• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.86-89
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• 2002

The purpose is to develop a system to reduce the organ movement from the respiration during the 3DCRT or IMRT. This research reports the experience of utilizing personally developed system for mobile tumors. The patients clinical database was structured for 10 mobile tumors and patient setup error measurement and immobilization device effects were investigated. The RMRD system is composed of the respiratory motion reduction device utilized in prone position and abdominal strip device(ASD) utilized in the supine position, and the analysis program, which enables the analysis on patients setup reproducibility. Dose to normal tissue between patients with RMRDs and without RMRDs was analyzed by comparing the normal tissue volume, field margins and dose volume histogram(DVH) using fluoroscopy and CT images. And, reproducibility of patients setup verify by utilization of digital images. When patients breathed freely, average movement of diaphragm was 1.2 cm in prone position in contrast to 1.6 cm in supine position. In prone position, difference in diaphragm movement with and without RMRDs was 0.5 cm and 1.2 cm, respectively, showing that PTV margins could be reduced to as much as 0.7 cm. With RMRDs, volume of the irradiated normal tissue (lung, liver) reduced up to 20 % in DVH analysis. Also by obtaining the digital image, reproducibility of patients setup verify by visualization using the real-time image acquisition, leading to practical utilization of our software. Internal organ motion due to breathing can be reduced using RMRDs, which is simple and easy to use in clinical setting. It can reduce the organ motion-related PTV margin, thereby decrease volume of the irradiated normal tissue.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권5호
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• pp.108-117
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• 1997

To prove the stability and the effectiveness of the robust non-linear friction control suggested and proved analytically in the previous paper, the describing function analysis is introduced. The instability of the Southward's nonlinear friction compensation for a digital position control and the improvement of phase margin of the robust nonlinear friction compensation are verified qualitatively through the describing function analysis. Those controls are applied to a single-axis digital servo driving experimental setup which has inherent stick-slip friction and experimental results confirm the results obtained in and the effectiveness of the robust nonlinear friction compensation for a digital position control.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.117-125
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• 2021

목 적: 본 연구는 뇌 정위 방사선수술에서 비 동일 면빔 사용 시 couch 회전에 따른 Set-up 오차에 대한 상관관계를 알아보고 선량 학적 차이 평가를 통해 치료 용적의 추가적인 margin 설정을 제안하고자 한다. 대상 및 방법: 4개의 Arc beam을 사용하였으며 전체 beam 중에 non coplanar beam의 빈도 수를 달리하는 각각의 시나리오 치료 계획을 만들었다. 이후 couch를 회전한 후 Exact system을 이용하여 couch Setup 오차 값을 측정하였다. 이를 적용하여 재 치료 계획을 만들어 선량적 정확성을 평가하였다. 결 과 : Couch가 30°, 45°, 60°, 90°로 회전하였을 시 X축 이동 값의 평균은 각 0.29 mm, 0.26 mm, 0.51 mm, 0.08 mm으로 측정되었다. Y축 이동 값의 평균은 각 0.75 mm, 0.5mm, 0.35 mm, 0.29 mm 으로 측정되었다. Z축 이동 값의 평균은 각 0.5 mm, 0.28 mm, 0.22 mm, 0.1 mm으로 측정되었다. 선량 학적 결과로는 1-NC VMAT, 2-NC VMAT, 3-NC VMAT 모두 각 initial plan 대비 D99에서 0.1%, 3.1%, 1.9% 선량 감소하였고 1-NC VMAT의 GTV의 CI(Conformity Index)는 0.8이며 2-NC VMAT는 0.79, 3-NC VMAT는 0.75이다. 결 론 : NC-VMAT의 뇌 정위 방사선수술 시 전체 beam의 개수 중 50% 이상의 non coplanar beam을 사용하여 치료하는 경우 couch 회전 시 image verification 이 각각 필요하다. 그러나 선형가속기 장비 특성상 couch가 회전된 상태에서 image verification이 가능하지 않다면 GTV에 couch 회전으로 인한 최대 오차 값을 포함하는 1.5 mm margin을 추가하여 치료 계획을 수립하는 것이 유용할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.286-293
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• 2015

