• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제42권3호
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• pp.217-222
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• 2019

The purpose of this study is to evaluate the dose distribution by gantry rotation and MLC moving speed on treatment planning system(TPS) and linear accelerator. The dose analyzer phantom(Delta 4) was scanned by CT simulator for treatment planning. The planning target volumes(PTVs) of prostate and pancreas was prescribed 6,500 cGy, 5,000 cGy on VMAT(Volumetric Modulated Arc Therapy) by TPS while MLC speed changed. The analyzer phantom was irradiated linear accelerator using by planned parameters. Dose distribution of PTVs were evaluated by the homogeneity index, conformity index, dose volume histogram of organ at risk(rectum, bladder, spinal cord, kidney). And irradiated dose analysis were evaluated dose distribution and conformity by gamma index. The PTV dose of pancreas was 4,993 cGy during 0.1 cm/deg leaf and gantry that was the most closest prescribed dose(5,000 cGy). The dose of spinal cord, left kidney, and right kidney were accessed the lowest during 0.1 cm/deg, 1.5 cm/deg, 0.3 cm/deg. The PTV dose of prostate was 6,466 cGy during 0.1 cm/deg leaf and gantry that was the most closest prescribed dose(6,500 cGy). The dose of bladder and rectum were accessed the lowest during 0.3 cm/deg, 2.0 cm/deg. For gamma index, pancreas and prostate were analyzed the lowest error 100% at 0.8, 1.0 cm/deg and 99.6% at 0.3, 0.5 cm/deg. We should used the optimal leaf speed according to the gantry rotation if the treatment cases are performed VMAT.

• 터널과지하공간
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• 제33권5호
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• pp.399-413
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• 2023

본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석 기법을 사용하여 장기분지 유망 저장소 부지에서의 CO₂ 주입을 수치적으로 모델링하고, 주변 지층과 단층에 야기되는 수리-역학적 안정성을 검토하였다. 대상부지의 현장조사와 3D 지질모델을 기반으로 3년간 32,850톤의 CO₂ 주입을 가정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 저류층의 투수계수에 따른 CO₂ 플럼의 유동 경로를 분석한 결과, 투수계수를 10^-14 m²로 가정한 경우 방사형 유동을 보이며 2년 9개월 경과 시 단층에 도달하는 것으로 나타났다. 투수계수를 10^-13 m²로 가정한 경우에는 저류층을 따라 서쪽 방향의 유동이 우세하게 나타났으며 단층 방향으로의 유동은 거의 발생하지 않았다. 주입공 주변의 압력 변화는 3년 동안 0.6 MPa 이하로, 지층 및 단층의 역학적 안정성에 미치는 영향은 미미한 것으로 분석되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권1호
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• pp.74-81
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• 2024

곧 다가올 미래에는 자율운항선박, 육상 원격제어센터에서 제어되는 선박, 그리고 항해사가 탑승하여 운항하는 선박이 함께 공존하며 해상을 운항할 것이며, 이러한 상황이 도래했을 때 해상 교통 환경의 안전을 평가할 수 있는 방법이 필요할 것으로 사료된다. 이에 본 연구에서는 자율운항기술을 사용하여 항해사가 직접 조종하는 선박과 자율운항선박이 공존하는 해상환경 하에서 선박조종시뮬레이션을 통해 통항 안전성을 평가하기 위한 방안을 제시하였다. 자선은 6-자유도 운동 기반의 MMG 모델을 심층 강화학습기법 중 하나인 PPO 알고리즘으로 학습하여 자율운항 기능을 갖출 수 있도록 설계하였다. 타선은 평가 대상 해역의 해상 교통 모델링 자료로부터 선박이 생성되도록 하였고, 기 학습된 선박모델을 기반으로 자율운항 기능을 구현되도록 하였다. 그리고 해양기상 자료 데이터베이스로부터 조위, 파랑, 조류, 바람에 대한 자료를 수집하여 수치 모델을 수립하고 이를 기반으로 해양기상 모델을 생성하여 시뮬레이터 상에서 해양 기상이 재현되도록 설계하였다. 마지막으로 안전성 평가는 기존의 평가 방법을 그대로 유지하되, 선박조종시뮬레이션에서 해상교통류 시뮬레이션을 통한 충돌 위험성 평가가 가능하도록 하는 시스템을 제안하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.123-135
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• 2012

