• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제17권1호
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• pp.197-200
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• 2016

Background: Wedge filters are commonly used in radiation oncology for eliminating hot spots and creating a uniform dose distribution in optimizing isodose curves in the target volume for clinical aspects. These are some limited standard physical wedges ($15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$),or creating an arbitrary wedge angle, like motorized wedge or dynamic wedge,${\ldots}$ The new formulation is presented by the combination of wedge fields for determining an arbitrary effective wedge angles. The isodose curves also are derived for these wedges. Materials and Methods: we performed the dosimetry of Varian Clinac 2100C/D with Scanditronix Wellhofer water blue phantom, CU500E, OmniPro - Accept software and 0.13cc ionization chamber for 6Mv photon beam in depth of 10cm (reference depth) for universal physical wedges ($15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, and $60^{\circ}$) and reference field $10.10cm^2$. By combining the isodose curve standard wedge fields with compatible weighting dose for each field, the effective isodose curve is calculated for any wedge angle. Results: The relation between a given effective wedge angle and the weighting of each combining wedge fields was derived. A good agreement was found between the measured and calculated wedge angles and the maximum deviation did not exceed $3^{\circ}$. The difference between the measured and calculated data decreased when the combined wedge angles were closer. The results are in agreement with the motorized single wedge appliance in the literature. Conclusions: This technique showed that the effective wedge angle that is obtained from this method is adequate for clinical applications and the motorized wedge formalism is a special case of this consideration.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권4호
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• pp.48-56
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• 1999

본 논문에서는 초기 산소 농도가 고에너지 이온 주입시 결정 격자 손상에 의해 발생하는 산소 축적(pileup) 현상 및 주입된 불순물의 확산에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하였다. 초기 산소 농도가 11.5, 15.5 ppma인 p-type (100)실리콘 웨이퍼에 \sup 11\B\sup +\ \sup 31\P\sup +\ 이온을 각각 1.2 MeV, 2.2 MeV 의 에너지로 1×10\sup 15\cm\sup 2\ 주입하고, 700℃(20시간)+1000℃(10시간)의 2단계 열처리를 거치 후 주입된 불순물 및 산소 농도의 분포를 이차이온질량분석기 (Secondary Ion Mass Spectrometry, SIMS)로 관찰하였으며 잔류 2차 결함의 분포는 투과전자현미경(Transmission Electron Microscopy, TEM)으로 관찰하였다. SIMS 측정 결과 산소의 축적이 {{{{ { R}_{ } }}}}\sub p\(projected range) 부근에서 관찰되었으며 열처리 후에도 상당한 양의 2차 결합 띠가 {{{{ { R}_{ } }}}}\sub p\부근에서 관찰되는 것으로 보아 2차 결함에 의해 산소가 포획되었음을 알 수 있다. 또한 붕소와 인의 확산은 웨이퍼의 초기 산소 농도가 클수록 벌크 방향으로의 확산이 증대되는 현상을 볼 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권4호
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• pp.393-402
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• 1997