본 연구의 목적은 폐암의 정위체부방사선 치료 환자에 대하여 정위체부고정기구 사용 유무에 따른 셋업 정확성을 비교 평가하고자 한다. 본원에서 정위체부방사선치료를 받은 총 40명의 환자를 대상으로, 정위체부고정기구를 기반으로 한셋업 방식의 환자군 20명과 고정기구 없이 Wing board를 사용한 환자군 20명으로 구분하여 각 셋업오차를 비교, 분석 하였다. 폐암의 정위체부방사선치료는 총 4~5회에 걸쳐 48~60 Gy 조사되었다. 매 치료 전, 먼저 레이저를 이용하여 환자를 치료중심점에 위치시킨 후 On-board kV 영상장치를 이용하여 2차원 직각영상을 얻어 척추를 기준으로 환자의 위치를 조정한 다음, 3차원 체적 영상을 획득 하여 종양의 위치를 치료중심점에 일치시키고, 마지막으로 호흡에 의한 종양의 위치 확인 및 조정을 위해 2차원 직각 투시영상을 이용하였다. 각 과정에서 얻은 테이블 이동 및 회전 값을 조사하여, 셋업 군별로 계통오차 및 랜덤오차를 구하였다. 고정기구 사용유무에 따른 통계적 유의성을 검증하기 위하여 계통오차에 대한 t-test 시행을 하였고, 셋업의 재현성의 차이를 보기위해 랜덤오차에 대한 F-test를 시행하였다. 나아가 이러한 셋업 방식의 차이가 셋업 여유분의 크기 결정에 영향이 있는지 여부를 평가하기위해 치료계획체적의 여유분을 계산하여 두 방식의 차이를 비교하였다. 정위체부 고정기구를 사용했을 때의 셋업 오차는 수직방향, 길이방향, 수평방향으로 각각 $0.05{\pm}0.25cm$, $0.20{\pm}0.38cm$, $0.02{\pm}0.30cm$이었다. 반면에, Frameless immobilizer을 사용한 단순 고정방법을 사용했을 때의 셋업 오차는 수직방향에서만 통계적으로 유의하게 $-0.24{\pm}0.25cm$으로 증가함을 보였으나, 길이방향, 수평방향에 대해서는 각각 $0.06{\pm}0.34cm$, $-0.02{\pm}0.25cm$의 작거나 비슷한 결과값을 보였다. 정위체부 고정기구를 사용했을 경우, 수직방향, 수직방향 및 길이방향으로의 여유분은 각각, 0.67 cm, 0.99 cm, 0.83 cm였고, Frameless immobilizer시 수직방향으로 0.75 cm, 길이방향으로 0.96 cm, 수평방향으로 0.72 cm로써 수평방향에서 최대 0.11 cm 차이가 남을 알 수 있었다. 결론적으로 정위체부고정기구를 사용하는 것이 환자 자세 재현성을 향상시켜 셋업 오차를 환자의 전후, 위아래 방향으로의 약 0.1~0.2 cm씩 줄일 수 있을 것으로 평가하였다. 다만 정위체부 고정기구 사용에 따른 시간 소요 및 치료절차의 복잡성에 비해 그 효과는 그리 크지 않았다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제30권1호
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• pp.36-42
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• 2012

Purpose: To evaluate the radial displacement of clinical target volume in the patients with node negative head and neck (H&N) cancer and to quantify the relative positional changes compared to that of normal healthy volunteers. Materials and Methods: Three node-negative H&N cancer patients and five healthy volunteers were enrolled in this study. For setup accuracy, neck thermoplastic masks and laser alignment were used in each of the acquired computed tomography (CT) images. Both groups had total three sequential CT images in every two weeks. The lymph node (LN) level of the neck was delineated based on the Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) consensus guideline by one physician. We use the second cervical vertebra body as a reference point to match each CT image set. Each of the sequential CT images and delineated neck LN levels were fused with the primary image, then maximal radial displacement was measured at 1.5 cm intervals from skull base (SB) to caudal margin of LN level V, and the volume differences at each node level were quantified. Results: The mean radial displacements were 2.26 (${\pm}1.03$) mm in the control group and 3.05 (${\pm}1.97$) in the H&N cancer patients. There was a statistically significant difference between the groups in terms of the mean radial displacement (p = 0.03). In addition, the mean radial displacement increased with the distance from SB. As for the mean volume differences, there was no statistical significance between the two groups. Conclusion: This study suggests that a more generous radial margin should be applied to the lower part of the neck LN for better clinical target coverage and dose delivery.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권3호
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• pp.155-165
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• 2010

