• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권2호
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• pp.82-88
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• 2005

상용화된 방사선 치료계획 장치에서 제공하는 선량보상체(compensator) 설계 기능의 타당성 을 검증하고자 Cerrobend 재료를 대상으로 한 고밀도의 선량보상체 설계 및 제작과 동적다엽콜리메이터를 활용한 전자 선량보상체(Electronic Compensator)의 구현을 통해 그 기능을 분석하였다. 5개의 두께가 다른 영역으로 구성한 팬텀을 대상으로 전산화단층촬영(CT) 영상을 획득하고, 기준 깊이에서 균일한 선량분포를 형성하도록 방사선치료계획장치(RTP)에서 선량보상체를 설계하였다. Cerrobend 선량보상체 주조 틀을 제작하기 위해 컴퓨터로 자동 제어되는 스티로폼 절삭기를 사용하였고, 전자선량보상체를 구현하기 위해 다엽콜리메이터를 사용하였으며, 선량분포의 측정을 위해서 선량측정용 필름을 사용하였다. 선량보상체를 적용하지 않았을 경우, 선량분포에서 $\pm13.93 cGy$의 편차를 보였으나, Cerrobend 선량보상체와 전자선량보상체를 적용하였을 경우, 각각 $\pm0.99 cGy$와 $\pm1.82cGy$의 편차를 보여 선량분포의 균일도를 높이는 선량보상체로서 기능을 구현함을 증명하였다. 방사선치료계획장치에서 계획된 기준 선량값과의 평균 오차를 분석한 결과, Cerrobend 선량보상체는 $+3.83\%$, 전자 선량보상체는 $-4.37\%$의 오차를 보였으며, 이는 Cerrobend 선량보상체 제조과정에서의 오차와 절대 선량측정 도구로서 필름이 갖고 있는 한계성을 고려할 때, 선량보상체 기능의 정확도 입증에 타당성 있는 결과로 생각한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권2호
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• pp.185-191
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• 2001

물리적인 형태의 선량 보상체 제작 없이 삼차원 방사선치료계획장치 및 다엽콜리메터를 이용한 방사선의 세기변조를 통해 선량보상 효과를 구현할 수 있는 가상 선량보상체 설계 알고리듬을 고안하고 그 타당성을 분석하였다. 선량보상체 설계를 위한 모델로서 신체표면의 굴곡을 묘사할 수 있는 스티로폼 제작물과 소형 물팬텀을 사용하였으며, 이에 대한 정보를 삼차원 방사선치료계획장치에 입력하고, 주어진 조건하에서의 예상 선량분포를 구하였다 이를 기준으로 가상 선량보상체 구현에 필요한 플루언스 지도를 작성하고, 이를 구현할 수 있는 다엽콜리메터의 구동 프로그램을 설계하였다 다엽콜리메타 구동 알고리듬은 Ma의 이론을 근거로 설계하였으며, 모든 프로그램은 IDL5.4를 사용하여 작성하였다. 설계된 가상 선량보상체의 타당성을 검증하기 위해 선량보상체를 적용하였을 때와 적용하지 않았을 경우 각각에 대해 팬텀에 장착한 필름에 방사선을 조사한 후 그 선량분포를 비교, 분석하였으며 그 결과, 가상 선량보상체를 적용하였을 경우 적용하지 않았을 시 보였던 조직결손에 의한 높은 선량분포 영역이 제거되어 목적하고자 한 균일한 선량분포를 구현할 수 있음을 보였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제21권1호
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• pp.82-93
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• 2003

