• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권3호
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• pp.127-136
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• 1998

전자포탈영상장치 (EPID)를 의료용 선형가속기의 QC/QA로 이용할 수 있게 하고 이 시스템의 유용성을 평가할 목적으로, 의료용 선형가속기의 기하학적 QC/QA 항목 중 빛-광자선 조사면 일치, 콜리메이터 회전축, 캔트리 회전축 등을 분석할 수 있고 임상응용에의 유용성을 실용적으로 수행할 수 있는 GUI(Graphic User Interface) 방식의 소프트웨어를 개발하였다. 상용 전자포탈영상장치에서 수집한 영상을 네트워크를 통해 수집하고, 이 영상을 조작할 수 있는 OQuE (On-line quality assurance system using electronic portal imaging) 시스템을 PC 상에서 구현하였다. EPID는 Portal Vision(Varian, USA)을 사용하였고, 시스템의 유용성 검증을 위해 CL/2100/CD (Varian, USA)의 의료용 선형가속기를 이용하여 기하학적 QC/QA 성능과 임상응용에의 유용성을 평가하였다. 빛-광자선 조사면 일치를 ～1mm의 정밀ㆍ정확도로 평가할 수 있었다. 콜리메이터 또는 갠트리, 카우치 회전축 역시 4 개의 방사선 방향에 대한 영상을 중첩시켜서 중첩된 영상이 이루는 교점을 분석하여 구할 수 있었다. 빛-광자선 조사면 일치는 조사면별로 각각 영상을 얻고, 이들의 확대 영상과 중첩 영상을 보면서 중력장 중심 (center of gravity) 을 계산한 결과 5$\times$5 $cm^2$에서 0.2 mm, l0$\times$10, 15$\times$15, 20$\times$20 $cm^2$에서 0.3 mm내에 들어옴을 알 수 있었고 Upper Jaw 회전축은 $\pm$0.2 mm, Lower Jaw 회전축은 $\pm$0.1mm, 갠트리 회전축은 앞뒤 방향으로 $\pm$0.3 mm, 좌우 방향으로 $\pm$0.7 mm 내에 들어옴을 알 수 있었다. 카우치 회전측은 $\pm$0.2 mm 이내에 들어옴을 알 수 있었다. 영상수집 시간은 필름에 비해 훨씬 짧았으며, 그 분석 또한 객관적이고 정량적으로 이룰 수 있어서 전자포탈영상장치가 의료용 선형가속기의 QC/QA 도구로서 적당함을 알 수 있었다. 그리고 기준영 상과 포탈영상의 필드경계와 해부학적 모양을 분석함으로써 임상응용에의 유용성을 평가할 수 있었다. 적절한 사용자 편의를 보완하면 이 소프트웨어는 의료용 선형가속기의 기하학적인 성능평가 및 임상에 적극 활용할 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제38권4호
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• pp.451-461
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• 2015

MV방사선 치료는 둘러싸여 있는 정상조직의 피폭선량을 최소화 하면서, target volume 내에 정확하게 선량을 전달하는데 있어 중요한 요인이다. 본 연구에서는 방사선 치료의 높은 정확성을 유지하기 위하여 megavoltage X-ray imaging (MVI)에서 edge block 을 사용한 digital radiography (DR) system 검출기의 modulation transfer function (MTF: 변조전달함수), the noise power spectrum (NPS: 잡음전력스펙트럼) and the detective quantum efficiency (DQE: 양자검출효율)를 측정하고자 한다. 우리는 텅스텐으로 구성된 19 (thickness) ${\times}$ 10 (length) ${\times}$ 1 (width) $cm^3$의 edge block을 사용하였으며, 다음과 같은 setting들로 pre-sampling modulation transfer function (MTF)를 계산하였다: 6-megavolt (MV) energy를 사용하고, 다양한 Radiotherapy장비인 TrueBeamTM (Varian), BEAMVIEWPLUS (Siemens), iViewGT (Elekta), ClinacR iX (Varian) 를 사용하였다. MTF결과에서 Varian TrueBeamTM flattening filter free가 MTF의 50% ($mm^{-1}$)에서 0.46, 10% ($mm^{-1}$) 에서 1.40로 가장 highest value를 보였다. Noise 분포는 Elekta iViewGT가 가장 낮은 분포를 보였다. DQE에서는 E lekt a iViewGT가 peak DQE에서 0.0026 그리고 $1mm^{-1}$ DQE 에서 0.00014로 가장 높았다. 본 연구는 Edge method를 이용하여 MTF와 DQE산출을 재현하였으며, 현재 임상에서 사용되는 DR 시스템 측정의 높은 정확성을 유지할 수 있었으며 이러한 연구는 전통적인 QA 영상화뿐만 아니라 검출기 개발 연구에 있어서 정량적인 MTF, NPS, DQE 측정에 더욱 더 효율적으로 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권1호
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• pp.99-105
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• 2016