목 적: 4-dimensional computed tomography (4DCT) 영상과 on board imaging (OBI) 및 real time position management (RPM) 장치로 매 회 치료 시마다 얻은 호흡연동 직각 kilovolt (KV) 준비 영상(gated orthogonal kilovolt setup image)을 이용해 간암 환자를 치료하는 동안 발생하는 종양 위치의 불확실성을 평가하고자 했다. 대상 및 방법: 3차원입체조형치료가 예정된 20명의 간암 환자를 대상으로 RPM과 전산화단층촬영모의치료기를 이용해 치료계획용 4DCT를 시행했다. 표적 근처에 위치한 간동맥화학색전술 후 집적된 리피오돌(lipiodol) 혹은 횡격막을 종양의 위치 변이를 측정하는 표지자로 선택했다. 표지자의 위치 차이를 이용해 온라인 분할간 및 분할중 내부 장기 변이와 움직임 진폭을 측정했다. 측정된 자료의 정량적 평가를 위해 통계 분석을 실시했다. 결 과: 20명 환자로부터 측정된 표지자의 분할간변이의 중앙값은 X (transaxial), Y (superior-inferior), Z (anterior-posterior) 축에서 각각 0.00 cm (범위, -0.50~0.90 cm), 0.00 cm (범위, -2.4~1.60 cm), 0.00 cm (범위, -1.10~0.50 cm) 였다. 4명의 환자에서 X, Y, Z축 중 하나 이상에서 0.5 cm를 초과하는 변이가 관찰되었다. 4DCT와 호흡연동 직각 준비 영상으로부터 얻은 표적의 움직임 진폭의 차이는 X, Y, Z 축에서 각각 중앙값이 -0.05 cm (범위, -0.83~0.60 cm), -0.15 cm (범위, -2.58~1.18 cm), -0.02 cm (범위, -1.37~0.59 cm) 였다. 두 영상간 표적의 움직임 진폭 차이가 1 cm를 초과하는 환자가 Y축 방향으로 3명 관찰되었으며, 0.5 cm 초과 1 cm 미만의 차이를 보이는 환자도 Y축과 Z축 방향을 합쳐 5명 관찰되었다. 분할중 표지자 위치 변이의 중앙값은 X, Y, Z축에서 각각 0.00 cm (범위, -0.30~0.40 cm), -0.03 cm (범위, -1.14~0.50 cm), 0.05 cm (범위, -0.30~0.50 cm)였으며 2명의 환자에서 1 cm를 초과하는 변이가 Y축 방향으로 관찰되었다. 결 론: 4DCT와 호흡연동 직각 KV 준비 영상으로 얻은 표지자의 분할간, 분할중 및 움직임 진폭에서 큰 변이가 관찰되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제33권1호
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• pp.12-24
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• 2001

The post-LOCA long term cooling (LTC) performance of the Korean Standard Nuclear Power Plant (KSNPP) is analyzed for both small break loss-of-coolant accidents (LOCA) and large break LOCA at cold leg. The RELAP5/MOD3.2.2 beta code is used to calculate the LTC sequences based on the LTC plan of the Korean Standard Nuclear Power Plants (KSNPP). A standard input model is developed such that LOCA and the followed LTC sequence can be calculated in a single run for both small break LOCA and large break LOCA. A spectrum of small break LOCA ranging from \ulcorner.02 to 0.5 k2 of break area and a double-ended guillotine break are analyzed. Through the code calculations, the thermal-hydraulic behavior and the boron behavior are evaluated and the effect of the important action including the safety injection tank (SIT isolation and the simultaneous injection in LTC procedure is investigated. As a result, it is found that the sufficient margin is available in avoiding the boron precipitation in the core. It is also found that a further specific condition for the SIT isolation action need to be setup and it is recommended that the early initiation of the simultaneous injection be taken for larger break LTC sequences.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권3호
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• pp.166-176
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• 2010

