• 제목/요약/키워드: dose error

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Deep Inspiration Breath Holding을 적용한 유방암 세기변조방사선치료 시 위치잡이오차 분석을 통한 선량 평가 (Dosimetric Comparison of Setup Errors in Intensity Modulated Radiation Therapy with Deep Inspiration Breath Holding in Breast Cancer Radiation Therapy)

  • 함일식;조평곤;정강교
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제42권2호
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    • pp.137-143
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    • 2019
  • The aim of this study was analyzed the setup error of breast cancer patients in intensity modulated radiation therapy(IMRT) with deep inspiration breath holding(DIBH) and was analyzed the dose distribution due to setup error. A total of 45 breast cancer cases were performed a retrospective clinical analysis of setup error. In addition, the re-treatment planning was carried by shifting the setup error from the isocenter at the treatment. Based on this, the dose distribution of PTV and OARs was compared and analyzed. The 3D error for small breast group and medium breast group and large breast group were 3.1 mm and 3.7 mm and 4.1 mm, respectively. The difference between the groups was statistically significant(P=0.003). DVH results showed HI, CI for the PTV difference between standard treatment plan and re-treatment plan of 14.4%, 4%. The difference in $D_5$ and $V_{20}$ of the ipsilateral lung was 5.6%, 13% respectively. The difference in $D_5$ and $V_5$ of the heart of right breast cancer patients was 6.8%, 8% respectively. The difference in $D_5$, $V_{20}$ of the heart of left breast cancer patients was 7.2%, 23.5% respectively. In this study, there was a significant association between breast size and significant setup error in breast cancer patients with DIBH. In addition, it was found that the dose distribution of the PTV and OARs varied according to the setup error.

머신러닝 기반 고용량 I-131의 용량 예측 모델에 관한 연구 (A Study on Predictive Modeling of I-131 Radioactivity Based on Machine Learning)

  • 유연욱;이충운;김정수
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제46권2호
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    • pp.131-139
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    • 2023
  • High-dose I-131 used for the treatment of thyroid cancer causes localized exposure among radiology technologists handling it. There is a delay between the calibration date and when the dose of I-131 is administered to a patient. Therefore, it is necessary to directly measure the radioactivity of the administered dose using a dose calibrator. In this study, we attempted to apply machine learning modeling to measured external dose rates from shielded I-131 in order to predict their radioactivity. External dose rates were measured at 1 m, 0.3 m, and 0.1 m distances from a shielded container with the I-131, with a total of 868 sets of measurements taken. For the modeling process, we utilized the hold-out method to partition the data with a 7:3 ratio (609 for the training set:259 for the test set). For the machine learning algorithms, we chose linear regression, decision tree, random forest and XGBoost. To evaluate the models, we calculated root mean square error (RMSE), mean square error (MSE), and mean absolute error (MAE) to evaluate accuracy and R2 to evaluate explanatory power. Evaluation results are as follows. Linear regression (RMSE 268.15, MSE 71901.87, MAE 231.68, R2 0.92), decision tree (RMSE 108.89, MSE 11856.92, MAE 19.24, R2 0.99), random forest (RMSE 8.89, MSE 79.10, MAE 6.55, R2 0.99), XGBoost (RMSE 10.21, MSE 104.22, MAE 7.68, R2 0.99). The random forest model achieved the highest predictive ability. Improving the model's performance in the future is expected to contribute to lowering exposure among radiology technologists.

콘빔 CT 및 MLC 로그데이터를 이용한 전달 선량 재구성 시 오차 분석 (Error Analysis of Delivered Dose Reconstruction Using Cone-beam CT and MLC Log Data)

