• 한국방사선학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.343-348
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• 2015

감마나이프 방사선수술 전방향 치료계획과 역방향 치료계획을 비교 분석하였다. 10 case의 청신경초종 영상을 이용하여 동일한 조건으로 전방향 치료계획 1, 2(FP-1,2) 및 역방향 치료계획(IP)을 수립하고, 샷의 수(No of shot), conformity index(CI), Paddic conformity index(PCI), Gradiant index(GI), 치료시간 등을 비교 하였다. IP가 FP에 비하여 샷의 수가 적었으며, 표적용적이 증가할수록 샷의 수는 증가하였다. CI는 FP-1:0.85, FP-2 :0.86, IP:0.94, PCI는 FP-1:0.79, FP-2:0.81, IP:0.78로 IP가 높거나 비슷한 결과를 보였다. GI는 FP-1:2.94, FP-2:2.94, IP:3.01로 비슷한 값을 나타내었다. FP를 기준으로 상대적 조사시간은 전체적으로 IP가 짧은 것으로 나타났다. IP는 FP와 비슷하거나 우수한 평가값을 나타내고 치료계획에 소요되는 시간이 짧고 치료시간이 짧아 임상적으로 유용한 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.633-640
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• 2023

최근 근접 치료에서 방사선 차폐막을 사용하여 선량 분포를 변조하여 선량을 전달하는 정적 및 동적 변조 근접 치료 방법이 개발됨에 따라 새로운 방향성 빔 세기 변조 근접 치료에 적합한 역방향 치료 계획 및 치료 계획 최적화 알고리즘에서 선량 계산에 필요한 파라미터 및 데이터의 양이 증가하고 있다. 세기 변조 근접 치료는 방사선의 정확한 선량 전달이 가능하지만, 파라미터와 데이터의 양이 증가하기 때문에 선량 계산에 필요한 경과 시간이 증가한다. 본 연구에서는 선량 계산 경과 시간의 증가를 줄이기 위해 그래픽 카드 기반의 CUDA 가속 선량 계산 알고리즘을 구축하였다. 계산 과정의 가속화 방법은 관심 체적의 시스템 행렬 계산 및 선량 계산의 병렬화를 이용하여 진행하였다. 개발된 알고리즘은 모두 인텔(3.7GHz, 6코어) CPU와 단일 NVIDIA GTX 1080ti 그래픽 카드가 장착된 동일한 컴퓨팅 환경에서 수행하였으며, 선량 계산 시간은 디스크에서 데이터를 불러오고 전처리를 위한 작업 등의 추가 적으로 필요한 시간은 제외하고 선량 계산 시간만 측정하여 평가하였다. 그 결과 가속화된 알고리즘은 CPU로만 계산할 때보다 선량 계산 시간이 약 30배 단축된 것으로 나타났다. 가속화된 선량 계산 알고리즘은 적응방사선치료와 같이 매일 변화되는 어플리케이터의 움직임을 고려하여 새로운 치료 계획을 수립해야 하는 경우나 동적 변조 근접 치료와 같이 선량 계산에 변화되는 파라미터를 고려해야 하는 경우 치료 계획 수립 속도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권3호
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• pp.161-166
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• 2004

