• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제7권2호
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• pp.67-77
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• 1996

목적 : 전신자기공명영상장치의 두개부코일링에 삽입할 수 있는 뇌정위표적기를 제작하고, 횡단면, 시상면 및 관상면에서 표적의 입체적 위치를 결정하여 비교하였다. 방법 : 고강도 합성수지를 이용하여 1.5T 의 전신자기공명 영상장치에서 뇌정위시술용 두 개 부고정환에 부착하여 두개부내 표적위치를 결정할 수 있는 뇌정위표적기를 시험제작하였다. 본 연구에서 시험제작된 뇌정위표적기는 자기공명장치 Magnetom 1.5T(Siemens사, 독일)의 두부코일(외경이 260mm) 내에 설치할 수 있도록 하였으며, 횡단면이나 시상면 또는 관상면에서 표적의 위치를 3차원적으로 결정할 수 있게 하여 각 단면에서 결정된 가상표적의 위치를 비 교하였다. 결과 : 위치가 서로 다른 2개의 가상표적에 대한 모의실험 결과, 횡단면에서 x축의 최대오차는 -1.4mm, y축 -0.7mm, z축 1.lmm를 얻었으며, 시상면에서는 X축 1.3, Y축 1.0mm, Z축 1.lmm, 관상면에서는 X축 -1.4mm, Y축 1.1mm, Z축 -1.5mm로 나타나 횡단면, 시상면 및 관상면에서 구한 표적값이 실험오차범위에서 거의 일치하였다. 결론 : 고강도 합성수지를 이용하여 시험제작한 자기공명영상용 뇌정위표적기를 이용하여 두개부내 표적에 대한 모의실험결과 횡단면, 시상면 및 관상면에서 구해진 표적의 위치가 2mm의 오차범위내에서 실제값에 거의 일치함을 얻었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권1호
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• pp.47-54
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• 1999

목적 : CT 영상에 나타난 환부의 표적에 대한 BRW 좌표가 방사선수술기구 (XKnife) 하드웨어의 한계범위를 벗어나는지 신속하게 확인하고, XKnife 컴퓨터로 영상전환시 rod 탐지, 해부학적 구조 변환, 변환방정식 등이 성공적으로 전환되었는지를 입증을 하고자 한다. 대상 및 방법 : 13 명 환자에 대한 표적의 BRW 좌표를 스크린 영상 및 필름 위치결정 과정을 통해 SCS1 컴퓨터로 계산하였고, 표적 및 특이점에 대하여 SCS1 컴퓨터로 계산한 BRW 좌표를 전환된 영상을 근거로 한 XKnife localizer로 구한 BRW 좌표와 비교하였다. 결과 : 13명 환자에 대한 표적의 위치가 BRW 좌표의 VERT 성분에서 모두 -50 mm 보다 크게 나타나 XKnife 하드웨어의 한계범위 내에 존재하였다. SCS1 컴퓨터와 XKnife localizer로 구한 13명 환자의 표적 및 특이점의 BRW 좌표차이의 평균값은 스크린 영상을 이용한 XKnife-SCS1과 필름을 이용한 XKnife-SCS1 두 경우 모두 AP 및 LAT 성분이 1 mm이내, VERT 성분은 0.5 mm 이내였다. 결론 : SCS1 컴퓨터는 표적의 BRW 좌표를 신속 정확하게 계산할 수 있는 수단임이 입증되었고, SCS1 컴퓨터와 XKnife localizer로 구한 BRW 좌표를 비교한 결과 XKnife 컴퓨터로의 영상전환은 성공적으로 수행되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권2호
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• pp.89-94
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• 1999

BRW 정위프레임을 사용하여 정위방사선수술을 시행하기 위해 1) 정위방사선수술용 원형 콜리메이터, 2) 혈관조영술을 통하여 치료 위치 결정을 위한 localizer, 3) 결정된 치료위치를 치료기에서 조준하기 위한 target localizer, 4) 정위방사선수술용 컴퓨터 치료계획 시스템으로 구성되는 정위방사 선수술 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 저자들은 자체 개발한 정위방사선수술 시스템의 임상 적용에 앞서, 인체 모형 팬톰 및 QA용 팬톰을 사용하여 일련의 모의 치료를 시행하여 봄으로써 위치 오차의 정도를 평가하고자 하였다. 실험결과 ,1) 기하 팬톰을 이용한 컴퓨터 치료계획 시스템의 위치 확인 정확도는 평균값, Avg.=(equation omitted)이 1.0mm 이었으며, 2) 치료기의 중심점의 기계적 정밀도는 0.6 $\pm$ 0.2 mm, 3) 컴퓨터단층촬영 및 혈관조영술을 이용한 가상 타켓의 위치 계산의 차이는 0.8 mm 크기 차이는 1.5 mm 로 분석되었고, 4)전 치료과정에 대한 위치오차는 0.9$\pm$0.3 mm 로 나타났다. 이들 결과를 종합해 볼 때 , 저자들이 개발한 정위방사선수술 시스템의 기하학적 위치에 대한 정확도는 임상 적용에 적정 범위 안에 포함되는 것으로 확인하였다. 그러나 이러한 정확도의 유지를 위해서는 정기적인 QA가 필수적이라 하겠다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제13권4호
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• pp.403-409
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• 1995

