• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.201-207
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• 2015

세기조절방사선치료의 선량정확도에 대한 품질보증 과정에서 측정된 데이터를 기반으로 실제 치료 환자 신체 내의 치료 선량분포를 재계산하여 치료계획 시 계산된 선량분포와 비교, 분석을 수행할 수 있는 프로그램들이 개발되어 임상에 사용 중에 있다. 본 연구에서는 아크첵(ArcCHECK)을 사용하여 품질보증 과정에서 측정한 토모테라피 선량 데이터를 기반으로 환자 내 치료선량 분포를 재구성할 수 있는 3DVH 프로그램의 새로운 기능 및 선량정확도를 평가하고자 하였다. 이를 위한 가상의 환자로 이차원 다이오드 검출기 배열 장치인 MapCHECK 영상을 사용하여 토모테라피 치료계획을 수립하고, 아크첵으로 선량을 측정 후 다시 3DVH를 사용하여 MapCHECK 검출기 영역의 선량분포를 재계산한 후, 실제 MapCHECK에서 측정된 선량분포와 비교하여, 그 오차를 분석하였다. 분석 결과, 측정값과 3DVH 계산값 비교를 위한 감마평가에서 평균 합격률은 $92.6{\pm}3.5%$로 측정값과 토모치료계획에서 계산된 선량과의 감마평가 평균 합격률 $99.0{\pm}1.2%$보다 오차가 큼을 보였다. 래피드아크에서 비교한 3DVH 계산값과 측정값의 감마평가 평균 합격률 $99.3{\pm}0.9%$와 비교하였을 경우에도 더 큰 오차를 보여, 토모테라피에서 3DVH 선량 계산 기능을 임상에서 신뢰하고 사용하기에는 더 많은 측정 결과들의 분석과 오차 원인에 대한 분석이 수행되어야 할 것으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제23권2호
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• pp.103-108
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• 2011

목 적: 뇌전이 환자에게 시행하는 고전적인 헬멧(Helmet field)형태의 대향2문방사선조사는 환자두피에 과 선량을 일으키며 이는 탈모의 원인이 된다. 이에 본 연구에서는 환자두피를 보호하기 위한 두피보호 형태(Scalp-shielding shape)의 대향 2문 조사와 토모 치료법을 고전적 방사선치료법과 비교하여 보다 효과적인 탈모 예방의 두피선량을 정량적으로 분석하고자 한다. 대상 및 방법: 두피선량은 RANDO 팬톰을 사용하여 열형광선량계를 전두엽의 중심선에 따라서 5개를 위치시킨 후, 세 가지 치료방법(HELMET, MLC, TOMO)으로 피부선량을 측정하였고, 전산화치료계획장치(Pinnacle3, Philips Medical System, USA), 6MV X선(Clinac 6EX, VARIAN, USA)을 이용하여 방사선치료계획을 수립한 후, DVH로 선량분포변화와 두피선량을 비교 분석하였다. 결 과: 열형광선량계를 사용하여 두피의 표면선량을 측정한 결과 기존의 HELMET field 치료방법과 비교했을 때 MLC technique에서는 각 포인트 지점에서 평균 87.44% 두피선량이 감소하는 것으로 측정되었으며 TOMO에서는 평균 88.03% 두피 선량이 감소하는 것으로 측정되었다. 또한 세 가지 치료방법의 두피내의 과다선량 영역(Hotspot)의 존재정도를 평가하기 위해 선량체적히스토그램(Dose volume histogram, DVH)을 사용하여 처방선량의 95%, 100%, 105%가 받는 용적의 백분율(Percentage of volume: V95, V100, V105)을 계산한 결과 MLC technique과 TOMO plan에서 과다선량 없이 Dose coverage가 우수함을 보여주었다. 결 론: 전뇌 방사선치료를 받는 환자에게 탈모현상을 줄여주는 것은 환자의 삶의 질을 높여주는 측면에서 중요하다. 이에 본 실험결과를 바탕으로 두피보호 형태(Scalp-shielding shape)의 대향 2문 조사와 토모 치료법을 사용하여 환자의 두피를 보호함으로써 환자의 탈모현상을 줄여주는 효과를 기대할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권4호
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• pp.340-347
