• Radiation Oncology Journal
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• 제16권4호
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• pp.497-504
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• 1998

목적 : matrix ion chamber type의 EPID와 video camera based EPID를 이용한 portal image와 기존의 film을 이용한 port film의 영상의 질을 객관적으로 비교 평가하여 EPID의 유용성을 알아보고자 본 연구를 계획하였다. 대상 및 방법 : 1997년 4월부터 10월까지의 인하대 병원과 세브란스 병원에서 방사선 치료를 받은 골반강내 치료 환자 각 10명씩을 대상으로 환자 1명 당 5-10회의 port film과 EPID를 이용한 portal image를 동시에 얻어 비교하였다. 환자의 나이는 32세에서 79세이었고 2명의 AP영상을 제외하고는 모두 PA영상을 얻었다. 환자의 두께는 17cm에서 20cm으로 비교적 균일하였다. beam energy는 10MV X-ray를 사용하였고 dose rate은 100-300MU/min으로 2-10MU을 주어 영상을 얻었다. port film은 Kodak diagnostic film을 사용하였고 film을 넣는 cassette는 납을 전후에 부착한 것을 이용하였다. source to detector(film) distance는 140cm으로 하였다. 영상의 판독은 4명의 치료방사선과 의사에 의해서 시행되었으며 pelvic brim, sacrum, acetabulum, iliopectineal line, symphysis, ischium, obturator foramen, sacroiliac joint를 각각 very clear(1), clear(2), visible(3), not clear(4), not visible(5) 다섯 단계로 나누어 점수를 주었다. 결과 : video camera based EPID를 이용하여 얻은 영상을 비교하여 보았을 때 film을 이용한 port film과 enhancement를 시행하지 않은 portal image는 각 해부학적 구조에서는 차이를 보이지 않았다. 그러나 portal image를 window level로 영상의 변화를 주었을 때는 sacrum과 obturator는 영상의 판독에 도움이 되었다. 또한 portal image를 CLAHE로 enhance를 하였을 때는 모든 해부학적 구조물의 판독이 film보다 용이한 것으로 나타났다. matrix ion chamber type의 EPID를 이용하여 얻은 영상에서도 역시 port film과 영상의 변화를 주지 않은 portal image간에는 커다란 차이를 보이지 않았으나, portal image를 window level로 변화를 주었을 경우는 portal film에 비하여 영상의 질이 더욱 좋아지을 알 수 있었다. 결론 : 방사선 치료를 받는 환자 중에서 골반강의 영상에서는 EPID의 영상의 질은 기존의 port film과 비교하여 차이가 없었으며, window level로 영상에 변화를 주거나 enhance를 하였을 경우는 port film보다 더 나은 영상을 얻을 수 있어 기존의 port film을 대체 할 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권1호
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• pp.57-67
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• 2013