목적 : 유방암의 수술 후 방사선조사 시 폐나 심장 등 정상 증기에 대한 합병증을 줄이고자 흉벽에 대한 전자선 치료 시 조사야 내 전체 흉벽 두께를 균일하도록 보상할 수 있는 개별화된 조직보상체를 제작하였으며, 3차원 입체조형치료계획을 통하여 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 :유방전절제술 후 방사선치료를 받는 10명의 환자를 대상으로 하였다 우측 유방암 환자가 3명, 좌측유방암 환자가 7명이었다. 모든 환자는 조사야를 결정하기 위한 모의치료를 시행한 후 치료계획용 컴퓨터단층촬영을 하였으며, 이를 바탕으로 1 cm$^{2}$ 간격으로 흉벽 두께를 세밀히 측정하였다. 이후 주로 내유방림프절 근방인 가장 두꺼운 흉벽 부위를 기준으로 그 곳의 전방 흉막면에 80% 선량이 조사될 수 있는 방사선에너지를 설정하고, 이 부위를 기준으로 보다 얇은 흉벽을 보상하기 위한 개별화된 조직보상체를 제작하였으며, 제작된 조직보상체를 적용하여 다시 치료계획용 컴퓨터단층촬영을 시행하였다. 이후 각 환자의 영상자료를 이용하여 3차원 치료계획용 프로그램으로 설계하였다. 매 환자에서 조직보상체 적용 전후로 등선량곡선 분포 및 선량체적히스토그램을 비교하였고, 정상조직합병증발생률(normal tissue complication probability, NTCP)의 변화 및 기타 선량통계값도 분석 비교하였다. 결과 : 조직보상체를 적용하였을 때 모든 예에서 처방선량의 80% 등선량곡선의 깊이가 흉벽 두께와 거의 일치하였다. 조직보상체를 사용하지 않았을 때는 90% 이상의 등선량 곡선이 전방 흉막면을 지나 폐 실질 부위에 깊이 걸쳐 있는 경우가 많았으며, 특히 좌측 유방암의 경우에는 심장에도 불필요하게 높은 선량이 조사됨을 관찰할 수 있었다. 선량체적히스토그램을 조직보상체 적용 전후로 동측 폐, 반대측 폐 및 심장에 대하여 각각 비교하였는데 모든 예에서 조직보상체를 사용하였을 때 동측 폐의 선량체적히스토그램이 크게 향상된 소견을 보였으만 심장의 경우 좌측 유방암 환자에서 특히 두드러진 향상을 보였다. 동측 페의 경우 조직보상체를 적용하지 않았을 때 평균NTCP 값이 80.2${\pm}$3.43%이고, 조직보상체를 사용한 경우에는 평균 NTCP 값이 47.7${\pm}$4.61%로 개별화된 조직보상체의 사용으로 24.5~40.5%의 정상조직합병증발생률을 줄일 수 있었다. 동측 폐와 심장에 대해서 평균 선량, V$_{50}$ (처방선량 50% 이상의 선량이 조사되는 체적의 백분율), V$_{95}$ (처방선량 95% 이상의 선량이 조사되는 체적의 백분율), 최대 선량, 최소 선량 등을 구하여 보았을 때 평균 선량, V$_{50}$, V$_{95}$은 조직보상체 적용 전후에 두드러진 변화를 보였으나 최대선량 및 최소 선량값은 별다른 차이를 보이지 않았다. 결론 : 조직보상체를 적용하였을 때 적용하지 않은 경우에 비해 등선량곡선분포, 선량체적히스토그램, Lymankutcher 모델에 의한 정상조직합병증발생률 및 기타 선량통계값 등 모든 면에 있어서 우월성을 확인할 수 있었다. 향후 이러한 결과가 임상에서 실질적인 합병증 발생률 감소와 잘 연계되는지 계속적인 추적관찰 및 연구가 필요할것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제7권2호
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• pp.3-17
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• 1996

방사선 치료분야에서 선량 보상체가 널리 이용되고 있으나, 그 보상효과에 대한 확실한 검증 방법은 알려진 바가 거의 없다. 본 연구에서는 Missing Tissue 뿐 아니라, Internal Tissue Inhomogeneity 까지 고려한 3차원 보상체를 제작하고, Exit Beam Dose Profile의 측정값과 본 연구에서 고안한 방법으로 기대값을 구해 비교함으로써 보상체의 성능을 평가하고자 하였다. 환자정보는 CT Simulator를 사용하여 얻었고, 보상체 정보는 Render Plan 3-D Planning System을 통해 얻었다. Computer Controlled Milling Machine으로 알루미늄 보상체를 제작해서 보상체가 있는 경우와 없는 경우의 선량 프로파일을 측정하여 비교하였다. 측정은 폴리스티렌 팬톰 사이에 필름을 삽입하여 팬톰 내에서의 실제 선량 분포를 구하고, 필름 카셋트를 이용해서 Exit Beam Dose Profile 을 동시에 얻었다. Oblique Beam, Parallel Opposing Beam, Inhomogeneus Human Phantom에 대해 제작된 보상체가 각각 선량보상 효과가 잘 나타남을 볼 수 있었고, 이 연구에서의 성능확인 방법을 통해 보상체의 성능을 확인할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제10권2호
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• pp.147-153
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• 1992