목 적: 직장 내 풍선삽입을 하는 전립선 암 환자의 3차원 입체조형방사선치료(3D CRT)와 세기조절치료에 대한 적절한 계획표적부피 마진을 구하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 대상 및 방법: 환자는 반듯이 누운 자세에서 치료계획용 CT 촬영과 매 치료 전에 환자의 직장에 풍선이 삽입되었고 70 mL의 공기로 풍선을 팽창시켰다. Anterior-posterior (AP)와 측면에서의 전자식 조사문영상 이미지와 디지털 화재구성사진을 이용하여 치료간 환자 치료위치 및 풍선의 위치 변화를 분석하였다. 두 이미지를 정합하기 위하여 Visual $C^{++}$ 기반의 프로그램을 개발하여 사용하였다. 기존의 방법을 기반으로 풍선에 의한 선량 흐려짐 효과를 고려한 계획표적부피 마진을 구하는 방법 고안하였다. 결 과: 환자치료위치의 치료간 변화는 모든 방향에서 평균 1 mm 이내로 나타났다. 풍선의 치료간 변화는 left-right (LR) 방향에 비해 superior-inferior (SI)와 AP 방향으로 크게 나타났다. 풍선의 무작위오차를 포함시켜 새로 고안된 1차원 계획표적부피 마진 구하는 방법을 사용하여 마진을 구한 결과, 3D CRT의 경우에는 LR 방향으로 3.0 mm, SI 방향으로 8.2 mm, AP 방향으로 8.5 mm로 계산되었다. Intensity modulated radiation therapy의 경우, LR 방향으로 4.1 mm, SI 방향으로 7.9 mm, AP 방향으로 10.3 mm로 마진이 계산되었다. 결 론: 풍선의 무작위오차는 전립선 모양의 변형을 일으켜서 선량분포에 영향을 준다. 따라서, 새로 고안된 계획표적부피 마진을 구하는 방법에는 풍선에 의한 선량 흐려짐 효과가 고려되었다. 이 방법은 풍선의 무작위오차만 계산에 포함하기 때문에 풍선의 계통오차에 대한 보정을 전제로 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권1호
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• pp.24-31
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• 2006

유방암 환자의 방사선치료에 있어 치료도중(intrafractional) 및 분할 치료 간(intefractional)에 발생되는 오차를 측정하는 자동분석소프트웨어를 개발하였다. 오차 분석 결과는 3차원 입체조형 방사선치료를 임상에 적용하기에 앞서 적절한 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV)을 설정하는 데 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 전자포탈영상장치(Electrical Portal imaging Device, EPID)로써 Portal Vision LC250 액체 충전형 이온화 검출기를 사용하였다(fast frame-averaging 모드, 초당 1.4 프레임, 256X256 픽셀). 12명의 환자에 대해 최소 7일 이상씩 영상을 획득하였다. 매 치료마다 평균 8 내지 9개의 영상을 각 빔에 대해 얻었다(분당 400 MU 선량률). 총 2,931 (720 측정을 포함하는)개의 영상을 정량적으로 분석할 수 있는 자동화 영상 분석 소프트웨어를 개발하였다. 이를 통해 호흡으로 인해 발생하는 치료도중 오차와 분할 치료간 발생하는 분할치료오차의 표준편차($\sigma$)들을 계산하였다. 신뢰 구간 95%로 임상표적체적(Clinical Target Volume, CTV)을 포함할 수 있는 PTV 마진은 $2\;(1.96\;{\sigma})$으로 계산되었다. 주로 호흡으로 인해 유발되는 치료도중오차를 보상하기 위해 필요한 PTV 마진은 2 mm에서 4 mm이었다. 반면에 분할 치료간 오차를 보상하기위해 필요한 PTV 마진은 7 mm에서 31 mm이었다. 12명의 환자에 대한 전체 평균오차는 17 mm이었다. 분할치료 간 오차는 호흡에 의해 유발되는 치료도중 오차에 비해 2배에서 15배까지 더 크게 나타났다. 유방암 치료에 있어 3차원 입체정형조사나 세기조절방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)를 적용하기에 앞서 반드시 셋업 오차의 크기를 측정하여 PTV에 적절히 반영되어야 한다. 유방에 대한 3차원 입체정형조사나 세기조절방사선치료를 위해 반드시 필요한 것은 아니지만, 큰 PTV 마진을 줄여주기 위해서는 영상유도방사선치료(Image Guided Radiation Therapy, IGRT)가 매우 유용하게 이용될 수 있다. 전자포탈영상장치 들은 본 보고서에서 기술한 바와 같은 자동분석소프트웨어를 반드시 포함하여야 한다. 이를 통해 수많은 EPID 영상들을 자동화 처리하고 오차분석을 시행함으로써 각 병원의 임상적용 방법 및 환경에 따라 상이하게 나타날 수 있는 오차의 크기를 감안한 적절한 PTV마진을 구하는데 도움을 얻을 수 있다. 이러한 장치들은 또한 최소의 노력으로 환자 치료를 관찰할 수 있는 귀중한 정보를 제공해 준다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권1호
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• pp.41-52
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• 2002

