• 한국가시화정보학회지
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• 제4권2호
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• pp.69-75
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• 2006

The microbubbles were used in various fields, such as turbulent control, drag reduction, material science and life science. The X-ray PTV using X-ray micro-imaging technique was employed to mea-sure the size and velocity of micro-bubbles moving in an opaque tube simultaneously. Micro-bubbles of $10{\sim}60{\mu}m$ diameter moving upward in an opaque tube (${\phi}$=2.7mm) were tested. Due to the different refractive indices of water and air, phase contrast X-ray images clearly show the exact size and shape of over-lapped microbubbles. In all of the working fluids tested (deionized water, tap water, 0.01 and 0.10M NaCl solutions), the measured terminal velocity of the microbubbles rising through the solution was proportional to the square of the bubble diameter. The rising velocity was increased with increasing mole concentration. The microbubble can be useful as contrast agent or tracer in life science and biology. The X-ray PTV technique should be able to extract useful information on the behavior of various bio/microscale fluid flows that are not amenable to analysis using conventional methods.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권1호
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• pp.1-8
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• 2009

Recently microscale biofluid flows have been receiving large attention in various research areas. However, most conventional imaging techniques are unsatisfactory due to difficulties encountered in the visualization of microscale biological flows. Recent advances in optics and digital image processing techniques have made it possible to develop several advanced micro-PIV/PTV techniques. They can be used to get quantitative velocity field information of various biofluid flows from visualized images of tracer particles. In this paper, as new advanced micro-PIV techniques suitable for biofluid flow analysis, the basic principle and typical applications of the time-resolved micro-PIV and X-ray micro-PIV methods are explained. As a 3D velocity field measurement technique for measuring microscale flows, holographic micro-PTV method is introduced. These advanced PIV/PTV techniques can be used to reveal the basic physics of various microscale biological flows and will play an important role in visualizing veiled biofluid flow phenomena, for which conventional methods have many difficulties to analyze.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.61-64
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• 2002

As intensity modulated radiation therapy compared with conventional radiation therapy, tumor target dose increased and normal tissues and critical organs dose reduced. In brain tumor, treatment planning of intensity modulated radiation therapy was practiced in 4MV, 6MV, 15MV X-ray energy. In these X-ray energy, was considered the dose distribution and dose volume histogram. As 4MV X-ray compared with 6MV and 15MV, maximum dose of right optic-nerve increased 10.1 %, 8.4%. Right eye increased 5.2%, 2.7%. And left optic-nerve, left eye, optic chiasm and brainstem incrased 1.7% - 5.2%. Even though maximum dose of PTV and these critical organs show different from 1.7% - 10.1% according to X-ray energies, these are a piont dose. Therefore in brain tumor, treatment planning of intensity modulated radiation therapy in 9 treatment field showed no relation with energy dependency.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권2호
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• pp.104-108
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• 2002

세기조절방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)는 기존의 방사선치료에 비해 암조직에는 더 많은 선량을 조사하면서, 주위 정상조직과 중요 장기에는 더 적은 선량이 조사되게 하는 가장 이상적인 치료법 중 하나로 알려져 있다. 뇌종양에서 치료계획자의 의도대로 세기조절방사선치료계획을 시행하여 4 MV, 6 MV, 15 MV의 에너지에 따른 선량분포 특성과 DVH를 살펴보았다. 종양 표적이 있는 오른쪽 뇌간에서 최대 조사선량은 4 MV, 6 MV, 15 MV에서 4 MV에 대해 10.1％, 8.4％의 차이를, 오른쪽 눈에서는 5.2％, 2.7％의 차이를 나타내고 있지만, 왼쪽 뇌간과 눈, 그리고 시신경 교차와 뇌간은 1.7％에서 5.2％의 차이를 나타내었다. 뇌종양에서 세기조절방사선치료계획을 수행한 결과 4 MV, 6 MV, 15 MV의 에너지의 차이에 따른 선량분포특성과 DVH를 비교검토 해본 결과 PTV와 특정 장기에 조사되는 방사선량이 1.7％에서 10.1％ 까지 차이를 나타내었지만, 이것은 한 지점에 조사되는 선량이며, 전체적인 비교에서 본다면 세기방사선치료계획을 시행한 9문 조사에서 에너지의 의존성이 없는 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권2호
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• pp.106-113
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• 2012