목 적: 비소세포성 폐암 환자의 호흡 조절 방사선 치료 시 호흡에 의한 종양의 움직임을 최소화하는 것이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 자유호흡 주기와 제한호흡 주기를 각각 적용한 치료 계획을 비교, 분석하여 제한 호흡 주기의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 2011년 4월부터 12월까지 비소세포성 폐암 환자 9명(tumor n=10)을 대상으로 환자에게 평소의 호흡주기를 바탕으로 측정한 '자유호흡 주기'와 의도적으로 줄인 '제한호흡 주기'를 '신호모니터-호흡(guided-breathing)'법을 사용하여 각각 훈련을 실시한 후 RPM과 4차원 전산화 단층촬영 모의치료기를 이용해 치료계획용 4D CT를 실시하여 총 10개의 호흡 위상(respiration phase)별 CT 영상을 획득하였다. 각 호흡 주기의 CT 영상에 관측자 두 명이 각각 설정한 육안적 종양체적(Gross Tumor Volume, GTV)과 내부표적체적(Internal Target Volume, ITV)부피를 측정, 비교하였고 들숨(end-inspiration, EI)인 0%와 날숨(end-exhalation, EE)인 50% 위상에서의 center of mass (COM)를 측정하여 종양 움직임의 진폭을 측정했다. 또한 관측자 두명이 각각 두 호흡 주기를 적용한 치료계획을 수립하였고 정상 폐 평균선량(mean dose to normal lung, MDTNL)과 정상 폐 용적의 정상조직합병증확률(normal tissue complication probability, NTCP)을 비교, 분석하였으며 측정된 자료의 정량적 평가를 위해 통계 분석을 실시했다. 결 과: 관측자 두 명의 '제한호흡 주기'를 적용한 치료 계획을 분석한 결과 '자유호흡 주기'에 비해 종양의 3D 방향 움직임이 관측자 1의 경우 38.75%, 관측자 2의 경우 41.10%의 감소율을 보였고 GTV와 ITV의 부피를 측정, 비교한 결과 GTV의 부피는 관측자 1의 경우 $14.96{\pm}9.44%$, 관측자 2의 경우 $19.86{\pm}10.62%$, ITV의 부피는 관측자 1의 경우 $8.91{\pm}5.91%$, 관측자 2의 경우 $15.52{\pm}9.01%$의 감소율을 보였으며 MDTNL과 NTCP를 분석, 비교한 결과 MDTNL은 관측자 1의 경우 $3.98{\pm}5.62%$, 관측자 2의 경우 $7.62{\pm}10.29%$의 감소율을, NTCP의 경우 관측자 1의 결과 $21.70{\pm}28.27%$, 관측자 2의 결과 $37.83{\pm}49.93%$의 감소율을 나타냈다. 또한 두 관측자의 결과 값의 상관관계를 분석한 결과 '자유호흡 주기'에서는 관측자간의 유의한 차이를 보이는 데 비해 '제한호흡 주기'에서는 관측자간의 차이가 없는 감소율을 보였다. 결 론: '자유호흡 주기'에 비해 '제한호흡 주기'를 적용한 치료 계획에서 평가인자들의 상대적인 감소를 나타내어 비소세포성 폐암 환자의 호흡 조절 방사선 치료 시 '제한호흡 주기'의 유용성 및 타당성을 확인할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권1호
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• pp.53-65
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• 2001

