• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.191-199
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• 2018

목 적 : 본 연구는 colloid gel(slime)을 자체 제작하여, 방사선치료에서 불규칙한 환자 체표면에 대한 보상체로 적용하기 위하여 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본 연구를 위하여 치료에 적합한 colloid gel을 자체적으로 제작하였고, 방사선 치료 적용 가능성 평가를 위해 네 가지 실험을 하였다. 치료 장비 및 CT 장비로는 Trilogy(Varian)와 CT(SOMATOM, Siemens)를 이용하였다. 첫 번째로 colloid gel의 조성에 따른 균질도를 EBT3 Film(RIT)을 이용하여 측정하였다. 두 번째는 colloid gel의 Hounsfield Unit(HU)값을 CRIS phantom과 Eclipse RTP(Eclipse 13.1, Varian) 및 CT 촬영을 이용하여 선량 측정 및 확인을 하였다. 세 번째로 colloid gel의 치료 기간 내 변형 및 변질을 검사하기 위하여 ion chamber(PTW-30013, PTW)를 이용하여 매일 3회씩, 2주간 측정하였다. 네 번째 실험은 자체 제작한 아크릴 팬텀을 이용하여 실제 치료와 유사한 환경에서 bolus, rice, colloid gel을 이용한 치료계획 및 측정된 선량 분포 비교하였고, 추가적으로 dose profile도 확인하였다. 결 과 : 첫 번째 실험에서 조성된 colloid gel case 1, 2, 3의 밀도는 각각 평균 $1.02g/cm^3$, $0.99g/cm^3$, $0.96g/cm^3$이었으며, 6 MV 및 9 MeV에서 측정된 균질도를 판단하였을 때 case 1이 표준편차 1.55, 1.98로 다른 case들에 비해 더 균질한 것으로 확인되었다. 두 번째 실험에서는 HU값은 case 1, 2, 3 평균 15 HU로 확인되었으며, 치료계획과 측정된 선량을 비교하였을 때 9, 12 MeV 모든 측정 위치에서 1 % 이내 차이를 보였으며, 6 MV는 두 측정 위치에서 -1.53 %, -1.56 % 차이로 전체 2 % 내의 오차를 보였다. 세 번째 실험에서는 2주 동안 측정하였을 때 colloid gel의 선량변화가 1 % 내외로 측정되었다. 네 번째 실험에서는 치료계획과 EBT3 film으로 측정된 결과를 비교하였을 때 6 MV에서는 bolus, rice 모두 비슷한 선량 차이를 보였으며, 9 MeV에서는 photon과 달리 colloid gel이 bolus, rice와 비교하여 선량 차이가 적게 나는 것을 확인하였다. Dose profile 면에서도 colloid gel이 bolus, rice보다 균일한 dose 분포를 보였다. 결 론 : 본 연구에서 방사선치료를 위해 제작된 colloid gel의 밀도는 $1.02g/cm^3$로 물의 밀도와 비슷하며, 방사선치료 과정 동안 변질 및 변형이 확인되지 않았다. Colloid gel 제작 시 밀도에 유의를 해야 하지만, bolus, rice보다 환자의 체표면에 대한 충분한 보상을 통해 선량을 균일하게 전달할 수 있고, 저가에 제작을 할 수 있다는 점에서도 충분한 장점이 있다. 앞으로 임상적용을 위한 추가적인 실험 및 연구를 통해 방사선치료에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.49-63
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• 2018