본 연구에서는 종양이 간원개에 위치한 환자들을 대상으로 Eclipse 치료계획시스템(treatment planning system V8.9 : TPS, Varian)에서 쓰이는 두 종류의 선량계산 알고리즘(pencil beam convolution : PBC, anisotropic Analytical algorithm : AAA)들을 적용하여 육안적종양체적(gross tumor volume : GTV), 내부표적체적(internal target volume : ITV), 계획용표적체적(planning target volume : PTV) 및 주요 관심장기에 전달되는 선량의 변화를 정량적으로 평가하고, 선량분포에 영향을 미칠 수 있는 인자들을 분석하고자 하였다. 본원에서 치료받은 간암환자 20명을 대상으로 하였고 그 중 10명의 환자들에 대해서는 정위적 방사선치료(stereotactic body radiation therapy : SBRT) 기술을 적용, 다른 10명의 환자들에 대해서는 3차원 입체조형 방사선치료(three-dimensional conformal radiation therapy : 3DCRT) 기술을 적용하여 치료하였다. 조사선량은 우선적으로 PBC 알고리즘을 적용하여 선량계산을 하였고 동일한 빔 정렬 및 콜리메이터(Collimator), Monitor Unit (MU) 그리고 Field 가중치를 적용시켜서 AAA 선량계산법으로 다시 계산 한 후, 두 알고리즘에 대한 처방선량 100%에 해당하는 체적(V100)의 lesion coverage factor (CVF) 들을 비교하였다. SBRT 기술을 이용한 환자들의 치료계획에서 전체 PTV에 대한 CVF의 경우, 두 선량계산 알고리즘사이 통계학적으로 유의한 상관관계(p=0.018)를 보였다. 또한, 3DCRT 기술을 이용한 환자들의 치료계획에서는 전체 PTV (p=0.006), 간원개에 위치한 PTV (p=0.013), 전체 ITV (p=0.024)에 대하여 각각 통계학적으로 유의한 상관관계를 보였다. 복부에 위치한 주요 관심장기에 대하여 SBRT 기술을 이용한 환자들의 치료계획에서 정상 간과 신장에 조사되는 최대선량에 대하여 통계학적으로 각각 유의한 상관관계(정상간: p=0.009, 신장: p=0.037)를 보였다. 본 연구에서 선택한 선량변화 예측인자들에 대하여 대응표본 T-검정(paired T-test)을 시행한 결과, 전체 PTV에 대한 간원개에만 위치하는 PTV의 비율($PTV_{dome}$/PTV)과 두 알고리즘에 의한 CVF 비율의 상관관계에 있어서 통계학적으로 유의미한 상관관계를 보였다(p<0.01). 또한, 종양의 크기에 대한 두 알고리즘의 CVF 비율에 있어서 통계학적으로 의미가 있는 상관관계를 보였다(SRS환자 p=0.017, 3DCRT환자 p=0.023). 본 연구에서는 15MV x-ray beam으로 선량을 계산할 때 PBC와 AAA간의 선량계산 차이를 분석하여 선택한 선량변화 예측인자 중 간원개에 위치한 종양의 크기와 계획용 표적체적에 대한 관계성을 알아내었다. 일반적으로 15MV x-ray beam에 의한 선량분포를 정확하게 알아내는 것은 AAA으로도 불충분하다는 것이 일반적인 사실로 받아들여지고 있어 이를 AAA와 PBC간의 차이로 그 정확성을 간접적으로 유추하여 실질적인 선량분포에 대한 치료계획단계에서의 선량분포의 차이의 경향성을 보고자 하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권1호
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• pp.79-86
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• 2015

목 적 : 치료 중에도 지속적으로 X-ray 영상을 획득하여 환자의 움직임을 보정하는 CyberKnife(Accuray Incorporated, USA) 치료 방식의 특성을 이용하여, 치료 중 환자의 움직임을 보정할 수 없는 경우 척추 전이암 정위적방사선치료의 적절한 치료 시간에 대해 고찰하고자 하였다. 대상 및 방법 : CyberKnife를 이용하여 정위적방사선치료를 받은 척추 전이암 환자 57명을 대상으로 하였다. 그 중 경추 환자는 8명, 흉추는 26명, 그리고 요추는 23 명이었다. 치료 중 획득한 X-ray 영상을 종합하여 치료 부위 별로 분류한 후, 치료 시작 시간을 기준으로 5 분마다 구간을 나누어 시간에 따른 환자의 움직임이 어떤 양상을 보이는지 분석하였다. 결 과 : 경추의 경우, 회전 방향으로 15 분 이후부터 움직임의 증가폭이 커지기 시작하였다. 흉추에서는 특별히 움직임이 증가하는 구간은 없었으나 시간에 따라 점차적으로 증가하는 추세를 보였기 때문에 대략 40 분 이후 의미 있는 값이 나올 것이라 추정된다. 요추의 경우, 치료 시작 20 분 이후 수직 이동 방향과 회전 방향으로 움직임이 크게 상승하는 것으로 나타났다. 결 론 : 치료 중 환자의 움직임을 보정할 수 없는 치료 시스템의 경우, 치료 시간은 경추의 경우 15 분, 흉추의 경우 40 분, 요추의 경우 20 분 이내가 적절한 것으로 사료된다. 만약 치료 시간이 이보다 긴 경우, 치료 중간에 추가적인 환자 정렬을 실시하거나 추가적인 PTV margin이 필요할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권4호
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• pp.238-248
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• 2010

