• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권2호
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• pp.89-96
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• 2005

본 연구는 호흡에 따라 내부 장기가 움직일 때, 내부 장기가 가장 안정적인 구간의 문턱 값(threshold)을 시간으로 설정한 후 선량분포에 대한 연구를 수행하였다. 일반적으로 정상적인 호흡주기 중에서 시간대비 내부 장기 움직임이 호기 상태에서 적게 나타난다. 그러므로 시간동기 문턱 값(time gating threshold, TGT)은 내부 장기 움직임이 가장 적은 호기 시 1 초 동안 움직일 때의 선량분포를 평가하였다. TGT를 설정했을 때 선량분포를 비교하기 위해 다음 조건으로 방사선을 조사하였다. 내부 장기가 1) 고정된 상태, 2) 문책 값 범위 내에서 움직일 때, 3) 문턱 값 범위 밖에서 움직일 때, 각각의 내부 장기 움직임 조건을 구동팬톰시스템으로 모사하였다. 그리고 필름 선량 측정법(film dosimetry)을 이용하여 비교 평가하였다. TGT를 1초로 설정하고 내부적 움직임을 고려하여 선량분포를 획득했을 때 치료시간은 증가하였다. 그러나 TGT를 1초로 설정한 것은 내부적 움직임을 고려하지 않은 선량분포 즉, 치료 조사면 내에 장기의 움직임이 없을 때와 비슷한 선량분포를 얻을 수 있었다. 그리고 문턱 詰없이 내부 장기가 움직일 때와 비교해서 반음영 영역에 불필요한 선량을 줄일 수 있었다. 또한 치료시간을 줄이기 위해서 문턱 값을 1.4초로 설정했을 때가 1초로 설정했을 때보다 시간 비에 따른 선량분포에 대해 효과적인 결과를 얻지 못했다. 즉, 시간은 줄었지만 치료영역 밖에 많은 선량이 분포하였다. 임상적으로 TGT를 설정해서 방사선 치료를 하기 위해서는 수학적인 계산 방법에 의한 내부 장기의 움직임을 표현하는 것이 아니라 실측에 의해서 모든 환자의 외부 움직임과 내부 움직임을 측정해야 한다. 또한 내부와 외부 움직임의 상관관계를 분석해서 환자의 호흡주기에 따른 내부 장기의 움직임 중에 이상적인 위치에서 문책 값을 설정 후 방사선치료를 시행하면 정상조직은 낮은 선량이 분포하면서 치료성적이 향상될 것이라 예상된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제21권2호
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• pp.174-181
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• 2003

목적: 유방암 환자를 삼문으로 방사선치료할 경우 유방의 접면 영역과 쇄골상 영역의 기하학적 일치를 이루기 위해 갠트리를 회전한 상태에서 테이블을 회전하는 방법이 사용되며, 이때 접면 조사의 posterior edge에 발생할 수 있는 어긋남을 필름선량측정법과 삼차원입체조영치료계획을 통하여 확인하고, 그 어긋남의 해결방법으로 콜리메이터의 각도를 보정해주는 방법들을 연구하였다. 대상 및 방법: 어긋남의 보정을 위해 쇄골상 영역과 유방의 접면 영역을 반쪽 빔 블록과 tangential field block을 사용하여 모의치료한 후 테이블 회전을 하지 않은 상태에서 환자의 몸에 접면 빔의 posterior edge에 선을 긋고, 테이블을 회전시킨 상태에서의 광조사야의 posterior edge와 테이블 회전 이전에 환자의 몸에 그어 놓은 선과 일치되도록 콜리메이터를 회전시키는 방법과, 본 연구에서 고안한 방법인 삼각함수로부터 유도시킨 다음과 같은 공식에 따라 콜리메이터를 회전하여 posterior edge의 어긋남을 보정하고 두 방법을 비교하였다. Co=$2sin^{-1}${$sin\{theta}\{cdot}sin(C/2)$} (Co: collimator angle, $\theta$: angle between tangential beam and table, C: couch angle) 결과: 필름선량측정법을 이용하여 콜리메이터를 보정하지 않은 경우 내외측의 접면 빔의 posterior edge가 어긋남을 확인할 수 있었으며, 콜리메이터를 보정함으로써 posterior edge의 일치함을 확인할 수 있었다. 위 두 방법에서 콜리메이터의 회전 각도는 동일하였다. 또한 전산화된 삼차원입체조영치료계획을 통하여, 접면 빔의 posterior edge의 어긋남을 확인할 수 있었으며, 콜리메이터를 회전하여 보정 함으로써 posterior edge의 일치를 확인할 수 있었다. 각각의 선량체적표를 비교할 경우, 콜리메이터를 보정하여 posterior edge의 일치를 이룬 경우가 더 적은 용적의 폐가 조사되는 것을 확인할 수 있었다. 결론: 유방암 환자의 방사선 치료에서 삼문으로 치료할 경우에 갠트리와 테이블을 동시에 회전하여 쇄골위 영역의 아래 면과 접면 빔의 윗면을 일치시킬 때 각각의 접면 빔의 posterior edge가 어긋남을 인지해야 하며, 약간의 콜리메이터를 회전시킴으로써 이 어긋남은 보정가능하고, 폐에 조사되는 방사선 양도 줄일 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권2호
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• pp.100-104
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• 2004