  • 정광호;박소아;강세권;황태진;이미연;김경주;배훈식;오도훈
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권4호
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    • pp.332-339
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    • 2010
  • 본 연구에서는 콘빔 단층촬영영상(cone beam CT; CBCT) 및 다엽 콜리메이터(multileaf collimator;MLC) 로그데이터를 이용한 적응형 방사선치료기법의 체계를 구축하고, 그 과정에서의 선량 계산 오차의 양상을 팬텀을 이용하여 분석하고자 하였다. Catphan-600 (The Phantom Laboratory, USA) 팬텀을 CT와 CBCT 촬영 후 CT 영상을 이용하여 간단한 단계별조사(step-and-shoot) 방식의 세기조절방사선치료(intensity-modulated radiation therapy; IMRT) 계획을 수립하였다. 이후 빔전달 시 생성된 MLC 로그데이터(Dynalog)를 이용하여 실제 전달된 세그먼트 별 모니터단위(MU) 가중치와 MLC 엽(leaf)의 위치를 구한 후 이를 다시 Pinnacle3에 넣고 선량을 재계산하였다. 초기 치료 계획은 치료 계획용 CT 영상($CT_{plan}$) 및 CBCT 영상($CBCT_{plan}$)에 대하여 계산되었으며, 재구성된 선량 역시 치료 계획용 CT 영상($CT_{recon}$) 및 CBCT 영상($CBCT_{recon}$)에 대하여 계산되었다. 각 선량 계산을 $CT_{plan}$을 기준으로 하여 2차원 선량분포, 감마 인덱스, 선량-부피 히스토그램(dose-volume histogram; DVH)을 이용하여 분석하였다. 2차원 선량분포 및 DVH 분석 모두에서 원래의 치료 계획보다 실제 전달된 선량이 다소 많은 것으로 나타났으나 임상적인 의미는 미미했다. 감마 인덱스의 경우 CBCT에 선량을 계산했을 때 치료 계획 정보나 재구성된 선량 정보를 이용한 경우 모두 오차가 크게 발생했다. 재구성된 선량은 빔의 경계 부분에서 오차가 크게 발생하였으나 그 영향은 CT 및 CBCT 영상 간 차이에 의한 것보다 작았다. CBCT 영상에 전달된 선량을 재구성하게 되면 두 영향이 복합적으로 작용하여 오차는 더 줄어들게 되지만 $CT_{plan}$$CBCT_{plan}$의 차이에 비하여 $CBCT_{plan}$$CBCT_{recon}$ 차이는 상대적으로 작아 전달된 선량의 오차를 평가할 때 불확실성이 커졌다. 그러므로 선량 계산 오차의 양상은 셋업 오차, CBCT 영상을 이용한 선량 계산 오차 및 재구성된 선량 계산의 오차로 나누어 분석될 필요가 있을 것이다.

로봇 사이버나이프에서 위치인식시스템을 이용한 Targeting Error값 보정의 정확성 평가 (Evaluation on the Accuracy of Targeting Error Correction Through the Application of Target Locating System in Robotic CyberKnife)

  • 정영준;정재홍;임광채;조은주
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.1-7
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    • 2009
  • 목 적: 로봇 사이버나이프에서 환자의 움직임에 의한 기준점의 위치변화 오차가 위치인식시스템(target location system, TLS) 을 통하여 targeting error값이 정확히 보정(correction)되는지 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 본 실험은 targeting의 정확성을 분석하기 위해 head and neck팬텀에 Gafchromic 필름(MD-55)을 삽입한 후, 사이버나이프(CyberKnife Robotic Radiosurgery System G4, Accuray, US)의 6 MV X선을 조사하였다. 필름 분석은 Accuray사에서 제공하는 End to End (E2E) 프로그램을 이용하였다. 기준점의 위치에서 x, y, z방향으로 $0{\pm}0.2\;mm$, roll, pitch, yaw방향으로 $0{\pm}0.2^{\circ}$ 이내로 유지하여 12회 조사한 대조군과 인위적으로 움직임을 주어 실험을 시행한 6회의 실험군의 targeting 오차를 구하고, 대조군과 실험군의 평균값에 대한 유의성을 t-검정을 통해 분석하였다. 또한, gamma-index method (dose difference: 3%)를 통해 2차원적 선량분포의 일치성을 distance to agreement (DTA)를 각각 1 mm, 1.5 mm, 2 mm로 달리하여 정량화하고, 비교 분석하였다. 결 과: E2E test 시행 결과, 기준 필름의 targeting 평균오차 0.405 mm, 표준편차 0.069 mm, 실험 필름의 평균오차 0.413 mm, 표준편차 0.121 mm으로 나왔으며, t-검정 결과 유의확률 P=0.836 (신뢰구간 95%)으로 두 집단에서 유의한 차이를 볼 수 없었다. 또한, DTA를 각각 1 mm, 1.5 mm, 2 mm로 선량분포의 일치성을 비교한 결과 기준필름 3,314개 위치에서 axial필름 평균은 각각 95.04%, 97.56%, 98.13%, sagittal필름 평균은 각각 95.47%, 97.68%, 98.47% 일치하였다. 실험필름과 비교한 결과 3,323개 위치에서 axial필름 평균은 각각 96.38%, 97.57%, 98.04%, sagittal필름 평균은 각각 95.50%, 97.87%, 98.36% 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 결 론: 로봇 사이버나이프는 치료 시 환자의 움직임에 의해 발생하는 기준점의 위치변화 오차를 실시간 추적하여 보정하며, targeting 오차를 1 mm 이내, 선량분포는 95% 이상 일치하는 정확성을 확인할 수 있었다.

