• 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.

• Radiation Oncology Journal
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• 제21권1호
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• pp.1-9
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• 2003

목적 : 계명대학교 의과대학 치료방사선과학교실의 의료진들이 개발하여 사용하고 있는 방사선수술 시스템인 Photon Knife를 이용하여 뇌동정맥기형을 치료하고 그 효과를 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 1993년 12월부터 2000년 10월까지 뇌동정맥기형으로 계명대학교 동산의료원 치료방사선과를 방문하여 Photon Knife로 방사선수술을 받은 환자는 30명이었다. 성별분포는 남자 20명, 여자 10명이며 연령분포는 7세부터 63세로 평균 34세이었다. 뇌동정맥기형(AVM nidus)의 위치는 전두부, 두정부, 시상부 순이었고 변소의 장경은1.2 cm에서 5.5 cm으로 평균 2.9 cm이었으며 표적용적은 0.5 cc에서 20.6 cc로 평균 6.8 cc이었다. 대부분에서 회전 중심선량의 80% 등선량곡선(Isodose line)에 1,500~2,500 cGy (중앙값 2,000 cGy)를 조사하였다. 1개의 회전중심점을 사용한 환자는 25명이었고 2개의 회전중심점을 사용한 환자는 4명이었으며 1명은 4개의 회전중심점을 사용하였다. 추적검사는 방사선수술 후 6개월에서 1년 간격으로 전산화단층촬영이나 자기공명영상을 시행하여 병소(nidus)의 완전소실이 관찰되면 뇌혈관조영술이나 자기공명영상 혈관조영촬영술로 확인하였다. 추적관찰기간은 10개월에서 103개월로 중앙추적기간은 39개월이었다 결과 : 전체환자 중 영상학적으로 20개월 이상 추적 관찰된 환자는 20명이었으며 그 중 70% (14/20)에서 완전폐색을 관찰하였다. 병소의 장경에 따라 작은 뇌동정맥기형(<2 cm) 환자 4명은 모두 완전폐색이 되었고 중간크기 뇌동정맥기형(2~3 cm은 80%, (8/10)에서 완전폐색이 되었으며 2명은 부분폐색이 되었다. 큰 뇌동정맥기형(> cm)에서는 환자 6명 중 1명만 완전폐색을 보였고 5명에서는 부분폐색은 되었으나 3년재에도 남아 있는 환자 3명은 재 방사선수술을 하였고 이 중 20개월 이상 추적검사를 받은 1명은 재 방사선수술 후 완전폐색이 되었다. 방사선 수술전 신경발작(seizure)을 주소로 내원한 환자 10명은 방사선수술과 약물투여로 신경발작의 재발은 없었다. 뇌출혈이 있었던 11명 중 1명에서 방사선수술 후 19개월, 61개월에 다시 출혈하였으나 입원 치료 후 회복되었다. 방사선수술에 의한 심각한 부작용은 관찰되지 않았다. 결론 : 이상으로 볼 때 저자들에 의해 개발된 Photon knife를 이용한 방사선수술은 뇌동정맥기형에서 수술이 불가능한 위치에 있거나 수술을 거부하는 환자 중 병소의 장경이 3 cm 이하이거나 병소의 용적이 10 cm$^{3}$ 이하인 뇌동정맥기형의 치료에 안전하고 효과적인 방법으로 사료된다. 또한 10 cm$^{3}$ 이상의 용적이 큰 뇌동정맥기형에서는 순차적(staged) 방사선수술을 처음부터 고려할 필요가 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권3호
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• pp.127-137
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• 2012

