방사선 치료에서 각 방사선치료 관련 장비의 주기적인 정도관리는 매우 중요하나, 방사선 발생장치에 비하여 방사선치료계획시스템(RTPS)에 대한 정도관리는 아직 미흡한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 방사선치료계획시스템의 정도 관리를 위해서 주기적인 정도관리 항목을 제시하고, 수행함으로써 국내에서 사용하고 있는 치료계획시스템들의 성능을 비교, 평가해보고자 한다. 정도관리 항목은 입ㆍ출력 장치와 같은 비 선량학적 측면과 선량계산 결과에 관련된 선량학적 측면으로 크게 분류하였고, 수행 시간, 에러 발생률, 중요도에 따라서 주간, 월간, 연간, 비정기적으로 분류하였다. 불균질 상태를 모사한 물 등가 고체팬톰을 컴퓨터단층 촬영하여 영상을 얻었으며, RTPS에 입력하여 정도관리를 수행하였다. 입출력 장치는 장비의 오작동 여부를 점검하고 입출력 후 실제 영상과의 크기 차이를 비교하였고, 선량계산 항목은 정방형 조사면, 부정형 조사면, 쐐기 조사면, 불균질 물질 보정, 사방향 조사 등에 대해 수행하였다. 에너지는 6 MV, 10 MV를 이용하여 이온검출기를 통해 기준점에서의 실제 측정값을 얻었고, 계산된 값과 실제 측정한 값을 비교하여 RTPS의 정확도를 평가하였다. 기하학적 정확도와 선량의 정확도를 평가한 결과 선진 각국 및 각 학회에서 권고하고 있는 허용 범위 내에서 대부분 일치하였다. 따라서 방사선치료의 성적을 향상시키기 위해서 주기적인 정도관리가 요구되며, 본 연구결과를 토대로 RTPS의 정확성을 평가하기 위하여 국내 실정에 적합한 주기적인 정도관리 프로그램을 제시할 수 있을 것으로 생각된다.
Purpose: Even if the wedge filter is widely used for the radiation therapy to modify the photon beam intensity, the wedged photon beam dose calculation is not so easy. Radiation therapy planning systems (RTPS) have been used the empirical or semi-analytical methods such as attenuation method using wedge filter parameters or wedge filter factor obtained from measurement. However, these methods can cause serious error in penumbra region as well as in edge region. In this study, we propose the dose calculation algorithm for wedged field to minimize the error especially in the outer beam region. Materials and Method: Modified intensity by wedge filter was calculated using tissue-maximum ratio (TMR) and scatter-maximum ratio (SMR) of wedged field. Profiles of wedged and non-wedged direction was also used. The result of new dose calculation was compared with measurement and the result from attenuation method. Results: Proposed algorithm showed the good agreement with measurement in the high dose-gradient region as well as in the inner beam region. The error was decreased comparing to attenuation method. Conclusion: Although necessary beam data for the RTPS commissioning was increased, new algorithm would guarantee the improved dose calculation accuracy for wedged field. In future, this algorithm could be adopted in RTPS.
본 연구에서는 6종에 대한 RTP의 실험 결과에 대하여 오차를 평가하고 AAPM Report-62의 평가 항목에 적용하여 RTP 오차의 허용범위 여부를 조사하였다. 이를 위하여 NDR (Normalized dose rate) 개념을 도입하여 RTP 계산값과 측정값을 동일한 기준으로 비교할 수 있도록 하였다. 평가결과 대부분의 RTP들은 차폐조사면과 불균질 물질의 계산에서 허용범위 이내의 오차를 보였으나 표면 불균일성에 대해서는 대부분 허용범위를 초과하는 것으로 나타났다.
The morphological properties of various structure materials of domestic and foreign reconstituted tobacco products(RTP) were investigated by using the Bauer-McNett classifier and the image analyzer. The results of the fiber classification showed the fraction of the bigger size structure materials was larger in a domestic RTP than that in two foreign RTPs. In case of fine fraction, the domestic RTP had bigger fine fraction than two foreign RTPs. Images of each structure materials showed the scrap in the foreign RTPs kept the original shape which were rare in the domestic RTP fractions. Those results deduced that the raw materials in a foreign RTP process might be treated separately depending on the mechanical and morphological properties, which could reduce the amount of fine generation and increase the efficiency in raw material treatment.