목 적: 방사선 치료 중 정확한 환자의 셋업 확인과 선량 측정용으로 사용되었던 film을 대신 하여 현재는 전자포탈영상장치(EPID)가 장착된 장비가 증가하고 있다. 이에 본 논문은 전자포탈영상장치 사용 시 자세확인의 정확성과 선량측정의 유용성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법: 대한방사선치료학회, 대한방사선종양학회, Pubmed에서 "EPID", "Portal dosimetry", "Portal image", "Dose verification", "Quality control", "Cine mode", "Quality - assurance", "In vivo dosimetry"와 같은 용어로 검색하여 획득한 50개의 자료(1997~2012)를 대상으로 EPID의 역사와 선량측정(dosimetry), 자세확인(set-up verification), EPID 특성으로 구분하여 EPID의 유용성을 분석 하였다. 결 과: EPID는 1세대 Liquid-filled ionization chamber, 2세대 Camera based fluroscopic, 3세대 Amorphous-silicon 순으로 발전하였으며, EPID 촬영 모드에는 크게 EPID mode, Cine mode, Integrated mode로 나뉜다. 필름과 EPID의 절대선량정확성 평가를 한 결과 EPID는 1%, EDR2 필름은 3% 이내로 나타나 오차 측정 정확도가 필름에 비해 EPID가 우수하다는 것을 알 수 있었고, 치료계획 시스템으로부터 계산된 기준 조사면과 EDR2 필름, EPID로 측정한 기준 조사면의 선량 분포를 중첩하여 감마 분석한 결과 필름과 EPID 모두 허용기준 3%/3 mm와 2%/2 mm에서 감마값이 1을 초과하는 화소(r%>1)가 전체 화소의 2% 이내였다. 또한 업무 부하 비교에 있어 세기조절방사선 치료에서 전 과정 QA를 수행하는데 소요되는 시간은 EDR2 필름이 약 110분, EPID가 약 55분으로 측정되었다. 결 론: 전자포탈영상장치의 이용은 선량측정과 자세확인에 있어 기존의 복잡하고 번거로웠던 film과 전리조(Ionization chamber)를 대체하기에 충분하였으며, 특히 세기조절방사선치료의 정도관리에 있어 매우 유용하고 효율적이며 정확한 선량 측정 장치임을 알 수 있었다. 또한, 전자포탈영상장치를 이용한 Cine mode 촬영은 횡격막의 움직임에 따라 유동성이 큰 폐와 간의 경우나 자세의 안정성이 불안한 직장암 환자의 경우 추가 선량 없이 실시간으로 종양의 위치를 확인 할 수 있다는 장점이 있어 최적의 방사선 치료 구현이 가능하리라 사료된다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(5)
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• pp.106-109
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• 2000

The diode characteristics for therapy radiation sensor have been studied by irradiating therapy radiation from the MM22 microtron accelerator. Signal processing has been performed in the pulse mode which can process the signal fast. We have designed integrator, peak detector and synchronization circuit to detect diode signal in the pulse mode for implementation of portal image. We also read the diode signal by A/D board and displayed the peak value with LabView program. Because the quality of portal image obtained by film in the case of therapy radiation is much worse than that of diagnostic film, Digital radiography system by rectifier diode detector was suggested for portal Image.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제16권3호
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• pp.337-344
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• 1995

방사선 치료에 있어서 치료전 및 치료도중에 치료부위를 확인하기 위한 수단으로 보편적으로 사용되고 있는 포탈필름은 높은 에너지를 이용하여 촬영되는 것이므로 영상이 매우 흐리며 어둡다는 구조적인 문제점이 있다. 이러한 영상을 개선하기 위하여는 치료필드와 그 주변필드로 영상을 먼저 분할한 후, 각 필드 별로 영상처리를 해야만 한다. 본 연구에서는 소벨 탐지자, 레이블링 기법을 이용하여 최적의 문턱치를 찾아내어 포탈영상을 분할 한 후 형태학적 세선화기법들을 적용하여 포탈영상 분할하는 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘은 포탈영상에서 불필요한 에지들은 제거하고 치료필드 에지만을 탐지하며 촬영조건이 수시로 변하는 임상적 환경에서 얻어지는 포탈영상들에 적용하여도 균일한 결과를 얻을 수 있다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제12권1호
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• pp.126-133
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• 2000

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.67-67
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• 2003

It is crucial to minimize setup errors of a cancer treatment machine using a high energy and to perform precise radiation therapy. Usually, port film has been used for verifying errors. The Korea Cancer Center Hospital (KCCH) has manufactured digital electronic portal imaging device (EPID) system to verify treatment machine errors as a Quality Assurance (Q.A) tool. This EPID was consisted of a metal/fluorescent screen, 45$^{\circ}$ mirror, a camera and an image grabber and could display the portal image with near real time KIRAMS has also made the acrylic phantom that has lead line of 1mm width for ligh/radiation field congruence verification and reference points phantom for using as an isocenter on portal image. We acquired portal images of 10$\times$10cm field size with this phantom by EPID and portal film rotating treatment head by 0.3$^{\circ}$, 0.6$^{\circ}$ and 0.9$^{\circ}$. To check field size, we acquired portal images with 18$\times$18cm, 19$\times$19cm and 20$\times$20cm field size with collimator angle 0$^{\circ}$ and 0.5$^{\circ}$ individually. We have performed Flatness comparison by displaying the line intensity from EPID and film images. The 0.6$^{\circ}$ shift of collimator angle was easily observed by edge detection of irradiated field size on EPID image. To the extent of one pixel (0.76mm) difference could be detected. We also have measured field size by finding optimal threshold value, finding isocenter, finding field edge and gauging distance between isocenter and edge. This EPID system could be used as a Q.A tool for checking field size, light/radiation congruence and flatness with a developed video based EPID.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.77-84
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• 2012