선량 측정기의 공간적인 반응특성 때문에 나타나는 detector의 크기효과는 임상적인 선량측정을 부정확하게 만드는 중요한 원인이기에 많은 연구의 대상이 되어왔다. 관례적으로 detector response kernel은 detector 자체의 크기가 측정한 방사선의 선량분포에 대해 미친 영향에 대한 정보를 포함하고 있다. 이 kernel에 대해 다양한 수학적 모델들이 제안되었고 실험적으로 이론적으로 연구되어왔다. 이 논문은 convolution이론과 Monte Carlo simulation만을 이용하여 detector의 kernel을 결정하는 방법을 제시한다. 이 수치해석적인 방법을 사용하여 물 phantom에 잠긴 Farmer형 ion chamber의 detector response kernel을 계산하였다. 계산된 kernel은 기존의 parabolic 모델의 특성과 Gaussian 모델의 특성을 동시에 나타내고 있다. 이 kernel과 deconvolution 방법을 사용하여 측정된 6MV, 10${\times}$10 $\textrm{cm}^2$, 0.5${\times}$10 $\textrm{cm}^2$ 광자선으로부터 크기효과를 제거하였다. 크기효과가 제거된 방사선의 선량분포는 꼬리부분을 제외하고는 film이나 pin-point ion chamber에 의해 측정된 결과와 유사한 선량분포를 나타냈다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권2호
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• pp.243-252
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• 1994

원격조종 아프터로딩에 의한 고선량율 관내삽입조사는 체내 발생된 종양에 방사선원을 근접시켜 치료하는 방사선요법으로서 신속한 선량계산과 선량의 정확성 및 다양한 모양의 최적선량분포가 요구된다. 저자들은 크기가 작고 선량율이 높은 고선량율의 방사성동위원소에 대한 정확한 조사선량과 최적선량분포를 얻기 위하여 수학적인 콤퓨터 계산프로그램과 실측으로서 비교하였다. 고선량율 선원에 의한 방사선 조사선량과 조직내 흡수선량분포는 각각 Sievert적분식과 Meisberger의 다항식을 이용하여 작성하였다. 종양크기와 모양에 가장 알맞는 선량분포의 최적화를 실현하기 위하여 저자들은 치료기준점의 선량을 일정한 값으로 고정시키고 선원의 조사시간을 조정하는 선형반복 계산방정식을 이용하였다. 모형선원이 장착된 아프터로딩관을 삽입하고 조준엑스선으로 촬영하여 종양부위를 결정한 후 콤퓨터의 도움으로 아프터로딩관의 축과 평행한 등량곡선 또는 과일모양의 선량분포 및 기관지 모양의 등선량분포가 성취되도록 선량최적화를 시행하였고 선량계에 의한 실측치와 오차가 $3\%$이하로 잘 일치하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제42권6호
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• pp.447-454
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• 2019