Leksell은 뇌동정맥기형종의 중심에 280 kVp 관전압 방사선빔을 집속하는 방법으로 방사선수술법을 고안 시술한 바 있으며, 이 후 코발트-60 감마 선원 201개의 선속이 헬멧콜리메터를 지나 구의 중심에 초점을 이루게 한 감마나이프를 개발하여 표적병변에 높은 선량을 주어 비침습적으로 수술효과를 얻었다. 선형가속기는 높은 선량률과 1 mm 이내의 갠트리회전중심과 안정된 치료대회전 및 선량성능검증효과와 획기적으로 발전된 3차원선량계획 전산화에 힘입어 정밀하고 높은 정확성에 바탕을 둔 비공면궤적으로 방사선을 환부에 집속할 수 있어, 병변 주위의 정상조직에는 낮은 선량이 도달하고 병변에 높은 선량을 줄 수 있는 뇌정위방사선수술에 이용할 수 있게 되었다. 특히 Photon Knife는 환자의 체축을 이용하여 선속이 환부를 중심으로 종횡의 비공면궤적을 이루게 하여 치료선량분포에서 90%와 50% 선량폭을 2~3 mm 까지 좁힐 수 있는 기법을 보였다. 최근 선형가속기의 방사선수술은 2.5~3 mm 폭의 초박형 다엽콜리메터를 이용한 세기조절에 의한 시술이 늘어나는 경향이며, 종전의 종양의 크기에 따른 제한을 넘어 3 cm 이상의 종양에도 시행되고 있다. 뇌정위방사선수술은 선량모델을 뒷받침하는 마이크로 선량계측 및 평가와 성능보증이 필수적이며 선량분포의 경사도를 높이는 기법이 지속적으로 연구되어야 한다. 특히 초박형다엽콜리메터를 이용한 방사선수술은 다엽콜리메터 요철(Tongue and groove) 에 의해 일어나는 표적내 선량저하 부위를 평가하고 균등한 표적선량이 이루어지도록 하며, 마이크로 분해능을 가진 선량검증 방법이 앞으로 더욱 발전할 것으로 보인다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제14권2호
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• pp.149-158
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• 1996

목적 : 선형가속기의 광자선을 이용한 두개내 소병변의 방사선수술에서 다중회전조사와 횡다중회전조사를 병용한 방사선 수술방법을 개발하고, 컴퓨터단층영상을 재구성한 방사선수술계획을 통해 선량분포를 비교하여 병변이외 정상조직의 선량을 줄이기 위한 선량변수를 구하였다. 대상 및 방법 : 선형가속기 6 MV 광자선을 이용하여 치료대 각과 선원지지체 회전 및 환자체위변위를 이용한 입체적 다중 및 횡다중회전조사를 조사하여 선량분포를 비교하였다. 입체적 선량분포와 횡단면, 시상면 및 관상면 치료대 영상재구성의 선량분포는 본 대학에서 개발한 방사선수술기구 및 소프트웨어 (Photon Knife)를 통해 이루어졌다. 입체적 다중회전조사에 의해 얻은 선량은 치료대 각이 20, 50, 120, 160 도, 각각의 선원지지체 회전각은 20-160도이며, 다중회전조사의 치료대각 30, 150도와 횡다중회전조사의 치료대각 30, 150도에 선원 회전각 20-160도를 입체조사하여 비교하였다. 결과 : 선형가속기를 이용한 방사선수술선량분포는 동일 콜리메이터에서도 치료대와 선원지지체 각에 따라 크게 변하였다. 입체횡다중회전조사를 시행한 경우 표적을 중심으로 전후방향의 선량분포는 다중회전조사만을 사용한 경우보다 선량기울기가 증가하여 정상뇌조직의 손상을 더 감소시킬 수 있음을 알 수 있었으며, 병변주위의 치명장기 위치에 따라 방사선 회전 방향을 적절히 정할 수 있다. 방사선수술의 입체선량과 주위 장기 및 표적의 On-Target 입체화는 방사선수술의 정확성, 복수개의 표적중심결정과 주위정상장기의 선량포함범위를 비교적 정확하게 보여줌을 알 수 있다. 결론 : 방사선수술선량계획의 입체화는 선량과 표적 및 주위장기의 선량범위를 입체적으로 정할 뿐만 아니라, 표적의 모양이 불규칙형일 때는 복수개의 표적중심결정에 필수적임을 알 수 있었다. 다중회전조사와 횡다중회전조사를 병합한 방사선수술은 표적주위의 치명정상장기의 손상을 줄이기 위해 총회전각의 변화없이 치명장기에 도달될 선량을 줄일 수 있으며, 25 mm 직경의 콜리메이터를 사용한 선량분포는 $80-50\%$의 간격이 $1.1\~3.0 mm$, $90\~50\%$는 $2.0\~3.0mm$를 나타내었다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제29권8호
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• pp.1030-1036
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• 2000