목적 : 공기동을 포함한 병소 부위에 X-선원을 조사할 경우 공동과 근접한 영역에서의 저흡수선량 효과는 잘 알려져 있다. 공기-연조직 사이의 불균질면의 한 예로 후두 모형 즉, 조직 둥가물질과 그 사이에 삽입되어 있는 공기동을 만들었다. 본 연구에서는 방사선의 선질 조사면의 크기 공기동의 크기에 따른 공동 가까이에서의 흡수선량의 변화를 살펴보았다. 대상 및 방법 : 4-, 6-, 10-MV X-선원을 이용하여 2cm(폭)$\times$L(cm, 길이)$\times$2cm(높이)인 공기동을 포함한 후두 모형의 아크릴 팬톰에 대하여 흡수선량을 측정하였다. 흡수선량의 측정장비로 평행판전리함과 전리계를 이용하였다. 제작한 후두의 기하학적 치수는 상부 연조직$\cdot$공기동$\cdot$하부 연조직의 두께가 각각 4-, 2-, 4-cm이었다. 공기동이 없이 균일한 연조직 팬톰에 대한 공기동이 있는 경우의 흡수선량의 비(O/E)를 공기 공동-연조직의 경계로부터 거리를 변화시키면서 측정하였다. 표준화된 중강곡선과 최대흡수선량에 대한 입사면 반대쪽 표면에서의 흡수선량의 비를 초사면의 크기를 변화시키면서 측정하였다. 공기동의 크기에 따른 효과를 알기 위하여 여러 가지 조사면에 대하여 투영된 크기가 4cm(폭)$\times$L인 공기동의 높이(Z)를 변화시켜서 측정하였다. 결과 : 4-MV선원에서 $5cm\times5cm$ 이상의 조사면에서는 저흡수선량 효과가 없었다. 6-이나 10-MV선원에서 작은 조사야 즉, $4cm\times4cm$와 $5cm\times5cm$에서는 후두에 저흡수선량 부위가 나타났으며 $6cm\times6cm$ 이상의 조사면에서는 이 효과가 관찰되지 않았다. 선원의 선질이 증가할수록 저흘수선량인 조직층이 증가하였고 이때 표면 흡수선량의 크기는 변하지 않았다. 조사면의 크기가 $4cm\times4cm$에서 $8cm\times8cm$로 증가할 때 최대흡수선량에 대한 입사면 반대쪽의 공기동의 표면 선량은 4-, 6-, 10-MV 선원에서 각각 0.95, 0.92, 0.91에서 0.99로 증가하였다. 6-이나 10-MV 선원에서 공기동 표면에서의 흡수선량은 $5cm\times5cm$ 조사면에 있어서 예상값보다 각각 2-, 3-퍼센트의 감소가 있었고 또 4-MV에서는 감소효과를 발견할 수 없었다. $4cm\timesL\timesZ$ 공기동에서 그높이(Z)를 0.6에서 4.8cm까지 변화시켰을 때 조사면의 크기가 $8cm\times8cm$에서 공동의 크기에 무관하게 O/E>1.0이 관찰되었다. 결론 : 조사면내 공기동에 의한 저흘수선량 효과는 방사선의 선질$\cdot$조사면의 크기$\cdot$공기동의 크기에 의존된다. 이상의 연구 결과에서 고선질 선원이 공동을 포함한 병소 특히, 종양이 공기동의 표면까지 미치는 부위에 조사될 째 특별한 주의가 필요함을 알 수 있다. 이 경운 가능하면 조사되는 부위가 저전량이 되지않도록 저선질의 선원(예를 들면, 4-MV)을 쓰고 또 조사면을 넓혀야한다. 6-이나 10-MV 등의 고선질의 X-선을 쓰는 경우에는 조사면의 부위에 저선랸 부위가 생기므로 한번의 추가 조사를 더 시행할 필요가 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권2호
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• pp.64-71
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• 2016

삼차원 프린터(3DP)를 이용하여 환자맞춤형 전자선 치료용 볼루스(patient specific customized bolus, PSCB)를 제작하는 절차를 고안하고 제안된 방법으로 제작한 PSCB의 선량 정확도를 평가했다. 치료계획장치에서 치료계획표적용적(PTV)에 적합한 전자선 빔과 조사면 크기를 선택하고 초기 선량계산을 수행했다. 계산된 선량분포를 기반으로 PSCB를 그리고 재계산을 수행했다. 수 차례 반복을 통해 최상의 PSCB를 설계하고 설계된 윤곽자료를 DICOMRT 프로토콜을 이용해 자체 제작한 변환프로그램으로 전송했다. PSCB의 윤곽자료는 자체 변환프로그램을 이용해 3DP에서 인식 가능한 파일(STL 포맷)로 변환한 후 3DP를 이용해 제작했다. PSCB의 유용성을 검증하기 위해 2명의 가상 환자(오목, 볼록 유형)를 생성했고 각각의 환자에 가상의 PTV와 정상장기(OAR)을 생성했다. 3D-PSCB 를 사용했을 때와 사용하지 않았을 때의 선량체적히스토그램(DVH)와 선량 특성을 비교했다. 3D-PSCB 제작의 정확도를 분석하기 위해 필름 선량측정을 통해 선량 정확도를 평가했다. 치료계획 결과와 필름을 이용한 선량분포를 중첩한 후 빔 중심축에서의 심부선량곡선을 구했고 감마분석(3% 선량 오차와 3 mm 거리오차)을 수행 했다. 2명의 가상환자 모두에서 PSCB를 사용한 경우 PTV 선량은 큰 차이를 보이지 않았다. PSCB를 사용할 경우 PSCB를 사용하지 않는 경우에 비해 OAR의 최대 선량, 최소선량, 평균선량은 각각 평균 9.7%, 36.6%, 28.3% 감소했다. 처방선량의 90% 선량($V_{90%}$)을 받는 OAR의 용적은 PSCB를 적용할 경우 약 99% 낮아졌다(14.40 vs $0.1cm^3$). 또한 처방선량의 80% 선량을 받는 OAR 체적도 PSCB를 사용할 경우 약 91% 줄었다(42.6 vs $3.7cm^3$). 감마분석 결과(3%, 3 mm) 오목 및 볼록 볼루스를 적용한 경우 각각 95%, 98% 통과율(pass rate)을 보였다. 3DP를 이용해 PSCB를 제작하는 절차를 정립하고 선량적 정확도를 평가해서 임상적용이 가능한 만족할 만한 결과를 얻었다. 3DP 기술의 빠른 발전에 힘입어 PSCB의 임상적용이 좀 더 쉬워지고 적용대상이 확장될 것으로 생각된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제35권3호
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• pp.265-273
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• 2012

