• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권1호
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• pp.1-9
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• 1998

정위적 방사선 수술과 신경외과적 수술분야 에서는 상호보완적인 영상정보를 얻기 위하여 컴퓨터 단층촬영 (CT), 자기공명영상 (MRI) 그리고 혈관조영촬영이 사용된다. 본 연구의 목적은 여러 영상장치와 다목적 QA(Quality Control) 팬톰을 이용하면서, 정위적 방사선수술 및 신경외과적 수술분 야에서 두경부내의 병소에 대한 모양, 크기, 위치를 정확하게 결정하기 위한 3 차원 정위 시스템을 개발하는 것이다. 목표물의 정확한 위치를 정의하기 위하여, Hitchcoke 정위 프레임과 컴퓨터 단층 촬영 (CT)/혈관 조영촬영용 위치측정 보조기구들을 3차원 공간상에 9개의 목표물을 가진 팬톰에 고정하였다. 컴퓨터 단층촬영과 혈관 조영촬영을 이용하여 얻은 기하학적 팬톰의 영상들을 이용하여, 목표물의 3차원 정위좌표를 얻기위한 알고리즘이 개발되었다. 개발된 알고리즘에 의해 계산된 목표물들의 위치는 팬톰의 절대 좌표와 비교 되었고, 각 CT 영상에서의 목표물들은 뇌혈관촬영 영상위에 상호 중첩될 수 있도록 개발 되었다. 512$\times$512 메트릭스와 2mm 슬라이스 두께를 가진 컴퓨터 단층촬영에 있어서는 1.02$\pm$0.17 mm의 평균거리오차를 보였고, 혈관 조영촬영인 경우에는 0.41$\pm$0.05mm 의 평균거리오차를 보였다. 목표물의 위치를 결정하는데 있어서 결과로 나온 정확도는 개발된 시스템이 정위적 방사선수술과 신경외과적수술을 위해 충분히 신뢰성이 있음을 확인해주었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권2호
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• pp.63-69
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• 2004

고선량률 근접치료는 저선량률 근접치료와 비교하여 짧은 시간에 많은 선량이 조사되며, 치료를 위한 최적화가 물리적 요인, 방사선 파라미터, 최적화 알고리즘 같은 여러 복잡한 요인들과 연관되어 있으므로 정확한 선량 전달을 위해서는 정확한 검증 과정을 필요로 한다. 본 연구에서는 앞선 연구에서 제작하였던 선량 검증용 팬톰의 단점을 보완하고 CT나 MRI 시스템에서도 이용할 수 있는 구조를 추가시켜 고선량률 근접 치료의 위치 및 선량 검증을 위한 새로운 자궁경부암용 팬톰을 개발하였다. 또한, 개발된 팬톰을 이용하여 고선량률 근접치료에서의 기존의 필름에 기반한 orthogonal 방법의 위치 확인에 대한 점증을 수행하였다. 위치 확인에 대한 철증은 CT 시스템에서의 좌표를 비교, 분석함으로써 수행되었다. 제작된 팬톰은 자궁경부암 환자를 대상으로 환자의 해부학적 구조를 모사하여 제작하였기 때문에 방광과 직장을 모사한 구와 원기둥의 구조물을 포함하고 있으며, C-arm과 CT 영상을 정확하게 획득하기 위한 localizer를 포함하고 있다. 또한, C-arm 및 CT 좌표 비교 수행을 위하여 알고리즘에 기반한 재구성 프로그램을 직접 IDL 5.5를 이용, window 환경에서 개발하였다. 좌표 비교를 수행한 결과, CT의 좌표가 정확한 좌표라고 가정했을 때 필름에 기반한 방법은 모든 점에서 1.0 mm 이내에서 일치함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 바탕으로 우리는 현재 사용하고 있는 Plato (Nucletron, Netherlands) 근접치료 기기의 위치 확인 알고리즘에 대한 검증을 자체적으로 수행할 수 있었다. 이번 연구에서 새롭게 제작된 팬톰과 소프트웨어는 근접치료의 Qual Assurance (OA) 분야에서 효율적이고 강력한 QA 도구로 자리 잡을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권2호
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• pp.89-94
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• 1999