쐐기형태의 선량분포를 만드는 데 이용되는 선형가속기에 장착된 동적쐐기(EDW; Enhanced Dynamic Wedge)의 품질관리를 위한 간단한 방법을 고안하였다. 선량 프로파일의 품질관리를 위해서는 필름 선량측정 장비와 필름 스캐너, 고 에너지 선량 측정용 필름, 필름 농도계, 삼차원 치료 계획 장치가 사용되었다. 역방향 60$^{\circ}$ 동적쐐기를 각각 한 필름에 조사(이하 60$^{\circ}$REWP; 60$^{\circ}$ Reversed Wedge Pair)하고, 이를 통해 얻어진 선량 프로파일의 선량 대칭도를 정량적으로 분석하였으며, 동적쐐기 구동이 중간에 멈춘 경우 이를 보상하는 부분 보상조사(Partial treatment mode)도 비교하였다. 또한 측정 된 자료들을 구간선량표(Golden STT； Segmented Treatment Table) 로 구현한 삼차원 치료 계획 장치의 계산치와 비교하였다 60$^{\circ}$REWP의 실험을 통해 역방향 쐐기의 효과가 1% 이내에서 잘 상쇄되었음을 알 수 있었으며 이 자료를 기준으로 한 품질관리의 타당성을 확보할 수 있었다. 실효쐐기인자의 품질관리를 위해서는 쐐기 각도 $10^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$에 대해 실측하였고, 구간선량표에서 보정인자를 유도하여 동적쐐기 조사 시 자동으로 생성되는 로그 파일을 참조하여 실효 쐐기인자 계산치를 얻어내어 비교하였다. 이 방법을 통해 별도의 측정 장비 없이 용이하게 쐐기인자의 이상 유무를 파악할 수 있었다. 기존의 복잡한 품질관리의 방법을 단순화하고 효율을 극대화시킴으로써 측정에서 분석까지 1시간 내에 동적 쐐기의 품질관리를 수행할 수 있었다. 동적쐐기는 금속쐐기와 달리 선량률과 Y축 콜리메이터의 움직임에 따라 부정확도의 잠재가능성을 갖고 있으므로 수시 품질관리가 필수적인데 본 연구방법을 이용하면 단순하면서도 효율을 극대화할 수 있어 동적쐐기를 이용한 방사선치료의 안전도를 높일 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권3호
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• pp.191-199
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• 2008

폐암 환자에서 폐의 앞쪽, 폐의 중간부위, 폐의 뒤쪽, 그리고 몸의 mediastinum 부위의 위치에 따라 광자선 에너지 6 MV와 10 MV를 사용하여 세기조절방사선치료를 계획하여 에너지에 따른 PTV와 폐와 척수에 조사되는 선량분포와 Dose Volume Histogram (DVH)의 특성을 비교 검토하였다. 본원이 보유하고 있는 폐암 환자 치료용 방사선치료기는 120 다엽 콜리메이터가 부착된 선형가속장치(Varian 21 EX-s, USA)이며, 광자선 에너지는 6 MV와 10 MV가 출력되며, 방사선치료 계획은 역방향치료계획이 가능한 ECLIPSE 시스템(Varian, SomaVision 6.5, USA)을 사용하였다. 폐암 환자들의 planning CT는 3 mm 두께로 단층촬영 영상을 획득하였으며, 획득한 단층촬영 영상은 Varis 시스템으로 전송하여 ECLIPSE 시스템에서 치료계획을 시행하였다. 세기조절방사선치료법의 방선선치료계획은 종양의 부위에 따라 다양한 각도를 사용하였고, 빔의 개수도 종양의 크기와 위치에 따라 다양하게 하였다. 폐암 환자에서 종양의 위치에 따라 10 MV와 6 MV의 에너지에 대한 선량분포 특성을 비교해 본 결과 폐암에서 종양의 위치에 관계없이 최대선량에서 10 MV 에너지가 6 MV 에너지에 비해 1.2% 적게 나타났으며, MU에서도 10에서 25 정도의 MU 감소 효과가 있었다. 폐에 조사되는 방사선량은 V20이 30% 미만은 만족하고 있지만 10 MV 에너지에 비해 6 MV 에너지에서 0.1%에서 0.5% 정도 적게 조사되었다. 척수에 조사되는 방사선량은 10 MV 에너지에 비해 6 MV 에너지에서 0.6%에서 2.1% 정도 적게 조사되었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권2호
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• pp.91-97
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• 2007

