• Radiation Oncology Journal
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• 제11권1호
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• pp.175-181
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• 1993

방사선수술을 시행하기 위해서는 종양의 위치결정, 흡수선량 계산, 그리고 치료를 위한 특수제작된 기구와 컴퓨터 프로그램이 요구된다. 본 연구의 목적은 선형가속기의 전반적인 기계적 정밀도를 확인하고 선형가속기를 이용한 방사선수술에 있어서의 선량계산 알고리즘을 개발하는 것이다. 치료기계의 정렬과 전반적인 치료체계의 성과에 대한 점검을 행하였고 백분율 심부선량, 중심축외 선량비, 그리고 출력인자와 같은 기본 계산자료를 측정하였다. 또한, 입체방사선수술을 위한 3차원적 치료계획 체계를 개발하였다. 선량분포를 계산하기 위하여 C-언어를 이용한 컴퓨터 프로그램을 작성하였고 하드웨어로는 IBM PS/2 (Intel 80386 SX, 24 MHz)를 사용하였다. 그 결과, 주 병원이 보유한 선형가속기의 겐트리와 테이블 회전에 따른 중심점에 대한 오차는 2 mm 이내로 방사선수술을 시행하기에 충분하였다. 팬톰실험에 따르면, 컴퓨터 단층촬영을 이용한 위치결정을 포함한 표적에의 빔의 일치도는 역시 2mm 이내였다. 끝으로, 본원에서 개발한 3차원적 치료계획의 정확도는 필름을 이용한 선량측정을 통하여 입증되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.483-487
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• 2016

이 연구는 ${\gamma}$선 및 x선 조사 시 AuNPs 입자의 방사선감수성의 향상을 생물물리학적으로 평가하기 위해 두 가지 실험을 시행하였다. 생물학적 방사선 감수성의 평가에 앞서 6시간, 12시간, 18시간, 24시간 incubation한 후 세포생존율(surviving Fraction, SF)값을 비교하여 AuNPs 입자의 독성 여부와 세포질에 입자의 균일 된 분포 여부를 확인 해 보았다. incubation time에 따라 세포생존율(surviving Fraction, SF)이 낮아지지 않음을 확인한 다음 ${\gamma}$선 및 x선 조사 후 Clonogenic assay 실시하고 세포생존율(surviving Fraction, SF)을 구하여 방사선 감수성을 비교 평가하였다. 방사선량 증가 시 세포생존율(surviving Fraction, SF)이 계속해서 낮아졌고 8Gy 조사 시 최대치로 약 30%의 차이가 있음을 확인하였다. 또한 Gate v6.1을 사용하여 몬테카를로 시뮬레이션 후 percent depth dose(PDD)를 구한 뒤 선량 평가하여 약 40% Dose Enhancement가 있음을 확인하였다. 두 가지 실험에 따라 생물물리학적으로 AuNPs 입자는 방사선 감수성이 향상되도록 하며 이는 nanoparticle을 이용한 방사선 병합 치료 시 치료 성적 향상에 큰 도움이 될 것으로 보인다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제20권1호
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• pp.25-36
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• 1995

The purpose of this research is to develop stereotactic localization and radiation measurement system for the efficient and precise radiosurgery. The algorithm to obtain a 3-D stereotactic coordinates of the target has been developed using a Fisher CT or angio localization. The procedure of stereotactic localization was programmed with PC computer, and consists of three steps: (1) transferring patient images into PC; (2) marking the position of target and reference points of the localizer from the patient image; (3) computing the stereotactic 3-D coordinates of target associated with position information of localizer. Coordinate transformation was quickly done on a real time base. The difference of coordinates computed from between Angio and CT localization method was within 2 mm, which could be generally accepted for the reliability of the localization system developed. We measured dose distribution in small fields of NEC 6 MVX linear accelerator using various detector; ion chamber, film, diode. Specific quantities measured include output factor, percent depth dose (PDD), tissue maximum ratio (TMR), off-axis ratio (OAR). There was small variation of measured data according to the different kinds of detectors used. The overall trends of measured beam data were similar enough to rely on our measurement. The measurement was performed with the use of hand-made spherical water phantom and film for standard arc set-up. We obtained the dose distribution as we expected. In conclusion, PC-based 3-D stereotactic localization system was developed to determine the stereotactic coordinate of the target. A convenient technique for the small field measurement was demonstrated. Those methods will be much helpful for the stereotactic radiosurgery.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권4호
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• pp.393-402
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• 1997