목적 : 정위적방사선수술시 방사선조사가 이루어지기 전에 두개내의 정위적 표적을 실제 치료위치에서 직접 확인해서 방사선수술의 안정성과 정확성을 높이고자 함. 방법 : 실제 환자의 치료전에 두부의 인체모형의 조각들 사이에 선량측정용 필름을 넣고 가는 침의 끝으로 찌른 부분을 가상적인 표적으로 삼아 컴퓨터단층촬영용 localizer 를 달고 컴퓨터단층촬영을 한 후 방사선수술용컴퓨터로 영상획득을 해서 가상적 표적점의 정위적좌표를 구한다. 이어서 두부의 인체모형을 선형가속기의 table 에 고정시키고 앞에서 구한 표적점의 좌표에 선형가속기의 laser isocenter 를 일치시킨 후 혈관촬영용 localizer 를 달고 전후와 좌우방향의 사진을 찍는다. 이렇게 찍은 port 필름의 분석으로 얻은 정위적좌표와 컴퓨터단층 촬영의 영상획득 (image acquisition) 으로 이미 구한 정위적좌표를 비교해서 차이를 교정해 준 뒤 3 개의 arc 로 정위적 방사선수술을 시행하고 두부의 인체모형에 삽입되었던 필름을 현상하여 선량분포의 중심과 가는 침으로 만든 구멍으로 표시된 표적점의 거리를 필름농도계를 이용하여 측정한다. 실제 환자치료시에도 컴퓨터단층촬영용 localizer 와 혈관촬영용 localizer 를 써서 정위적좌표를 구하는 과정은 인체모형을 이용한 연구에서와 같다. 두 좌표의 차이를 교정한 후 실제 치료로 진행한다. 결과 : 인체모형연구에서는 선량분포의 중심과 표적점의 차이가 0.3 mm 로 잘 일치했다. 실제 환자 1 예 에서는 컴퓨터단층촬영의 영상으로 부터 구한 isocenter 의 좌표와 실제 치료위치에서 혈관촬영용 localizer 를 이용하여 구한 isocenter 의 좌표가 0.6 mm 의 차이를 보여 잘 일치하였다. 결론 : 방사선수술시 정위적 표적점을 방사선조사전에 치료위치에서 확인하므로써 방사선 수술과정의 정확성과 안전성을 높일 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제12권1호
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• pp.20-25
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• 2000

The accuracy of the target localization was evaluated by conventional and spiral CT in stereotactic radiosurgerv. Conventional and spiral CT images were obtained with geometrical phantom, which was designed to produce exact three-dimensional coordinates of several objects within 0.1mm error range. Geometrical phantom was attached by BRW headframe, intermediate head ring, and CT localizer. Twentv-seven slices of conventional CT image were scanned at 3 mm slice thickness. Spiral CT images were scanned at 3 mm slice thickness from the pitch value 1 to 3, and twenty-seven slices of image were obtained per each the pitch value. These CT images were transferred to a treatment planning system(X-knife, Radionics) by ethernet, Three-dimensional coordinates of these images measured from the treatment planning system were compared to known values of geometrical phantom. The mean localization error of the target localization of conventional CT was 1.4mm. In case of spiral CT, the error of the target localization was within 1.6mm from the pitch value 1 to 1.3, but was more than 30mm above the pitch value 1.5. In conclusion, as the localization error of spiral CT was increased in high pitch value compared to conventional CT, the application of spiral CT will be with caution in stereotactic radiosurgery.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제20권1호
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• pp.25-36
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• 1995

