• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권3호
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• pp.127-137
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• 2012

Leksell은 뇌동정맥기형종의 중심에 280 kVp 관전압 방사선빔을 집속하는 방법으로 방사선수술법을 고안 시술한 바 있으며, 이 후 코발트-60 감마 선원 201개의 선속이 헬멧콜리메터를 지나 구의 중심에 초점을 이루게 한 감마나이프를 개발하여 표적병변에 높은 선량을 주어 비침습적으로 수술효과를 얻었다. 선형가속기는 높은 선량률과 1 mm 이내의 갠트리회전중심과 안정된 치료대회전 및 선량성능검증효과와 획기적으로 발전된 3차원선량계획 전산화에 힘입어 정밀하고 높은 정확성에 바탕을 둔 비공면궤적으로 방사선을 환부에 집속할 수 있어, 병변 주위의 정상조직에는 낮은 선량이 도달하고 병변에 높은 선량을 줄 수 있는 뇌정위방사선수술에 이용할 수 있게 되었다. 특히 Photon Knife는 환자의 체축을 이용하여 선속이 환부를 중심으로 종횡의 비공면궤적을 이루게 하여 치료선량분포에서 90%와 50% 선량폭을 2~3 mm 까지 좁힐 수 있는 기법을 보였다. 최근 선형가속기의 방사선수술은 2.5~3 mm 폭의 초박형 다엽콜리메터를 이용한 세기조절에 의한 시술이 늘어나는 경향이며, 종전의 종양의 크기에 따른 제한을 넘어 3 cm 이상의 종양에도 시행되고 있다. 뇌정위방사선수술은 선량모델을 뒷받침하는 마이크로 선량계측 및 평가와 성능보증이 필수적이며 선량분포의 경사도를 높이는 기법이 지속적으로 연구되어야 한다. 특히 초박형다엽콜리메터를 이용한 방사선수술은 다엽콜리메터 요철(Tongue and groove) 에 의해 일어나는 표적내 선량저하 부위를 평가하고 균등한 표적선량이 이루어지도록 하며, 마이크로 분해능을 가진 선량검증 방법이 앞으로 더욱 발전할 것으로 보인다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제11권1호
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• pp.175-181
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• 1993

방사선수술을 시행하기 위해서는 종양의 위치결정, 흡수선량 계산, 그리고 치료를 위한 특수제작된 기구와 컴퓨터 프로그램이 요구된다. 본 연구의 목적은 선형가속기의 전반적인 기계적 정밀도를 확인하고 선형가속기를 이용한 방사선수술에 있어서의 선량계산 알고리즘을 개발하는 것이다. 치료기계의 정렬과 전반적인 치료체계의 성과에 대한 점검을 행하였고 백분율 심부선량, 중심축외 선량비, 그리고 출력인자와 같은 기본 계산자료를 측정하였다. 또한, 입체방사선수술을 위한 3차원적 치료계획 체계를 개발하였다. 선량분포를 계산하기 위하여 C-언어를 이용한 컴퓨터 프로그램을 작성하였고 하드웨어로는 IBM PS/2 (Intel 80386 SX, 24 MHz)를 사용하였다. 그 결과, 주 병원이 보유한 선형가속기의 겐트리와 테이블 회전에 따른 중심점에 대한 오차는 2 mm 이내로 방사선수술을 시행하기에 충분하였다. 팬톰실험에 따르면, 컴퓨터 단층촬영을 이용한 위치결정을 포함한 표적에의 빔의 일치도는 역시 2mm 이내였다. 끝으로, 본원에서 개발한 3차원적 치료계획의 정확도는 필름을 이용한 선량측정을 통하여 입증되었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제33권3호
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• pp.233-241
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• 2015

Purpose: To compare volumetric modulated arc therapy of RapidArc with robotic stereotactic body radiation therapy (SBRT) of CyberKnife in the planning and delivery of SBRT for hepatocellular carcinoma (HCC) treatment by analyzing dosimetric parameters. Materials and Methods: Two radiation treatment plans were generated for 29 HCC patients, one using Eclipse for the RapidArc plan and the other using Multiplan for the CyberKnife plan. The prescription dose was 60 Gy in 3 fractions. The dosimetric parameters of planning target volume (PTV) coverage and normal tissue sparing in the RapidArc and the CyberKnife plans were analyzed. Results: The conformity index was $1.05{\pm}0.02$ for the CyberKnife plan, and $1.13{\pm}0.10$ for the RapidArc plan. The homogeneity index was $1.23{\pm}0.01$ for the CyberKnife plan, and $1.10{\pm}0.03$ for the RapidArc plan. For the normal liver, there were significant differences between the two plans in the low-dose regions of $V_1$ and $V_3$. The normalized volumes of $V_{60}$ for the normal liver in the RapidArc plan were drastically increased when the mean dose of the PTVs in RapidArc plan is equivalent to the mean dose of the PTVs in the CyberKnife plan. Conclusion: CyberKnife plans show greater dose conformity, especially in small-sized tumors, while RapidArc plans show good dosimetric distribution of low dose sparing in the normal liver and body.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제42권4호
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• pp.286-292
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• 2007