목적 : 공기동을 포함한 병소 부위에 X-선원을 조사할 경우 공동과 근접한 영역에서의 저흡수선량 효과는 잘 알려져 있다. 공기-연조직 사이의 불균질면의 한 예로 후두 모형 즉, 조직 둥가물질과 그 사이에 삽입되어 있는 공기동을 만들었다. 본 연구에서는 방사선의 선질 조사면의 크기 공기동의 크기에 따른 공동 가까이에서의 흡수선량의 변화를 살펴보았다. 대상 및 방법 : 4-, 6-, 10-MV X-선원을 이용하여 2cm(폭)$\times$L(cm, 길이)$\times$2cm(높이)인 공기동을 포함한 후두 모형의 아크릴 팬톰에 대하여 흡수선량을 측정하였다. 흡수선량의 측정장비로 평행판전리함과 전리계를 이용하였다. 제작한 후두의 기하학적 치수는 상부 연조직$\cdot$공기동$\cdot$하부 연조직의 두께가 각각 4-, 2-, 4-cm이었다. 공기동이 없이 균일한 연조직 팬톰에 대한 공기동이 있는 경우의 흡수선량의 비(O/E)를 공기 공동-연조직의 경계로부터 거리를 변화시키면서 측정하였다. 표준화된 중강곡선과 최대흡수선량에 대한 입사면 반대쪽 표면에서의 흡수선량의 비를 초사면의 크기를 변화시키면서 측정하였다. 공기동의 크기에 따른 효과를 알기 위하여 여러 가지 조사면에 대하여 투영된 크기가 4cm(폭)$\times$L인 공기동의 높이(Z)를 변화시켜서 측정하였다. 결과 : 4-MV선원에서 $5cm\times5cm$ 이상의 조사면에서는 저흡수선량 효과가 없었다. 6-이나 10-MV선원에서 작은 조사야 즉, $4cm\times4cm$와 $5cm\times5cm$에서는 후두에 저흡수선량 부위가 나타났으며 $6cm\times6cm$ 이상의 조사면에서는 이 효과가 관찰되지 않았다. 선원의 선질이 증가할수록 저흘수선량인 조직층이 증가하였고 이때 표면 흡수선량의 크기는 변하지 않았다. 조사면의 크기가 $4cm\times4cm$에서 $8cm\times8cm$로 증가할 때 최대흡수선량에 대한 입사면 반대쪽의 공기동의 표면 선량은 4-, 6-, 10-MV 선원에서 각각 0.95, 0.92, 0.91에서 0.99로 증가하였다. 6-이나 10-MV 선원에서 공기동 표면에서의 흡수선량은 $5cm\times5cm$ 조사면에 있어서 예상값보다 각각 2-, 3-퍼센트의 감소가 있었고 또 4-MV에서는 감소효과를 발견할 수 없었다. $4cm\timesL\timesZ$ 공기동에서 그높이(Z)를 0.6에서 4.8cm까지 변화시켰을 때 조사면의 크기가 $8cm\times8cm$에서 공동의 크기에 무관하게 O/E>1.0이 관찰되었다. 결론 : 조사면내 공기동에 의한 저흘수선량 효과는 방사선의 선질$\cdot$조사면의 크기$\cdot$공기동의 크기에 의존된다. 이상의 연구 결과에서 고선질 선원이 공동을 포함한 병소 특히, 종양이 공기동의 표면까지 미치는 부위에 조사될 째 특별한 주의가 필요함을 알 수 있다. 이 경운 가능하면 조사되는 부위가 저전량이 되지않도록 저선질의 선원(예를 들면, 4-MV)을 쓰고 또 조사면을 넓혀야한다. 6-이나 10-MV 등의 고선질의 X-선을 쓰는 경우에는 조사면의 부위에 저선랸 부위가 생기므로 한번의 추가 조사를 더 시행할 필요가 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제29권4호
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• pp.164-172
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• 2018

