• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제11권2호
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• pp.147-155
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• 2000

Patient dose verification is one of the most important parts in quality assurance of the treatment delivery for radiation therapy. The dose distributions may be meaningfully improved by modulating two dimensional intensity profile of the individual high energy radiation beams In this study, a new method is presented for the pre-treatment dosimetric verification of these two dimensional distributions of beam intensity by means of a charge coupled device video camera-based fluoroscopic device (henceforth called as CCD-VCFD) as a radiation detecter with a custom-made software for dose calculation from fluorescence signals. This system of dosimeter (CCD-VCFD) could reproduce three dimensional (3D) relative dose distribution from the digitized fluoroscopic signals for small (1.0$\times$1.0 cm$^2$ square, ø 1.0 cm circular ) and large (30$\times$30cm$^2$) field sizes used in intensity modulated radiation therapy (IMRT). For the small beam sizes of photon and electron, the calculations are performed In absolute beam fluence profiles which are usually used for calculation of the patient dose distribution. The good linearity with respect to the absorbed dose, independence of dose rate, and three dimensional profiles of small beams using the CCD-VCFD were demonstrated by relative measurements in high energy Photon (15 MV) and electron (9 MeV) beams. These measurements of beam profiles with CCD-VCFD show good agreement with those with other dosimeters such as utramicro-cylindrical (UC) ionization chamber and radiographic film. The study of the radiation dosimetric technique using CCD-VCFD may provide a fast and accurate pre-treatment verification tool for the small beam used in stereotactic radiosurgery (SRS) and can be used for verification of dose distribution from dynamic multi-leaf collimation system (DMLC).

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권1호
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• pp.62-69
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• 2012

적응 방사선 치료(Adaptive Radiation Therapy, ART)를 실행하기 위한 매 치료 마다 획득되는 Megavoltage cone-beam CT (MVCBCT) 영상을 이용한 재 선량 계산 과정은 필수적이다. 본 연구의 목적은 intensity 보정 방법을 적용한 MVCBCT 영상 기반의 선량 계산 결과와 kilo-voltage CT (kV CT) 영상 기반의 선량 계산 결과의 비교 및 MVCBCT 영상 기반의 선량계산 정확성의 향상이다. MVCBCT 영상의 intensity 교정을 위해 kV CT와 MVCBCT을 이용하여 12 종류의 전자밀도 바를 제공하는 Cheese 팬텀 영상을 획득하고, Cheese 팬텀 영상의 동일한 전자밀도 바에서 표현되는 kV CT 영상과 MVCBCT 영상의 intensity 관계를 도출하였다. 이후 kV CT, MVCBCT를 이용한 Rando 팬텀 영상을 획득하여 MVCBCT 영상은 3차원 강체 정합을 수행하였고 본 과정을 통해 MVCBCT 영상은 kV CT 영상과 마치 동일한 모달리티에서 획득한 영상과 같은 위치 및 intensity 분포로 변환되었고, MVCBCT 영상의 잡음을 없애기 위한 Gaussian smoothing 필터를 적용하였다. 위의 과정을 거친 MVCBCT 영상을 토대로 intensity 교정을 적용한 영상과, intensity 교정을 적용하지 않은 영상, kV CT영상을 기반으로 방사선 치료 계획 시스템을 이용한 선량 계산을 시행 하였다. 선량 계산의 결과는 선량 분포의 차이 및 Percentage difference로 평가되었다. Intensity 보정을 적용한 MVCBCT 영상의 선량 계산 결과의 경우 kV CT 영상 기반의 선량 계산 결과와의 Percentage difference가 두경부 영상의 경우 1.08%, 흉부 영상의 경우 2.44%였다. 본 연구에서 적용한 intensity 변환을 통해 MVCBCT 영상을 이용한 선량 계산의 정확성이 향상됨을 확인하였고, 본 연구 방법은 실제 선량 계산에 적용 및 사용의 편리성을 확인하였다. 차후 연구 계획도 본 연구 내용에 의해 제안되었다.

• 대한두경부종양학회:학술대회논문집
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• 대한두경부종양학회 2002년도 제19차 학술대회
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• pp.252-252
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• 2002

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권4호
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• pp.196-202
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• 2016

We aim to develop the breast bolus by using a 3D printer to minimize the air-gap, and compare it to commercial bolus used for patients undergoing reconstruction in breast cancer. The bolus-shaped region of interests (ROIs) were contoured at the surface of the intensity-modulated radiation therapy (IMRT) thorax phantom with 5 mm thickness, after which the digital imaging and communications in mdicine (DICOM)-RT structure file was acquired. The intensity-modulated radiation therapy (Tomo-IMRT) and direct mode (Tomo-Direct) using the Tomotherapy were established. The 13 point doses were measured by optically stimulated luminescence (OSLD) dosimetry. The measurement data was analyzed to quantitatively evaluate the applicability of 3D bolus. The percentage change of mean measured dose between the commercial bolus and 3D-bolus was 2.3% and 0.7% for the Tomo-direct and Tomo-IMRT, respectively. For air-gap, range of the commercial bolus was from 0.8 cm to 1.5 cm at the periphery of the right breast. In contrast, the 3D-bolus have occurred the air-gap (i.e., 0 cm). The 3D-bolus for radiation therapy reduces the air-gap on irregular body surface that believed to help in accurate and precise radiation therapy due to better property of adhesion.