인체의 굴곡이 심한 부위에 방사선 조사시 조직결손을 보상하여 조직의 중심에 균등한 선량분포를 얻기 위해 조직보상체를 사용하게 된다. 그러나, Ellis F.등이 1960년대에 고에너지 방사선치료에서 조직결손에 따른 조직보상체의 사용을 발표한 이후로 여러 종류의 조직보상체를 사용하여 왔음에도 불구하고 보상체를 사용하였을 때의 피부선량 변화에 대한 연구는 아직까지 없었다. 이에 본 연구에서는 파라핀과 스테아린왁스가 혼합된 3차원 조직등가보상체를 사용하였을 때, 조사면적의 변화, 보상체의 두께변화, 방사선원과 검출기 사이의 거리변화에 따른 피부선량을 실험측정하였다. 실험에 이용된 방사선 에너지는 두경부조사에 많이 사용되는 6 MV광자선이며, 조사면적은 $5\times5\;cm^2$에서 $20\times20\;cm^2$까지 이며, 조직보상체 두께는 9.5 mm에서 103 mm까지 이며, 선량측정은 폴리스티렌 고체팬톰을 사용하여 평행 평판형 전리함(Parallel-plate ionization chamber)으로 피부표면인 0.0 mm에서 40.2 mm깊이까지 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 일정한 조사면적과 일정한 선원-검출기간 거리의 경우에는 보상체의 두께가 증가하여도 피부선량의 변화는 거의 없었다. 피부선량 변화는 보상체의 사용과는 무관하게 조사면적이 커짐에 따라 상대적으로 증가하였고, 방사선원과 검출기사이의 거리가 짧을수록 증가하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제38권1호
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• pp.17-21
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• 2015

소아백혈병의 치료방법 인 조혈모세포이식법의 전처치 방법으로서 항암제와 함께 대표적으로 사용되고 있는 전신방사선조사에 대하여 치료를 시행하기 전 정량적인 인체장기에 대한 선량을 평가하고자 하였다. 모의실험 프로그램 MCNPX를 사용하여 가상의 공간에서 소아용 모의피폭체를 대상으로 조직보상체의 재질을 변화시켜 실험을 진행하였다. 그 결과 첫째, 평균피부선량은 조직보상체의 재질에 따라 Plexiglass는 74.60 mGy/min, Al은 73.96 mGy/min, Cu는 72.26 mGy/min, Pb의 경우 67.90 mGy/min을 보였다. 둘째, 심부선량은 조직보상체 재질에 상관없이 갑상선, 생식선, 소화기계, 머리, 폐, 신장의 순으로 높게 나타났다. 끝으로 조직보상체와 환자와의 거리는 50 cm 이격시켰을 때가 이상적인 것으로 분석되었다. 본 연구결과를 토대로 할 때, 조직보상체 Al, Cu, Pb은 현재 사용되고 있는 Plexiglass 재질을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권2호
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• pp.233-241
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• 1994