잡음전력스펙트럼 (noise power spectrum, NPS)는 noise 진폭의 측정과 균일한 방사선 영역으로부터 획득된 영상의 품질에 가장 일반적인 방법 중 하나이다. 이 연구의 목적은 megavoltage X-ray 에너지를 사용하여 다른 잡음 전력스펙트럼 방법론들을 비교하는 것이다. 진단 영역에서의 잡음전력스펙트럼 평가 방법들은 국제 전기 규격 international electro-technical commission(IEC 62220-1) 기준을 사용하여 치료 영역에 적용되었다. 우리가 사용한 전자포털영상장치(electronic portal imaging device, EPID)는 Varian TrueBeam$^{TM}$, Siemens BEAMVIEW$^{PLUS}$, Elekta iViewGT 그리고 Varian Clinac$^R$ iX aS1000이었다. 잡음전력스펙트럼의 관심영역을 측정하기 위해, 우리는 겹침 (overlapping), 비겹침 (non-overlapping), 평탄도 (flatness), 반음영 (penumbra) 4가지 인자를 사용하였다. 결과적으로는 Siemens BEAMVIEW$^{PLUS}$, Varian TrueBeam$^{TM}$ flattening filter, Varian Clinac$^R$ iX aS1000, Varian TrueBeam$^{TM}$ flattening filter free에서의 잡음 (noise) 분포는 기존의 첫번째, 두번째, 세번째 실험방법보다는 Elekta iViewGT보다 현격하게 높은 noise 분포가 나타남을 알 수 있다. 이번 연구는 다양한 인자들이 잡음전력스펙트럼의 megavoltage imaging (MVI)영상에서 MVI영역에서 잡음전력 스펙트럼의 기준의 방법론으로 사용되어질 수 있다는 것을 보여주었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권2호
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• pp.119-127
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• 2000

금속판/형과스크린 계측기와 CCD 카메라를 이용한 방사선영상장치가 현재 전자포탈영상에 널리 쓰이고 있다. 이 장치의 효율적인 영상획득을 위해 계측효율이 좋고, 공간분해능력이 뛰어난 금속판/ 형과스크린 계측기의 두께를 최적화할 필요가 있었다. 이 논문에서는 금속판과 형광스크린의 두께가 계측효율과 공간분해능에 미치는 영향이 연구되었다. 이 결과는 치료 엑스선 영상장치에 쓰일 수 있는 금속판/형과스크린 계측기의 최적화된 두께를 결정하는데 쓰일 수 있다. 몬테칼로 방법을 이용하여 계산한6 MV 선형가속기에서 발생되는 엑시선의 에너지 스펙트럼을 바탕으로, 여러 가지 두께의 금속판/형광스크린에 대하여 계측효율과 공간분해능을 계산하였고, 이를 실험을 통해 검증하였다. 계측효율은 입사된 엑스선의 에너지가 형광스크린에 흡수된 비율로 계산되며, 공간분해능은 흡수된 에너지의 공간 분포를 통해 계산되었다. 계측효율은 금속판의 두께에 의해, 공간분해능은 형광스크린의 두께에 의해 결정될 수 있음을 본 연구를 통해 확인할 수 있었고, 이로써 특정이용에 관련된 금속판/형광스크린의 두께에 대한 서로 보상 (trade-off) 관계에 있음을 계산과 측정결과를 통해 확인할 수 있었고, 이로써 특정이용에 관련된 금속판/형광스크린 계측기의 최적화된 두께를 산출할 수 있게 되었다. 계산을 바탕으로 CCD를 이용한 전자포탈영상장치의 시작품을 설계 및 제작하였고 팬텀을 이용하여 영상을 얻었다. 단일 프레임 영상은 노이즈가 많으나, 프레임 평균 방법을 이용하여 영상의 질을 향상시킬 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제11권1호
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• pp.16-21
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• 1999