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$) 및 정형ㆍ부정형, 불균질 측정이 가능한 물등가고체팬톰을 제작하였고, 컴퓨터단층촬영(AcQsim)을 통해 영상을 얻었으며, RTPS(AcQplan)에 입력하여 영상 내 기준점에서의 선량값을 계산하였다. RTPS를 통해 계산된 값의 평가를 위해 동일한 조건하에서 각 기준점에 대한 실제 측정을 이온함을 이용하여 측정하였다. 평가 항목으로는 정방형 조사면, 부정형 조사면, 쐐기 조사면, 불균질 물질 보정, 사방향 조사 등에 대해서 알고리즘별로 수행하였다. 결과 : RTPS를 이용하여 계산된 값과 실제 측정한 값을 비교하여 RTPS의 정확성을 평가한 결과로 합성의 불확도 허용 기준 (3%), 선속 중심축 상에서의 허용 기준 (2%) 등, 선진 각국 및 각 학회에서 권고하고 있는 허용 범위 내에서 잘 일치하였다. 결론 : RTPS는 측정된 심부선량과 선량분포 등 물리적인 인자에 의존하는 제한성이 있고, 실제로 선량계산 알고리즘과 기하학적 변화에 따라 계산값과 측정값 간에 차이가 발생할 수 있었다. 실제 인체의 체윤곽 불균일성과 불균질성을 모사한 팬톰을 제작하여 이용함으로써 다양한 RTPS간의 비교를 통한 치료 선량의 정확성을 평가하고, 방사선 치료의 원활하고 정확한 수행을 위해 실용적이고, 보편적인 치료계획 시스템의 정도관리 방법과 절차서를 수립하는데에 유용할 것으로 사료된다.
최근 분산 환경에서 실시간 데이터 교환에 대한 요구가 증가하면서 발간/구독(publish/subscribe) 기반의 데이터 중심 통신 미들웨어인 DDS (Data Distribution Service)에 대한 관심 또한 증대되고 있다. 현재 다수의 벤더 및 연구단체에서 DDS 미들웨어를 제공하고 있으나 이들 간에 메시지 교환 포맷, 디스커버리 방식 등의 차이로 인해 상호연동이 제대로 되지 않는 문제가 있다. 이에 따라, OMG에서는 네트워크를 통한 메시지 교환을 위한 표준명세인 RTPS (Real-Time Publish-Subscribe)를 정의함으로써 서로 다른 DDS 간의 상호운용성을 제공하고자 하고 있다. 본 논문에서는 DDS의 핵심 기능인 디스커버리의 상호운용성을 위해 RTPS에서 정의하고 있는 SDP (Simple Discovery Protocol)에 대해서 분석하며 SDP의 구현을 위한 효율적인 설계방안을 제공한다.
국제방사선량 및 측정위원회(ICRU)가 쐐기인수를 정의하고 있지만 방사선치료계획장치는 쐐기에 관한 다른 개념을 도입하여 선량을 보정하기도 한다. 개념이 다른 인수들은 아주 다르게 정의되어 있기 때문에 그 값도 용납될 수 없을 정도로 다를 수 있어서 심각한 선량오차가 발생될 수 있다. 설치된 방사선치료기(Cinac 21EX, Varian, 미국)에는 물질쐐기(위와 아래)와 위턱에 의한 쐐기 기능이 있고 방사선치료계획장치(RTPS)로 Eclipse(Varian, 미국)와 Pinnacle$^{3}$(ADAC, 미국)가 사용되고 있다. 물질쐐기와 기능상쐐기의 쐐기인수, 쐐기상대출력인수 및 쐐기출력인수를 물팬톰에서 이온함으로 측정하여 조사면크기와 쐐기위치, 쐐기각, X선 투과력, 측정조건에 따라 분석하고 비교하였다. 기능상쐐기가 물질쐐기에 비해 여러 가지 요인에 크게 영향을 받으며, 기능상쐐기의 쐐기인수 등에 영향을 미치는 주된 요인은 조사면크기와 쐐기각 이었다. X선 투과력도 쐐기인수 등에 약간의 영향을 미쳤다. 쐐기에 관련된 상이한 개념의 인수는 그 값이 6 MV는 63%, 15 MV는 59% 이상 다를 수 있기 때문에 선량오차를 줄이기 위해 방사선치료계획장치에 활용되는 인수를 파악하고 RTPS에 합당한 값을 입력해야 한다.