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Evaluating the Effects of Dose Rate on Dynamic Intensity-Modulated Radiation Therapy Quality Assurance

  • Kim, Kwon Hee;Back, Tae Seong;Chung, Eun Ji;Suh, Tae Suk;Sung, Wonmo
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제32권4호
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    • pp.116-121
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    • 2021
  • Purpose: To investigate the effects of dose rate on intensity-modulated radiation therapy (IMRT) quality assurance (QA). Methods: We performed gamma tests using portal dose image prediction and log files of a multileaf collimator. Thirty treatment plans were randomly selected for the IMRT QA plan, and three verification plans for each treatment plan were generated with different dose rates (200, 400, and 600 monitor units [MU]/min). These verification plans were delivered to an electronic portal imager attached to a Varian medical linear accelerator, which recorded and compared with the planned dose. Root-mean-square (RMS) error values of the log files were also compared. Results: With an increase in dose rate, the 2%/2-mm gamma passing rate decreased from 90.9% to 85.5%, indicating that a higher dose rate was associated with lower radiation delivery accuracy. Accordingly, the average RMS error value increased from 0.0170 to 0.0381 cm as dose rate increased. In contrast, the radiation delivery time reduced from 3.83 to 1.49 minutes as the dose rate increased from 200 to 600 MU/min. Conclusions: Our results indicated that radiation delivery accuracy was lower at higher dose rates; however, the accuracy was still clinically acceptable at dose rates of up to 600 MU/min.

환자 SET-UP ERROR에 따른 선량분포와 DVH 변화 분석 (The dose distribution and DVH change analysis wing to effect of the patient setup error)

  • 김경태;주상규;안재홍;박영환
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.81-89
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    • 2004
  • 목적 : 방사선 치료에서 환자와 근무자에 의한 setup error등은 치료성적이 결정될 수 있는 중요한 요인이라고 볼 수 있다. 이에 환자와 근무자에 의한 SET-UP ERROR가 환자치료에 미치는 영향에 대하여 비교 분석하고자 한다. 대상 및 방법 : 실험은 human phantom을 이용하여 C-T scan시 Left방향의 Lateral Level을 0mm, 3mm, 5mm, 7mm, 10mm, 15mm, 20mm로 변화시켜 SET-UP ERROR를 유발하였고, 각각에 대하여 C-T scan을 시행하였고, SET-UP ERROR가 유발된 각각의 C-T image를 얻어 RTP장비를 이용하여 임상에서 많이 사용되는 plan을 사용하여 7개의 C-T image에 각각의 plan-대향이문조사plan, Box-4문조사plan, 3Dimension plan-3개를 시행하여 총 21개의 plan을 실시하였다. (CTV+1cm margin, CTV+0.5cm margin, CTV+0.3cm margin = PTV) 이렇게 얻어진 plan을 이용하여 SET-UP ERROR가 유발이 안된 0mm image의 plan 3개와 SET-UP ERROR가 있는 6개 image의 총 18개의 plan을 대향이문조사plan, Box4문조사plan, 3Dimension plan으로 나누어 선량분포와 DVH를 이용하여 비교 분석하였다. 결과 : SET-UP ERROR를 유발시킨 3mm, 5mm, 7mm C-T image에서는 대향이문조사plan을 제외하고는 모든 plan에서 충분히 치료에 영향을 미칠만한 변화가 나타났으며, Box4문조사plan에서는 SET-UP ERROR에 의한 CTV가 Field 밖으로 빠짐으로 선량분포와 DVH가 나빠지는 현상이 나타났다. 결론 : 환자의 움직임, CTV 3차원형태, CTV margin등이 치료에 영향을 미친다. 이러한 영향을 줄이기 위해서는 환자의 긴장감과 움직임을 줄일 수 있는 환자교육과 정확한 환자setup능력이 치료의 승패를 좌우한다고 생각된다. 또한 재현성과 움직임을 줄일 수 있는 accessory 개발과 보급이 중요하다.