연구목적 : 전신방사선조사시 인체내에 균등한 선량분포를 얻기 위하여 조직보상체를 제작하고 그에따른 선량 분포를 확인하고자 하였다. 대상 및 방법 : 0.8mm두께의 납판을 이용한 조직보상체와, 1mm 및 5mm 두에의 알루미늄판을 이용한 조직보상체를 두경부와 하지 두 부분에 대하여 각각 제작하였다. 좌우 대향전신조사시 각 신체부위에 따른 선량분포의 측정을 위하여 파라핀으로 성인 크기의 인체 모형을 실제 치료시의 체위와 비슷하게 만들어 사용하였다. 방사선은 10MV X-ray(CLIAC 1800. Varian Co., USA)를, 측정기구는 exposure/exposure rate meter(model 192, Capintec, Inc., USA)with ionization chamber(PR 05)를 이용하였고 SAD 360cm에 파라핀 팬텀의 정중선을 맞추고 기하학적 방사선조사야는 $144{\times}144cm^2$으로하여 전신이 포함되도록 하였으며 head, mouth, mid-neck, sternal notch. mid-mediastinum, xiphoid, umbilicus. pelvis. thigh. knee 및 ankle부위에서 midline absorbed dose를 각각 측정하였다. 흉부의 선량 측정에는 조직등가물질로 제작된 상업용 humanoid 팬텀에서 $1{\times}1{\times}6mm^3$부피의 TLD rod(LiF, Harshaw Co.. Netherland)를 이용하였다. 결과 : Umbilicus를 기준으로 하였을때 조직보상체를 적용하지 않은 경우 흡수선량은 $-11.8\%$에서 $21.1\%$까지의 차이를 보였다. 어깨가 포함되는 sternal notch에서의 선량은 $11.8\%$감소하였다. 조직보상체를 적용한 경우의 흡수선량은 0.8mm 납보상체의 경우 mid-neck에서 $-7.9\%$, 그외 다른 부위는 $+1.3\%$에서 $-5.3\%$가지 였다. 그리고 1mm 및 5mm 알루미늄 보상체를 적용한 경우 ankle부위에서 $5.3\%$. 그외 다른 부위는 $-2.6\%$에서 $2.6\%$가지의 흡수선량 차이를 보였다. 결론 : 납과 알루미늄으로 제작한 전신방사선조사용 조직보상체는 선량기준점인 umbilicus선량에 비교하였을 때 두경부와 하지에 있어서 비교적 만족할만한 보상효과를 나타내었다. 어깨가 있는 상흉부에서는 선량이 $11.8\%$ 정도 감소하므로 환자의 lateral thickness 차이에 따라 선량기준점을 sternal notch로 선택하거나 boost irradiation이 고려되어야함을 알 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.249-255
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• 2014

전신방사선조사(Total Body Irradiation; TBI)는 백혈병의 치료방법 중의 하나인 조혈모세포 이식법의 전처치로 쓰인다. 2013년 장기이식관리센터 자료에 의하면 조혈모세포이식법의 건수는 계속 늘어나고 있다고 보고되었다. 하지만 현재 TBI 시행하기에 앞서 선량에 대한 평가는 미미한 실정이다. 특히 소아의 경우 방사선감수성이 민감하기 때문에 TBI 시행 전 정확한 선량평가가 시행되어야 할 것으로 판단된다. 이에 본 연구는 TBI 시행 시 사용되는 조직보상체의 두께의 변화에 따라 표면선량과 심부장기선량에 대하여 선량평가를 한 후 가장 이상적인 조건을 찾고자 하였다. 그 결과, 표면선량은 에너지 4 MV, SSD 280 cm, 조직보상체의 두께가 0.5 cm일 때 5.84 mGy/min 으로 가장 높은 수치를 나타내었다. 또한 조직보상체의 두께가 1 cm 이하였을 때 TBI에서 가장 이상적인 선량분포를 나타냄을 알 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권4호
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• pp.269-278
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• 2012