목적: 폐암환자의 종양추적 정위방사선치료에서 삼차원 및 사차원치료계획의 선량분포 차이를 비교하였고 선량계산 알고리즘에 따른 폐의 비균질성 보정 결과에 커다란 차이가 있음을 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 7명의 폐암환자를 대상으로 전향적 호흡동조된 사차원 컴퓨터단층촬영 영상을 얻었다. 획득한 영상은 환자의 호흡에 대응하는 10개의 삼차원단층촬영 영상이며 이를 바탕으로 사차원치료계획이 수립되었다. 사차원 치료계획에서는 종양과 주변장기의 움직임을 고려하여 X선의 방향과 선량분포를 최적화한다. 사차원치료계획에서 최적화된 빔을 호흡의 50% 위상에 해당하는 한 개의 삼차원단층촬영 영상에 동일하게 적용하여 삼차원치료계획을 만들었다. 삼차원 및 사차원 치료계획에서 선량계산을 위하여 각각 Ray-tracing과 몬테칼로 알고리즘을 사용하였다. 수립된 4개의 치료계획에서 처방선량의 종양체적 포함률 종양체적의 95%를 포함하는 선량인 D95, 종양의 최대선량, 그리고 척수의 최대선량을 비교하였고 종양의 위치에 대한 연관성도 함께 고찰하였다. 결론: 몬테칼로 알고리즘을 사용한 삼차원 및 사차원 치료계획에서 종양이 폐의 하엽에 위치해 있는 경우에는 사차원치료계획에서 종양 포함률이 평균 4.4% 높았던 반면에 종양이 폐의 중엽이나 상엽에 위치해 있는 경우에는 반대로 평균 4.6% 낮았다 또한 D95도 종양이 폐의 하엽에 위치해 있는 경우에는 사차원치료계획에서 평균 4.8% 높았던 반면에 종양이 폐의 중엽이나 상엽에 위치해 있는 경우에는 반대로 평균 1.7% 낮았다. 척수의 최대선량에 대한 비교에서도 종양과 유사한 경향이 나타났다. 치료계획의 차원과 무관하게 Ray-tracing과 몬테칼로 알고리즘 사이의 선량계산 차이는 평균 30% 정도로 몬테칼로 알고리즘을 사용하였을 때 처방선량이 포함하는 종양의 부피는 크게 줄어들었다. 결론: 폐 종양의 삼차원 및 사차원 치료계획 사이의 차이를 종양과 척수의 선량분포를 통해 비교하였다. 두 치료계획 사이에서 planning target volume (PTV) 포함률이나 D95와 같이 종양과 관련된 선량학적 인자들의 차이 또는 척수의 최대선량 차이는 종양의 이동크기와 형태변화의 정도에 밀접하게 연관되어 있는 것으로 나타났다. 또한, 치료계획의 차원과 무관하게 몬테칼로 알고리즘을 사용하면 처방선량이 포함하는 PTV 포함률이나 D95가 크게 줄어드는 것을 확인하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제47권4호
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• pp.238-247
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• 2017

Objective: The aim of this study was to compare recycled and unused orthodontic miniscrews to determine the feasibility of reuse. The comparisons included both miniscrews with machined surfaces (MS), and those with etched surfaces (ES). Methods: Retrieved MS and ES were further divided into three subgroups according to the assigned recycling procedure: group A, air-water spray; group B, mechanical cleaning; and group C, mechanical and chemical cleaning. Unused screws were used as controls. Scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectrometry, insertion time and maximum insertion torque measurements in artificial bone, and biological responses in the form of periotest values (PTV), bone-implant contact ratio (BIC), and bone volume ratio (BV) were assessed. Results: Morphological changes after recycling mainly occurred at the screw tip, and the cortical bone penetration success rate of recycled screws was lower than that of unused screws. Retrieved ES needed more thorough cleaning than retrieved MS to produce a surface composition similar to that of unused screws. There were no significant differences in PTV or BIC between recycled and unused screws, while the BV of the former was significantly lower than that of the latter (p < 0.05). Conclusions: These results indicate that reuse of recycled orthodontic miniscrews may not be feasible from the biomechanical aspect.

