• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권3호
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• pp.175-184
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• 1998

감마나이프를 이용하는 정위적 방사선 수술 치료계획 프로그램 중에서 선량계산 프로그램을 PC에서 작성하고, 작성한 프로그램 GP1(Gamma Project 1) 을 상용화된 치료계획 프로그램인 KULA와 비교하여 선량분포 50% 지점에서 등선량분포의 차이와 편차를 계산함으로써 GPI을 평가하고자 한다. 또한 radiochromic 필름에 감마나이프로 방사선을 조사하여 선량분포를 계산하고, 이를 KULA, GPI에 의한 선량분포와 비교하여 GPI을 검증하고자 한다. 프로그램 작성은 프로그램 제작 언어인 IDL(Interactive Data Language)을 사용하였으며, 선량계산 알고리듬은 상용 치료계획 프로그램인 KULA의 알고리듬을 사용하였다. GP1을 평가하기 위해 반경이 80 mm인 구형 팬톰 중심에서 각 콜리메이터마다 세 방향 (축상면, 시상면, 관상면)에서의 선량분포를 계산하고, 이를 KULA에 의한 선량분포와 비교하였다. 또한 팬톰내 임의의 한 지점에서 GPl과 KULA에 의한 선량분포를 비교하여 두 프로그램간의 선량분포 차이를 계산하였다. 이를 검증하기 위해 팬톰 내부에 radiochromic 필름올 장치하여 방사선을 조사한 후 필름의 선량분포를 상용화된 프로그램 KULA와 본 연구에서 작성한 프로그램 GP1에 의한 선량분포와 비교하여 그 차이를 확인하였다. 그 결과 팬톰 중심에서 GPl과 KULA에 의한 선량분포는 50% 선량분포에서 $\pm$3% 이내의 편차를 나타내었으며, 임의의 지점에서도 같은 결과를 보여주었다. 콜리메이터 크기가 작고 선량분포의 값이 작을수록 두 프로그램의 차이가 커짐을 알 수 있었다. GPl 검증을 위한 필름에서의 선량분포 또한 두 프로그램에서의 선량분포와 잘 일치함을 알 수 있었다. 이로써 치료계획시 GPl에 의한 선량분포의 사용이 가능성을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권1호
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• pp.23-30
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• 2014

방사선치료에서는 환자 체내에 전달된 선량이 원래 의도한 데로 분포되는 지 확인하기 위하여 균질한 팬텀을 이용한 정도 관리를 치료 전에 주로 시행하고 있다. 하지만 균질한 팬텀을 이용한 정도 관리는 표면이 불규칙적이고 불균질한 인체에 대한 선량분포를 완전히 보증해 주지는 못하고 있다. 본 연구에서는 환자를 투과하는 선량의 분포를 측정하여 역으로 환자체내 선량 분포를 계산하는 투과선량 기반 체내선량 검증프로그램을 개발하였다. 투과선량은 주방사선과 산란방사선으로 이루어져 있는데, 본 연구에서는 전자포탈영상장치로 측정한 선량분포로부터 주방사선만을 이용한 간단한 식으로 환자체내선량분포를 계산하는 프로그램과 감마값 분포를 평가하여 두 선량분포를 서로 비교할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 계산한 팬텀의 등중심점을 지나는 관상면의 체내선량 분포는 치료계획시스템에서 제공하는 동일 평면의 선량분포와의 비교결과 균질팬텀에서 평균 95%, 비균질팬텀에서 81.8%의 감마통과율을 보였다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.58-58
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• 2003