두경부암 방사선치료 시 공동 경계면 및 주변 치료 부위의 선량 균일도 향상을 위하여 조직 등가의 thermoplastic 구강 보상체를 개발하였다. Thermoplastic의 유용성 평가를 위해, 기존에 사용해 오던 치과용 인상재료인 paraffin, alginate, 그리고 putty로 제작한 각 구강 보상체의 물성 및 선량 분포 향상도를 비교하였다. 물성 평가에는 강도 평가(압축 실험, 낙하 실험)와 자연변형도(시간에 따른 체적 변화) 평가를 수행하였으며, 개발한 선량 검증용 팬톰에 삽입한 유리선량계와 Gafchromic EBT2 필름을 이용하여 표면선량, 공동 경계면 선량 및 빔 측면도를 측정하여 전달 선량을 평가하였다. 두 달간 각 구강 보상체의 자연변형도 평가하였을 때, alginate는 수분증발로 최대 80% 체적 변화를 보였으나, thermoplastic을 포함한 나머지 조직 등가 물질은 체적 변화가 3% 미만으로 나타났다. 강도 평가 중 5회 반복한 1.5 m 높이의 자유 낙하실험에서 paraffin은 충격에 의하여 파손이 발생되었으나, thermoplastic은 낙하에 의한 파손이 발생되지 않았으며, 압축 강도 실험에서도 paraffin에 비하여 8배 이상의 높은 힘에서도 파손되지 않았다. 유리선량계를 이용한 선량 검증 결과, 1문 조사 시 조직등가[약 80 HU (Hounsfield Unit)]의 thermoplastic은 동일한 처방 선량 전달 시 약 1,000 HU 이상의 값을 나타내는 putty에 비해 4% 낮은 출력계수(monitor unit) 전달로 약 4.9%의 낮은 표면 선량을 전달하였다. 또한 빔 입사 방향을 기준으로 할 때, 구강 통과 후 경계면의 빔 측면도에서 선량 균일도 평가를 위해 측정한 조사영역 편평도는 air, thermoplastic, putty에서 각각 11.41, 3.98, 4.30으로 나타났다. Thermoplastic 구강 보상체는 조직 등가 물질로 기존에 사용해오던 구강 보상체에 비하여 강도가 높고 물질 변형 확률이 적으며, 구강을 포함을 경계면 및 주변 부위에 균일한 선량 분포를 형성할 수 있으므로 균일한 처방 선량 전달 및 피부 선량 감소가 가능하다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권1호
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• pp.24-33
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• 2002

목적 : 유방보존 수술 후 행하는 방사선치료인 2문 대칭조사(two tangential field technique)시 나타나는 선량분포의 불균일성을 효과적으로 개선하기 위하여, multistatic fields의 사용법과 공용보상체 사용법을 제시하고 평가하였다. 대상 및 방법 : 1) Multistatic field 방법 3차원의 치료계획용 software (RTP)를 이용하여, wedge를 사용한 2문 대칭 조사의 최적의 치료계획을 시행한 후 beam's eye view상에서 과조사가 일어나는 부분을 가리워 주도록 blocked field를 설계하고, 그 beam에 대칭되는 beam을 만들었다. 기존의 2개의 tangential field와 추가된 field의 weighting을 최적의 선량분포를 갖도록 조절하였다. 2) 공용보상체 사용법 : 1999와 2000년에 본원에서 whole-breast radiotherapy를 받은 환자 20명의 유방의 크기를 측정하고 평균하여 표준 유방 모델을 만들었다. 이 모델에 대하여 공용보상체를 설계하고, 설계된 공용보상체의 geometry를 RTP에 입력한 후 환자의 치료 계획을 수행하였다. 2문 대칭조사 치료 계획과, multistatic fields의 경우 그리고 공용 보상체를 사용한 경우의 치료계획에서의 불균일도(DII : 처방선량의 $95-105\%$를 벗어나는 PTV의 부피의 백분율), 최대선량 값$(D_{max})$ 그리고 등가선량 곡선을 각각 비교하였다. 결과 : Multistatic field 방법은 DII의 평균값을 $14.6\%$ (p value<0.000) 낮추고 $D_{max}$를 $4.7\%$ (p value<0.000) 낮춤으로써, 전통적인 2문 대칭 조사법보다 우수한 방법으로 확인되었다. 반면에 공용보상체의 사용은 평균 DII를 $3.7\%$ 낮추지만(p value=0.260) 평균 $D_{max}$는 거의동일 하여($0.3\%$ 감소, p value=0.867), 전통적인 방법보다 우수성이 크게는 없는 것으로 평가되었다. 그러나 환자의 체곡선이 보상체와 잘 일치하는 경우에는 DII가 $18\%$까지 감소하였다. 결론 : Multistatic field 방법은 모든 환자에 대하여 선량분포의 균일성을 전반적으로 향상시키는 효과적인 방법으로 평가되는 반면 공용보상체의 사용은 보상체의 크기가 환자의 체 윤곽과 잘 일치하는 경우만 효과적으로, 적용의 범위에는 한계가 있는 방법으로 평가되었다.