목 적: 필름평가방법을 대신하여 전자포탈영상을 이용한 기하학적 정도관리 실시간 분석 프로그램을 개발하고자 한다. 대상 및 방법: 전자포탈영상장치(Electronic Portal Image Device, EPID)가 선형가속기(CL-iX, Varian, USA)의 하부에 고정된 구조 때문에 발생되는 문제를 해결한 후 Eclipse treatment planning system (Version 8.1, Varian, USA)으로 기하학적 정도관리 항목을 생성하였다. 치료실의 4DTC (Version 10.2, Varian, USA)에서 전자포탈영상(single exposure before plan)을 생성하고 항목별로 빔을 조사하였다. Off-line review에서 전자포탈영상을 획득하고 이를 자체 개발한 기하학적 정도관리 실시간 분석 프로그램으로 평가하였다. 평가 방법으로 치료 중 오차(Intra-fraction error)는 모든 절차를 같은 날에 동일 조건으로 5회 연속 실시하여 분석하였고 치료 간 오차(Inter-fraction error)의 확인을 위해 모든 절차를 동일 조건에서 10일간 실시한 후 Iso-align$^{TM}$ quality control device를 이용한 필름평가방법과 비교하였다. 측정 및 분석 시간은 장치의 셋업에서 데이터 획득까지의 시간과 이후 분석완료까지 소요된 시간으로 구분하여 측정한 후 사용자와 수행과정의 편의성도 비교하였다. 결 과: 빛-방사선조사면 일치, 콜리메이터 회전축, 환자테이블 회전축, 갠트리 회전축 항목에서 각각 평균 0.1, 0.2, 0.3, 0.2 mm의 치료 중 오차 값을 확인하였다. 10일간의 연속된 정도관리를 통해 치료 간 오차를 확인한 결과 항목별로 각각 평균 1.7, 1.4, 0.7, 1.1 mm의 오차 값을 얻었다. 그리고 측정 시간은 필름평가방법과 전자포탈영상을 이용한 방법에서 각각 평균 36분, 15분이 걸렸고 분석 시간은 평균 30분, 22분이 소요되었다. 결 론: 전자포탈영상을 이용하여 기하학적 정도관리를 실시할 경우 정도관리 도구로서 유용함을 알 수 있었다. 필름 미사용에 따른 비용 절감의 이점뿐만 아니라 측정 및 분석 시간도 줄일 수 있어 사용자 편의성이 커지고 필름 현상 과정 등의 생략으로 수행과정도 개선할 수 있었다. 또 자체 개발한 기하학적 정도관리 실시간 분석 프로그램으로 평가가 완료된 영상은 데이터화가 가능하여 자료의 보관이 용이해진다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.446-449
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• 2002

The video based electronic portal imaging device (EPID), which could display the portal image in near real time, was implemented to verify treatment position error in FSRT(Fractionated Stereotatic Radiation Therapy) instead of a portal film. Also, Developed FSRT system was composed of the stereotactic frame, frame mounting system and collimator cones. The verification of treatment position is very crucial in special therapies like FSRT. In general, the FSRT uses high dpse rate at small field size for treating small intracranial lesions. To evaluate quantitative positioning errors in FSRT, we used the first FSRT image as reference image and obtained the second FSRT image that was moved 2mm intentionally and detected intracranial contours after image processing. The generated 2mm error could be verified by overlapping only contours of two images. Through this study, the radiation treatment efficiency could be improved by performing precise radiation therapy with a developed video based EPID and FSRT.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권3호
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• pp.151-160
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• 2003