목적 : 본 연구에서는 C-arm과 CT에 사용 가능한 자궁경부암용 팬톰을 개발하고 이를 이용하여 기존의 필름 방법에 기반한 위치 확인 방법과 CT 재구성 방법의 정확성을 비교 연구하고자 한다. 정확성이 검증된 후에는 두 방법의 장점을 이용하기 위해 CT로 재구성된 좌표를 필름의 좌표로 변환시켜 현재 사용되고 있는 필름에 기반한 근접 치료 계획 시행에 도움을 주고자 한다. 방법 : 자체 제작한 자궁경부암용 팬톰은 인체 등가 물질인 물과 아크릴을 사용하였고, 크게 localizer 부분과 팬톰 부분으로 구성되어 있다. 또한, 실제 자궁경부암 환자의 임상적인 구조를 모사하여 제작하였다. 자궁경부암 치료시 중요 장기인 방광과 직장을 구와 원기둥으로 설계하였고, 고선량율 applicator는 아크릴 판의 흠으로 고정시켜 제작하였기 때문에 CT 촬영시 applicator를 제거한 영상에서도 applicator의 구조가 정확하게 묘사될 수 있도록 제작하였다. 두 시스템에서 재구성된 좌표를 비교하기 위해 각각의 시스템에서의 얻은 재구성 좌표와 팬톰 자체의 localizer와 재구성 알고리즘을 바탕으로 개발된 프로그램을 이용하여 얻은 좌표로 두 재구성 좌표의 비교 연구를 수행하였다. 정확성이 검증되고 장기의 정보가 담긴 CT의 좌표는 자체 개발된 프로그램으로 2 차원의 필름 좌표로 변환되었다. 본 연구에 사용된 모든 프로그램은 ILD 5.5를 사용하여 개발되었다. 결과 : 두 시스템의 좌표 비교 결과 x, y 축은 차이가 2mm 이내로 비교적 정확한 실험 결과를 얻을 수 있었고, z 축의 경우 CT 슬라이드의 굵기에 따라 2mm-3mm 이내의 차이가 있음을 관찰할 수 있었다. z 축을 제외한 좌표의 차이는 획득한 영상에서 컴퓨터로 좌표를 옮기는 localizer 좌표 선택 과정에 발생했을 것으로 예상된다. 또한, 이 검증된 좌표와 개발된 프로그램을 이용하여 우리는 CT의 좌표를 2차원의 필름 좌표로 정확하게 변환할 수 있었다. 결론 : 이 연구로부터 기존의 C-arm 재구성 방법과 CT 재구성 방법의 비교를 통해 각 치료 기기의 신뢰성을 직접 확인할 수 있었으며, 비교를 통해 검증된 CT의 좌표를 필름 좌표로 변환시킴으로서, 각 시스템의 장점만을 결합한 효과적인 치료 계획을 세울 수 있는 가능성을 제시하였다. 또한 물과 아크릴을 사용한 비교적 간단하고 경제적인 방법으로 C-arm, CT 그리고 MRI에 모두 이용 가능한 팬톰을 제작하여 쉽고 정확하게 위치를 확인할 수 있었다. 더 나아가, 본 연구에서 제작된 자궁경부암 팬톰은 근접치료를 포함하여 관련 팬톰 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.9-17
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• 2017

감마나이프 방사선수술(GKRS)의 높은 정밀도와 정확성은 치료 성공을 위한 기본 요건이다. 방사선의 급격한 감소와 함께 정교한 방사선 전달 및 선량 기울기가 임상적으로 적용되어야 하므로 방사선량 측정 및 기하학적 정확성을 보장하고 감마나이프 방사선수술에서 발생할 수 있는 모든 위험 요인을 줄이기 위해서는 전용 정도관리(QA) 프로그램이 필요하다. 본 연구에서는 독립적인 검증 프로그램 가변 타원체 모형화기술(Variable Ellipsoid Modeling Technique: VEMT)을 적용해서 감마나이프 치료계획 시스템 렉셀 감마플랜의 알고리즘에 사용된 단일 샷 선량 분포의 정확성을 검증하였다. 감마나이프 퍼펙션(PFX)에 장착한 직경 160 mm의 구형 ABC 팬텀에 조사한 단일 샷의 선량 분포를 평가했다. 단일 샷의 조사는 ABC 팬텀의 중심으로 향하게 하여 x, y 및 z 축을 따라 4, 8 및 16 mm 크기의 시준기 배치가 고려되었다. 감마나이프 방사선수술에서 사용되는 감마나이프 퍼펙션 치료계획 시스템은 렉셀 감마플랜(LGP) 버전 10.1.1이 사용되었다. VEMT의 검증을 통해서 감마나이프 방사선수술의 정확성은 배가 될 것이다. 그래서 VEMT 검증 후 감마나이프 방사선수술의 정확성과 정밀성을 토대로 임상 적용이 최종적으로 수행되어야 한다. 특히 환자의 머리가 직경 160mm의 구형으로 시뮬레이션된 조건에서 50% 등선량 높이 수준의 너비, 즉 최대반값폭(FWHM)이 검토되었다. VEMT를 통해 예측된 x, y, z 축의 선량 분포에 관한 모든 데이터는 4 mm 및 8 mm 시준기 배치에 대해 z 축을 따라 최대반값폭과 반그늘(PENUMBRA)의 약간의 차이점을 제외하고는 사양 내(등선량 50%에서 1 mm 이내)에서 LGP의 선량 분포와 훌륭하게 일치했다. 최대반값폭의 최대 불일치는 모든 시준기 배치에서 2.3% 미만이었다. 반그늘의 최대 불일치는 z 축을 따라 8 mm 시준기에 대해서 0.07 mm로 주어졌다. VEMT와 LGP로 얻은 선량 분포에서 최대반값폭과 반그늘의 차이는 감마나이프 방사선수술에서 임상적 유의성을 부여하기에는 너무 작았다. 이 연구의 결과는 전 세계 감마나이프 방사선수술에 관련된 의학물리학자를 위한 참고 자료로 활용될 수 있으리라 사료된다. 따라서 우리는 LGP의 결과물에 대한 독립적인 검증방법 VEMT를 포함하는 정기 예방정비 프로그램을 통해 결정된 모든 시준기 배치에 대한 선량 분포의 유효성을 확인하고 감마나이프 방사선수술 환자에게 임상적으로 완벽한 치료를 보장할 수 있다. 그래서 VEMT의 활용은 시스템을 안전하게 검증하고 운영할 수 있는 정도관리의 한 부분이 될 것으로 기대한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제2권2호
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• pp.113-124
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• 2004