목적 : 호흡주기에 따른 위치변동 감지센서를 이용하여 종양의 위치가 일정워치에 있을 때만 방사선을 치료하는 호흡 동기치료기구를 제작하고 일정한 호흡주기 상태에서 수행된 CT simulation과 3차원 입체조형치료계획에 따라 방사선을 치료하는 시스템을 개발하고자 하였다. 호흡유무에 따른 종양의 치료 마진(margin)을 측정하고 계획용표적체적(planning target volume:PTV)의 크기에 따른 선량체적표(dose volume histogram:DVH)와 종양억제확률(tumor control probability:NTCP), 건강조직손상확률(normal tissue complication probability:NTCP) 및 선량 통계자료를 통하여 치료성과를 평가하고 선량증강 범위를 예측하고자 하였다. 대상 및 방법 : 종양이 비교적 작고 전이가 없는(T1N0M0) 5명의 폐암환자를 선택하여 X-선 조준장치를 이용하여 횡격막의 이동거리를 측정하는 방법으로 내부장기의 운동을 평가하였다. 호흡동기치료기구는 끌어당김 센서가 부착된 허리띠 모양으로 구성되었으며 이를 흉곽 또는 복부에 부착하여 호흡주기에 의한 흉곽의 크기변동에 따라 센서의 회로가 개폐되고 이것을 선형가속기의 조종간에 연결하는 간단한 기구로서 감도와 재현성이 높았다. 호흡을 배기한 후 일시적 호흡이 정지된 상태에서 Spiral-CT (PQ-5000)로 3차원 영상을 획득하고 Virtual CT-simulator (AcQ-SIM)에 의하여 종양의 위치와 주위 장기들을 확인 도시하였으며 3차원 치료계획장치(Pinnacle, ADAC Co.)를 이용하여 3차원 입체조형치료를 계획하였다. 치료계획의 평가는 호흡동기치료기구의 사용유무에 따른 PTV의 크기에 따라 최적 선량분포를 구사하였으며 각각의 DVH, TCP, NTCP 및 선량통계자료를 도출 비교 검토하였다. 결과 : X-선 simulation에서 폐암환자의 횡격막 이동은 약 1 cm에서 2.5 cm로서 평균 1.5 cm로 측정되었고 자유호흡시 PTV는 CTV (clinical target volume)에 약 2 cm 마진을 주었으며 호흡동기치료기구를 사용하였을 때는 0.5 cm 마진이 적당한 것으로 측정되었다. 종양의 PTV는 연장 마진의 거의 자승비로 증가하였으며 TCP의 값은 마진 범위 $(0.5\~2.0\;cm)$에 관계없이 거의 일정하였고 NTCP의 값은 마진 크기에 따라 평균 $65\%$로 급속히 증가하였다. 결론 : 호흡주기에 따른 위치변동 감지센서를 이용한 호흡동기치료기구는 종양의 위치가 일정할 때만 방사선이 조사되는 간단하고 정확한 장치로서 3차원 입체조형치료 및 강도변조방사선치료에서 매우 유용한 장치임을 확인할 수 있었다. 또한 호흡조절 방사선입체조형치료방법의 기술과 시술절차를 확립시키고 정량적인 선량평가를 위하여 DVH, TCP, NTCP 등의 정량분석과 종양의 투여 선량 증가량(dose escalation)을 예측하는 기초자료를 제공할 수 있었다.