선형가속기를 기반으로 하는 세기조절방사선치료와 정위적방사선수술에서는 치료계획시스템의 소조사면에 대한 신뢰할만한 선량분포를 계산하기 위해서는 우선적으로 소조사면의 정확한 빔 자료 측정이 선행되어야 한다. 특히 소조사면의 빔 자료 측정에서 조사면 가장자리에서의 급격한 선량 변화, 측면 전자비평형, 그리고 검출기의 체적 영향으로 인한 적절한 검출기 선택이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 선형가속기의 소조사면에 대한 빔 자료 측정에 있어서 검출기의 선량 특성을 알아보고자 하였다. 검출기는 0.01 cc 부피와 0.13 cc 부피의 이온전리함과 정위적다이오드를 사용하였으며, 빔 자료는 광자선(6 MV와 15 MV)에 대하여 조사면 크기를 $2{\times}2cm^2$에서 $5{\times}5cm^2$까지 변화시켜 각 검출기를 이용하여 깊이선량백분율, 선량출력계수, 그리고 빔측면도를 측정하였다. CC01 이온전리함과 정위적다이오드 검출기를 이용한 $PDD_{20}/PDD_{10}$은 $2{\times}2cm^2$ 조사면의 경우 6 MV와 15 MV에서 각각 1.02%와 0.12% 차이를 보였다. $3{\times}3cm^2$ 이상의 조사면에서는 각 검출기를 이용하여 얻어진 $PDD_{20}/PDD_{10}$의 차이가 6 MV와 15 MV에서 각각 평균 1.15%와 0.71% 이였다. CC01 이온전리함과 정위적다이오드 검출기를 이용한 선량출력계수 측정 결과, $2{\times}2cm^2$ 조사면의 경우 6 MV와 15 MV에서 0.5%와 1.5%이내에서 일치하였다. $3{\times}3cm^2$ 이상의 조사면에서는 각 검출기의 차이가 0.5% 이내이였다. 3개의 깊이에서 측정된 빔측면도의 반음영은 정위적다이오드 검출기의 경우 6 MV와 15 MV에서 각각 평균 2.7 mm와 3.5 mm, CC01 이온전리함의 경우 각각 평균 3.4 mm와 4.3 mm, CC13 이온전리함의 경우 각각 평균 5.2 mm와 6.1 mm이였다. 이를 통해 깊이선량백분율과 선량출력계수 측정 시 $2{\times}2cm^2$ 조사면에서는 CC01 이온전리함과 정위적다이오드 검출기를 $3{\times}3cm^2$에서 $5{\times}5cm^2$ 조사면에서는 각 검출기의 사용이 가능할 것으로 판단된다. 또한 소조사면에 대한 정확한 빔측면도의 반음영을 측정하기 위해서는 유효체적이 작은 CC01 이온전리함과 정위적다이오드 검출기 사용하는 것이 타당하겠다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제2권4호
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• pp.259-267
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• 2002

We present a novel 3D fabrication method with single X-ray process utilizing an X-ray mask in which a micro-actuator is integrated. An X-ray absorber is electroplated on the shuttle mass driven by the integrated micro-actuator during deep X-ray exposures. 3D microstructures are revealed by development kinetics and modulated in-depth dose distribution in resist, usually PMMA. Fabrication of X-ray masks with integrated electrothermal xy-stage and electrostatic actuator is presented along with discussions on PMMA development characteristics. Both devices use $20-\mu\textrm{m}$-thick overhanging single crystal Si as a structural material and fabricated using deep reactive ion etching of silicon-on-insulator wafer, phosphorous diffusion, gold electroplating, and bulk micromachining process. In electrostatic devices, $10-\mu\textrm{m}-thick$ gold absorber on $1mm{\times}1mm$ Si shuttle mass is supported by $10-\mu\textrm{m}-wide$, 1-mm-long suspension beams and oscillated by comb electrodes during X-ray exposures. In electrothermal devices, gold absorber on 1.42 mm diameter shuttle mass is oscillated in x and y directions sequentially by thermal expansion caused by joule heating of the corresponding bent beam actuators. The fundamental frequency and amplitude of the electrostatic devices are around 3.6 kHz and $20\mu\textrm{m}$, respectively, for a dc bias of 100 V and an ac bias of 20 VP-P (peak-peak). Displacements in x and y directions of the electrothermal devices are both around $20{\;}\mu\textrm{m}$at 742 mW input power. S-shaped and conical shaped PMMA microstructures are demonstrated through X-ray experiments with the fabricated devices.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권2호
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• pp.77-88
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• 1998