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• 2010

단층치료기(TomoTherapy$^{(R)}$)를 이용한 방사선 치료에서 환자별 정도관리인 DQA (delivery quality assurance)는 보통 이온 전리함과 필름을 이용한다. DQA의 결과는 치료계획장비인 TomoPS (Tomo Planning Station)를 이용하여 분석하게 되는데 필름을 이용한 2차원 선량분포의 비교는 감마인덱스 분석을 사용한다. 감마인덱스를 이용한 비교는 3%/3 mm와 같은 기준을 사용하여 이 기준을 통과한 비율(pass rate)이 허용 값보다 크게 되는지 확인한다. TomoPS는 pass rate 값을 정량적으로 계산해주는 기능이 없다. 본 논문에서는 TomoPS 감마인덱스 분석의 pass rate를 정량적으로 계산하는 방법을 제시하고 이를 계산해주는 프로그램인 PassRT를 개발하였다. PassRT의 검증을 위해 I'mRT MatriXX (IBA Dosimetry, Germany)를 사용하여 측정한 세기조절방사선 치료를 받은 환자의 환자별 정도관리 자료와 필름을 사용한 DQA 자료를 사용하였다. 두 가지 종류의 자료에 대해 PassRT로 계산한 pass rate를 OmniPro I'mRT (IBA Dosimetry, Germany)프로그램으로 계산한 pass rate와 비교하였다. MatriXX를 이용하여 측정한 자료의 비교결과 평균오차 0.00%, 표준편차 0.01%, 최대오차 0.04%였고, 필름의 결과는 평균오차 0.00%, 표준편차 0.02%, 최대오차 0.02%였다. 관심영역이 $24.3{\times}16.6cm^2$ 보다 작은 경우 본 논문에서 제시한 방법으로 감마인덱스 분석의 pass rate를 소수점 첫째자리 까지 정확하게 계산할 수 있어서 보다 정확한 단층치료기의 DQA에 도움이 될 것으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권2호
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• pp.65-74
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• 2019

목 적: 최근 Radixact^® X9에서는 치료테이블의 처짐을 방지하는 Catcher^TM가 추가되었다. 본 연구에서는 정확한 선량전달을 위한 토모테라피의 메가볼트 전산화단층촬영(MVCT) 영상유도방사선치료 시 Tomo-HDA^®의 General Couch와 Radixact^® X9의 Catcer^TM Couch의 치료테이블 처짐 정도를 팬텀을 이용하여 정량적으로 비교하고 그 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 팬텀연구를 위해 란도팬텀을 이용하였으며, 치료부위에 따른 변화를 위해 두경부와 골반부에 중심점을 설정하였다. 또한, 무게에 따른 변화를 위해 자체 제작한 저용융점납합금을 이용하였다. 납합금의 무게를 점차 증가시켜(A: 15kg, A+B: 30kg, A+B+C: 45kg) MVCT 영상을 획득하였으며, 수직오차 및 회전(Pitch)오차를 측정하였다. 환자연구를 위해 본원에서 토모테라피를 이용하여 방사선치료를 받은 120명의 환자를 선정하였다. Tomo-HDA^®과 Radixact^® X9에서 각각 60명씩 치료를 받았으며, 치료부위는 두경부와 골반부로 30명씩 분류하여 선정하였다. 환자연구 방법으로는 치료 첫 날 획득한 MVCT 영상의 척추를 기준으로 수직오차 및 회전(Pitch) 오차를 측정하여 평균값을 산출하였다. 결 과: 팬텀연구 결과 Tomo-HDA^®의 General Couch에서는 무게가 증가함에 따라 두경부와 골반부 모두 수직 및 회전(Pitch)오차가 비례하여 증가하였고, 두경부에서 최대 7.52mm, 0.38°, 골반부에서 최대 11.94mm, 0.92° 발생하였다. Radixact^® X9의 Catcher^TM Couch에서는 0.02~0.1mm, 0~0.04°의 오차범위가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 환자연구 결과 Radixact^® X9의 Catcher^TM Couch에서 두경부 4.79mm, 0.33°, 골반부 7.66mm, 0.22° 더 낮게 측정되었다. 