We evaluated the performance of various detectors for small-field dosimetry with field sizes defined by a high-definition (HD) multileaf collimator (MLC) system. For small-field dosimetry, diodes referred to as "RAZOR detectors," MOSFET detectors, and Gafchromic EBT3 films were used in this study. For field sizes less than $1{\times}1cm^2$, percent depth doses (PDDs) and lateral profiles were measured by diodes, MOSFET detectors, and films, and absolute dosimetry measurements were conducted with MOSFET detectors. For comparison purposes, the same measurements were carried out with a field size of $10{\times}10cm^2$. The dose distributions were calculated by the treatment planning system Eclipse. A comparison of the measurements with calculations yielded the percentage differences. With field sizes less than $1{\times}1cm^2$, it was shown that most of the percentage difference values were within 5% for 6-MV and 15-MV photon beams with the use of diodes. The measured lateral profiles were well matched with those calculated by Eclipse as the field sizes increased. Except for the depths of 0.5 cm and 20 cm, there was agreement in terms of the absolute dosimetry within 10% when MOSFET detectors were used. There was good agreement between the calculations and measurements conducted using diodes and EBT films. Both diode detectors and EBT3 films were found to be appropriate options for relative measurements of PDDs and for lateral profiles.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권2호
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• pp.77-88
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• 1998

쐐기형 선량분포는 임상에 많이 응용하고 있으며 고정쐐기여과판은 선질의 강화와 조사면 주위 의 산란선 증가, 등선량 각도의 불일치, 여과판의 장착 및 취급이 부정확하고 어려우며 입체조형 방사선 치료시 많은 조사면을 입체방향으로 중첩시킴으로서 발생되는 선량의 불균질을 방지하고 동적입체방사선조형치료(dynamic 3D conformal radiotherapy) 및 선량강도조절치료(intensity modulation radiotherapy)를 가능케 하는 동적쐐기여과판을 고안 제작한다. 동적쐐기여과판은 콜리메이터를 움직이면서 선량율을 변화시켜서 최적한 쐐기각의 등량곡선을 얻을 수 있도록 미분치료표(segmented treatment tables: STT) 유도하며 표준형의 STT를 컴퓨터에 입력시킨다. STT에 의하여 생성되는 동적쐐기여과판의 특성과 조직내 선량분포를 쐐기각, 조사변의 크기, 조사선량율둥 여러 조건하에서 측정 분석함으로서 방사선 감수성이 높은 장기 내의 종양과 저항성 이 강한 악성종양치료에 도움을 주며 전반적인 방사선치료 성과를 향상시키고자 한다. 연세암센터에서 가동되는 선형가속기 (Varian Clinac-2100C/D)를 이용하여 6MV 와 10MV 광자선과 쐐기각이 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$이고 정사각형 조사면의 한변이 4cm 부터 20cm 범위를 0.5cm 간격으로 콜리메이터를 움직이면서 선량 변동량을 표시하는 미분치료표 (STT)를 작성하였다. 쐐기투과선량인자 (wedge transmission factor) 는 표준 물팬텀내에 표준전리함을 장치하고 열린조사면과 미분치료표에 의한 쐐기조사면의 선량비료서 결정하였다. 쐐기여과판에 의한 조직내선량분포와 등량곡선 및 프로파일은 필름으로 측정하고 영상선량측정기로 작성하였다. 수식으로 유도한 미분치료표(segmented treatment tables: STT) 은 쐐기여과판의 쐐기각과 일치하였으며 쐐기투과선량인자는 쐬기각이 클수록 감소하였으며 조사변이 클수록 적어졌고 조사면 크기와의 관계는 비선형적이었다. 동적쐐기여과판에 의한 등량곡선의 쐐기 기울기는 고형여과판보다 더욱 일치된 경사각을 유지하였다. 심부선량백율은 열린조사면에 의한 것과 거의 비슷하였으며 고형쐐기여과판의 심부율보다 약간 줄어들었다. 동적쐐기여과판은 고형쐐기여과판보다 사용상, 선량측정 및 선량분포에 서 장점이 많으며 피부와 여과판사이의 길이가 길어서 침대에 부딪치는 일이 없고 피부의 산란선 오염이 감소되어 치료효과를 상승시킬 수 있다. 동적쐐기조사방법을 개발함으로서 지금까지 방사선 후유증과 종양의 불균일한 선량배열로 치료의 어려움이 있었던 분야를 개척할 수 있으며 동적입체 방사선조형치료 (dynamic 3D conformal radiotherapy) 및 선량강도조정치료 (intensity modulation radiotherapy)를 가능하게 함으로서 방사선치료성과를 향상시킬 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권2호
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• pp.64-71
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• 2016