목적 : 비인강암 환자의 국소제어율을 향상시키기 위한 목적으로 보상 여과판을 이용한 전방위 강도변조 방사선치료방법(intensity modulated radiation therapy : IMRT)을 계획하고 기존 3차원 입체조형치료방법과 비교하여 최적의 방사선치료방법을 모색하고자 한다. 대상 및 방법 : 3-차원 입체조형치료계획으로 치료받았던 비강암환자(T4N0M0) 1예를 선택하여 치료면의 굴곡과 뼈, 공동 등 불균질 조직으로 인하여 발생되는 표적체적의 선량분포를 균일하게 만들고 주변 정상장기의 손상을 최소화하기 위한 일차 입사선량의 강도 조절을 보상여과판으로 시행 하였다. 환자는 열변성 plastic mask로 고정시킨 후 치료조준용 CT Scan (PQ5000)을 이용하여 3 mm 간격으로 scan 하고 가상조준장치(virtual simulator)와 3차원 방사선치료계획 컴퓨터$(ADAC-Pinnacle^3)$를 이용하여 보상여과판을 제작하였다. 각 조사면을 세분한 소조사선(beamlet)의 강도 가중치(weighting)를 계산하고 가중치에 따른 선량 감약을 보상여과판의 두께로 환산하여 판별이 쉽도록 도표화하였다. 방사선 치료성과의 기준은 정량적으로 평가할 수 있는 선량체적표(dose volume histogram : DVH)와 종양억제확율(tumor control probability : TCP)및 정상조직 손상확율(normal tissue complication probability : NTCP)의 수학적 관계식을 이용하여 치료효과를 평가하였다. 결과 : 전방위 IMRT에서 계획용표적체적(planning target volume: PTV)내의 최소선량과 최대선량의 차이가 입체조형치료계획보다 약간 증가하였으며 평균선량은 강도조절치료계획에서 약 $10\%$, 더 높았고 전체 방사선량의 $95\%$가 포함되는 체적(V95)은 비교적 양쪽 설계방법에서 비슷한 양상을 보이고 있었다. 주위 건강장기들의 DVH에서 방사선에 민감한 장기인 시신경, 측두엽, 이하선, 뇌간, 척수, 측두하악골관절 등은 강도조절치료계획에서 많이 보호되었다. PTV의 종양제어확율은 입체조형치료계획과 강도변조치료계획에서 모두 비교적 균일하였으며 계획선량이 50 Gy에서 80 Gy로 증가함에 따라 TCP가 0.45에서 0.56으로 완만하게 증가하였다. 척수, 측두하악골 관절, 뇌간, 측두엽, 이하선, 시신경교차, 시신경 등 정상장기의 손상확율은 입체조형치료계획보다 강도조절치료계획에서 월등히 감소되었으며 특히 뇌간(brain stem)의 NTCP는 입체조형치료계획에서 보다 강도조절치료계획에서 훨씬 적은 값(0.3에서 0.15)으로 감소되었다. 계획선량의 증가에 따른 TCP와 NTCP를 입체조형치료계획과 강도조절치료계획에서 TCP는 공히 완만한 증가를 보였으나 NTCP값은 선량증가에 비례적으로 증가하였고 입체조형치료계획이 강도조절치료계획보다 월등히 증가하였다. 결론 : 보상여과판을 이용한 전방위 강도변조 방사선치료에서 PTV내의 선량 균일도의 개선은 없었지만 뇌간, 척수강 등 정상장기의 피폭을 줄일 수 있었다. 특히 인체표면의 굴곡이 심하거나 뼈, 동공 등으로 종양에 도달하는 방사선량분포가 균일하지 않을 경우 매우 유리한 치료방법이였다. 방사선치료성적을 평가함에 있어 DVH와 TCP, NTCP 등 수학적 척도를 이용함으로서 치료성과의 예측, 종양선량의 증가(dose escalation), 방사선수술의 지표 및 방사선치료의 질적 상황을 정량적 수치로 평가할 수 있어 방사선치료성과 향상에 기여할 수 있다고 생각한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권2호
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• pp.43-49
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• 2019