In order to improve and supplement the shielding method for electron beam treatment, we designed a patient-specific shielding method using a 3D printer, and evaluated the usefulness by comparing and analyzing the distribution of electron beam doses to adjacent organs. In order to treat 5 cm sized superficial tumors around the lens, a CT Simulator was used to scan the Alderson Rando phantom and the DICOM file was converted into an STL file. The converted STL file was used to design a patient-specific shield and mold that matched the body surface contour of the treatment site. The thickness of the shield was 1 cm and 1.5 cm, and the mold was printed using a 3D printer, and the patient customized shielding block (PCSB) was fabricated with a cerrobend alloy with a thickness of 1 cm and 1.5 cm. The dosimetry was performed by attaching an EBT3 film on the surface of the Alderson Rando phantom eyelid and measuring the dose of 6, 9, and 12 MeV electron beams on the film using four shielding methods. Shielding rates were 83.89%, 87.14%, 87.39% at 6, 9, and 12 MeV without shielding, 1 cm (92.04%, 87.48%, 86.49%), 1.5 cm (91.13%, 91.88% with PSCB), 92.66%) The shielding rate was measured as 1 cm (90.7%, 92.23%, 88.08%) and 1.5 cm (88.31%, 90.66%, 91.81%) when the shielding block and the patient-specific shield were used together. PCSB fabrication improves shielding efficiency over conventional shielding methods. Therefore, PSCB may be useful for clinical application.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권1호
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• pp.40-46
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• 2006

암은 한국인의 사망원인 중 1위이며, 간암은 위암, 폐암과 함께 한국인의 3대 암의 하나로 발생 빈도가 높은 암이나, 대부분의 환자가 자각증상이 없어 수술이 가능한 시기를 지난 후에 진단되어 다양한 치료에도 불구하고 생존율이 낮다. 간암은 진단 시 종양의 크기가 비교적 크며, 주위 정상 간 조직의 견딤선량이 낮아 통상적인 방사선치료로는 간암세포의 치사량을 조사할 수 없어 표적장기에는 다량의 방사선을 조사하면서 주위정상조직에는 조사량을 최소로 할 수 있는 세기조절 방사선치료의 필요성은 매우 크다. 그러나 간암이나 폐암에서는 호흡이나 심박동, 장의 연동운동 등으로 상, 하, 좌, 우, 전, 후 방향으로 종양이 움직임으로 계획된 치료선량이 정확한 부위에 전달되는지에 대한 QA 기법이 개발되어 있지 않아 세기조절 방사선치료의 이론적인 많은 이점에도 불구하고 실제 임상에서의 치료는 활발하지 못하다. 본 연구에서는 35예의 간암환자를 대상으로 하여 복잡한 술기가 필요하지 않아 환자가 불편하지 않고 환자의 치료시간도 지연시키지 않으면서, 임상적용이 용이한 QA 방법을 고안하여 간암환자의 임상적용가능성을 입증하고자 하였다. 모든 환자에서 호흡으로 인한 종양의 이동폭이 가장 크다고 보고되고 있는 상하의 margin은 횡격막의 상하 이동을 5회 측정하여 평균값으로 정하고, 이 평균값만큼 상하 자동으로 반복 이동하도록 특수 제작한 장치 위에 팬텀을 고정하여 환자에서와 같은 조건으로 방사선을 조사한 후 방사선조사 선량을 TLD와 전리함으로 측정하고 컴퓨터 계산치와도 비교하여 3% 이내의 오차를 확인하였다. 환자의 첫 번째 치료에서 만든 확인 필름과 인체모형 팬텀에서 같은 방법으로 방사선을 조사하여 만든 확인 필름을 필름 스캐너로 선량을 측정한 후 90% 등선량 곡선을 비교하여도 큰 차이를 발견할 수 없어 임상에서 적용 가능한 QA 기법으로 제안하고자 한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권8호
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• pp.2935-2940
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• 2023