BRW 정위프레임을 사용하여 정위방사선수술을 시행하기 위해 1) 정위방사선수술용 원형 콜리메이터, 2) 혈관조영술을 통하여 치료 위치 결정을 위한 localizer, 3) 결정된 치료위치를 치료기에서 조준하기 위한 target localizer, 4) 정위방사선수술용 컴퓨터 치료계획 시스템으로 구성되는 정위방사 선수술 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 저자들은 자체 개발한 정위방사선수술 시스템의 임상 적용에 앞서, 인체 모형 팬톰 및 QA용 팬톰을 사용하여 일련의 모의 치료를 시행하여 봄으로써 위치 오차의 정도를 평가하고자 하였다. 실험결과 ,1) 기하 팬톰을 이용한 컴퓨터 치료계획 시스템의 위치 확인 정확도는 평균값, Avg.=(equation omitted)이 1.0mm 이었으며, 2) 치료기의 중심점의 기계적 정밀도는 0.6 $\pm$ 0.2 mm, 3) 컴퓨터단층촬영 및 혈관조영술을 이용한 가상 타켓의 위치 계산의 차이는 0.8 mm 크기 차이는 1.5 mm 로 분석되었고, 4)전 치료과정에 대한 위치오차는 0.9$\pm$0.3 mm 로 나타났다. 이들 결과를 종합해 볼 때 , 저자들이 개발한 정위방사선수술 시스템의 기하학적 위치에 대한 정확도는 임상 적용에 적정 범위 안에 포함되는 것으로 확인하였다. 그러나 이러한 정확도의 유지를 위해서는 정기적인 QA가 필수적이라 하겠다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제18권4호
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• pp.337-344
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• 2000

목적 : 가상 시뮬레이션 기능을 갖는 CT 시뮬레이터의 기하학적인 성능평가를 위한 팬톰을 고안하여 제작하고, 그 팬톰의 성능을 보고하고자 한다. 대상 및 방법: .팬톰은 PMMA 재질로 직경 20 cm, 길이 24 cm인 원통과 25$\times25\times$31 cm$^{3}$인 직육면체가 합쳐진 모양으로 고안하였다. 원통의 겉표면에는 영상결손이 극소화되면서 CT 상에서 잘 구별이 되는 직경이 0.8 mm인 선을 4개의 나선모양으로 부착하였다. 직육면체는 4개의 24$\times24\times$0.5 cm3인 정사각형의 판으로 구성되어 있으며, 각판 위에는 24$\times$24 cm$^{2}$, 12$\times$12 cm$^{2}$, 6$\times$6 cm$^{2}$의 사각형 모양을 갖도록 선을 붙였다. 각각의 정사각형은 원통방향에 대해 0$^{\circ}$ , 15$^{\circ}$ , 30$^{\circ}$가 되도록 배치하였다. 직육면체의 부분에서는 조사면 및 치료 테이블의 각도, 콜리메이터 각도, 동중심점의 이동, SSD를 측정을 할 수 있으며, 원통형 부분에서는 갠트리 각도의 정확성을 평가하도록 고안하였다. 가상 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 다양한 조건의 가상적인 시뮬레이션을 수행하였으며 가상 시뮬레이션의 결과를 이용하여 CT 시뮬레이터의 기하학적인 QC/QA를 수행하였다 결과 : 팬톰의 한 부분인 직육면체 스캔을 통해 얻은 DRR에서 구현된 각 24 cm 조사면의 크기에서 1 mm 이내의차이, 동중심점 이동에서는 0.5$\~$1 mm 차이가 있었음을 알 수 있었다. 콜리메이터 회전과 치료대 회전에서는 각각 0.5$\~$l$^{\circ}$ 의 차이가 있었고, 갠트리 회전에 있어서는 0.5$\~$1$^{\circ}$ 오차가 있었다. 슬라이스 간격이 10 mm 조건이 2$\~$5 mm 조건보다 영상구분의 어려운 점은 있었으나 결과는 유의할만한 차이가 없었다. 결론 : 자체 제작한 팬톰을 가지고 가상적인 모의 시뮬레이션을 했을 때 최대 2 mm와 1$^{\circ}$ 이내의 오차가 있었고 또한 스캔의 조건에 따라 오차가 변할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 시뮬레이터에서 DRR을 구현했을 때 각각의 치료 조건들에 대해 오차가 임상적용 범위 안에 있어서 이 팬톰을 이용하여 주기적인 QC/QA에 사용할 수 있음을 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권1호
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• pp.15-19
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• 2003