목 적: 세기변조방사선치료 시 선행되는 품질관리에서 선량분포와 절대선량 값을 비교하여 2차원 이온전리함의 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 본 실험은 선형가속기(CL 21EX, Varian, Palo Alto, USA)의 6 MV 광자선을 이용하여 비인두암 환자를 대상으로 하였다. 세기변조방사선치료를 위한 품질관리에는 2차원 이온전리함 배열(MatriXX, Wellhofer Dosimetrie, Germany)을 사용하였다. 비인두암 환자의 치료를 위해 역방향치료계획을 시행하였다. 고체팬톰에 삽입된 MatriXX를 전산화단층 촬영하여 환자 치료계획과 동일한 플루언스로 하이브리드(갠트리 각도 0$^\circ$) 치료계획을 실시하였다. 실험적 선량분포의 측정은 하이브리드 치료계획과 동일한 기하학적 조건으로 MatriXX와 고체팬톰을 이용하여 측정하였다. 선량분포에서 고선량 저변위(High Dose Low Gradient: HDLG) 점을 선정하여 절대선량을 비교하였으며, 선량분포 일치성분석을 위해 감마 인덱스 히스토그람($\gamma$-index, Dose difference: 3%, Distance to agreement: 3 mm)을 이용하여 정량화하였다. 결 과: 감마 인덱스 히스토그람 분석결과 인정허용범위(${\gamma}{\leq}$1) 비율을 모든 조사면에서 각각 확인하였다. 갠트리 각도 0$^\circ$에서 95.08%, 55$^\circ$에서 97.52%, 110$^\circ$에서 96.28%, 140$^\circ$에서 98.2%, 220$^\circ$에서 97.78%, 250$^\circ$에서 96.64%, 305$^\circ$에서 92.7%로 나타났다. HDLG에서 절대선량은 $\pm$3% 이내의 일치도를 보였다. 결 론: MatriXX를 이용한 세기변조방사선치료의 품질관리는 필름이나 단일 이온전리함을 이용한 일반적인 세기변조방사선치료 품질관리에 비해 시간, 인력을 최소화하면서 보다 효율적인 접근이 가능하였으며, 선량분포일치성 분석 및 절대선량확인에 매우 유용한 장치임을 알 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권2호
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• pp.25-31
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• 2019

목 적: 본 연구는 두경부암 환자의 kVCT와 MVCT영상에서 치아 인공물의 체적을 비교하고, MVCT영상에서 치아체적을 얻은 후 kVCT영상에 배정하여 치아체적 및 주변 정상조직의 전자밀도 교정 후 치료계획체적(PTV) 선량변화를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 본원의 Radixact^® X9에서 세기조절방사선치료를 받은 5명의 두경부암 환자를 대상으로 하였다. 환자의 MVCT영상에서 치아 및 주변 정상조직의 체적을 그린 후 kVCT영상에 영상정합 후 역방향 전산화 치료계획을 실시하였다. 처방선량지수와 선량균질지수를 이용하여 PTV 선량을 평가하였다. 결 과: kVCT영상과 MVCT영상에서 얻은 금속 인공물의 체적을 비교한 결과 평균 3.49±2.61cc, 최대 7.43cc의 차이를 보였다. PTV는 내부 치아가 충분히 포함된 곳으로 제한하였으며, PTV 선량평가 결과 인공물을 보정하지 않은 kVCT의 전산화치료계획의 CI값의 평균은 0.86, MVCT영상을 통해 인공물을 보정 한 kVCT의 CI값은 평균 0.9로 평가되었다. 결 론: 금속 인공물의 보정 없이 전산화치료계획이 이루어졌을 때 PTV의 선량이 저평가 되어 선량 불확실성이 발생됨을 알 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권2호
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• pp.177-184
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• 2016

최근 선형가속기를 이용한 방사선치료는 세기조절방사선치료, 정위적방사선치료 등이 널리 사용되고 있다. 이러한 방사선 치료기법은 일반적으로 역방향치료계획을 사용함으로써 소조사면을 제외하기 어렵다. 그러므로 소조사면의 선량특성에 관한 정확한 측정이 필요하다. 따라서 유효체적이 서로 다른 검출기를 이용하여 소조사면에 대한 깊이선량백분율, 빔측면도, 그리고 선량출력계수를 측정하여 각 검출기의 선량특성 평가하고자 하였다. 실험 결과 X-선 6 MV에너지에 대한 빔선질($PDD_{20}/PDD_{10}$)은 $10{\times}10cm^2$에서 Diode 검출기는 Pinpoint 검출기에 비해 2.4%로 높았다. 모든 조사면에서 유효체적이 작은 Diode 검출기가 다른 검출기들과 50%이상 작은 반음영을 보여 공간분해능이 우수한 것으로 평가되었다. 출력선량계수는 조사면 $2{\times}2cm^2$에서 Semiflex 검출기 다른 검출기에 비해 2%정도 적게 측정되기 시작해서 조사면 $1{\times}1cm^2$에서는 20%정도 차이를 보이며 유효성이 없는 것으로 판단된다. 조사면 $1{\times}1cm^2$에서 Diode 검출기와 Pinpoint 검출기의 측정값은 13%정도 차이를 보였다. 조사면 $3{\times}3cm^2$이하에서는 검출기의 유효체적에 따른 출력선량계수의 차이가 크므로 가능한 유효체적이 작은 검출기를 사용해야 될 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권3호
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• pp.275-286
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• 2001