삼차원 프린터(3DP)를 이용하여 환자맞춤형 전자선 치료용 볼루스(patient specific customized bolus, PSCB)를 제작하는 절차를 고안하고 제안된 방법으로 제작한 PSCB의 선량 정확도를 평가했다. 치료계획장치에서 치료계획표적용적(PTV)에 적합한 전자선 빔과 조사면 크기를 선택하고 초기 선량계산을 수행했다. 계산된 선량분포를 기반으로 PSCB를 그리고 재계산을 수행했다. 수 차례 반복을 통해 최상의 PSCB를 설계하고 설계된 윤곽자료를 DICOMRT 프로토콜을 이용해 자체 제작한 변환프로그램으로 전송했다. PSCB의 윤곽자료는 자체 변환프로그램을 이용해 3DP에서 인식 가능한 파일(STL 포맷)로 변환한 후 3DP를 이용해 제작했다. PSCB의 유용성을 검증하기 위해 2명의 가상 환자(오목, 볼록 유형)를 생성했고 각각의 환자에 가상의 PTV와 정상장기(OAR)을 생성했다. 3D-PSCB 를 사용했을 때와 사용하지 않았을 때의 선량체적히스토그램(DVH)와 선량 특성을 비교했다. 3D-PSCB 제작의 정확도를 분석하기 위해 필름 선량측정을 통해 선량 정확도를 평가했다. 치료계획 결과와 필름을 이용한 선량분포를 중첩한 후 빔 중심축에서의 심부선량곡선을 구했고 감마분석(3% 선량 오차와 3 mm 거리오차)을 수행 했다. 2명의 가상환자 모두에서 PSCB를 사용한 경우 PTV 선량은 큰 차이를 보이지 않았다. PSCB를 사용할 경우 PSCB를 사용하지 않는 경우에 비해 OAR의 최대 선량, 최소선량, 평균선량은 각각 평균 9.7%, 36.6%, 28.3% 감소했다. 처방선량의 90% 선량($V_{90%}$)을 받는 OAR의 용적은 PSCB를 적용할 경우 약 99% 낮아졌다(14.40 vs $0.1cm^3$). 또한 처방선량의 80% 선량을 받는 OAR 체적도 PSCB를 사용할 경우 약 91% 줄었다(42.6 vs $3.7cm^3$). 감마분석 결과(3%, 3 mm) 오목 및 볼록 볼루스를 적용한 경우 각각 95%, 98% 통과율(pass rate)을 보였다. 3DP를 이용해 PSCB를 제작하는 절차를 정립하고 선량적 정확도를 평가해서 임상적용이 가능한 만족할 만한 결과를 얻었다. 3DP 기술의 빠른 발전에 힘입어 PSCB의 임상적용이 좀 더 쉬워지고 적용대상이 확장될 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권4호
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• pp.285-290
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• 2008

본 연구를 통하여 개발된 1차원 광섬유 방사선량계는 PMMA 팬텀에 10개의 광섬유 방사선 선세를 배열하여 제작하였다. 1차원 광섬유 방사선량계를 구성하는 각각의 광섬유 방사선 센서는 플라스틱 광섬유와 유기섬광체로 구성되어 있다. 각각의 유기섬광체는 치료용 선형가속기에서 발생되는 고 에너지 방사선에 의해 섬광빛을 방출하고 방출된 섬광빛은 플라스틱 광섬유를 통하여 광 계측장비인 다채널의 포토다이오드 증폭 시스템으로 전달된다. 본 연구에서는 1차원 광섬유 방사선량계를 이용하여 에너지와 조사야의 크기에 따른 치료용 전자선의 1차원적 선량분포를 측정하였고 섬광체의 광신호 측정에 있어 방해요소로 작용하는 체렌코프 빛을 전자선의 입사각도에 따라 계측 및 분석하였다. 또한 PMMA 팬텀의 깊이에 따른 선량을 계측함으로써 3차원적 심부선량백분율을 측정하였고 그에 따른 등선량곡선을 도시화하였다. 본 연구를 통하여 개발된 1차원 광섬유 방사선량계는 고 분해능, 실시간 측정, 쉬운 보정 등 많은 장점을 가지고 있다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제13권4호
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• pp.377-383
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• 1995