The purpose of this research is to develop stereotactic localization and radiation measurement system for the efficient and precise radiosurgery. The algorithm to obtain a 3-D stereotactic coordinates of the target has been developed using a Fisher CT or angio localization. The procedure of stereotactic localization was programmed with PC computer, and consists of three steps: (1) transferring patient images into PC; (2) marking the position of target and reference points of the localizer from the patient image; (3) computing the stereotactic 3-D coordinates of target associated with position information of localizer. Coordinate transformation was quickly done on a real time base. The difference of coordinates computed from between Angio and CT localization method was within 2 mm, which could be generally accepted for the reliability of the localization system developed. We measured dose distribution in small fields of NEC 6 MVX linear accelerator using various detector; ion chamber, film, diode. Specific quantities measured include output factor, percent depth dose (PDD), tissue maximum ratio (TMR), off-axis ratio (OAR). There was small variation of measured data according to the different kinds of detectors used. The overall trends of measured beam data were similar enough to rely on our measurement. The measurement was performed with the use of hand-made spherical water phantom and film for standard arc set-up. We obtained the dose distribution as we expected. In conclusion, PC-based 3-D stereotactic localization system was developed to determine the stereotactic coordinate of the target. A convenient technique for the small field measurement was demonstrated. Those methods will be much helpful for the stereotactic radiosurgery.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권3호
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• pp.169-175
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• 2002

본 연구는 일반광원을 이용한 진단용 X선 모의실험장치 개발의 타당성 검토를 위한 예비연구로서 소규모 실험장치를 제작하고 실제로 X선 투사 영상과 같은 영상을 획득할 수 있는지 여부를 확인하였다. 실험장치는 선원부, 로컬라이저, 검출기부분 등 크게 세부분으로 나뉘어졌다. 공간상에 직교좌표계를 설정하고 표적이 놓이는 위치를 원점으로 하였고, 선원에서 빛이 나오면 표적 투과 후 스크린에 영상이 형성되고 스크린 뒤편에서 디지털카메라로 영상기록 후 좌우 반전하였다. 선원으로부터의 거리에 따른 필드크기의 변화, 핀홀 크기에 따른 음영의 발생과 밝기, 좌표를 통한 오차평가 결과 본 연구에서 개발된 실험장치로 X선 모사실험이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권2호
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• pp.63-69
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• 2004

고선량률 근접치료는 저선량률 근접치료와 비교하여 짧은 시간에 많은 선량이 조사되며, 치료를 위한 최적화가 물리적 요인, 방사선 파라미터, 최적화 알고리즘 같은 여러 복잡한 요인들과 연관되어 있으므로 정확한 선량 전달을 위해서는 정확한 검증 과정을 필요로 한다. 본 연구에서는 앞선 연구에서 제작하였던 선량 검증용 팬톰의 단점을 보완하고 CT나 MRI 시스템에서도 이용할 수 있는 구조를 추가시켜 고선량률 근접 치료의 위치 및 선량 검증을 위한 새로운 자궁경부암용 팬톰을 개발하였다. 또한, 개발된 팬톰을 이용하여 고선량률 근접치료에서의 기존의 필름에 기반한 orthogonal 방법의 위치 확인에 대한 점증을 수행하였다. 위치 확인에 대한 철증은 CT 시스템에서의 좌표를 비교, 분석함으로써 수행되었다. 제작된 팬톰은 자궁경부암 환자를 대상으로 환자의 해부학적 구조를 모사하여 제작하였기 때문에 방광과 직장을 모사한 구와 원기둥의 구조물을 포함하고 있으며, C-arm과 CT 영상을 정확하게 획득하기 위한 localizer를 포함하고 있다. 또한, C-arm 및 CT 좌표 비교 수행을 위하여 알고리즘에 기반한 재구성 프로그램을 직접 IDL 5.5를 이용, window 환경에서 개발하였다. 좌표 비교를 수행한 결과, CT의 좌표가 정확한 좌표라고 가정했을 때 필름에 기반한 방법은 모든 점에서 1.0 mm 이내에서 일치함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 바탕으로 우리는 현재 사용하고 있는 Plato (Nucletron, Netherlands) 근접치료 기기의 위치 확인 알고리즘에 대한 검증을 자체적으로 수행할 수 있었다. 이번 연구에서 새롭게 제작된 팬톰과 소프트웨어는 근접치료의 Qual Assurance (OA) 분야에서 효율적이고 강력한 QA 도구로 자리 잡을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권1호
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• pp.9-14
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• 2002