목적 : 세기조절방사선치료의 임상적용을 위한 정도보증 절차를 확립하고, 실제 치료환자 1례에 대한 적용 과정을 보고하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서는 세기조절방사선치료를 시행하기 위해 역방향 치료계획(inverse planning) 시스템으로 $P^3IMRT$ (ADAC, 미국)와 다엽콜리메이터(Multileaf collimator, MLC)가 부착된 방사선치료용 선형가속기 Primus (Siemens, 미국)를 사용하였다. 먼저 다엽콜리메이터에 대한 위치의 정확성, 재현성, leaf transmission factor를 측정하였다. 또한 소조사면에 대한 치료계획시스템의 commissioning을 실시하였다. 이를 이용하여 C자 형태의 가상 PTV (Planning Target Volume)에 대해 9개의 빔을 사용하여 세기변조 조사빔을 설계하여, 이를 팬톰 내에서 절대선량 및 상대선량을 측정하여 비교, 분석하였다. 실제 6개의 세기변조 조사빔을 사용하여 치료를 시행한 전립선암 환자를 대상으로, 팬톰내에서 재 계산된 선량계산 결과를 0.015 cc 미소전리함, 다이오드선량계(Scanditronix, 스웨덴), 필름 선량계, 그리고 선형배열다중검출기(array detector) 등을 사용하여 절대선량 및 상대선량을 평가하였다. 결과 : MLC 위치 정확도는 1 mm 이내이었으며, 재현성은 0.5 mm 내외로 평가되었고, leaf transmission 인자는 10MV 광자선에 대해서 interleaf leakage의 경우, $1.9\%$, midleaf leakage의 경우, $0.9\%$로 측정되었다. 필름, 다이오드선량계, 미소전리함, 물팬톰용 전리함(0.125 cc) 등의 반음영을 측정해 본 결과, 물팬톰용 전리함으로 측정된 반음영 영역$(80\~20\%)$은 필름에 비해 2 mm 가량 크며, 최소 beamlet 크기가 5 mm 임을 감안할 때 부적합한 것으로 판명되었다. RTP commissioning 후 계산 선량은 $1\times1\;cm^2$ 크기 소조사면에서의 측정치와 $2\%$ 범위 내에서 일치하였다. C자 형태의 PTV에 대한 9개의 세기변조된 조사빔에 대한 2회에 걸친 치료중심점에서의 절대선량 측정결과 개별 조사빔에 대하여는 $10\%$ 이상 차이를 보였으나 총 선량은 $2\%$ 이내에서 일치하였다. 필름을 이용한 선량분포도도 계산치와 비교적 잘 일치하였다. 실제 치료환자의 팬톰 내에서의 절대선량 측정 결과 총 선량은 $1.5\%$ 차이를 보였다. 각 조사빔에 대해 중심 leaf의 측방선량분포도를 필름 및 선형배열다중검출기를 사용하여 측정하였으며, 조사면 밖에서 계산선량이 $2\%$ 내외로 작게 나타났으나, 특정 위치를 제외하고는 $3\%$ 이내로 잘 일치함을 확인하였다. 결론 : 세기조절방사선치료를 위해서는 다엽콜리메이터의 위치에 대한 보다 정밀한 정도관리 절차가 개발되어야 될 것으로 판단되며, 조사빔내 세기패턴을 효율적으로 확인할 수 있는 정도보증 절차가 필요할 것으로 사료된다. 본원에서는 팬톰 내에서의 치료중심점과 같이 특정 지점에서의 절대선량 확인 및 필름 혹은 선형배열다중검출기를 사용한 세기분포 패턴의 확인 과정을 통하여, 이를 적절히 병행하여 사용함으로써 세기조절방사선치료에 적합한 정도관리를 시행할 수 있었다.