결 론: 팬텀연구 결과 Tomo-HDA^®의 General Couch에서는 무게가 증가함에 따라 수직오차 및 회전(Pitch) 오차가 비례하여 증가하였으며, 특히 두경부보다는 골반부에서 더 많이 증가하였다. 하지만, 본 연구의 목적인 Radixact^® X9의 Catcher^TM Couch에서는 무게와 부위라는 변수상관 없이 일정한 오차가 발생하였다. 결론적으로 Catcher^TM Couch는 Couch 처짐이라는 Mechanical error를 최소화 할 수 있으며, 두경부보다는 골반부에서 더 유용하게 작용한다는 사실을 알 수 있었다. 토모테라피를 이용한 방사선치료 시 Radixact^® X9의 Catcher^TM Couch를 사용한다면 토모테라피의 특성상 보정할 수 없는 회전(Pitch)오차를 최소화하는데 기여할 수 있을 것이라고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제29권1호
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• pp.1-7
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• 2018

The $TomoTherapy^{(R)}$ beam-delivery method creates helical beam-junctioning patterns in the dose distribution within the target. In addition, the dose discrepancy results in the particular region where the resonance by pattern of dose delivery occurs owing to the change in the position and shape of internal organs with a patient's respiration during long treatment times. In this study, we evaluated the dose pattern of the longitudinal profile with the change in respiration. The superior-inferior motion signal of the programmable respiratory motion phantom was obtained using AbChes as a four-dimensional computed tomography (4DCT) original moving signal. We delineated virtual targets in the phantom and planned to deliver the prescription dose of 300 cGy using field widths of 1.0 cm, 2.5 cm, and 5.0 cm. An original moving signal was fitted to reflecting the beam delivery time of the $TomoTherapy^{(R)}$. The EBT3 film was inserted into the phantom movement cassette, and static, without the movement and with the original movement, was measured with signal changes of 2.0 s, 4.0 s, and 5.0 s periods, and 2.0 mm and 4.0 mm amplitudes. It was found that a dose fluctuation within ${\pm}4.0%$ occurred in all longitudinal profiles. Compared with the original movement, the region of the gamma index above 1 partially appeared within the target and the border of the target when the period and amplitude were changed. Gamma passing rates were 95.00% or more. However, cases for a 5.0 s period and 4.0 mm amplitude at a field width of 2.5 cm and for 2.0 s and 5.0 s periods at a field width of 5.0 cm have gamma passing rates of 92.73%, 90.31%, 90.31%, and 93.60%. $TomoTherapy^{(R)}$ shows a small difference in dose distribution according to the changes of period and amplitude of respiration. Therefore, to treat a variable respiratory motion region, a margin reflecting the degree of change of respiration signal is required.