A polystyrene phantom was developed following the guidance of the International Atomic Energy Association (IAEA) for gamma knife (GK) quality assurance. Its performance was assessed by measuring the absorbed dose rate to water and dose distributions. The phantom was made of polystyrene, which has an electron density (1.0156) similar to that of water. The phantom included one outer phantom and four inner phantoms. Two inner phantoms held PTW T31010 and Exradin A16 ion chambers. One inner phantom held a film in the XY plane of the Leksell coordinate system, and another inner phantom held a film in the YZ or ZX planes. The absorbed dose rate to water and beam profiles of the machine-specific reference (msr) field, namely, the 16 mm collimator field of a GK Perfexion^TM or Icon^TM, were measured at seven GK sites. The measured results were compared to those of an IAEA-recommended solid water (SW) phantom. The radius of the polystyrene phantom was determined to be 7.88 cm by converting the electron density of the plastic, considering a water depth of 8 g/cm². The absorbed dose rates to water measured in both phantoms differed from the treatment planning program by less than 1.1%. Before msr correction, the PTW T31010 dose rates (PTW Freiberg GmbH, New York, NY, USA) in the polystyrene phantom were 0.70 (0.29)% higher on average than those in the SW phantom. The Exradin A16 (Standard Imaging, Middleton, WI, USA) dose rates were 0.76 (0.32)% higher in the polystyrene phantom. After msr correction factors were applied, there were no statistically significant differences in the A16 dose rates measured in the two phantoms; however, the T31010 dose rates were 0.72 (0.29)% higher in the polystyrene phantom. When the full widths at half maximum and penumbras of the msr field were compared, no significant differences between the two phantoms were observed, except for the penumbra in the Y-axis. However, the difference in the penumbra was smaller than variations among different sites. A polystyrene phantom developed for gamma knife dosimetry showed dosimetric performance comparable to that of a commercial SW phantom. In addition to its cost effectiveness, the polystyrene phantom removes air space around the detector. Additional simulations of the msr correction factors of the polystyrene phantom should be performed.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권3호
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• pp.138-144
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• 2012

움직이는 종양의 선량분포는 중합체 겔과 EBT2을 이용하여 필름호흡운동 모의치료기로 분석하였다. 중합체 겔 선량계는 젤라틴, MAA, HQ, THPC, HPLC를 이용하여 합성되었다. 겔 선량계와 EBT2 필름은 5초 간격으로 x축과 y축으로 ${\pm}1.5cm$씩 움직이면서 Co-60 감마선을 이용하여 조사하였다. 조사면의 크기 $5{\times}5cm^2$, SSD 80 cm, 2 cm 깊이에 10 Gy를 조사하였다. 50 mm 깊이에서의 심부선량백분율(PDD)은 이온전리함에서 75.2%였고, 겔 선량계로 측정한 결과 정적상태(static state)에서 82.3%, 동적상태(dynamic state)에서 86.1%였다. 겔 선량계를 이용하여 측정한 동적상태의 반음영(penumbra)은 평균 10.89 mm로 정적상태 반음영의 크기인 7.74 mm 보다 40.5%가 증가하였다. 추가적으로 필름을 이용하여 측정된 반음영의 크기와 비교했을 때 정적상태에서 36.6%, 동적상태에서 29.4%가 작았다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권2호
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• pp.99-105
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• 2011

