용하여 5가지의 호흡패턴에 따른 4DCT와 Slow-CT의 내부표적체적(ITV) 변화를 비교 분석하였다. 각 호흡패턴마다 호흡주기 1~4초와 표적 진폭 1~3 cm를 적용하여 4DCT와 Slow-CT를 각 3회 촬영하였다. 촬영한 영상들은 Eclipse 치료계획 시스템으로 표적을 윤곽 묘사하고 내부표적체적(ITV) 길이와 체적을 측정하였으며, 4DCT, Slow-CT의 ITV 길이와 체적의 평균값을 이론값과 비교하여 분석하였다. 4DCT에서의 ITV 길이와 체적은 호흡주기가 길수록, 표적 진폭이 짧을수록 이론값과의 차이가 감소하는 경향을 보였다. Slow-CT에서는 표적 진폭이 커질수록 4DCT와 마찬가지로 이론값과의 차이가 커졌으나 호흡주기에 따른 ITV 길이와 체적의 변화는 호흡주기 1초에서 가장 이론값 비슷하였고 2~4초 내에서는 재현성의 변화가 근소했다. 호흡패턴에 따라서는 4DCT, Slow-CT 모두 ITV 길이와 체적에 대해 A패턴에서 가장 높은 재현성을 보였고, B, C, D패턴은 서로 비슷한 차이를 보였으며 E패턴은 다른 네 패턴에 비해 이론값과의 차이가 가장 컸다. 4DCT에 대한 Slow-CT의 ITV 길이와 체적의 차이는 모든 호흡패턴에 대하여 호흡주기가 길수록, 표적 진폭이 클수록 증가하였다. 4DCT와 Slow-CT 영상간의 ITV 길이 및 체적에 대한 재현성을 비교했을 때 Slow-CT가 4DCT에 비해 평균적으로 약 22% 낮았으며, 호흡패턴에 따라 상, 하 방향에 대해 표적의 재현성이 달라졌다. A, B, C패턴의 경우 상, 하 방향으로 3 mm, E패턴은 상 방향에 비해 하 방향에서 5 mm의 차이를 보인 반면에 D패턴에서는 상 방향으로는 차이가 없었으나 하 방향으로 1.45 cm의 차이가 났다. 따라서 4DCT에 대하여 Slow-CT에 표적 움직임을 고려한 여유를 설정할 경우에는 호흡패턴에 따라 상, 하 방향에 다른 여유를 정의해야 한다고 판단된다. 향후 환자의 호흡신호를 바탕으로 CT 영상을 분석할 때 본 연구에서 수행한 데이터가 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

• 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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• 제24권4호
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• pp.315-322
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• 2013

전문가 그룹의 외부검사를 통하여 의료기관 자체적으로 시행되고 있는 품질관리를 평가하고 구조적 문제점에 대한 상호보완을 하고자 하였다. 외부 검사의 정당성 확보를 위해 전국 80여 개의 의료기관 중 지역 분포를 고려하여 30여 개를 선정하였고, 최종 25개의 의료기관이 자발적 참여의사를 신청하였다. 참여의료기관은 비공개를 원칙으로 하였고, 사전에 상호 비교하여 검증된 측정 장비를 가지고 직접 방문하여 측정하는 것을 원칙으로 하였다. 두 개 이상의 광자선을 대상으로 출력선량을 측정하였고, 갠트리회전 정확도, 콜리메이터 회전 정확도, 다엽콜리메이터 이동 위치 정확도 등을 측정하였다. 출력선량 측정에서 6 MV의 경우 -0.8%~4.5%까지 절대오차를 보였고, 10 MV의 경우 -0.79%~3.01%이었고, 15 MV에서 -0.7%~0.07% 절대오차를 나타내었다. 25개 의료 기관을 대상으로 한 50개의 광자선 중에서 절대 흡수선량이 2% 이상 되는 에너지가 8개(16%)로 나타났다. 조사면과 갠트리, 콜리메이터 회전축 일치도는 2개 의료기관을 제외하고 모두 ${\pm}2$ mm 이내의 결과를 보였다. 다엽콜리메이터 이동 위치 정확도는 모두 ${\pm}1$ mm 이내의 정확도를 보였다. 에너지 선질 조사에서 광자선 6 MV의 경우 KQ 값의 최고값과 최저값의 차이는 0.4%로 나타났다. 물 흡수선량 기반 측정 기준서 사용기관은 21개(84%), 공기 흡수선량 기반 측정 기준서 사용기관은 4개(16%)로 조사되었고, SSD 측정법을 사용하는 기관은 22개, SAD 측정법을 사용하는 기관은 3개 기관으로 조사되었다. 외부검사는 자체적으로 시행되고 있는 품질관리의 구조적인 문제점을 찾아 상호 보완하는 것임으로 매우 중요하다. 따라서 전문가 그룹 및 국가가 함께 주기적이고, 지속적인 외부검사가 시행 될 수 있도록 국제 수준의 전문가의 양성 및 국가지원 제도가 필요하다고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권1호
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• pp.15-22
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• 2014