HDR (High dose rate) 근접 치료는 기존의 LDR (Low dose rate) 근접 치료에서 야기되었던 치료 시간이나 선량 최적화 등의 문제점을 해결하였기 때문에 자궁경부암 치료에 많이 사용되고 있다. 그러나, 단시간에 고선량이 조사되는 HDR 근접치료에서 치료 효과를 극대화시키기 위해서는 선량 계산 알고리즘, 위치 계산 알고리즘, 최적화 알고리즘이 정확하게 검증되어야 한다. 이를 위해서는 인체 등가 팬톰과 치료 계획 컴퓨터의 선량 분포 곡선을 비교함으로써 검증할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 검증이 가능하도록 자궁경부암용 팬톰을 설계, 제작하여 HDR 치료 계획 컴퓨터와 팬톰과의 선량을 비교, 평가하는 것이다 이 자궁경부암용 팬톰은 높은 해상도를 가진 선량 측정기를 사용하여 정량적인 평가가 가능하도록 제작되었고, 인체 등가물질인 물과 아크릴을 사용하여 제작하였다 또한, 팬톰 내의 방사선량 측정을 위해서 $\frac{1}{8}$ 인치 TLD (Thermoluminescent dosimeters) 칩과 공간 해상도가 1 mm 이내인 필름을 사용하였다. 이 자궁경부암용 팬톰는 HDR applicator의 고정을 위해 applicator 홀더의 홈 안에 HDR applicator가 삽입되게 제작하였고 세 개의 TLD 홀더에는 TLD 칩(TLD 간의 거리는 5 mm)이 정렬되게 제작하여 A점이나 B점 같은 특정 점의 절대 선량을 측정할 수 있게 제작하였다 필름은 3개의 직교(orthogonal) 평면에 삽입되도록 제작하여 상대 선량 측정이 가능하게 하였다. 사용된 치료 계획 시스템은 Nucletron Plato system이고, Microselectron Ir-192 소스를 사용하였다. 선량 평가 결과, TLD 선량의 경우 A, B point를 포함하여 직장과 방광 선량이 $\pm$4% 이내로 치료계획 컴퓨터(Plato, Nucletron)와 일치하였고, 필름의 경우 선량 분포 곡선이 치료계획 컴퓨터의 선량 분포 곡선 패턴과 거의 일치하는 우수한 결과를 보였다. 제작된 자궁경부암용 팬톰은 HDR 치료 계획 컴퓨터의 선량 계산 알고리즘의 평가 및 검증에 유용하게 사용될 것이고, 이 팬톰은 강남성모병원 치료방사선과 HDR 근접치료 기기의 선량과 위치확인의 QA(quality assurance) 도구로써 사용하려고 추진 중에 있다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.65-65
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• 2003

목적 : 방사선치료기술이 날로 발전함에 따라 방사선치료계획시스템에 대한 주기적인 정도관리의 필요성은 증대하고 있으나, 국내 실정에 적합한 표준화된 정도관리절차서가 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 방사선치료계획용 시스템에 대한 정도관리용 고체팬톰을 제작하여 주기적인 정도관리 활용 및 절차서를 제시하고자 한다. 대상 및 방법 : 체윤곽 보정을 위한 삼각기둥 모형 (30cm$\times$30cm$\times$5cm, 30cm$\times$15cm$\times$5$\times$) 및 정형ㆍ부정형, 불균질 측정이 가능한 물등가고체팬톰을 제작하였고, 컴퓨터단층촬영(AcQsim)을 통해 영상을 얻었으며, RTPS(AcQplan)에 입력하여 영상 내 기준점에서의 선량값을 계산하였다. RTPS를 통해 계산된 값의 평가를 위해 동일한 조건하에서 각 기준점에 대한 실제 측정을 이온함을 이용하여 측정하였다. 평가 항목으로는 정방형 조사면, 부정형 조사면, 쐐기 조사면, 불균질 물질 보정, 사방향 조사 등에 대해서 알고리즘별로 수행하였다. 결과 : RTPS를 이용하여 계산된 값과 실제 측정한 값을 비교하여 RTPS의 정확성을 평가한 결과로 합성의 불확도 허용 기준 (3%), 선속 중심축 상에서의 허용 기준 (2%) 등, 선진 각국 및 각 학회에서 권고하고 있는 허용 범위 내에서 잘 일치하였다. 결론 : RTPS는 측정된 심부선량과 선량분포 등 물리적인 인자에 의존하는 제한성이 있고, 실제로 선량계산 알고리즘과 기하학적 변화에 따라 계산값과 측정값 간에 차이가 발생할 수 있었다. 실제 인체의 체윤곽 불균일성과 불균질성을 모사한 팬톰을 제작하여 이용함으로써 다양한 RTPS간의 비교를 통한 치료 선량의 정확성을 평가하고, 방사선 치료의 원활하고 정확한 수행을 위해 실용적이고, 보편적인 치료계획 시스템의 정도관리 방법과 절차서를 수립하는데에 유용할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권2호
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• pp.88-96
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• 2009