본 논문에서 뇌동정맥기형에 대해 포톤나이프로 정위적 방사선 수술을 시행한 후 방사선학적으로 10명의 환자중 6례에서 완전 폐색, 4례에서 부분적 폐색을 보였으며, 특히 3cm이하의 작은 뇌동정맥기형 7례중 6례에서 완전 폐색을 보였다(완전 폐색율 : 85.7%). 모든 환자에서 방사선 수술로 인한 방사선학적 합병증의 발병은 없었다. 신경학적으로도 모든 환자에서 방사선 수술 전에 보이던 증상들이 호전을 보였다. 포톤나이프 방사선 수술 시스템은 이미 실험적으로 안정성이 검증된 것으로 이 논문에서 임상적으로 방사선 수술의 안정성 및 정확성을 다시 확인할 수 있었다. 정위적 방사선 수술은 지금까지 치료 불가능했던 부위에 생긴 병소, 수술이나 다른 치료방법으로 완전 제거에 실패한 경우, 노인환자나 다른 내과적 질환으로 수술이 어렵거나 수술적 치료를 거부하는 환자에서도 좋은 치료 방법으로 사용되어지며, 특히 뇌 중요부위나 심부병변에 위치한 경우 또는 최대직경이 3cm 이하의 소 동정맥기형으로 발견 당시 출혈량이 많지 않고 신경학적 결손이 경미한 환자에서 좋은 적응증이 되리라 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권1호
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• pp.54-61
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• 2012

중합체 겔 선량계를 제작하여 사이버나이프의 광자선의 소조사면에서의 3차원적 선량측정 실험을 수행하였다. 겔 선량계는 아크릴로 제작된 두경부 팬텀내에 설치하여 선량측정에 사용하였다. 두경부 팬텀의 영상은 사이버나이프의 두경부 환자 치료를 위해 사용하는 전산화단층촬영장치(CT)의 프로토콜을 사용하여 획득하였고 치료계획 시스템에 전달되었다. 겔 선량계에 치료계획에서 수립한 방사선을 조사하였으며, 24시간 경과 후에 선량분석을 위하여 3.0T 자기공명영상장치(MRI)로 영상을 획득하였다. 측정된 겔 팬텀의 선량분포는 MATLAB을 이용하여 분석하였고 측정된 결과를 치료계획에서의 계산값과 비교하였다. 선량분포는 축상(axial) 방향의 등선량곡선의 80% 고선량 영역에서 치료계획 선량곡선과 측정된 선량곡선과의 차이가 0.76 mm이었으며, 40% 저선량 영역에서는 차이가 1.29 mm로 저선량 영역보다 고 선량영역에서 잘 일치함을 알 수 있었다. 본 연구에서 중합체 겔 선량계와 자기공명영상을 이용하여 소조사면에 대해 3차원적으로 선량을 분석할 수 있을 뿐 아니라 치료방사선 정도관리에도 활용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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• pp.5-6
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• 2002