• 대한두경부종양학회지
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• 제19권1호
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• pp.9-15
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• 2003

Purpose: To introduce our early experience with intensity-modulated radiotherapy (IMRT) in the treatment of nasopharyngeal carcinoma. Methods and Materials: Eight patients who underwent IMRT for no disseminated nasopharyngeal carcinoma at the Asan Medical Center between September 2001 and November 2002 were evaluate by prospective analysis. According to the 1997 American Joint Committee on Cancer staging classification, 5 had Stage III, and 3 had Stage IVB disease. The IMRT plans were designed to be delivered as a 'Simultaneous Modulated Accelerated Radiation Therapy' (SMART) using the 'step and shoot' technique with a MLC (multileaf collimator). Daily fractions of 2.2-2.5Gy and 1.9-2Gy were prescribed and delivered to the GTV and CTV and clinically negative neck node, respectively. The prescribed dose was 70A-79.0Gy to the gross tumor volume (GTV), 60Gy to the clinical target volume (CTV) and metastatic nodal station, and 46Gy to the clinically negative neck. All patients also received weekly cisplatin during radiotherapy. Acute and late normal tissue effects were graded according to the Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) radiation morbidity scoring criteria. Results: Follow-up period was ranging from 5 to 18 months. All patients showed complete response and loco-regional control rate was 100% but one patient died of malnutrition due to treatment related toxicity. There were no Grade 3 or 4 xerostomia and all patients had experienced improvement of salivary gland function. Conclusion: 'Simultaneous Modulated Accelerated Radiation Therapy' (SMART) boost intensity-modulated radiotherapy technique allows parotid sparing as evidenced both clinically and by dosimetry. Initial tumor response and loco-regional control was promising. It is clinically feasible. A larger population of patients and a long-term follow-up are needed to evaluate ultimate tumor control and late toxicity.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권1호
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• pp.39-49
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• 2010

목 적: 좌측 유방의 방사선치료에 있어, 3 빔 또는 5 빔을 이용한 세기변조방사선치료(intensity modulated radiation therapy, IMRT)와 다중빔조사영역 치료기법(multistatic fields techniques, MSF) 사이의 선량학적 차이를 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 개선된 선량 균일성을 만들 수 있는 가능성을 지닌 두 종류의 방사선치료 기술을 서로 비교 분석하였다. 첫째, 다중빔조사영역치료로 주조사야와 소조사야를 동시에 사용하여 치료하였다. 둘째, 고정된 다엽 조준기를 사용하는 IMRT로, 3 빔 또는 5 빔을 이용하였다. 유방보존술 후 방사선치료를 받은 16명의 초기 좌측 유방암 환자들을 대상으로 방사선치료계획들을 세운 다음, 이들을 선량학적 측면에서 비교 분석하였다. 결 과: $V_{95}$와 선량균일지수의 평균값은, 이 세 치료 사이에 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. 방사선처방선량의 110% 이상을 받는 극심한 열점은 세 치료 모두에서 관찰되지 않았다. 동측 폐와 심장의 피폭 선량측정인자들에 대한 Tukey 검정에서, 세기변조방사선치료가 다중빔조사영역치료에 비해 저선량 영역의 피폭 선량을 유의하게 증가시킨 반면, 오히려 고선량 영역에서는 다중빔조사영역치료가 방사선 피폭을 약간 증가시켰다. 결 론: 선량 균일성 개선을 위해, 통상적인 쐐기기법 대신, 세기변조방사선치료보다 쉽게 계획되고 실시 될 수 있는 다중빔조사영역치료의 적용은 초기 좌측 유방암의 방사선치료 기술로 적합하다고 생각한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권4호
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• pp.189-195
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• 2016

This paper aims to verify the clinical feasibility of a custom-made film created by a laser cutting tool for End-to-End (E2E) quality assurance in robotic intensity modulated radiation therapy system. The custom-made film was fabricated from the Gafchromic EBT3 film with the size of $8^{{\prime}{\prime}}{\times}10^{{\prime}{\prime}}$ using a drawing that is identical to the shape and scale of the original E2E film. The drawing was created by using a computer aided design program with the image file, which is obtained by scanning original E2E film. Beam delivery and evaluations were respectively performed with the original film and the custom-made film using fixed-cone collimator on three tracking modes: 6D skull (6DS), Xsight spine (XS), and Xsight lung (XL). The differences between total targeting errors of the original and custom-made films were recorded as 0.17 mm, 0.3 mm, and 0.17 mm at 6DS, XS, and XL tracking modes, respectively. This indicates that the custom-made film could yield nearly equivalent results to those of the original E2E film, given the uncertainties caused by distortions during film scanning and vibrations associated with film cutting. By confirming the clinical feasibility of a custom-made film for E2E testing, it can be expected that economic efficiency of the testing will increase accordingly.