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권1호
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• pp.54-60
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• 2013

본 연구의 목적은 두경부암 환자에서 aid-pillow 사용에 따른 pitch와 yaw의 변화를 분석하고자 하였다. 두경부암 환자 총 14명을 선정하여 aid-pillow 미사용 그룹(without, n=7)과 사용 그룹(with, n=7)으로 나누어 비교 분석하였다. 총 333회의 MVCT 영상을 이용하여 미사용 그룹(153 image set)과 사용 그룹(180 image set) 각각 종축 일치도(translational adjustments (lateral, longitudinal, vertical))와 회전축 일치도(rotational adjustments (pitch, roll, yaw))를 구하였다. Pitch의 변화 즉, 편차는 미사용 그룹 $0.12^{\circ}$이고, 사용 그룹 $0.09^{\circ}$였다. 그리고, yaw는 미사용 그룹 $0.47^{\circ}$이고, 사용 그룹 $0.17^{\circ}$였다. 전반적으로 사용 그룹이 미사용 그룹에 비해 편차가 작았다. 따라서, 토모테라피를 이용하여 두경부암 방사선치료 시 aid-pillow를 사용하여 pitch와 yaw의 변화를 줄임으로써, 치료의 재현성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권2호
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• pp.131-134
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• 2010

목 적: TOMO 치료는 일반 방사선 치료와 달리 상대적으로 긴 Beam time과 온도에 민감한 CT 검출기 등으로 치료실 내 적정온도($20{\sim}21^{\circ}$)를 유지하기 위하여 자체 Cooling system 이외에도 항온 항습기를 작동시키고 있다. 이로 인해 TOMO 치료실 내 온도가 저하되어 환자들의 체온 유지를 위해서 치료 부위에 이불 등을 덮어준다. 따라서 이러한 물질들이 조직 내 선량에 어떠한 변화를 주는지 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 조직 내 선량변화를 비교하기 위하여 치즈팬텀(Cheese Phantom)을 사용하였고, CT-simulation 촬영 후 치즈팬텀의 중심점을 PTV (Planning Target Volume, 치료계획 표적 용적)로 설정하여 Daily dose 200 cGy, 3회의 치료계획을 세웠다. PTV, PTV+7 cm, PTV+14 cm, 총 세지점에서 Ion chamber를 사용하여 팬텀에 아무 물질도 덮지 않은 상태에서 선량을 측정하고, 치료 중 가장 많이 사용하는 이불을 포함한 빈번하게 사용하는 4가지 물질(방포 0.8 mm, 가운 1.4 mm, 담요 3.3 mm, 이불 13.7 mm)을 팬텀에 덮었을 때의 선량을 동일한 위치에서 각각 3회 측정하여 비교 분석하였다. 결 과: PTV, PTV+7 cm, PTV+14 cm 지점에서 아무물질도 덮지 않은 상태에서 측정한 결과와 4가지 물질(방포, 가운, 담요, 이불)을 덮은 상태에서 측정한 결과를 비교해본 결과, PTV에서 각각 -0.17%, -0.44%, -0.53%, -0.9% 변화하였고, PTV+7 cm에서 각각 -0.04%, +0.07%, +0.06%, +0.07% 변화하였고, PTV+14 cm에서 각각 0%, -0.06%, -0.02%, +0.6% 변화하였다. 