• Radiation Oncology Journal
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• 제29권1호
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• pp.28-35
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• 2011

목 적: 초기 비소세포성 폐암 환자에서 수술적 절제 이외의 국소 치료로 최근 방사선 수술의 사용이 늘고 있다. 이에 저자들은 초기 혹은 재발한 비소세포성 폐암 환자를 대상으로 시행한 체부 방사선 수술의 치료 결과를 분석하여 그 유용성을 알아 보고하고자 한다. 대상 및 방법: 비소세포성 폐 종양에 대하여 방사선 수술이 시행되었던 24명의 환자, 28 lesion에 대하여 후향적 분석을 시행하였다. 이 중 원발성 종양은 19명 재발한 환자는 5명이었고 재발한 환자 5명 중 3명이 이전 치료 부위에서 재발한 환자 이었다. 원발성 종양 19명 중에서 4명은 외부 방사선 치료 후 추가로 방사선 수술을 시행 받았다. 24명의 초기 병기는 IA, IB, IIA, IIB, IIIA, IIIB, IV가 각각 7, 3, 2, 2, 3, 1, 6명이었고, 방사선 수술 당시의 T 병기는 T1 lesion이 13곳, T2가 12곳, T3가 3곳이었다. 방사선 수술은 6 MV X-ray를 이용하였고 planning target volume 1 (PTV1)에 총 방사선량 15~60 Gy(median, 50 Gy)를 3회 혹은 5회에 걸쳐 처방하여 시행하였다. 중앙 추적관찰기간은 469일이었다. 결 과: 28곳의 GTV는 0.7~108.7 mL (median, 22.9 m L)이었고, PTV1 은 5.3~184.8 mL (median, 65.4 m L)이었다. 3개월 반응률은 complete response (CR) 14곳, partial response (PR) 11곳, stable disease (SD) 3곳이었고, 마지막 추적에서의 치료반응은 CR 13곳, PR 9곳, SD 2곳, progressive disease (PD) 4곳이었다. 원발종양으로 초기 병기 IA, IB 10명에서는 50일만에 1명이 폐렴으로 사망하였고 1명이 국소재발 하였으나 나머지 환자는 6개월에서 2년간 국소재발 없이 추적관찰 되고 있으며, IIA-IIB 환자는 4명으로 환자 수가 적어서 뚜렷한 결론을 내리기 어려웠고, 재발성 폐암 환자 5명을 포함하는 10명의 IIIA-IV 병기에서는 사망 3명, 국소재발 1명, loco-regional failure 1명, regional failure 2명으로 좋지 않은 치료 결과를 보였다. 이 중에서 방사선 수술을 시행한 장소에서 재발한 경우는 총 28 1esion 중 4곳으로 85.8%의 국소제어율을 보였다. 방사선치료 양은 biologically equivalent dose (BEd) 100 $Gy_{10}$ 이하인 8 lesion 중에서 3 lesion에서 국소 재발하여 100 $Gy_{10}$ 이상인 20 lesion 중에서는 1 lesion에서만 재발한 경우보다 나빴다. 또한 중앙부의 종양과 방사선수술 당시의 병기가 T2 이상인 경우가 재발이 많았다. 결 론: 비소세포성 폐암환자에서 사이버나이프를 이용한 체부 방사선 수술은 부작용이 적으면서 높은 국소제어율을 얻을 수 있는 치료이며, 주변부의 T1 병기의 폐암에 대해서 BED 100 $Gy_{10}$ 이상의 방사선 치료가 국소제어율을 높이는데 도움이 된다고생각된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2005년도 제30회 춘계학술대회
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• pp.68-70
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• 2005

To precisely localize target in prostate cancer, image-guided radiotherapy was performed using the $ExacTrac^{\circledR}$ x-ray system (Brainlab, Germany) with implanted markers. For three prostate cancer patients, three gold markers were implanted into prostate. Orthogonal portal images were acquired every treatment and CT scans were repeated 3～5 times during the course of treatment. After correcting setup errors calculated by the system, the position of the implanted markers and the distance between them were detected in daily portal images and in CT images, and analyzed retrospectively. Deviation of the relative position of the implanted markers and the distance between them were less than 1 mm in lateral, longitudinal, and vertical direction for three patients, both in portal images and CT images. This study reveals that image-guided radiotherapy using the $ExacTrac^{\circledR}$ system is useful to verify positioning errors and localize prostate target with implanted markers, reducing the planning target volume (PTV) margin as well as irradiation to rectum and bladder.