방사선치료계획시스템의 MU계산 결과를 포괄적이고 독립적으로 검증할 수 있고 빔데이터 관리를 위한 사용자 친화적인 프로그램을 개발하였다. 선량계산의 정확성을 향상시키기 위해서 축이탈 인자, 빔 경화효과, 비균질성 보정 등의 요소를 계산 알고리듬에 포함하였고 상시적 정도관리 결과로 측정된 빔데이터로의 경신이 용이하도록 하였다. 기준깊이, SSD 등의 측정조건이 다를 때에 보정하는 알고리듬을 구현하였다. 상용 스프레드시트의 워크시트 함수를 빔데이터베이스 접근에 사용하였고, Visual Basic for Application (VBA) 개발환경을 사용하여 graphic user interface (GUI)를 구현하였다. 프로그램의 정확도를 평가하기 위하여 동일한 빔 데이터를 가진 치료계획 시스템을 이용하여 213개의 경우에 대한 팬톰의 선량을 계산하고 비교하였다. 또한 3차원 입체조형방사선 치료를 받은 17명의 환자데이터로부터 108개의 MU계산 기록을 추출하여 본 프로그램에서 계산된 MU와 비교하였다. 가상의 팬톰을 대상으로 계산을 수행한 결과, 과도한 비균질 영역계산을 제외하면 계산된 MU가 치료계획시스템과 3% 이내에서 잘 일치하였고, 환자 데이터를 이용한 계산에서도 과도한 비균질 영역 계산을 제외한 모든 계산에서 최대오차가 5% 이하로 나타났다. VBA 및 Microsoft Excel 워크시트 인터페이스를 이용하여 임상에 이용될 빔데이터 자료의 자동 생성 및 빔데이터 비교 템플릿 등의 용이성이 판명되었다. 본 프로그램을 이용하여 치료계획시스템의 정확성을 포괄적으로 검증할 수 있으므로 치료계획시스템의 정도관리 및 환자의 독립적 선량검증을 효과적으로 수행할 수 있다. 빔데이터베이스 생성 기능을 이용하여 빔데이터의 주기적 관리 경신 및 대단위 빔데이터베이스의 모니터링을 효율적으로 수행할 수 있다.
CT관전압 및 기종의 변화에 따른 전자밀도 환산곡선 값의 변화가 상용 전산화치료계획장치의 선량계산 결과에 미치는 영향을 고찰하였다. CT기종 및 관전압을 달리하며 전자밀도 환산용 팬톰에 대한 CT 영상을 얻어서 여러 조직등가물질에 대해 전자밀도와 CT수의 관계를 구하였다. 동일 전자밀도에 대해 관전압이 감소함에 따라 고밀도의 골조직으로 갈수록 큰 CT수를 보였으며, 연조직에서는 거의 차이가 없었다. 전자밀도 환산곡선 값의 변화가 선량계산 결과에 미치는 정도를 알아보기 위하여 치료계획장치 상에서 폐조직과 골조직을 포함하는 물 팬톰을 그려서 만들고, 이들 가상 조직의 후방 위치에서 6 MV 광자선에 의한 선량을 계산하였다. 그 결과 폐조직, 물, 골조직의 순서로 선량이 높았으며, 골조직에 의한 선량은 관전압이 낮을수록 높은 값을 보였고, 이는 10 MV의 경우에도 동일하였다. 임상 적용의 예로서 폐 및 골반 부위의 CT 영상을 이용한 선량계산에서는 6 MV 및 10 MV모두 전자밀도 환산곡선 값의 변화에 따른 차이는 없었으며, 전자밀도 환산곡선을 구하는데 이용한 CT 기기와 선량을 계산하는데 이용한 영상을 얻은 CT 기기가 다른 데서 오는 것으로 판단되는 오차로서 최대 1.5%의 상대선량차이를 보였다.
유무선 통신 기술 및 인터넷의 발전으로 인터넷 방송, VOD 등과 같은 멀티미디어 서비스가 일반화되고 있다. RTP는 인터넷상에서 실시간 멀티미디어 데이타를 전송하는데 적합하도록 IETF에서 제정한 프로토콜이다. RTP는 주로 라이브러리 형태로 구현되어 다양한 애플리케이견에 사용되나, 라이브러리 형태로 사용되는 RTP는 성능 측면에서 문제가 있어 이를 개선한 프로토콜이 embeddedRTP이다. 본 논문에서는 기존의 커널 레벨 RTP인 embeddedRTP를 기반으로 그 문제점을 보완하며, API를 네트워크 애플리케이션에서 널리 사용되는 BSD 소켓 API와 통합하고 그 성능을 개선한 ExtendedERTP를 제안한다. embeddedRTP의 API가 BSD 소켓 API에 통합되어 기존의 네트워크 스택이 RTP를 내장하게 되면, 사용자들은 별도의 RTP 라이브러리를 사용할 필요 없이 익숙한 BSD 소켓 API 형태의 인터페이스를 통해 실시간 데이타를 송수신할 수 있다. 본 논문은 또한 embeddedRTP에 비해 패킷 처리 속도를 15$\sim$20% 가량 향상시키는 방안과 패킷 처리에 필요한 메모리 요구량을 기존의 3.5% 수준으로 줄일 수 있는 방안을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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