결 론: 본 실험 결과 TOMO 치료 시 환자들의 체온 유지를 위하여 사용하는 물질에 의해 PTV에서는 물질의 두께에 비례하여 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 PTV+7 cm 지점에서는 미세한 변화를 보였고, PTV+14 cm 지점에서 선량은 조금 증가하는 것으로 나타났다. 세지점 모두 그 차이가 치료 허용오차 범위인 ${\pm}3%$로 안에 들어오는 것으로 확인이 되어 치료효과에는 큰 영향을 미치지 않을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.117-128
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• 2018

목 적 : iDMS(Integrated Database Management System, 통합 데이터베이스 관리 시스템) 내 TOMOTHERAPY 치료 계획을 ACCURAY $Precision^{TM}$ 1.1.1.1을 이용하여 본원의 TOMO HDA와 Radixact 장비 간 Transfer하였고 선량학적 차이를 분석하였으며, 이를 통해 치료 계획 Transfer의 유용성을 평가하였다. 대상 및 방법 : 두경부암 두 부위와 전립선암 두 부위의 치료를 가정하여 4개의 서로 다른 치료 계획을 세웠다. 각 치료 계획은 95 % 처방선량(Prescription dose)이 표적 체적의 99 % 이상 조사되도록 설계하였고, 정상장기 선량은 SMC tolerance dose protocol을 기준으로 하였다. 수립된 치료 계획은 각 장비로 Transfer 시켰으며 Transfer된 치료 계획의 DVH(Dose Volume Histogram) 분석을 통해 선량학적 차이를 비교 평가하였다. 결 과 : Transfer된 치료 계획에서 CTV 및 GTV의 Mean Dose는 증가 및 감소하였으나 유의할 만한 차이는 보이지 않았다. CTV 및 GTV 처방 선량의 Target Coverage는 HDA에서 Radixact로 Trasnfer 시 전부 감소하였으며, CTV에 대한 CI 및 HI 변화도 0.1 이내였다. Normal Organ Dose는 두 치료 계획 모두 HDA에서 Radixact로 Transfer 시 대부분의 항목에서 선량이 증가하였다. 결 론 : 본 실험의 결과에 따르면 Radixact에서 HDA 장비로 치료 계획 Transfer 시 Target Coverage는 기준 이상이었으며 Normal Organ Dose 또한 대부분 같거나 감소하였다. HDA에서 Radixact로 치료 계획 Transfer 시 Target의 Coverage는 감소하는 경향을 보였고, Normal Organ Dose는 Optic Chiasm($D_{max}$ 1.38 Gy 증가), Bladder($D_{max}$ 3.07 Gy 증가), Penile Bulb($D_{max}$ 1.14 Gy 증가) 등 부작용(side effects)을 일으킬 수 있는 장기에서 선량이 증가였다. 이에 따라 치료 계획 Transfer 시 선량 변화에 주의해야 하며 장비 점검으로 인한 일회성 Transfer는 효율적인 방사선 치료를 위해 유용할 것이나, Transfer된 치료 계획으로 치료가 수회간 이어질 경우 치료 계획을 다시 세워 진행해야 할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.177-182
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• 2014

목 적 : 토모테라피(Tomotherapy)의 두 가지 빔 모드(fixed jaw, dynamic jaw)에 따른 선량 분포 특성과 치료 시간의 차이를 분석하여 dynamic jaw(DJ)를 이용한 Tomo_edge 모드의 임상적 유용성을 고찰하고자 하였다. 대상 및 방법 : 토모테라피를 이용하여 치료받은 환자 7명을 대상으로 임상에서 보편적으로 사용되는 fixed jaw(FJ)를 이용하여 치료 계획을 수립하였다. 각각의 환자에서 모두 동일한 선량계획조건을 부여하였고, 토모테라피의 치료계획 인자인 Modulation Factor(MF), Pitch를 동일하게 유지한 상태에서 1) 동일한 조사면을 적용하고 FJ 와 DJ를 적용한 치료 계획을 비교하였다. 2) FJ를 적용한 치료 계획과 한 단계 큰 조사면과 DJ를 적용한 치료 계획을 비교하였다. 