본 연구에서는 인체 내에서 방사성핵종의 거동에 관하여 국제방사선방호위원회에서 권고한 최근 호흡기 모델, 소화기 모델 및 생체동역학 모델을 사용하여 생물학적분석 자료로부터 섭취량과 예탁유효선량을 평가하기 위한 BIDAS 프로그램을 개발하였다. 프로그램은 생물학적분석 자료를 관리하는 데이터베이스 모듈, 각 방사성 핵종에 대한 예측 생물학적분석 양을 내장하고 있는 모듈, 측정된 생물학적분석 양에 근거하여 급성 및 만성 피폭으로부터 섭취량과 선량을 평가하는 계산모듈 등으로 구성되어 있다. 본 논문은 프로그램의 특성과 검증결과에 대해 기술한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권2호
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• pp.63-69
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• 2004

고선량률 근접치료는 저선량률 근접치료와 비교하여 짧은 시간에 많은 선량이 조사되며, 치료를 위한 최적화가 물리적 요인, 방사선 파라미터, 최적화 알고리즘 같은 여러 복잡한 요인들과 연관되어 있으므로 정확한 선량 전달을 위해서는 정확한 검증 과정을 필요로 한다. 본 연구에서는 앞선 연구에서 제작하였던 선량 검증용 팬톰의 단점을 보완하고 CT나 MRI 시스템에서도 이용할 수 있는 구조를 추가시켜 고선량률 근접 치료의 위치 및 선량 검증을 위한 새로운 자궁경부암용 팬톰을 개발하였다. 또한, 개발된 팬톰을 이용하여 고선량률 근접치료에서의 기존의 필름에 기반한 orthogonal 방법의 위치 확인에 대한 점증을 수행하였다. 위치 확인에 대한 철증은 CT 시스템에서의 좌표를 비교, 분석함으로써 수행되었다. 제작된 팬톰은 자궁경부암 환자를 대상으로 환자의 해부학적 구조를 모사하여 제작하였기 때문에 방광과 직장을 모사한 구와 원기둥의 구조물을 포함하고 있으며, C-arm과 CT 영상을 정확하게 획득하기 위한 localizer를 포함하고 있다. 또한, C-arm 및 CT 좌표 비교 수행을 위하여 알고리즘에 기반한 재구성 프로그램을 직접 IDL 5.5를 이용, window 환경에서 개발하였다. 좌표 비교를 수행한 결과, CT의 좌표가 정확한 좌표라고 가정했을 때 필름에 기반한 방법은 모든 점에서 1.0 mm 이내에서 일치함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 바탕으로 우리는 현재 사용하고 있는 Plato (Nucletron, Netherlands) 근접치료 기기의 위치 확인 알고리즘에 대한 검증을 자체적으로 수행할 수 있었다. 이번 연구에서 새롭게 제작된 팬톰과 소프트웨어는 근접치료의 Qual Assurance (OA) 분야에서 효율적이고 강력한 QA 도구로 자리 잡을 수 있을 것으로 기대된다.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권1호
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• pp.113-119
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• 2010