목 적 : 왼쪽 유방암 세기변조방사선 치료 시 Skin flash를 적용함에 있어 치료계획의 변화를 알아보고, 적용하지 않았을 경우와 적용 했을 시 피부선량의 변화를 비교해 보고자 하였다. 또한 Skin flash를 다양한 두께별로 적용하여 두께별 피부선량의 변화를 비교, 분석해 보고, 적절한 Skin flash의 적용에 대해 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 실험대상은 Anthropomorphic phantom을 이용하였고, 치료계획을 위한 영상획득은 전산화 단층촬영(CT)으로 하였다. 전산화치료계획은 Eclipse(ver 13.7.16, Varian, USA)의 RTP 시스템을 이용하여 2 field hybrid IMRT와 6 field static IMRT의 두 가지 치료계획을 하였다. 위의 치료계획을 바탕으로 각 치료계획마다 Skin flash 두께를 0.5 cm, 1.0 cm, 1.5 cm, 2.0 cm, 2.5 cm으로 변경하여 추가치료계획을 수립하였고, 추가치료계획에 대해 총 MU값과 최대선량의 변화를 알아보았다. 치료 장비는 $VitalBeam^{TM}$(Varian Medical System, USA)의 6 MV를 이용하였다. 측정 장비는 MOSFET(metal oxide semiconductor field-effect transistor)을 이용하였고, 측정지점은 phantom의 왼쪽 유방의 센터를 기준으로 위(1번), 중간(2번), 아래(3번) 세 부위에 위치시켜 피부선량을 측정하였다. 그리고 인위적으로 좌표를 0.5cm 내측(medial), 외측(lateral)으로 이동시켜 피부선량의 변화를 비교 분석하였다. 결 과 : Skin flash를 적용하지 않은 치료계획 2F-hIMRT, 6F-sIMRT의 측정값을 기준선량으로 하였다. 2F-hIMRT의 1번 측정점 206.7 cGy, 2번 186.7 cGy, 3번 222 cGy였고, 6F-sIMRT의 기준값은 1번 192 cGy, 2번 213 cGy, 3번 215 cGy로 측정되었다. 이 기준값들과 비교하여 2F-hIMRT에서 1번 측정점은 Skin flash 2.0 cm, 2.5 cm 적용시 평균 261.3 cGy로 26.1 %diff로 가장 많은 선량차를 보였고, 2번 측정점은 Skin flash 2.0 cm일 때 평균 197.3 cGy, 5.6 %diff의 선량차가 났고, 3번 측정점은 Skin flash 2.5 cm일 때 최대 245.3 cGy, 10.5 %diff였다. 6F-sIMRT에서는 1번 측정지점이 Skin flash 2.0 cm 적용시에 216.3 cGy, 12.7 %diff로 가장 큰 선량차이를 보였고 측정지점별로 Skin flash 2.5 cm 적용시가 아닌 2.0 cm 적용시 선량차가 가장 크게 나타났다. 2F-hIMRT, 6F-sIMRT에서 각각 내측 0.5 cm 이동 후 Skin flash를 사용하지 않았을 때 측정치는 2F는 기준값과 비교시 1번, 3번 측정지점에서 -75.2 %diff, -70.1 %diff 차이였고, 6F는 1번, 2번, 3번 측정 지점에서 -14.8, -12.5, -21.0 %diff로 처방선량에 미치지 못하는 저선량이 측정되었다. 두 치료계획 모두 Skin flash 두께가 커질수록 총 MU와 최대선량이 증가하는 것으로 나타났고, 몇몇 결과를 제외하면 전체적으로 %diff도 증가했다. 모든 조건에서 0.5 cm의 Skin flash 두께 사용이 기준값의 피부선량과 약 20 % 이하의 차이로 가장 적은 것으로 나타났다. 결 론 : 결과에 따라 Skin flash의 두께를 0.5 cm으로 최소화 하는 것이 최대선량이나 MU의 증가를 최소화할 수 있었고, 기준이 되는 치료계획과도 가장 적은 피부선량차이를 보였기에 0.5 cm으로 최소화 하여 적용하는 것이 가장 이상적이라 할 수 있을 것이다. 또한 Skin flash 두께를 무한정 크게 한다고 해서 MU나 최대선량, 피부선량차가 증가하지 않고 수렴한다는 것을 알 수 있었다. 그러므로 유방암 환자의 호흡에 의한 PTV의 변화와 여러 오차의 인자들을 고려한다면 0.5~1.0 cm Skin flash 범위에서 Skin flash를 사용한다면 적용하지 않는 것보다는 더 많은 이점이 있을 것으로 사료된다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제46권3호
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• pp.75-88
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• 2009

본 논문에서는 실시간 멀티미디어 스트림 서비스에서 발생하는 비디오 품질 저하 요인에 따른 비디오 품질 측정 방법을 제안한다. 비디오 품질 저하에는 대표적으로 비디오 압축과 네트워크의 상태에 의해 발생한다. 본 논문에서는 비디오 압축에 의하여 생기는 화질 저하를 측정하기 위하여 공간 도메인에서 블록킹 왜곡에 대한 정도를 측정하는 방법을 제안한다. 제안하는 블록 경계 강도는 $8{\times}8$ 블록 경계에서 픽셀간의 변화와 경계를 제외한 주변영역에서 픽셀 사이의 변화에 대한 비율로 나타내었다. 반면, 움직임이 부자연스러운 동영상은 지터 및 지연 요소와 같은 네트워크 전송능력의 악화로 인해 비디오 품질 저하가 나타난다. 본 논문에서 제안하는 시간적 저키니스는 연속된 프레임의 대응되는 픽셀간의 밝기 값 차이에 대한 평균과 현재 프레임과 이전 프레임의 재생시간 간격의 평균 및 분산을 이용하는 방법을 제안하였다. 또한, 본 논문에서는 비디오 압축에 의한 품질 측정 방법인 블록 경계 강도와 네트워크에 의한 품질 측정 방법인 시간적 저키니스를 통합하여 비디오의 종합적 품질을 평가하는 Perceptual Video Quality Metric (PVQM)을 제안한다. 제안한 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여, 사람이 직접 비디오 품질을 평가하는 Difference of Mean Opinion Score (DMOS)와 제안한 알고리즘을 비교 평가하였다. 그 결과 제안한 PVQM의 결과와 인간 시각에 의하여 평가된 DMOS가 근사함을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.81-84
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• 2013