The new spectrometer for X-ray Induced Electron Emission Spectroscopy (XIEES) .has been recently developed in KRISS in collaboration with PTI (Russia). The spectrometer allows to perform research using the XAFS, SXAFS, XANES techniques (D.C.Koningsberger and R.Prins, 1988) as well as the number of techniques from XIEES field(L.A.Bakaleinikov et all, 1992). The experiments may be carried out with registration of transmitted through the sample x-rays (to investigate bulk samples) or/and total electron yield (TEY) from the sample surface that gives the high (down to several atomic mono-layers in soft x-ray region) near surface sensitivity. The combination of these methods together give the possibility to obtain a quantitative information on elemental composition, chemical state, atomic structure for powder samples and solids, including non-crystalline materials (the long range order is not required). The optical design of spectrometer is made according to Johannesson true focusing schematics and presented on the Fig.1. Five stepping motors are used to maintain the focusing condition during the photon energy scan (crystal angle, crystal position along rail, sample goniometer rail angle, sample goniometer position along rail and sample goniometer angle relatively of rail). All movements can be done independently and simultaneously that speeds up the setting of photon energy and allows the using of crystals with different Rowland radil. At present six curved crystals with different d-values and one flat synthetic multilayer are installed on revolver-type monochromator. This arrangement allows the wide range of x-rays from 100 eV up to 25 keV to be obtained. Another 4 stepping motors set exit slit width, sample angle, channeltron position and x-ray detector position. The differential pumping allows to unite vacuum chambers of spectrometer and x-ray generator avoiding the absorption of soft x-rays on Be foil of a window and in atmosphere. Another feature of vacuum system is separation of walls of vacuum chamber (which are deformed by the atmospheric pressure) from optical elements of spectrometer. This warrantees that the optical elements are precisely positioned. The detecting system of the spectrometer consists of two proportional counters, one scintillating detector and one channeltron detector. First proportional counter can be used as I/sub 0/-detector in transmission mode or by measuring the fluorescence from exit slit edge. The last installation can be used to measure the reference data (that is necessary in XANES measurements), in this case the reference sample is installed on slit knife edge. The second proportional counter measures the intensity of x-rays transmitted through the sample. The scintillating detector is used in the same way but on the air for the hard x-rays and for alignment purposes. Total electron yield from the sample is measured by channeltron. The spectrometer is fully controlled by special software that gives the high flexibility and reliability in carrying out of the experiments. Fig.2 and fig.3 present the typical XAFS spectra measured with spectrometer.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권1호
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• pp.27-33
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• 2007

목 적: 본원에서는 AVM (artery vein malformation)이나 뇌종양을 치료를 위하여 뇌정위방사선수술(SRS: stereotactic radiosurgery)을 시행한다. 치료위치의 확인과 선량을 검증하기위하여 본 연구에서는 Gafchromic EBT film (Gafchromic EBT QD+, International Specialty Products, USA)을 이용 두부팬톰 내의 선량분포를 계산치와 측정치를 비교하였다. 대상 및 방법: 본 실험에서는 기존의 인체모형팬톰의 두부의 2.5 cm 두께 한 슬라이스를 5장의 0.5 cm 아크릴로 대체하여 필름을 0.5 cm 간격으로 삽입할 수 있게 하였다. 4장의 필름과 5장의 아크릴판은 팬톰 단면모양을 따라 잘랐다. 이 두부팬톰에 실제 환자치료와 같은 절차로 SRS head ring과 localizer를 장착 후 0.5 cm 간격의 CT 영상을 얻어 치료계획을 수립하였다. 6 MV의 광자선을 2 cm 크기의 SRS cone을 장착하여 5개의 arc beam으로 300 cGy의 선량을 전달하였다. 필름 교정을 위해서 각각의 필름에 0, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 cGy의 선량을 조사하여 교정곡선을 얻었다. 3시간 후 팬톰내의 필름을 스캔하고 흑화도에 따른 선량으로 교정하였다. 뇌정위방사선수술의 평가를 위해 Gafchromic EBT 필름을 이용 두부팬톰 내 치료 위치를 확인하고 선량을 측정하여 계산 값과 비교하였다. 결 과: Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름의 선량교정 곡선은 900 cGy까지 선형을 잘 유지하였다. 모든 단면에 걸쳐 Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름을 이용한 두부팬톰 내 필름으로 측정한 선량과 치료계획장치(XKnife, Radionics, USA)로 계산된 선량의 차이는 5% 이내 였다. 결 론: 본 실험에서 2차원적 선량분석만이 가능한 GafChromic EBT 필름을 적층시켜 모든 슬라이스의 선량을 확인할 수 있었으며, Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름을 이용한 정위방사선수술에서 정도관리의 방법으로 가능할 것으로 사료된다.