GafChromic EBT2 필름 dosimetry에 필요한 품질 관리용 소프트웨어를 개발하였다. 개발한 프로그램에서는 EBT2 필름특성에 맞게 붉은색, 초록색, 파란색 및 회색 채널에 따른 필름 교정이 가능하도록 하였다. 또한 평판형 스캐너의 빛의 산란 효과나 필름 내 방사선에 반응하는 물질(active layer)의 두께 차이가 선량 검증에 미치는 영향을 평가할 수 있도록 하였다. EBT2 필름을 이용한 측정 결과는 방사선 치료계획 시스템, ECLIPSE 또는 2차원 이온 전리함 배열의 선량 값과 비교할 수 있다. 개발한 소프트웨어를 이용한 GafChromic EBT2 필름의 선량 검증은 파일 입력, 잡음 제거, 배경 보정(background) 및 반응 물질 보정(active layer correction), 선량 계산 및 평가 단계를 통해서 이루어진다. 절대적 또는 상대적 배경 보정 방법을 선택적으로 적용할 수 있으며 필름 교정 결과 및 교정 곡선에 대한 적합식(fitting equation)은 결과 파일로 출력할 수 있다. 선량 행렬의 화소 크기 조정을 위한 보간법, 대화식 영상 이동 및 회전 기능을 이용하여 선량 행렬 간 구조적 위치를 일치시킨 후, 빔 측면도(beam profile) 및 등선량곡선(isodose curve)을 비교할 수 있다. 또한 거리 및 선량 차이에 대한 허용값을 적용하여 gamma index 및 gamma histogram을 이용한 선량 분석이 가능하다. 60도 동적 쐐기 조사면과 전립선 세기조절방사선치료의 조사면을 이용하여 개발한 소프트웨어의 기초 성능 평가를 수행하였을 때, 동적 쐐기 조사면에서 ECLIPSE와 EBT2 필름 간 절대적 빔 측면도는 3% 오차 범위 내에서 일치하였다. EBT2 필름을 이용한 두 종류의 선량 검증 모두, 99% 이상의 영역이 3 mm, 3%의 gamma index의 평가 기준을 만족하였다. 개발한 선량 검증용 소프트웨어를 이용하여 주기적으로 수행되는 일반적인 품질관리뿐만 아니라 빔의 세기가 조절된 복잡한 조사면의 품질관리에도 활용할 수 있으며, Radiochromic 필름을 이용한 선량 평가에 필요한 유용한 분석 툴을 제공할 수 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.613-618
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• 2020

간동맥화학색전술 중 사용되고 있는 Fast Low Dose C-arm CT의 평균선량을 DSA의 평균선량과 비교해 보고, 전체 누적선량에서 검사기법별 평균선량 분석을 통해 피폭선량을 분석해 보았다. 본원에서 환자 50명을 임의로 선정하여 Fast Low Dose C-arm CT와 DSA의 DAP 및 Air Kerma를 조사하여 비교하였으며, 4가지 검사기법(DSA, Fast Low Dose C-arm CT, Roadmap, Fluoroscopy)의 누적선량(DAP, Air Kerma)이 차지하는 비율을 분석하였다. 통계적인 비교 분석을 위해 통계프로그램 SPSS 20.0을 이용하여 대응표본 T검정, ANOVA 검증(post hoc test : Tukey)하였다. Fast Low Dose C-arm CT가 DSA에 비해 평균선량(DAP, Air Kerma)이 통계적으로 유의하게 낮았다.(p<.001) 간동맥화학색전술에서 항암제 주입 전후로 Fast Low Dose C-arm CT를 적극 활용하여 DSA의 검사 횟수를 줄인다면 환자의 의료방사선 피폭을 감소시킬 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.876-879
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• 2012

본 논문에서는 고준위 방사선구역의 방사능준위 분포를 원격에서 안전하게 측정할 수 있는 방사선량 측정기술의 구현에 관해 논하였다. 설계된 방사선량 매핑장치는 고준위 방사선환경에 위치하는 방사선 노드와 원격 전송된 방사선 정보를 그래픽화된 공간위치상에 가시화하는 방사선 스테이션으로 구성된다. 다수의 방사선 노드는 사고환경의 방사선량 정보를 pMOSFET 센서로 센싱하여 무선정보로 송신하는 기능을 수행하고 방사선 스테이션에서는 방사선 노드로 부터 수신된 방사선량 정보와 위치정보를 결합하여 현장을 모사한 그래픽 공간상에 실측 방사선분포 정보 가시화하게 된다. 제작된 방사선 노드를 실험실 공간에 부착하고 원격 방사선 정보가시화 프로그램을 통하여 방사선정보 매핑하는 실험을 통하여 원격방사선가시화 장치의 기능을 검증하였다.