고 에너지 방사선의 이용과 치료 계획의 발전이 이루어지면서 치료방사선에서 선량 측정의 중요성은 더욱 부각되고 있다. 이러한 선량 측정을 위한 검출기에는 이온 전리함, 필름, 열형광선량계, 다이오드 등이 있다. 이중, 다이오드 검출기는 입사되는 방사선에 의하여 전기적인 신호를 생성하는 광도전체 물질을 사용하는데, 이러한 광도전체 물질에 대해서 최근 많은 연구 그룹들이 관심을 가지고 있다. 하지만, 방사선 치료 영역에서만은 실리콘(Si) 이외에 물질에 대한 연구 결과가 활발히 도출되고 있지 않은 실정이다. 본 논문에서는 광도전체 물질의 고 에너지 방사선에 대한 반응 특성을 확인함으로써 선량계로의 적용 가능성을 검증하고자 하였다. 요오드화수은($HgI_2$)과 요오드화납($PbI_2$)을 기반으로 하는 검출기를 제작하여, 선형가속기에서 입사되는 고 에너지 방사선에 대하여 재현성, 선형성, Pulse rate response를 평가하였다. 이러한 항목들은 치료방사선의 선량계로써의 역할을 평가할 수 있는 필수 요소들이다. 실험결과, 제작된 요오드화수은($HgI_2$)은 약 7% 내외의 재현성과 선형성 오차를 나타내었으며, 요오드화납($PbI_2$)은 1.7%의 선형성 오차와 12.2%의 재현성 오차를 가지는 것으로 확인되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권2호
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• pp.103-114
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• 1999

본 연구에서는 외부조사 광자선에 대한 3차원 선량계산 알고리즘 모델을 개발하기 위한 기초 연구로서 기존의 2D 선량 계산 알고리즘을 확장시켜 비동일 평면 조사가 가능한 2.5D 선량계산 모델을 개발하였다. 이를 위해 3차원 치료계획 및 선량계산에 적합하도록 환자 및 조사빔에 대한 3차원 좌표계 시스템을 정의하고, 이들 간의 좌표변환식을 유도하였다. 선량계산 알고리즘으로는 "Clarkson-Cunningham" 의 2D 광자선량 계산 알고리즘을 3차원으로 확장시켜 정형 조사면 및 비정형 조사면에 대한 선량계산과 wedge filter에 대한 선량계산이 가능하도록 하였고, Batho 방식을 적용하여 비 균질 보정을 구현하였다. 선량계산의 정확도를 평가하기 위해, AAPM TG #23 에 제시된 절차에 따라 자료에 제시된 4MV 광자선에 대한 실험 값과 본 연구에서 계산된 결과를 비교한 결과, 정형조 사면에 대한 PDD(percent depth dose)는 buildup 영역을 제외하면 $\pm$1% 이내, 비정형 조사면의 경우 $\pm$3% 이내에서 실험값과 일치하였다. 또한, wedge filter에 대한 PDD 및 profile은 $\pm$3% 이내, 45$^{\circ}$ oblique 입사빔에 대한 선량은 $\pm$4% 이내에서 실험값과 일치하였다. 비균질 보정의 경우 Lung/water 경계에서 7% 과소 평가되었고, Bone/water 경계에서 3% 과대 평가되는 것으로 나타났다. 이들 결과를 종합해 볼 때, 비균질 보정을 제외하고는 비교적 정확하게 선량을 계산하는 것으로 평가되었다. 추후 대부분의 상용 2.5D 치료계획시스템 (radiation treatment planning system; RTP)들이 비균질 보정 방법으로 사용하고 있는 Equivalent TAR(tissue-air ratio) 방식을 구현시키고자 하며, 본 연구에서 구현된 선량계산 모듈을 교육 및 연구용으로 활용할 수 있을 것으로 기대 한다.것으로 기대 한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.234-238
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• 2011