목적 : 자궁내막암 1, 2기 환자에서 수술전 방사선 치료와 수술후 방사선 치료의 성적을 후향적으로 비교 분석하여 적합한 치료 방법을 얻고자 본 연구를 시행하였다. 방법 : 1985. 1월부터 1991 12월까지 연세대학교 의과대학 방사선종양학과에 내원하여 방사선 치료를 받은 자궁내막암 환자 62명을 대상으로 하였으며,이중 19명(1기 12명, 2기 7명)은 수술전4-6주전에 방사선 치료를 받았으며(1군), 43명(1기 32명, 2기 11명)은 수술후 4-5주후에 방사선 치료를 받았다(2군). 2군중에 질내조사만 시행된 1명의 환자를 제외한 61명의 환자에서 모두 외부방사선 치료가 시행되었으며, 1관의 $70{\%}$(13/19)와 2군의 $44{\%}$(23/42)의 환자에서는 외부방사선 치료와 강내조사가 시행되었다. 외부방사선 조사는 180 cGy를 하루에 한 번씩 주 5회 시행하였으며, 총 방사선 조사선량은 39.6-55 Gy(중앙값 : 45 Gy)였다. 강내조사는 1군에서는 Point A에 20-39.6 Gy(중앙값 ; 39 Gy)가 조사되었고, 2군에서는 질 표면에서 0.5cm 깊이에 18-30 Gy(중앙값 ; 21 Gy)가 조사되었다. 결과 : 수술전 방사선 치료군과 수술후 방사선 치료군의 5년 생존율은 각각 $89{\%},\;98{\%}$로 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.1). 또한 병기.분화도,조직학적 형태에 따른 양 군간의 5년 생존율도 차이가 없었다 1군에서 수술전 방사선 치료후에 잔재암의 존재 여부에 따라서는 5년 생존율의 차이가 없었으며(p>0.1), 2군에서 림프절의 전이 여부에 따라 5년 생존율이 통계적으로 유의한 차이를 보였다(P<0.5). 치료에 따른 부작용은 1군이 더 많았다($16{\%}$ vs $5{\%}$). 결론 : 수술후 방사선 치료 방법은 수술전 방사선 치료 방법에 비하여 정확한 병의 진행 정도를 알 수 있으며, 부작용이 적음으로 자궁내막암의 치료에 좀더 적합한 치료 방법이라고 하겠다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.193-200
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• 2015

본 연구는 뷰레이 시스템의 커미셔닝 결과에 대한 보고이다. 먼저, 시스템 안전장치의 적절한 작동을 확인했다. 영상시스템에 대한 평가를 위해 신호 대 잡음비와 영상의 균질도, 공간적 무결성을 확인했다. 카우치 동작의 정확성 및 축교점의 일치성을 평가했다. 미국의학물리학회 특별업무단51규약 프로토콜에 따라 절대선량을 측정했다. BJR supplement 25에서 제공하는 심부선량백분율과 측정한 값의 차이, 치료계획에서 계산한 값과 측정한 심부선량백분율의 차이를 확인했다. 더불어, 출력인수에 대하여, 측정값과 계산값의 차이를 구했다. 최종 검증 단계로, 8개의 세기변조방사선치료계획을 사용하여 감마평가를 수행하였다. 커미셔닝을 수행한 결과, 모든 안전장치는 적절히 구동함을 확인했다. 신호 대 잡음비 값과 영상 균질도 값은 허용범위 이내임을 확인했다. 공간적 무결성 확인 결과, 반지름 10 cm 및 17.5 cm 안의 모든 지점에 대하여 각각 1 mm 및 2 mm 이내의 오차를 확인했다. 카우치는 x, y, z 방향으로 각각 0.2 mm, 0.1 mm, 0.2 mm의 오차를 보였다. 방사선 축교점과 가상 축교점 사이에는 x, y, z 방향으로 0 mm, 0 mm, 0.3 mm의 오차를 보였다. 영상 시스템의 축교점과 가상 축교점 사이에는 0.6 mm, 0.5 mm, 0.2 mm의 오차를 보였다. 다엽콜리메이터의 평균적 구동 오차는 0.6 mm였다. 측정한 출력의 오차는 0.5% 이내, 심부선량백분율 오차는 1% 이내, 출력인수 오차는 2% 이내였다. 세기조절방사선치료 감마평가 결과값이 $99.9%{\pm}0.1%$였다.