Objective : Gamma Knife Stereotactic Radiosurgery (GK SRS) has become an important treatment modality for vestibular schwannomas. We evaluated the tumor control rate, patterns of tumor volume change and preservation of hearing following low-dose radiation for vestibular schwannomas in a homogeneous cohort group in which the mean marginal dose was 12 Gy. Methods : A total of 59 patients were enrolled in this study. All enrolled patients were followed-up for at least 5 years and the radiation dose was 11-13 Gy. Regular MRI, audiometry and clinical evaluations were done and tumor volumes were obtained from MRI using the OSIRIS program. Results : The tumor control rate was 97%. We were able to classify the patterns of change in tumor volume into three categories. Transient increases in tumor volume were detected in 29% of the patients and the maximum transient increase in tumor volume was identified at 6 to 30 months after GK SRS. The transient increases in tumor volume ranged from 121% to 188%. Hearing was preserved in 4 of the 12 patients who had serviceable hearing prior to treatment. There were no other complications associated with GK SRS. Conclusion : Low-dose GK SRS was an effective and safe mode of treatment for vestibular schwannomas in comparison to the previously used high-dose GK SRS. Transient increases in tumor volume can be identified during the follow-up period after low-dose GK SRS for vestibular schwannomas. Physicians should be aware that these increases are not always indicative of treatment failure and that close observation is required following treatments. Unfortunately, a satisfactory hearing preservation rate was not achieved by reducing the radiation dose. It is thought that hearing preservation is a more sophisticated problem and further research is required.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제45권3호
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• pp.157-163
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• 2009

Objective : In recent years, CyberKnife has emerged as an important treatment modality in the management of pituitary adenomas. Treatment results after performing CyberKnife and the complications of this procedure are reviewed. Methods : Twenty-six patients with pituitary adenomas received stereotactic radiosurgery with the CyberKnife (CKRS). The follow-up periods ranged from 7 months to 47 months (mean$\pm$SD : $30{\pm}12.7$ months). The patients consisted of 17 with non-functioning adenomas, 3 with prolactinomas and 6 with acromegaly. The change in the tumor volume, visual acuity, hormonal function, and complications by this therapy were analyzed in each case. Results : The tumor control rate was 92.3%. Hormonal function was improved in all of the 9 (100%) functioning adenomas. Hormonal normalization was observed in 4 of the 9 (44%) patients with a mean duration of 16 months. In two patients (7.6%), visual acuity worsened due to cystic enlargement of the tumor after CKRS. No other complications were observed. Conclusion : CyberKnife is considered safe and effective in selected patients with pituitary adenomas. However, longer follow-up is required for a more complete assessment of late toxicity and treatment efficacy.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.146-149
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• 2002

The aim of stereotactic radiosurgery(SRS) is to deliver a high dose to a target region and a low dose to critical organ through only one or a few irradiation. To satisfy this aim, optimized irradiating conditions must be searched in the planning. Thus, many mathematical methods such as gradient method, simulated annealing and genetic algorithm had been proposed to find out the conditions automatically. There were some limitations using these methods: the long calculation time, and the difficulty of unique solution due to the different shape of tumor. In this study, optimization protocol using ideal models and data base was proposed. Proposed optimization protocol constitutes two steps. First step was a preliminary work. Some possible ideal geometry shapes, such as sphere, cylinder, cone shape or the combination, were assumed to approximate the real tumor shapes. Optimum variables such as isocenter position or collimator size, were determined so that the high dose region could be shaped to fit ideal models with the arrangement of multiple isocenter. Data base were formed with those results. Second, any shaped real targets were approximated to these models using geometry comparison. Then, optimum variables for ideal geometry were chosen from the data base predetermined, and final parameters were obtained by adjusting these data. Although the results of applying the data base to patients were not superior to the result of optimization in each case, it can be acceptable as a starting point of plan.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제17권9호
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• pp.4233-4235
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• 2016