온보드영상장치(OBI)를 사용하고 있는 콘빔CT(CBCT)를 이용하여 인체 팬텀 자세 및 위치와 모의치료시 인체 팬텀 자세 및 위치를 비교하여 CBCT의 3D 타깃 위치의 유용성을 평가하고자 한다. 실제방사선 치료와 동일한 과정으로 모의 치료계획을 하기 위해서 인체 팬텀(The Rando Phantom) 을 set up 한다. 기준점에 놓인 인체팬텀에서 CBCT를 이용하여 평행이동 및 회전이동 하였다. 이때 얻어진 영상들의 위치 차이에 대한 평균 및 편차를 인체 팬텀의 실제 이동 값과 비교하였다. 실험은 10회씩 반복하여 오차의 표준 편차를 구하였다. CBCT로 획득한 영상과 모의치료 시 획득한 CT영상을 비교하는 3D/3D 매칭에서 평균 setup의 residual error의 평균 및 표준편차는 lateral $0.2{\pm}-0.2$ mm, longitudinal $0.4{\pm}0.3$ mm, vertical $-0.4{\pm}0.1$ mm 로 각각 0~4 mm의 범위 이내로 나타났다. 모의실험 된 회전 내용은 $0.4{\pm}0.2$ mm, $0.3{\pm}0.3$ mm, 그리고 $0.3{\pm}0.4$ mm이다. 회전에 의한 error는 $0{\sim}0.6^{\circ}$ 범위이다. 인체 팬텀을 이용한 CBCT 3D/3D 매칭은 모의 치료 시와 환자 치료 시 정확한 정합을 함으로써 error를 최소화 하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제29권2호
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• pp.99-106
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• 2011

목 적: 본원에서 시행된 세기조절방사선치료(IMRT) 환자의 질환별 정도관리(QA) 결과를 통해 오차의 원인과 정도를 확인하고 오차를 줄일 수 있는 개선점을 찾아 임상에 적용하고자 한다. 대상 및 방법: IMRT를 시행한 환자 50명(두경부, 28명; 유방, 14명; 골반부, 8명)에 대한 질환별 QA 결과를 분석하였다. 각각의 경우에 대해 film을 이용하여 gamma index를 구하였고, 이온함을 이용한 점 선량을 측정하여 치료계획 시스템의 선량과 비교 분석하였다. 결 과: 점 선량 측정에서는 50명의 환자 중 45명의 환자는 치료 계획된 선량과 측정된 선량의 오차가 ${\pm}3%$ 이내로 오차를 보였다. 최대 오차는 3.6%, 전체 평균 오차 0.17% (SD=2.25%)의 오차율을 보였다. 질환별로 살펴보면 두경부 -0.13% (SD=1.93%), 유방 -0.26% (SD=2.79%), 골반부의 경우 0.24% (SD=2.44%)의 오차율을 보였다. 상대선량 측정에서는 측정된 필름의 Gamma index distance to agreement (DTA) - dose difference (DD) 3 mm-3%의 기준에서 두경부 6%, 유방 10%, 골반부 6%의 오차를 보였다. 등선량곡선 90% 이상의 영역에서는 두경부 2%, 유방 1%, 글반부 0%의 오차를 보였다. 결 론: 치료 위치에 따른 오차의 원인과 개선점을 파악하여 보다 양질의 IMRT를 구축하기 위한 기반을 다질 필요가 있을 것으로 생각한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권3호
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• pp.167-174
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• 2003

정위적방사선수술과 같은 경우 치료계획 수립 시 병변의 정확한 위치뿐만 아니라 정확한 부피와 모양을 아는 것도 매우 중요하다. 병변의 확인을 위해서 때로는 혈관조영영상이 이용되기도 하는데 동정맥 기형과 같은 경우 이 방법이 병변의 구별을 위하여 가장 좋은 방법이기 때문이다. 병변의 정확한 위치는 두개의 투사영상으로부터 얻을 수 있지만 두 개의 투사영상 만으로는 병변을 3차원적으로 재구성하는 것은 불가능하다고 여겨지고 있다. 본 연구의 목적은 다수의 투사 영상들을 이용하여 병변을 3차원적으로 재구성하는 것이다. 이때 병변의 위치는 기존에 제안된 방법에 의하여 이미 알고 있다고 가정하였으며 모든 과정은 병변의 중심을 원점으로 하는 표적좌표계에서 수행되었다. 본 연구에서는 6개의 투사영상이 이용되었는데 정면과 측면 투사영상은 체적소(voxel)로 구성된 재구성상자를 구하기 위하여 이용되었으며 나머지 네 개의 투사영상은 역투사 방법(back-projection method)에 의하여 재구성 상자(Reconstruction Box) 내에서 3차원적으로 재구성하는데 이용되었다. 이 방법의 정확도와 해상도는 병변의 크기와 모양에 따라 달라질 수 있다. 본 연구에서 제안된 알고리듬의 검증을 위하여 C 언어와 Matlab을 이용하여 타원체 모델과 말굽형 모델에 대하여 투사영상을 얻고 그 영상을 이용하여 재구성해보았다. 타원체모델의 경우에는 원래의 모델보다 약간 크게 재구성되었지만 모양과 방향, 위치가 정확함을 확인할 수 있었다. 말굽형 모델은 재구성된 모양이 원래의 모양과 차이가 많이 났지만 기존 방법에 비하여 실제 모양에 근접하게 재구성할 수 있었으므로 병변을 확인하는 경우에는 도움이 될 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권2호
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• pp.131-141
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• 2007