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Nonparametric Procedures for Finding Minimum Effective Dose in a One-Way Layout

  • Kim, Hyeonjeong;Kim, Dongjae
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제9권3호
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    • pp.693-701
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    • 2002
  • When the lowest dose level compared with zero-dose control has significant difference in effect, it is referred as minimum effective dose (MED). In this paper, we discuss several nonparametric methods for finding MED using updated rank at each sequential test step in small sample size and suggest new nonparametric procedures based on placement. Monte Carlo Simulation is adapted to compare power and Familywise Error Rate(FWE) of the new procedures with those of discussed nonparametric tests for finding MED.

다중 그룹 상황에서의 최소 효과 용량을 정하는 비모수적 검정법 (Nonparametric Procedures for Finding the Minimum Effective Dose in Each of Several Group)

  • 배수현;김동재
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제19권1호
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    • pp.33-45
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    • 2012
  • 신약 개발 연구 또는 임상시험에서 개발된 약이 0용량 대조군과 비교해 효과 차이가 있는 가장 작은 용량을 최소 효과 용량(MED)이라 한다. 본 논문에서는 다중 그룹 상황에서 동시적(simultaneous)으로 각 각 그룹의 최소 효과 용량을 확인하기 위하여 위치(placement)에 기초한 비모수적 방법을 제시하였다. 또한 Monte Carlo 모의실험을 통하여 기존에 제시된 검정법과 본 논문에서 제안한 검정법의 검정력(power)과 FWE(Family-wise Error Rate)를비교하였다.

복사전달방정식을 이용한 조사율 추정 (Estimation of dose rate using radiative transfer equations)

  • 문윤섭;김유근;이영미
    • 한국환경과학회지
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    • 제11권12호
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    • pp.1195-1204
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    • 2002
  • We calculated dose rate using radiative transfer equations to consider radiative processes distinctly. The dose rate at Pohang(36°02'N, 129°23'E) was calculated using measured ozone and meteorological data and two-stream approximations(quadrature, Eddington, delta Eddington, PIFM(practical improved flux method), discrete ordinate, delta discrete ordinate) are used in solving equation. The purpose of this study is to determine the most compatible radiative transfer approximation for simulating the radiative and photochemical processes of atmosphere through comparision between calculated and measured values. Dose rate of the biologically effective irradiance in the region 0.28-0.32 U m showed the highest value when quadrature and Eddington was used and lower value on condition that delta scaling was applied. Correlation coefficient between dose rate at surface using radiation transfer equation and measured UV-B at Pohang was 0.78, 0.79 and 0.81 when delta Eddington, PIFM and delta discrete ordinate were used. Also, in case of above approximations were used, MBE(Mean Bias Error) was within -0.3MED/30min and RMBE(Relative Mean Bias Error) was below 10% between 1200 LST and 1400 LST Approximations which are compatible in estimating radiative process are delta Eddington, PIFM and delta discrete ordinate. Especially, in case that radiative process is considered more detail, delta discrete ordinate increased the number of stream is proper.

정류방식에 따른 장치의 정확도와 출력 파형의 비교 (Comparison of Accuracy and Output Waveform of Devices According to Rectification Method)

  • 이인자
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제41권6호
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    • pp.603-610
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    • 2018
  • This study examined the following: accuracy of the exposure conditions in the inverter device and three-phase device; output waveform over the exposure conditions; and average and standard deviation of the output waveform. After assessing whether the dose corresponding to the theoretical dose was presented, the following conclusions were obtained: 1. The accuracy of the tube voltage(kVp) and tube current(mA) exposure time(sec) was within the tolerable level prescribed in Korea's Safety Management Standards. In the error, Inverter device was large the tube voltage and exposure time, the three-phase device was large the tube current. 2. In terms of the output waveform of the exposure conditions and the average and standard deviation of the output waveform, the higher tube voltage and larger tube current resulted in greater standard deviation in pulsation. Moreover, the standard deviation of pulsation was shown to be greater in the inverter device than the three-phase device; there was also greater standard deviation in the inverter device considering the exposure time. 3. Regarding the exposure conditions over the output dose, all linearity showed the coefficient of variation which had an allowable limit of error within 0.05. Although the output dose ratio for the inverter device was 1.00~1.10 times no difference that of the three-phase device, there was almost no difference in dose ratio between the tube currents.