Purpose : The aim of this study is to conform the possibility of the liquid type EPID as a QC tools to clinical indication and of replacement of the film dosimetry. Aditional aim is to describe a procedure for the use of a EPID as a physics calibration tool in the measurements of radiation beam parameters which are typically carried out with film. Method & Materials : In this study we used the Clinac 2100c/d with EPID. This system contains 65536 liquid-filled ion chambers arranged in a $256{\times}256$ matrix and the imaging area is $32.5{\times}32.5cm$ with liquid layer thickness of 1mm. The EPID was tested for different field sizes under typical clinical conditions and pixel values were calibrated against dose by producing images using various thickness of lead attenuators(lead step wedge) using 6 & 10MV x-ray. We placed various thickness of lead on the table of linear accelerator and set the portal vision an SDD of 100cm. To acquire portal image we change the field size and energy, and we recorded the average pixel value in a $3{\times}3$ pixel region of interest(ROI) at field center was recorded. The pixel values were also measured for different field sizes in order to evaluate the dependence of pixel value on x-ray energy spectrum and various scatter components. Result : The EPID, as a whole, was useful as a QA tool and dosimetry device. In mechanical check, cross-hair centering was well matched and the error was less than ?2mm and light/radiation field coincidence was less than 1mm also. In portal dosimetry the wider the field size the the higher the pixel value and as the lead thickness increase, the pixel value was exponentially decreased. Conclusions : The EPID was very suitable for QA tools and it can be used to measure exit dose during patients treatment with reasonable accuracy. But when indicate the EPID to clincal study deep consideration required

• Radiation Oncology Journal
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• 제18권2호
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• pp.114-119
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• 2000

목적 : small bowel displacement system (SBDS)을 이용한 골반부 방사선 치료시 치료간(intertreatment) 및 치료중(intratreatment) 중심점 위치변동의 편차를 분석하고, 그 결과를 임상적으로 이용하고자 하였다. 대상 및 방법 :자궁경부암 7명, 직장암 4명의 총 11명의 환자를 대상으로 electronic portal imaging device (EPID)를 이용하여 302건의 후-전문(postero-anterior port) 영상과 232건의 측문(lateral port) 영상을 얻었다. 모든 환자는 복와위 자세로 하복부에 SBDS를 사용하였다 방사선 조사야의 중심점과 배율을 맞추기 위하여 5개의 금속 기준점을 영상탐지판(image detection unit)에 부착시켰으며, EPID 영상의 골 기준점(bony landmark)을 정하여 모의치료시 촬영한 영상과 비교하여 정렬시킨 후 우-좌문, 두-미문, 그리고 후-전문 방향으로 중심점의 이동방향 및 거리를 분석하였다. 결과 : 우-좌문, 두-미문, 그리고 후-전문 방향으로의 치료간 중심점 이동의 평균값은 각각 1.2 mm ($\pm$1.6 mm), 1.0mm ($\pm$3.0 mm), 0.9 mm ($\pm$4.4 mm)이었으며, 각 방향으로의 5 mm 이상의 치료간 중심점 이동은 각각 2, 12, 24$\%$, 그리고 10 mm 이상의 치료간 중심점 이동은 각각 0, 0, 5$\%$이었다 큰 폭의 위치변동을 보인 방향은 후-전문 방향이었으며, 최대값은 11.5 mm 이었다. 우-좌문, 두-미문, 그리고 후-전문 방향으로의 치료중 중심점 이동의 평균값은 각각 0 mm ($\pm$0.9 mm), 0.1 mm ($\pm$1.9 mm), 0 mm ($\pm$1.6 mm)이었다. 5 mm 이상의 치료중 중심점 이동은 각각 0, 1 , 1$\%$이었다. 결론 : SBDS를 이용한 골반부 방사선 조사시 폭과 빈도가 가장 큰 치료간 위치변동은 후-전문 방향이므로, 측면의 후-전문 방향으로 추가적인 여유를 두는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권2호
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• pp.167-174
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• 2015