각 실험의 결과는 선량분포의 특성을 확인하기 위하여 종양체적 내 최소값(Dmin)과 선량 조형지수(CI=$V_{95%}$/TV)를 비교하고 표적을 포함한 조사영역 내 체적의 누적선량을 분석하였다. 또한, 임상적 유용성을 확인하기 위하여 빔 조사시간과 MU의 증감을 비교 분석하였다. 결 과 : 동일한 조사면을 적용하고 FJ와 DJ를 적용한 경우, $V_{75%}$은 1.04%, $V_{50%}$은 4.75% 감소하였고, $V_{25%}$은 7.6%, $V_{10%}$은 11.91% 감소하였다. FJ를 적용한 치료계획보다 한 단계 큰 조사면과 DJ를 적용한 경우에 Dmin은 0.72%, CI는 1.25% 줄어들었고, 동일 조사면을 적용한 경우와 마찬가지로 $V_{x%}$는 저선량 영역으로 갈수록 크게 감소하여 $V_{10%}$이 6.13%의 감소 값을 나타냈다. 빔 조사시간과 누적 MU는 동일 조사면 적용 시 각각 3.66%와 3.77%의 값으로 증가하였으나, 한 단계 큰 조사면을 적용한 경우, 빔 조사시간이 31.55%로 누적 MU는 32.28%으로 크게 감소하였음을 보여준다. 결 론 : 동일한 조사면을 사용하면서 DJ를 사용하는 경우, 표적의 선량분포를 거의 변화시키지 않으면서 환자의 용적선량을 효과적으로 감소시킬 수 있었다. 보다 큰 조사면을 사용하는 것과 동시에 DJ를 사용하는 경우는 일부 선량조형성의 저하를 나타내었으나 환자의 용적선량이 감소하고 치료 시간을 감소시킴으로써 Tomo-edge 모드는 임상적으로 유용한 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.273-280
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• 2014

목 적 : 토모테라피를 이용한 방사선치료 시 종양의 위치 변화에 따른 피부선량을 알아보기 위해 Gafchromic EBT3 film을 이용하여 피부선량을 측정하고, 치료계획 선량과 비교하여 그 차이를 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 피부선량 측정을 위한 팬톰은 I'm RT Phantom(IBA Dosimetry, Germany)을 사용하였으며, 2.5 mm CT영상을 획득한 후 Pinnacle(ver9.2, Philips Medical System, USA)을 이용하여 종양의 위치와 피부 선량 측정 점을 설정하였다. 종양(40.75 cm3)의 위치는 팬톰의 중앙과 표면으로부터 5 mm, 10 mm 거리로, 토모테이블 감약을 고려하여 팬톰의 천장과 바닥방향으로 대칭하게 각각 설정하였으며, 피부 선량의 측정점은 표면으로부터 3 mm, 5 mm 두께로 3회 반복 측정하였다. TomoHD(TomoHD treatment system, Tomotherapy Inc., Madison, Wisconsin, USA)를 이용하여 토모테라피 치료 계획을 수립하고, Gafchromic EBT3 필름을 팬톰 내 삽입하여 3회 반복 측정한 뒤 측정된 피부 선량과 치료계획 선량을 비교하였다. 결 과 : 팬톰의 상부 측 피부선량은 종양이 중앙에 위치한 경우 5 mm, 3 mm에서 7.53 cGy, 7.25 cGy였으며, 천장 측 피부로부터 5 mm 떨어져 위치한 경우 각각 18.06 cGy, 16.89 cGy, 10mm 떨어진 경우 각각 20.37 cGy, 18.27 cGy의 값을 나타내었다. 팸톰 하부 측 피부선량은 종양이 중앙에 위치한 경우 5 mm, 3 mm에서 각각 8.82 cGy, 8.29 cGy였으며, 하부 측 피부로부터 5mm 떨어져 위치한 경우 각각 21.69 cGy, 19.78 cGy, 10mm 떨어진 경우 각각 20.48 cGy, 19.57 cGy로 나타났다. 종양이 중앙에 위치한 경우의 피부 선량은 치료계획 시보다 3.2~17.1%이상 증가한 반면, 종양이 천장 측 5 mm에 위치한 경우 2.8~9.0%로 감소하였고, 토모테이블 방향으로 피부선량은 치료계획 선량에 비해 평균 11%이상 증가함을 보였다. 결 론 : 이번 연구 결과 토모테라피를 위한 치료 계획 시 피부선량은 실제 피부선량과 오차가 발생하였으며, 특히 토모 테이블 방향으로의 피부 선량은 치료계획상의 피부선량보다 증가하는 것을 알 수 있었다. 따라서 토모 테이블과 근접하여 위치한 종양의 치료 시 정확한 선량 계산 시스템과 피부선량의 검증 노력이 필요할 것으로 사료된다.