삼차원 입체조형방사선치료나 세기조절방사선치료와 같은 다엽시준기(Multileaf Collmator, MLC)를 이용하는 보다 복잡한 방사선 치료 기술은 다엽시준기의 위치 및 운동의 검증의 중요성을 증가시키고 있다. 이러한 다엽시준기의 검증은 신뢰성과 그동안 축척된 경험적 검증능력으로 인하여 주로 필름을 가지고 수행되어왔다. 그러나 전자포탈영상장치(Electornic Portal Imaging Device, EPID)의 사용의 편이성과 디지털 영상 제공 능력은 낮은 임상편이성, 효율성, 비용대 수익률에도 불구하고 정기적인 정도확립(Quality Assurance, QA)에 현실적인 필름의 대체재로 관심을 모아왔다. 본 연구에서는 EPI를 활용한 다엽시준기의 정기적인, 특히 일간 정도확립법을 개발하였다. 정기적 정도확립을 위한 전자포탈영상(Electronic Portal Imaing, EPI)의 적용가능성에 대한 검증은 방사선 조사시 동시에 획득된 필름과 다엽시준기의 제어장치에 입력한 다엽시준기의 처방과의 비교를 통해 수행되었다. 특별히 설계된 두가지 형태의 시험형(test pattern)이 영상 획득 및 비교에 적용되었다. 정성적인 온라인 육안 검증과 함께 윤곽 검출 알고리듬을 이용한 정량적인 오프라인 분석이 검증 절차에 이용되었다. 결론적으로, 본 연구에서 개발된 EPI를 이용한 다엽시준기의 일간 정도확립법은 필름의 정확도를 가지고 편리하게 수행될 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권3호
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• pp.196-202
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• 2003

3차원 입체조형방사선치료(3D conformal radiation therapy; 3D-CRT) 및 세기조절방사선치료(intensity modulated radiation therapy; IMRT) 에서와 같은 정밀 방사선 치료기술이 보다 효과적으로 이루어지기 위해서는 환자자세 오차를 최소화해야 한다. 치료계획용적(PTV)을 정할 때 필요한 마진을 최대한 줄여 줌으로써 치료 병변에 선량을 집중시키고, 정상조직의 선량은 감소시킬 수 있게 되기 때문이다. 이러한 목적 하에 조사문 사진(portal film)을 치료계획시 얻은 기준 영상에 정합시켜 환자자세 오차를 정량적으로 분석할 수 있는 프로그램 도구를 개발하고자 하였다. 현재 본원에서 치료 위치 확인을 위해서는 치료 계획 시행 중에 얻은 모의치료 사진과 치료시 EC-L 필름(KODAK사, 미국)을 사용하여 찍은 조사문 사진을 주로 사용하고 있다. 이 외에도, 모의치료시 영상을 디지털 캡춰한 영상이나, 치료계획으로부터 얻은 디지털화재구성영상(digitally reconstructed radiograph; DRR)도 기준 영상으로 이용할 수 있도록 하였다. 프로그램 제작 툴로는 IDL5.4 (RSI사, 미국)를 사용하였다. 조사문사진의 가장 큰 단점인 영상 대조도를 증가시키기 위해, histogram-equalization, adaptive histogram equalization, 특히 CLAHE (contrast limited adaptive histogram equalization) 등의 영상처리 기능을 구현하였다. 영상 정합 방법으로는 기준 영상에 골반입구(pelvic inlet) 와 같은 위치에 윤곽선을 그리고, 이를 조사문 사진 상에 중첩시킨 다음, 조사문 사진의 동일 해부학적 위치에 일치되도록 이동하여 그 오차를 수치화하였다. 조사문 사진에 CLAHE 필터를 적용한 결과, 치료면 확인을 위해 이중 조사된 영역의 대조도를 월등히 향상시킬 수 있었다. 전후면과 측면 영상을 위 과정을 사용하여 정합시킴으로, 전후, 좌우, 상하 방향으로의 환자자세 차이를 정량화 할 수 있었다. 또한, CLAHE 영상처리 기법을 이용하여 조사문 사진의 화질을 현저하게 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 'view-box' 방식과 비교하여 치료 환자자세의 정확도를 수치화 시킴으로써 계통오차(systemic error)와 임의오차(random error) 등의 정량적 분석이 가능해졌다. 더 나아가 환자자세오차를 교정하는 프로토콜을 도입한다면, 보다 정확한 치료에 도움이 될 것으로 기대한다.