종양부위의 입체적이고 선택적인 치료가 가능해 임상표적부피(clinical target vlume, CTV)에 높은 선량으로 집중조사하고 부작용을 현저히 줄이는 세기조절방사선치료는 치료예후를 향상시키고 있다. 방사선세기조절 치료는 MLC의 개방면적과 개방시간으로 조사면내 플루언스를 조정하므로 소형조사면의 선량이 누적되어 원하는 선량이 조사하게 된다. 따라서 소형조사면과 계층형 조사면의 출력선량계수의 정확성은 곧 Portal MU 결정에 정확성을 더할 수 있고, 종양에 조사되는 선량의 정확성을 향상할 수 있으므로, 이 연구는 Clinac Ex (Varian) $3{\times}3cm^2$에서 $0.5{\times}0.5cm^2$까지 조사면을 선정하였고 방사선은 6 MVX선의 소형조사면의 출력선량계수를 평가하였다. 조사면은 다엽제한기를 $40{\times}40cm^2$로 개방하고 Collimator jaw를 이용한 것과 Collimator를 $10{\times}10cm^2$로 고정하고 다엽제한기에 의한 조사면으로 구분하여 출력선량계수가 결정되었다. 검출기는 유효체적이 $0.01cm^3$이고 내경 2 mm인 CC01 (Scanditronix-Wellope)이온전리함과 SFD 다이오드 검출기(0.6 mmØ, $500{\mu}m$ 두께, Scanditronix-Wellope)와 다이아몬드 검출기(T60003, PTW)와 X-Omat film을 사용하였다. 결과는 다엽제한기 조사면의 출력선량계수는 $3{\times}3cm^2$에서 $0.899{\pm}0.0106$, $2{\times}2cm^2$에서 $0.855{\pm}0.0106$, $1{\times}1cm^2$에서 $0.764{\pm}0.0082$, $0.5{\times}0.5cm^2$에서 $0.602{\pm}0.0399$를 얻었다. Jaw를 $10{\times}10cm^2$로 고정하고 다엽제한기의 조사면의 출력계수는 MLC를 $40{\times}40cm^2$에 jaw에 의한 소형조사면의 것보다 최대 3.8% 높게 나타남을 확인하였다. 따라서 세기조절방사선치료 TPS에는 collimator jaw 보다 다엽제한기 조사면 크기의 출력선량계수가 설정되는 것이 중요함을 의미한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권2호
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• pp.79-86
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• 2015

이 연구는 조기 폐암의 정위방사선치료에서 육안적종양체적(Gross tumor volume, GTV) 변화에 따른 적응방사선치료(ART)의 효과 및 가능성을 보기 위해 시행되었다. 영남대학교 의료원에서 정위방사선치료를 시행한 22개의 종양을 대상으로 연구를 진행하였다. 정위방사선치료는 2주에 걸쳐 48 혹은 60 Gy를 4회에 나누어 조사하는 방법으로 시행되었다. 종양체적 변화를 측정하기 위해 매 콘빔시티마다 육안적종양체적에 대한 윤곽선 그리기를 시행하였다. 그 다음 첫 번째 콘빔시티에 기준 치료계획으로 사용할 세기조절방사선치료 계획을 시행하였다. 적응방사선치료 계획을 하기 위해, 2, 3, 4번째 콘빔시티에 기준 치료계획과 동일한 빔 각도와 제약을 적용하여 각각 재 최적화 과정을 진행하였다. 이후 적응방사선치료 계획은 기준치료계획을 각각의 콘빔시티에 복사하여 생성한 비적응방사선치료 계획과 비교되었다. 평균 육안적종양체적은 10.7 cc였다. 평균 종양체적 변화는 두 번째, 세 번째, 네 번째 콘빔시티에서 각각 -1.5%, 7.3%, 25.1%였으며 세 번째 이후 변화는 통계적으로 유의하였다(p<0.05). 하지만 두 번째 콘빔시티에서는 9개의 종양 체적이 증가하였다. 적응방사선치료 계획을 시행하였을 때, 폐에서 $V_{20\;Gy}$, $D_{1500\;cc}$, $D_{1000\;cc}$가 유의하게 감소하였으며, 흉벽에 대한 $V_{30\;Gy}$와 $V_{32\;Gy}$ 역시 유의하게 감소하였다(p<0.05). 두 번째 콘빔시티의 종양체적이 증가한 환자들에서, 기준치료 계획에 비해 적응치료방사선치료 계획을 시행하지 않았을 때, 계획용 표적체적에 대한 선량 범위 변수 중 $D_{min}$은 8.3% 감소한 반면 (p=0.021), 적응방사선치료계획을 시행한 경우에는 차이가 없었다. 이러한 결과를 보았을 때, 적응방사선치료 계획을 함으로서 표적 선량 커버는 개선시키면서 손상위험장기에 대한 선량을 감소시킬 수 있을 것이다. 그러므로, 콘빔시티를 이용한 적응방사선치료 방법은 조기 폐암의 정위방사선치료에서 고려되어야 하겠다.