쐐기형 선량분포는 임상에 많이 응용하고 있으며 고정쐐기여과판은 선질의 강화와 조사면 주위 의 산란선 증가, 등선량 각도의 불일치, 여과판의 장착 및 취급이 부정확하고 어려우며 입체조형 방사선 치료시 많은 조사면을 입체방향으로 중첩시킴으로서 발생되는 선량의 불균질을 방지하고 동적입체방사선조형치료(dynamic 3D conformal radiotherapy) 및 선량강도조절치료(intensity modulation radiotherapy)를 가능케 하는 동적쐐기여과판을 고안 제작한다. 동적쐐기여과판은 콜리메이터를 움직이면서 선량율을 변화시켜서 최적한 쐐기각의 등량곡선을 얻을 수 있도록 미분치료표(segmented treatment tables: STT) 유도하며 표준형의 STT를 컴퓨터에 입력시킨다. STT에 의하여 생성되는 동적쐐기여과판의 특성과 조직내 선량분포를 쐐기각, 조사변의 크기, 조사선량율둥 여러 조건하에서 측정 분석함으로서 방사선 감수성이 높은 장기 내의 종양과 저항성 이 강한 악성종양치료에 도움을 주며 전반적인 방사선치료 성과를 향상시키고자 한다. 연세암센터에서 가동되는 선형가속기 (Varian Clinac-2100C/D)를 이용하여 6MV 와 10MV 광자선과 쐐기각이 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$이고 정사각형 조사면의 한변이 4cm 부터 20cm 범위를 0.5cm 간격으로 콜리메이터를 움직이면서 선량 변동량을 표시하는 미분치료표 (STT)를 작성하였다. 쐐기투과선량인자 (wedge transmission factor) 는 표준 물팬텀내에 표준전리함을 장치하고 열린조사면과 미분치료표에 의한 쐐기조사면의 선량비료서 결정하였다. 쐐기여과판에 의한 조직내선량분포와 등량곡선 및 프로파일은 필름으로 측정하고 영상선량측정기로 작성하였다. 수식으로 유도한 미분치료표(segmented treatment tables: STT) 은 쐐기여과판의 쐐기각과 일치하였으며 쐐기투과선량인자는 쐬기각이 클수록 감소하였으며 조사변이 클수록 적어졌고 조사면 크기와의 관계는 비선형적이었다. 동적쐐기여과판에 의한 등량곡선의 쐐기 기울기는 고형여과판보다 더욱 일치된 경사각을 유지하였다. 심부선량백율은 열린조사면에 의한 것과 거의 비슷하였으며 고형쐐기여과판의 심부율보다 약간 줄어들었다. 동적쐐기여과판은 고형쐐기여과판보다 사용상, 선량측정 및 선량분포에 서 장점이 많으며 피부와 여과판사이의 길이가 길어서 침대에 부딪치는 일이 없고 피부의 산란선 오염이 감소되어 치료효과를 상승시킬 수 있다. 동적쐐기조사방법을 개발함으로서 지금까지 방사선 후유증과 종양의 불균일한 선량배열로 치료의 어려움이 있었던 분야를 개척할 수 있으며 동적입체 방사선조형치료 (dynamic 3D conformal radiotherapy) 및 선량강도조정치료 (intensity modulation radiotherapy)를 가능하게 함으로서 방사선치료성과를 향상시킬 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권2호
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• pp.125-131
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• 2001