본 연구에서는 미국의학물리학회(AAPM)에서 제안된 세기조절방사선치료(IMRT)의 commissioning 및 정도관리를 위해 제안된 일련의 시험을 통해 본원의 세기조절방사선치료의 정확도를 평가하고 정도관리 절차를 수립하고자 하였다. TG119에 제시된 5가지 세기조절방사선치료의 표적체적: multi-target, 두경부, 전립선, 및 두 가지의 C-shape (easy&hard)을 대상으로 CT 스캔된 팬텀을 이용하여 치료계획시스템에서 IMRT 치료계획을 수행하였다. 얻어진 치료계획을 dynamic sliding window 전달방식으로 팬텀에 조사하였다. 절대 선량은 표적 및 위험장기 부위에 이온 전리함(CC13, IBA)을 이용하여 측정하고, 2차원 상대 선량분포는 EBT2 필름을 사용하여 측정하였다. 측정된 값들은 해당하는 치료계획시스템 계산값과 비교하여 오차의 평균 및 표준편차를 구하였다. 이를 바탕으로 TG119에 제시된 신뢰구간을 계산하여 제시된 값과 비교하였다. 이온 전리함을 이용한 측정 결과에서 표적 및 위험장기에 대한 계산값과 측정값 사이의 평균오차는 각각 $1.2{\pm}1.1%$과 $1.2{\pm}0.7%$이었고, 95% 신뢰구간은 각각 3.4%와 2.6%으로 TG119에서 제시하고 있는 4.5%와 4.7% 이내에 있었다. 필름을 이용한 측정 결과에서는 허용기준 3%/3 mm를 통과하는 감마인덱스는 평균$ 97.7{\pm}0.8%$로 95% 신뢰구간은 3.9%로 TG119에서 제시하고 있는 7.0% 이내에 있었다. 따라서 TG119에서 제시된 일련의 표준화된 시험을 통해 본원의 세기조절방사선치료의 commissioning 및 정도관리를 평가할 수 있었다. 이온 전리함을 이용한 절대 선량에 대한 action level은 표적과 위험장기에서 각각 ${\pm}4%$와 ${\pm}3%$로, EBT2 필름을 이용한 2차원 상대선량분포는 허용기준 3%/3 mm 기준으로 감마인덱스 1이하를 통과하는 비율이 96%로 정할 수 있었다. 이를 통해 TG119에서 제시된 일련의 표준화된 시험을 통해 각 기관의 IMRT 정확도 평가에 대한 객관적인 지표로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제9권1호
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• pp.131-141
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• 1991

국내에서 처음으로 사용되는 CLINAC 1800에서 발생된 15MV X-선의 특성을 구하기 위하여 3 Dimensional water Phantom Dosimetry system)를 이용하여 방사선 치료에 근간이 되는 심부선량 백분율(POD), 최대 조직 비율(TMR), 편평도(beam profile), 대칭도, Wedge인자 등을 측정하였고 선량계산을 위하여 출력 인자들을 구하였다. 1. 선축상 최대치 지점(Dmax)은 SSD 100cm일때 조사면이 $10\times10cm^2$에서 $3.0\pm0.1$ cm이였고 $4\times4cm^2,\;35\times35cm^2$에서 각각 $3.1\pm0.1\;cm,2.2\pm0.1$ cm으로 조사면이 넓어지면서 측정치가 표면에 가까워지는 결과를 보였다. 2. 조직표면 선량(Surface Dose)는 SSD 100cm일때 조사면이 $10\times10cm^2$에서 $15.5\%$이였고 $4\times4cm^2,\;35\times35cm^2$에서 각각 $9.8\%\;,51.2\%$로 조사면이 넓어지면서 표면 선량은 증가하는 결과를 보였다. 3. 심부선량 백분율(PDO)은 SSD 100cm에서 측정하였고 조사면이 $10\times10cm^2$이고 10cm depth에서 $76.8\%$이였고 $80\%,\;50\%$ 선량의 깊이는 각각 $9.1\pm0.1\;cm,19.9\pm0.2\;cm$으로 측정되었다. 4. 최대조직비율(TMR)은 심부선량 백분율(PDD)로부터 계산하였고 측정값과의 차이는 $10\times10cm^2$ 조사면에서 평균 $1\;%$ 이내의 오차를 보였다. 5. 대칭도(symmetry)와 편평도(flatness)는 조사면 $10\times10cm^2$일때 각각 $0.73\%,\;2.72\%$이였다. 6. 출력인자(output factor)는 $10\times10cm^2$ 기준 조사면에서 흡수선량을 1로 하였을때 $4\times4cm^2,\;35\times35cm^2$ 조사면에서는 각각 0.927, 1.087로 측정되었는데 조사면이 증가할수록 흡수량이 증가하는 결과를 보였다. 7. Wedge factor는 $15^{\circ}\;30^{\circ}\;45^{\circ}\;60^{\circ}$를 10cm깊이에서 측정하였는데 0.825, 0.099, 0.560, 0.457로 각각 측정되었고 아크릴 0.4 mm Tray의 투과율은 0.976이였다. 8. 15 MV X-선에 의한 납벽층의 반가층 두께는 13 mm였고 Cerrobend의 반가층은 15.5 mm으로 측정되었다.