목 적: 본 연구는 좌측 유방암 방사선치료에서 환자 호흡방법에 따른 영향에 대하여 치료계획을 통해 비교 분석하고, 깊은 들숨 호흡 정지법(deep inspiration breath hold, DIBH)에서 지속적 기도 양압(continuous positive airway, CPAP)의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 좌측 유방암 환자 총 10명을 대상으로 하였다. 모의치료에서 총 세 가지 호흡법을 적용하여 영상을 획득하였다: 자유호흡법(free breathing, FB); 깊은 들숨 호흡 정지법(DIBH); 들숨 호흡 정지법(inspiration breath hold, IBH); 여기서 DIBH에서는 자가호흡확인 기구인 abches(APEX, Japan)와 IBH에서는 CPAP가 적용되었다. 치료계획은 Ray Station(5.0.2.35, Sweden)을 이용하였고, 용적 강도변조 회전방사선치료법(volumetric modulated arc therapy, VMAT) one partial Arc을 환자당 동일 각도로 적용하였다. 치료계획용적(planning target volume, PTV)의 총 처방선량은 50Gy(2Gy/fx)로 설정하였다. 치료계획분석은 PTV의 95% dose(D95), 처방선량지수(conformity index, CI)와 선량균질지수(homogeneity index, HI)를 비교 분석하였다. 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)인 폐, 심장, 왼내림 앞가지동맥(left anterior descending artery, LAD)을 분석하였다. 결 과: 동축의 폐(ipsilateral lung)의 평균용적 FB, DIBH(Abches), IBH(CPAP)에서 각각 1245.58±301.31㎤, 1790.09±362.43㎤, 1775.44±476.71㎤였다. PTV의 평균 D95는 각각 46.67±1.89Gy, 46.85±1.72Gy, 46.97±2.34Gy였다. 평균 CI(HI)는 각각 0.95±0.02(0.91±0.01), 0.96±0.02(0.90±0.01), 0.95±0.02(0.92±0.02)였다. 폐 전체의 V20(동측 폐)은 각각 10.74±4.50%(20.45±8.65%), 8.29±3.14%(17.18±7.04%), 9.12±3.29%(18.85±7.85%)였다. 심장의 평균 선량(Dmean)은 각각 7.82±1.27Gy, 6.10±1.27Gy, 5.67±1.56Gy였다. LAD의 최대선량(Dmax)은 각각 20.41±7.56Gy, 14.88±3.57Gy, 14.96±2.81Gy였다. LAD에서 흉벽(Chest wall)까지 평균거리는 각각 11.33±4.70mm, 22.40±6.01mm, 20.14±6.23mm였다. 결 론: DIBH와 CPAP에서 FB보다 폐 용적이 커짐으로써, 방사선치료영역인 흉벽과 심장의 거리가 멀어지는 효과 때문에 LAD의 선량을 감소시킬 수 있다. 좌측 유방암 방사선치료 시 DIBH방법의 대체방안으로 CPAP은 임상적 활용도가 높을 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제26권3호
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• pp.189-194
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• 2008

목 적: 본 연구팀은 사지에 발병한 카포시육종의 방사선치료를 위하여, 물볼루스를 사용할 수 있는 기구를 고안하였고, 쌀볼루스 사용시와 비교하여 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 환자가 앙와위 자세에서 하지를 삽입 할 수 있는 폴리스틸렌 상자를 만들고 비닐 재질의 진공비닐을 집어 넣어 물이 누수 되지 않도록 결합하였으며, 진공비닐안에 하지와 물 사이의 공기를 없애기 위해 진공 밸브와 진공 펌프를 연결하여 공기를 제거하였다. 본 연구에서 제작한 물기반 볼루스의 선량 균질도를 비교 평가하기 위해 진공비닐에 하지 팬텀을 삽입한 후 폴리스틸렌 상자에 직접 쌀을 채운 경우, 비닐봉지에 쌀을 담아서 넣은 경우, 그리고 물을 직접 채운 경우에 대해 전산화단층촬영을 시행하였다. 방사선치료계획시스템을 사용하여 공기층의 부피에 의한 밀도의 변화를 분석하였다. 또한 선형가속기를 사용하여 전산화단층 모의치료기와 동일한 셋업에서 하지 팬텀에 필름을 감고, 열형광선량계 6개를 조사야 안에 균등하게 붙여서, 대향이문 조사하여 선량의 균질도 및 선량 값을 측정하였다. 결 과: 각 세 종류 실험의 밀도 측정결과 물볼루스를 기준으로 쌀을 직접 넣은 경우는 14% 감소했으며, 쌀을 비닐 봉지에 나누어 넣은 경우는 18% 감소하였다. 필름의 분석 결과 물볼루스가 쌀볼루스보다 균질도가 $4{\sim}4.4%$ 정도 우수한 것으로 나타났다. 열형광선량계 측정 평균값 분석결과 물볼루스를 기준으로 쌀을 직접 넣은 경우는 3.4% 증가했으며, 쌀을 비닐봉지에 나누어 넣은 경우는 4.3% 증가하였다. 결 론: 자체 제작한 물볼루스 기구는 육안으로 치료 조사야를 확인할 수 있어 셋업의 정확성을 높였으며, 진공 밸브와 진공 펌프를 사용하여 공기층을 감소시켜 치료의 정확성을 높이는 동시에 목적 종양에 균질도가 높은 선량을 부여 할 수 있는 좋은 방안이라 할 수 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제32권3호
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• pp.105-110
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• 2007