• Radiation Oncology Journal
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• 제35권4호
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• pp.325-331
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• 2017

Purpose: There is controversy regarding the cosmetic outcome after accelerated partial breast radiation (APBR). We report the cosmetic outcome from a single-arm prospective clinical trial of APBR delivered using intensity-modulated radiation therapy (IMRT) in elderly patients with stage I breast cancer (BC), using a novel fractionation schedule. Materials and Methods: Forty-two patients aged ${\geq}65$, with Stage I BC who underwent breast-conserving surgery were enrolled in a phase I/II study evaluating a 2-week course of APBR. Thirty eligible patients received 40 Gy in 4 Gy daily fractions. Cosmetic outcome was assessed subjectively by physician/patient and objectively by using a computer program (BCCT.core) before APBR, during, and after completion of the treatment. Results: The median age was 72 years, the median tumor size was 0.8 cm, and the median follow-up was 50.5 months. The 5-year locoregional control in this cohort was 97% and overall survival 87%. At the last follow-up, patients and physicians rated cosmesis as 'excellent' or 'good' in 100% and 91 %, respectively. The BCCT.core program scored the cosmesis as 'excellent' or 'good' in 87% of the patients at baseline and 81% at the last follow-up. The median $V_{50}$ (20 Gy) of the whole breast volume (WBV) was 37.2%, with the median WBV $V_{100}$ (40 Gy) of 10.9%. Conclusion: An excellent rate of tumor control was observed in this prospective trial. By using multiple assessment techniques, we are showing acceptable cosmesis, supporting the use of IMRT planned APBR with daily schedule in elderly patients with early stage BC.

• 전자공학회논문지
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• 제53권5호
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• pp.143-151
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• 2016

본 연구의 목적은 별도의 방사선 외부 검출장치 없이 스마트폰 자체의 CMOS 반도체 소자만을 활용하여 의료용 방사선 발생장치에서 발생하는 방사선을 효율적으로 검출하기 위한 최적의 조건과 알고리즘을 개발하는 것이다. 본 연구를 통하여 스마트폰에 내장된 CMOS 반도체 소자에 X-선의 선량을 증가시켜가면서 CMOS 영상 센서에서 반응하는 픽셀의 개수 및 밝기 등을 측정하였다. 스마트폰의 전면 카메라가 후면 카메라보다 노이즈가 적고 X-선과 같은 방사선에 대한 반응 특성이 우수하였다. 섬광결정을 사용한 간접 검출방식에 보다 CMOS 자체에 X-선을 반응시키는 직접 검출방식이 더 적은 선량까지 정확하게 검출이 가능하였다. 또한 X-선에 대한 선량의존성은 역치값을 넘어가는 픽셀의 개수를 계산한 Pixel number에 비해 개별 반응한 픽셀의 밝기까지 이용한 Pixel intensity가 더욱 선형적으로 나타났다. 컬러모델에 의한 실험에서는 스마트폰의 컬러모델인 YUV 컬러모델의 값 중 픽셀의 밝기값의 정보를 가지고 있는 Y값을 활용하면 방사선 검출에 있어 효율적일 것으로 사료된다. 향후 이와 같은 방사선 검출을 위한 최적의 조건들과 효율적 검출 알고리즘들에 대한 추가적인 연구가 진행된다면 방사선 선량의 관리가 효율적이며 체계적으로 이루어 질 수 있기 때문에 국민보건건강에 일조 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권1호
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• pp.85-92
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• 2017

목 적: 세기조절방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy; IMRT)에서 영상유도 시스템은 치료의 정확성 확보에 유리하다. 특히 골반치료의 경우 장기들의 위치와 모양이 환자상태 및 외부적 환경에 따라 변형이 발생하여 치료 전 확인이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 직장암 치료 시 골반 내 변화요인을 분석하였고, 자세의 재조정 방법을 고안해 적용하고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 시행한 직장암 환자 40명을 대상으로 하였고, 환자들의 치료 전 영상 530건을 분석하였다. 평가 항목으로 골격구조, 방광, 직장 내 가스, 소장, 연부조직, 체중감소 여부를 매우 좋음, 좋음, 나쁨 3단계로 구분하였고 각각의 건수와 비율을 산출하였다. 나쁨의 경우가 1개 이상 시 각각의 방법으로 해당 항목에 대해 재조정을 시행하였으며 그 비율을 구하였다. 결 과: 각각의 평가조건에서 치료하기에 매우 좋은 경우는 19.2 %였다. 치료에 적절한 경우는 54.9 %, 치료에 부적절한 경우는 25.8 %였으며, 치료에 부적절한 경우에는 재조정을 시행하여 치료 진행을 하였다. 결 론: 골반 내 장기의 변화는 같은 환자일지라도 치료 시 마다 다른 결과를 나타냈다. 평가 지표에 따라 진행이 부적절한 경우는 25.8 %였으며 재조정을 통하여 환자 자세 재현성을 확보 후 치료가 가능하였다. 따라서 정밀하게 계획되는 IMRT의 직장암 치료 시에는 영상유도시스템을 이용하여 정확한 치료가 필요하다 사료된다.