Background: Whole brain radiotherapy (WBRT) and stereotactic radiosurgery were frequently used to palliate patients with brain metastases. It remains controversial which modality or combination of therapy is superior especially in the setting of limited number of brain metastases. The availability of newer medical therapy that improves survival highlighted the importance of reducing long term radiation toxicity associated with WBRT. In this study, we aim to demonstrate the hippocampal sparing technique with whole brain and integrated simultaneous boost Materials and Methods: Planning data from 10 patients with 1-5 brain metastases treated with SRS were identified. Based on the contouring guideline from RTOG atlas, we identified and contoured the hippocampus with 5mm isocentric expansion to form the hippocampal avoidance structure. The plan was to deliver hippocampal sparing whole brain radiotherapy (HSWBRT) of 30 Gy in 10 fractions and simultaneous boost to metastatic lesions of 30 Gy in 10 fractions each. Results: The PTV, hippocampus and hippocampal avoidance volumes ranges between 1.00 - 39.00 cc., 2.50 - 5.30 cc and 26.47 - 36.30 cc respectively. The mean hippocampus dose for the HSWBRT and HSWBRT and SIB plans was 8.06 Gy and 12.47 respectively. The max dose of optic nerve, optic chiasm and brainstem were kept below acceptable range of 37.5 Gy. Conclusions: The findings from this dosimetric study demonstrated the feasibility and safety of treating limited brain metastases with HSWBRT and SIB. It is possible to achieve the best of both worlds by combining HSWBRT and SIB to achieve maximal local intracranial control while maintaining as low a dose as possible to the hippocampus thereby preserving memory and quality of life.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권3호
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• pp.135-138
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• 2002

치료대상 병소에 분할 방사선수술을 시술할 경우 회전중심(isocenter)은 정확하고 재현성 이 있어야 한다. 본 연구는 노발리스 방사선 수술장비와 정위 마스크 시스템을 사용한 분할방사선 수술에서 회전중심의 재현성을 측정하고 평가 하였다. 마스크는 열가소성 재질의 상용을 사용하였고 회전중심의 재현성을 측정하기 위해 고안된 머리 모양의 아크릴 팬텀에 맞도록 제작하였다. 팬텀의 내부에는 직경 5 mm의 아크릴봉을 수직으로 세우고 그 끝단을 회전중심으로 선택하였으며 예상되는 회전중심점에 pin hole을 낸 monochromic 필름을 설치하여 방사선 조사 후 회전중심의 재현성을 측정할 수 있도록 하였다. 측정 결과 회전중심은 공간오차가 평균 1 mm 이내이고 표준편차 또한 2 mm 이내여서 이미 보고된 타 문헌에서의 측정값과 비교해 볼 때 모든 측정값이 제시된 오차범위 내에 있었다. 결론적으로 분할방사선수술에 사용하는 정위 마스크 시스템은 매우 정확하고 재현성이 우수하였으며, 실제로 방사선 수술대상의 병소의 직경이 10 mm 정도 이상이라면 일반적인 한번의 고선량 방사선 수술에 정위 마스크 시스템의 사용이 가능할 것으로 사료된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권5호
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• pp.365-373
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• 2002

병변의 정확한 위치 결정은 정위적 방사선 수술에서 정상조직을 보호하고 방사선을 정확히 병변에 조사하기 위하여 매우 중요하다. 병변의 검출 및 위치 결정에 보편적으로 사용되는 디지털 혈관조영술에서는 영상증배관의 기하학적 특성으로 인해 영상이 중심부로 휘는 바늘겨레 왜곡이 발생하게 된다. 이러한 왜곡은 병변 위치 결정의 오차를 증가시키므로 보정해주어야만 한다. 본 연구에서는 이러한 왜곡을 보정하기 위하여 바늘겨레 왜곡을 모사한 영상을 만들었다. 이렇게 만든 왜곡 모사 영상을 기하학적 변환 방법인 bilinear 변환과 polynomial 변환을 사용하여 보정하였다. 이러한 보정 방법으로 왜곡을 보정한 영상과 왜곡되지 않았을 때의 영상을 모사한 원영상과의 각 화소값과의 차이를 구하여 통계적인 오차를 계산하였다. 보정 결과 두 변환 방법 모두에서 원 영상과의 오차가 2% 이내로 보정 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 서로 다른 두 보정 방법간의 비교에서는 전 영역에서 거의 같은 오차를 나타냄으로써 두 보정 방법간의 차이가 나타나지 않음을 확인하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권2호
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• pp.144-148
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• 2006

삼차신경통은 삼차신경의 안면피부 분포를 따라서 일시에 생기는 전기적 쇼크와도 같은 강한 통증이다. 약물치료로서 통증을 제어할 수 없게 되면 여러 가지 시술로 통증제어를 시도하게 된다. 정위적 방사선수술은 비침습적인 방법으로 부작용이 거의 없이 유의한 통증완화를 이루어 내는 것으로 밝혀져 있다. 그동안 삼차신경통의 방사선수술에 감마나이프가 주로 사용되었지만 최근에 선형가속기도 사용되기 시작하였다. 저자는 삼차신경통 환자 1명에 선형가속기를 이용하여 방사선수술을 시행하였다. 뇌간으로부터 나온 삼차신경 기시부에 5 mm collimator를 이용하여 85 Gy를 조사하였다. 환자는 치료 후 20일 경부터 통증이 거의 소실되었으며 6개월이 지난 현재까지 약물복용 없이도 통증이 없는 상태이다. 환자는 안면 무감각증 등 부작용이 없었다. 선형가속기를 이용한 정위적 방사선수술로 삼차신경통을 치유한 예는 아직 국내에서 보고된 적이 없기에 문헌고찰과 함께 보고한다.