두부 프레임을 지지하는 방식으로 pedestal mounting system과 couch mounting system의 장점을 수용한, 새로운 형태의 분할 정위방사선 치료 시스템을 개발하였다. 두부 고정을 위한 프레임은 두랄루민으로 제작하였고, 카우치에 부착되게 하였다. 프레임 내에서 환자의 두부를 고정하기 위해 치아 고정장치와 3.2 mm 열프라스틱으로 전두부와 후두부에 마스크를 제작할 수 있다. 정위 좌표 구현을 위한 전산화 단층촬영 localizer는 각 병원에서 많이 사용하고 있는 Brown-Roberts-Walls(B.R.W) 시스템을 사용할 수 있게 하여, 개발된 시스템의 신뢰성을 높이고 제작 단가도 낮추고자 하였다. 프레임 mounting system은 pedestal mounting system을 수정, 보완한 형태로 개발하였다. 시스템은 카우치를 지지하는 바닥 면에 고정되어 카우치에 부착된 프레임과 결합할 수 있고, 시스템과 카우치의 잠금 장치를 푼 채 자유롭게 x, y축으로 유동할 수 있다. 프레임 mounting system의 중심축은 상, 하 방향으로 이동 가능한 포인터 형태로 제작하여, 치료기의 구동 정확성을 검증하는 정도 관리에 응용 가능하다. 개발된 시스템의 재현성과 정확도 검증을 위해 아크릴 팬텀과 포인터를 제작하였고, 전산화 단층촬영 영상에서 획득한 팬텀 내 목표점의 정위 좌표를 dial-gauge와 E.C.L 필름으로 검증하였다. 실험의 결과 x축 방향의 재현성 오차는 0.71$\pm$0.19 mm, y축 방향은 0.45$\pm$0.15 mm, z축 방향 재현성 오차는 0.63$\pm$0.18 mm로 나타났고, 최대 1.3 mm 이내의 우수한 재현성을 보였다. 연구 결과로 개발된 분할 정위방사선 치료 시스템은 재현성이 우수하고, 전체 중량이 가벼워 사용하기 쉽게 제작되었다. 특히 수정된 pedestal frame mounting system으로 설계되어 후두부 방사선 조사가 가능한 장점이 있다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권2호
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• pp.123-129
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• 2007

목 적: 전산화 단층촬영방법(Computed Tomography, CT)에 따라 고식적(Axial), 나선식(Helical), 연속(Cine) 주사방법으로 획득되어진 영상은 주사방법이 다르므로 각각의 재현되는 이미지 상에서 차이가 존재한다. 각각의 전산화 단층촬영 주사방법(scan type)이 움직임을 얼마나 정확히 묘사하는지 알아보고자 구동 팬톰을 이용하여 재현성에 대해 고찰해 보고자 한다. 대상 및 방법: 상 하 방향, 위 아래 방향 움직임을 재현하기 위해 자체 제작한 구동 팬톰과 호흡동조 구동 motor를 이용한다. 구동 motor 위에 표지자를 올려놓고 전산화 단층촬영 시 움직임을 구별하기 위해 표지자에 위치 표시를 위한 방사선 비투과성 물질(Localizer)을 부착한다. 자체 제작한 구동 팬톰을 이용하여 위 아래 움직임은 1.3 cm (16회/1분당)으로 고정 시키고, 호흡동조 구동 motor을 이용하여 상 하 움직임은 0.2 cm (8 rot/1분당)으로 고정 한다. 각각의 움직임을 고정 시키고 난 후, 전산화 단층 촬영 방법에 따라 고식적(Axial), 나선식(Helical), 연속(Cine) 주사방법으로 촬영한다. RPT 장비를 이용하여 움직임을 나타내는 표지자에 부착한 방사선 비투과성 물질과 볼륨 재현성이 정확한지 비교, 분석 한다. 결 과: 표지자의 전체 체적은 88.2 $cm^3$로 위 아래 방향 3 cm, 상 하 방향 0.3 cm 이동을 고려했을 때는 전체 체적이 184.3 $cm^3$이었다. 각각의 전산화 단층촬영방법에 따른 전체 체적은 고식적 주사방법에서는 135 $cm^3$, 나선식 주사방법에서는 164.9 $cm^3$, 연속 주사방법에서는 181.7 $cm^3$였다. 움직임에 대한 재현성을 나타내는 데 있어 연속 주사방법에서 가장 근접하게 표지자를 묘출하였다. 또한, 표지자에 부착한 방사선 비투과성 물질의 재현성에서도 연속 주사방법에서 가장 근접하게 나타내었다. 결 론: 전산화 단층촬영방법에 따른 고식적, 나선식, 연속 주사방법은 움직임에 영향을 많이 받는 장기를 촬영할 때, 움직임에 따른 정확한 장기 묘사 및 종양 조직의 움직임을 재현해야 한다. 본 실험에서 사용한 구동 팬톰을 이용한 표지자를 재현하는데 있어 전산화 단층촬영 시 연속 주사방법에서 촬영 할 때 가장 재현성이 높았다. 하지만, 임상 적용 시 환자의 호흡이나 움직임이 팬톰처럼 일정하지 않기 때문에 이를 위한 환자 교육 및 호흡을 일정하게 해줄 수 있는 장치의 사용 및 개발이 필요하며, 각각의 전산화 단층촬영방법에 대한 피폭선량에 대해서도 고려해야 할 것이라 사료 된다.