방사선을 이용한 치료기인 의료용 선형가속기에 부착하여 선량분포 조절에 사용하는 가변형 쐐기필터(virtual wedge)의 선량분포 특성를 분석하고 쐐기각의 자료를 비교하여 가변형 쐐기필터 적용에서 오는 선량분포의 변화를 알아보고자 하였다. 기준전리함인 단일채널 PTW-UNIDOS과 3차원 선량계측시스템인 RFA-7 그리고 실험적으로 구성된 다중채널 검출기의 특성실험을 통하여 선량분포도 및 쐐기각을 구하고 이를 이용하여 실험적 검출시스템의 측정인자를 보정하였다. 가변형 쐐기필터의 쐐기각은 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$ 에서 고정형 쐐기필터에 비교하여 1$^{\circ}$ 이내로 안정하였고, 60$^{\circ}$ 경우는 6 MV에서 1.2$^{\circ}$, 10WV 에서 2.2$^{\circ}$ 의 변화를 보였다. 측정에너지 영역 6, 10 MV 의료용 광자선을 적용하여 선량백분율과 빔평탄도 측정결과 검출기의 신뢰도가 평균 $\pm$2.1 % 이내였다. 고정형 쐐기필터를 이용한 쐐기각 변화율방법 적용시 방사선치료 과정에서 나타나는 선량오차 및 정상조직의 피폭을 줄이고 장비의 과도한 부하를 감소시키며 가변형 쐐기필터의 다양한 치료방법의 적용을 모색할 수 있었다. 가변형 쐐기필터 이용과 측정된 선량분포의 특성 분석으로 기존 고정형 쐐기필터 이용방법 및 기능을 보완하였고 실험적으로 구성된 계측시스템 측정장비의 대체방법 보정으로 가변형 쐐기필터의 다양한 치료방법적용과 보조물 사용에 따른 정확성과 효율을 높이는데 유용하리라 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권3호
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• pp.304-310
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• 2010

현재 이용되고 있는 상용 치료 계획시스템은 대부분의 치료용 선형가속기가 제공하는 전자선 회전 방식의 치료 기능을 제공하지 않고 있으며, 이것은 전자선 회전 치료가 널리 이용되지 못하는 한 가지 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 Varian 21-EX에 대해, pencil beam 기반의 Pinnacle3 (ver. 7.4f)를 이용한 전자선 회전 치료를 위한 커미셔닝을 한 후, 치료 계획을 세웠으며, 그 정확도를 평가해 보았다. 회전 빔은 폭이 일정한 조사빔을 규칙적으로 반복해서 구현하였으며, 필름과 점 선량을 측정하였다. 치료계획 시스템의 모델링 단계에서, 측정된 깊이 선량분포는 모델링의 계산과 1% 내에서 일치하였으나, 가로 선량분포의 경우에는 모델링 계산이 측정보다 작아서, 50% 선량값을 기준으로 할 때, 6 MeV는 distance-to-agreement (DTA) 값이 5.1 mm, 12 MeV의 경우에는 6.7 mm이었다. 인체모형 팬텀을 대상으로한 점 선량 및 필름 측정의 경우, 계산과 측정은 10% 이상의 차이를 보였다. Pencil beam 기반의 전자선 회전 치료 계획은 정량적인 기준으로 삼기에는 부족해서 선량 분포에 대한 정성적인 참고에만 머물러야 하며, 환자 치료 전에 측정을 통해 선량 확인이 필요하다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제26권2호
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• pp.113-117
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• 2008

목적: 노령의 피부암에서 방사선치료 후 국소 제어률, 생존율, 실패양상, 부작용을 알아보기 위해 이 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: 1990년 1월부터 2002년 10월까지 계명대학교 동산의료원 방사선종양학과에서 방사선치료를 받은 노령 환자 15명을 대상으로 하였다. 연령 분포는 72세에서 95세로 평균 78.8세였다. 병리학적으로 10명은 편평상피암이었고 3명은 기저세포암이었고 1명은 사마귀상암, 1명은 피부부속기원암이었다. 종괴의 위치로는 두부가 13명으로 대부분을 차지하였다. 종괴의 장경은 평균 4.9cm($2{\sim}9cm$)이었다. 방사선치료는 $6{\sim}15$ MeV의 전자선을 종괴의 크기와 깊이에 맞추어 사용하였으며 80% 등선량곡선에 하루에 2 Gy 씩 주 5회 사용하였으며 총방사선량은 $50{\sim}80$ Gy(평균 66 Gy)를 조사하였다. 림프절전이가 있었던 1명은 6 MV X-선으로 치료한 후 전자선으로 추가 조사하였다. 추적기간은 10개월에서 120개월로 중앙값 48개월이었다. 결과: 모든 환자에서 완전관해를 얻었으며 5년 무병생존율은 80%이었다. 전체 15명 중 12명은 재발이 없었다. 3명은 재발없이 평균 90개월($68{\sim}120$개월)동안 생존하고 있으며 방사선치료 후 20%(3/15)에서 재발하였고 9명은 재발이나 전이없이 평균 55.8개월 살다가 다른 병으로 사망하였다. 방사선치료 중 방사선 피부염 외에는 특별한 부작용은 없었으며 방사선피부염은 치료 종료 후 보존적 치료로 회복 되었다. 결론: 노령의 피부암의 방사선치료는 매우 효과적이며 안전하며 좋은 생존율을 보인다고 사료된다.