최근 CT, MRI, PET등 영상진단기술 및 방사선치료계획 소프트웨어 등이 획기적으로 발전하였음에도 불구하고 자궁경부암의 강내조사는 아직까지 A점 등 ICRU 38에 근거한 치료계획을 보편적으로 사용하고 있다. CT를 이용한 3차원 강내조사 계획은 종양 및 정상조직의 선량-용적 히스토그람(DVH)에 대한 정보를 제공한다. 본 연구에서는 CT를 이용하여 표적용적(CTV)에 목표선량을 조사하는 치료계획(CTV 치료계획)과 ICRU38에 근거한 치료계획(ICRU 치료계획)을 시행하고, 각각에 대한 DVH를 분석하여 두 치료계획간의 종양선량, 직장선량, 방광선량 등을 비교하였다. Ir-192 고선량율강내치료(HDR)를 받은 11명의 환자를 대상으로 하였다. 강내조사 치료계획은 외부방사선치료를 일일선량 180cGy씩 4문조사(Box technique)로 약 40Gy 시행한 후 수립되었으며 모든 환자에서 CT 모의치료기를 이용한 CT가 시행되었고 치료계획은 PLATO(Nucletron) v.14.2를 이용하였다. CT 영상에 CTV, 직장, 방광 등을 도시한 후 CTV에 100%의 선량을 조사하는 치료계획 및 ICRU 38에 근거하여 A점에 100%를 조사하는 치료계획을 수립하였다. 11명 환자의 CTV 용적(평균${\pm}$표준편차)은 $21.8{\pm}26.6cm^3$, 직장 용적은 $60.9{\pm}25.0cm^3$, 방광용적은 $111.6{\pm}40.1cm^3$이었으며, 100%의 선량이 포함하는 용적은 ICRU 치료계획에서는 $126.7{\pm}18.9cm^3$, CTV 치료계획에서는 $98.2{\pm}74.5cm^3$이었다. (p=0.0001). ICRU 치료계획 시 잔류종양의 크기가 4cm 이상인 1례에서는 CTV 용적 $22.0cm^3$가 100% 등선량곡선에 포함되지 않았으며 잔류종양의 크기가 4cm 미만인 나머지 10례에서는 종양용적 이외의 정상조직 $62.2{\pm}4.8cm^3$이 불필요하게 100% 이상의 선량이 조사되었다. ICRU 38의 권고에 따른 방광선량은 ICRU 치료계획 및 CTV 치료계획에서 각각 $90.1{\pm}21.3%,\;68.7{\pm}26.6%$이었고(p=0.001), 직장선량은 $86.4{\pm}18.3%,\;76.9{\pm}15.6%$이었다(p=0.08). 방광 및 직장선량의 최대 점선량 또한 ICRU 치료계획과 CTV계획에서 각각 $137.2{\pm}50.1%$ vs $107.6{\pm}47.9%$, (p=0.008), $101.1{\pm}41.8%$ vs $86.9{\pm}30.8%$ (p=0.045) 로서 CTV 치료계획에서 정상조직에 조사되는 선량이 더 적게 나타났다. 그러나 잔류종양이 4cm 이상인 환자에서는 CTV 치료계획에서 정상조직 선량이 권고 선량보다 현저히 높게 나타났다. 방광 및 직장의 용적선량에서는 투여선량의 80% 이상을 받는 직장용적선량(V80rec)은 ICRU 치료계획 및 CTV 치료계획에서 각각 $1.8{\pm}2.4cm^3,\;0.7{\pm}1.0cm^3$(p=0.02), 방광용적선량(V80bla)은 $12.2{\pm}8.9cm^3,\;3.5{\pm}4.1cm^3$로서 역시 CTV 치료계획에서 적게 조사되었다(p=0.005). 기존의 ICRU 치료계획은 잔류종양의 크기가 작은 경우 불필요하게 정상조직에 많은 선량이 투여되기 때문에 CT를 이용한 CTV 치료계획을 적용하여 정상조직에 대한 피폭을 현저히 낮추고 잔류종양에 목표한 선량을 조사할 수 있다. 다만 잔류종양의 크기가 큰 경우에는 정상조직에 대한 조사선량을 줄이기 위한 효과적 치료계획에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.