목 적: Irregular Surface Compensator (ISC)를 이용한 유방암의 방사선치료 계획과 쐐기필터를 이용한 치료계획의 선량분포 및 폐야의 선량을 비교, 평가 하고자 한다. 대상 및 방법: 수술 후 조직결손이 있는 유방암 환자를 대상으로 쐐기필터를 이용한 접선조사와 ISC를 이용한 접선조사로 처방선량(5,040 cGy)의 95%가 유방조직에 분포하도록 Varian (미국)사의 Eclipse (RTP)로 치료계획을 수립하여, 고선량영역과 선량체적분포도를 비교하고, 구형아크릴팬텀에 film을 이용하여 치료계획검증을 실시하였다. 결 과: 쐐기필터를 이용한 접선조사의 경우 치료부위 내에서 최대선량점 107.5%와 20 Gy의 선량이 폐의 체적에 7.63%가 조사되며, ISC의 경우 치료부위 내에서 최대선량점 106.4%와 폐의 체적 6.5%에 20 Gy 조사되도록 설계되었다. 팬텀을 이용한 필름 측정결과 개조사야와 쐐기필터를 이용한 경우 105$\sim$110%의 고선량 지역이 팬텀의 상부에 바나나 모양과 양쪽 가장자리에 각각 분포 하였으며 ISC의 경우 100$\sim$105%의 고른 선량 분포로 나타났다. 결 론: 쐐기필터를 보상체로 이용할 경우 선량계산 단면의 선량분포 조절은 가능하였으나 그 외 다른 치료부위의 입체적 조절이 불가능하여 선량분포를 개선 할 수 없었고 ISC는 선량의 입체적 조절이 가능하여 피부 표면이 불균등한 치료부위의 선량 보정과 심부 정상조직의 선량감소 등의 이점이 있어 유방이외 조직결손이 많은 수술부위 치료 등에도 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제18권2호
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• pp.89-96
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• 2006

목 적: 방사선치료를 목적으로 촬영된 CT영상을 이용하여 조직내 불균질 물질 및 체위고정 기구에 대한 보정이 선량계산 결과에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 대상 빛 방법: 체내불균질 물질의 다양한 사례를 알아보기 위하여 본원에서 제작한 물팬텀($250{\times}250{\times}250mm^3$) 내부에 (1) 뼈 (2) 금속 (3) 조영제 (4) 고정기구(Head holder/Vac-lok) 등 CT Number를 변화시킬 수 있는 물질을 삽입하여 CT촬영을 시행 하였다. 각기 다른 형태의 불균질 CT영상을 전산화치료계획장치(RTP)에 입력하여 동일한 조건(SAD=100 cm 조사야=$10{\times}10cm^2$, 깊이=10cm, 1문조사)으로 에너지별(4, 6, 10 MV X-선) 처방선량 100 cGy를 얻기 위한 선량계산(MU)을 시행하여 비교, 분석하였다. 결 과: 물로만 구성된 팬텀을 기준값으로, 불균질 보정계수 차이는 뼈조직 상태인 경우는 $2.7{\sim}5.3%$, 금속물질인 경우 $2.7{\sim}3.8%$, 조영제인 경우 $0.9{\sim}2.3%$, Head holder $0.9{\sim}2.3%$, Head holder와 Pillow인 경우 $3.5{\sim}6.9%$, 그리고 Vac-lok인 경우 $0.9{\sim}1.5%$의 차이로 나타났다. 결 론: 체내의 불균질 보정계수 차이는 임상적으로 그 적용 형태가 다양하고, 일관성을 보이지 않으며, 조사문수가 증가함에 따라 그 차이가 1%미만으로 허용 가능할 것이나, 고정 기구등에 의한 불균질 보정은 충분히 고려하여 선량계산의 부정확도를 최소화 시켜야 할 것으로 사료된다.