최근 토모테라피의 빗면 조사 빔(tangential beam)을 이용하여 전자 빔과 광자 빔의 인접 조사 없이도 치료에 필요한 선량을 균일하게 전달할 수 있다는 결과가 보고되면서, 토모테라피를 이용한 피부암 치료가 증가하고 있다. 그러나 토모테라피 치료 빔은 선형가속기 빔과는 다른 물리적인 특성을 갖고 있으며, 여러 가지 동적 요소들이 결합되어 빔을 조사하므로 기존에 사용하고 있는 팬톰 이외의 독립적인 도구를 사용하여 피부 선량을 검증할 필요가 있다. 피부 선량 검증을 위하여 영상 기반 치료용 팬톰에 선량 측정 기능을 추가한 새로운 팬톰을 개발하였으며, 열형광선량계(LiF, TLD-100)와 GafChromic EBT필름을 팬톰에 삽입하여 전달된 피부 선량을 측정하였다. 팬톰의 반지름 방향으로 피부 영역을 포함하여 깊이 35 mm 영역까지 균일한 선량을 전달했을 때, 필름으로 측정한 특정 점에서의 선량은 계산 선량에 대하여 평균 약 2% 정도 낮게 나타났으며 처방 선량보다 최대 ${\pm}14%$까지 더 높거나 낮은 선량이 전달된 영역이 나타나는 것을 확인 할 수 있었다. 치료 계획 시스템의 계산 결과와 비교하였을 때, 조사 영역에서 측정한 선량 분포의 균일성이 감소하였으며 팬톰 내에 삽입한 테플론에 의한 선량 변화는 거의 나타나지 않았다. 토모테라피의 치료 빔을 이용하여 피부암과 같이 굴곡이 있는 낮은 깊이에 위치한 표적에 선량을 전달하는 경우, 연속적으로 회전하며 조사되는 빗면 조사 빔의 특성과 치료 계획 시스템의 선량 계산 방식에 따라서 피부 선량의 오차가 허용 범위보다 더 크게 나타날 수 있으므로 치료전 측정을 통한 피부 선량 검증이 필요하다.

• 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.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.239-246
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• 2021

기존 연구인 선량평가의 임상 적용 및 신뢰도 확보를 위하여 EPID를 이용하여 Portal Dosimetry를 검증하였다. 뇌정위방사선수술 2.5 cm cone을 장착하여 360° 회전조사에 의한 측정치와 Geant4의 선량분포를 비교하였다. 뇌전이 환자의 선량분포를 확인하기위해 두부인체 팬톰에 Gafchromic EBT필름을 삽입하여 조사한 선량분포와 VMAT을 이용한 두부인체 팬톰에서 얻은 선량분포를 비교하여 실제 환자에 적용하고자 한다. 분석결과 beam center와 couch의 center가 정확하게 일치하는가를 pin ball을 통해 QA한 결과 1 mm 이내의 오차로 정밀함을 확인할 수 있었다. 또한 EBT3 Film에 다양한 선량조사에 따라 0 ~ 10 Gy영역까지 우수한 선형성임을 확인할 수 있었다. 두경부 팬텀과 같은 설정에서 광자 빔을 사용한 Geant4에 기반한 선량 계산 도구의 구현과 시뮬레이션 결과 계산치는 치료계획용적(PTV)내에서 실험 데이터와 일치함을 확인하였다. 따라서 체적변조 아크치료(VMAT) 360° 회전 조사를 실시하여 회전조사에 의한 등선량분포 분석결과 가상 종양을 포함하기에 적절함을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권1호
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• pp.39-46
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• 2005

m3 (BrainLAB Inc., Germany)를 이용한 두경부 IMRT의 정도관리에서 테이블과 갠트리의 위치에 따라 테이블에 의한 선량감쇠가 일어나 정확한 처방 선량을 측정할 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해 두경부 종양의 세기변조방사선치료를 위해 Brain Lab사의 환자테이블 mount를 이용해 설치할 수 있는 원통형 두경부 팬톰을 제작하였다. 이를 이용하여 환자테이블에 의한 선량 감쇠를 측정하고 실제 임상에 적용함으로써 테이블에 의한 선량 감쇠로 인한 선량분포의 차이를 확인할 수 있었다. 측정결과 환자테이블에 의한 점 선량의 감쇠가 최대 약 35%가 났으며 실제 환자 치료계획에 대한 정도관리에서의 절대점 선량의 경우 5.4%의 선량차이를 나타냈다.