목 적 : 복잡하고 정교하게 계획된 용적변조회전 방사선치료(Volumetric Arc Therapy, VMAT)의 Portal Dosimetry를 이용한 치료 전 선량평가가 다양한 인자에 따라 재현성을 유지하는지 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 실험에는 TrueBeam STx$^{TM}$(Ver.1.5, Varian, USA), Portal dosimetry application(Ver.10, Varian)과 Portal Vision aS1000 Imager(Varian, USA)을 사용하였다. 두경부암 환자 2명, 전립샘암 환자 3명, 폐암 환자 1명, 자궁경부암 환자 1명, 총 7명의 환자에 대하여 Portal Dosimetry용 VMAT 전산화치료계획(Eclipse, Ver.10.0, Varian, USA)을 수립하였다. 오전 치료 전과 후 오후 치료 종료 후 각 4시간 간격을 두고 3회씩 5일에 걸쳐 선량평가를 시행하였다. Gamma pass rate(GPR 3%, 3mm 95%신뢰구간)와 Beam 출력의 상관관계를 확인하기 위하여 선량평가 시행 전 Beam 출력 을 물등가모형과 이온전리함(IBA dosimetry, Germany)을 이용하여 측정하였다. Electronic Portal Imaging Device(EPID) 상태에 따른 GPR 의 변화를 확인하기 위하여 EPID의 영상 교정 (Dark field correction, Flood field correction) 전과 후로 나누어 선량평가를 시행하였다. 또한 다엽콜리메이터(Multi Leaf Collimator) 상태에 따른 GPR의 변화를 확인하기 위해 다엽콜리메이터 Initialize 전과 후로 나누어 선량평가를 시행하였다. 결 과 : Portal Dosimetry를 시행하여 얻은 모든 환자들의 각 시간대 별 GPR의 평균값은 97.11%, 96.09%, 95.37% 였고 최대 차이를 보인 환자의 경우 각 시간대 별 GPR의 평균값은 95.73%, 94.20% 93.23% 였다. 선량평가 시점의 Beam 출력을 측정한 결과 각 시간대별 평균값은 100.45%, 100.46%, 100.59% 였다. EPID의 영상 교정(Dark field correction, Flood field correction)을 시행하기 전과 후의 대상 환자들의 GPR의 평균값은 95.94 %, 96.01% 였다. 또한 다엽콜리메이터 의 Initialize 를 시행하기 전과 후의 대상 환자들의 GPR 의 평균값은 95.83%, 96.40%였다. 결 론 : 치료기 사용시간이 경과됨에 따라 대상 환자들의 GPR 평균값이 0.8% 감소함을 확인할 수 있었다. Beam 출력은 각 측정시점에 0.1% 오차범위 안에서 일정한 상태를 유지하였다. EPID의 영상 교정 전, 후 의 선량평가 결과 GPR은 평균 0.1% 차이를 나타내었다. 다엽콜리메이터의 Initialize 전, 후의 선량평과 결과 Initialize 시행 후 GPR이 평균 0.6% 상승하였고 다엽콜리메이터 상태에 따라 GPR이 변화할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 복잡하고 정교하게 계획된 VMAT의 치료 전 선량평가 도구로서 재현성을 유지하며 Portal Dosimetry를 이용하기 위해서는 주기적인 장비의 점검뿐만 아니라, 선량평가에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들에 대한 관리가 이뤄져야 할 것으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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• pp.420-423
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• 2002

In recent years, there has been keen interest in developing f1at panel detectors for all modalities of radiology, including gerneral radiology, fluoroscopy(angiography and cardiology), electronic portal imaging, and mammography. In this paper, we report the new hybrid x-ray detector consisted of CsI(Tl) photoemission layer and a-Se photoconductor layer to resolve conventional x-ray detector such as the direct detector using a-Se and the indirect detector using CsI(Tl)/a-Si. To design the structure of CsI(Tl)/a-Se detector, the penetrated energy spectrum and absorption fraction was estimated using MCNP 4C code. Experimental results showed that the absorption fraction of $500{\mu}m-Se$ film and $150{\mu}m-CsI\left(Tl \right)/a-Se\left( 30{\mu}m \right)$ film is 70% at 70 kVp. The absorption energy is 90% at $350{\mu}m-CsI(Tl)$.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제30권4호
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• pp.128-138
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• 2019

Purpose: Segmental analysis of volumetric modulated arc therapy (VMAT) is not clinically used for compositional error source evaluation. Instead, dose verification is routinely used for plan-specific quality assurance (QA). While this approach identifies the resultant error, it does not specify which machine parameter was responsible for the error. In this research study, we adopted an approach for the segmental analysis of VMAT as a part of machine QA of linear accelerator (LINAC). Methods: Two portal dose QA plans were generated for VMAT QA: a) for full arc and b) for the arc, which was segmented in 12 subsegments. We investigated the multileaf collimator (MLC) position and dosimetric accuracy in the full and segmented arc delivery schemes. A MATLAB program was used to calculate the MLC position error from the data in the dynalog file. The Gamma passing rate (GPR) and the measured to planned dose difference (DD) in each pixel of the electronic portal imaging device was the measurement for dosimetric accuracy. The eclipse treatment planning system and a MATLAB program were used to calculate the dosimetric accuracy. Results: The maximum root-mean-square error of the MLC positions were <1 mm. The GPR was within the range of 98%-99.7% and was similar in both types of VMAT delivery. In general, the DD was <5 calibration units in both full arcs. A similar DD distribution was found for continuous arc and segmented arcs sums. Exceedingly high DD were not observed in any of the arc segment delivery schemes. The LINAC performance was acceptable regarding the execution of the VMAT QA plan. Conclusions: The segmental analysis proposed in this study is expected to be useful for the prediction of the delivery of the VMAT in relation to the gantry angle. We thus recommend the use of segmental analysis of VMAT as part of the regular QA.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권4호
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• pp.253-258
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• 2013

본 연구의 목적은 electronic portal imaging device (EPID)를 통하여 방사선 치료를 받는 환자로부터 투과해 나오는 선량으로 외부적인 선량 재구성과 몬테카를로 전산모사로부터 도출되는 내부 선량 계측과의 관계를 도출하고 이를 분석하기 위한 연구로 진행되었다. 본 연구는 전산모사 연구로써 두 가지의 경우를 비교 분석하고 이와 비슷한 연구에 대한 기본적인 지표를 제공하고자 시행되었다. 실험에 관한 기하학적 정보와 방사선 소스에 대한 정보를 몬테카를로 전산모사 툴인 Monte Carlo n-particle (MCNPX)에 입력하였고 EPID 이미지 도출을 위하여 MCNPX 내에 tally카드를 이용하여 선량정보를 도출하고 이를 영상화 할 수 있도록 하였다. 또한 내부적인 계측을 위하여 물 팬텀을 소스와 표면의 거리(source to surface distance, SSD)가 100 cm이 되도록 설정하였으며, 그보다 10 cm 아래에 EPID를 위치시켰다. 내부 계측은 물팬텀 자체에서 흡수되는 흡수 선량을 mesh tally로 수집하였고, 4문 조사를 통하여 중첩된 선량에 대한 데이터를 획득하였다. 그와 동시에 EPID에서 물을 투과해 나오는 선량을 획득 한 뒤 역 투사 방법을 사용하여 선량 재구성을 하였다. 이둘의 경우를 비교하기 위해 자체적인 교정(calibration)을 통하여 투과해 나온 선량과 흡수된 선량과의 관계를 비교하고 4문 조사를 통하여 물 팬텀 내의 특정 부분에 대한 중첩된 선량 데이터와 EPID를 통해 재구성한 선량 데이터를 분석하였다. 물 팬텀과 EPID에서 획득한 누적 선량의 합은 각각 평균 3.4580 MeV/g과 3.4354 MeV/g이었다. 이는 앞서 계측된 물 팬텀 내부의 누적 선량과 0.6536% 선량 오차를 보였다.