• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권1호
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• pp.61-67
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• 2013

본 연구팀은 호흡 훈련을 통해 호흡의 안정성과 재현성을 증대시킴으로써 환자 적용 범위를 넓히고자 미세전자기계시스템(micro-electro-mechanical system, MEMs) 가속도 센서를 이용한 새로운 호흡훈련시스템을 개발하고자 한다. 본 연구는 호흡동작 모니터링의 선형연구로 MEMS 센서의 성능평가를 Respiratory Gating Platform (RGP)을 이용하여 2.5, 3.0, 3.5 s/cycle의 속도와 4.0, 3.0, 2.0 cm을 진폭으로 하는 1차원 왕복운동에 대한 MEMS 가속도 센서의 순간중력가속도에 대한 반응을 측정하였고 이를 Varian RPM (real time patient monitoring system) 시스템과 비교하였다. RGP의 운동 주기에 대한 MEMS 가속도 센서의 주기 오차는 0.6~6.0%로 측정되었으며 RPM 시스템과 MEMS 가속도 센서에 대한 진폭 감도오차는 1%와 3.6~11.5%로 측정 되었다. 본 연구를 통하여 MEMS 가속도 센서에 대한 환자 호흡 훈련용으로서의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제28권1호
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• pp.17-25
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• 2016

목 적 : 정위적체부방사선치료(Stereotactic Body Radiation Therapy, SBRT)를 시행하는 폐암환자의 호흡 변화에 따른 종양 움직임의 재현성을 비교 분석하고, 치료 중 환자 호흡의 안정도를 확인하여 호흡 신호 확인 과정의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 호흡연동방사선치료(Respiratory Gated Radiation Therapy, RGRT)를 실시한 30명과 RGRT를 시행하지 않는 30명을 그룹1, 2로 정하고, 4-Dimensional Computed Tomography (4-DCT), Cone-Beam CT (CBCT), 투시 영상에서 측정한 종양의 움직임 차이를 비교하였다. 그룹2를 대상으로 치료 중 호흡의 안정도를 확인하기 위해서 Real-time Position Management (RPM) System (version 1.7.5, Varian, USA)을 이용하여 호흡 신호의 기준 구간을 설정하고 치료 중 환자의 호흡이 정해진 구간에서 벗어난 횟수를 측정하였다. 결 과 : 4DCT에서 측정한 평균 움직임과 CBCT에서 평균 움직임의 차이가 그룹1은 전 후 방향, 축 방향, 측 방향 각각 1.0 mm, 1.1 mm, 1.9 mm, 그룹2는 0.3 mm, 0.9 mm, 0.4 mm로 확인되었다. 4DCT와 투시 영상의 축 방향에 대한 평균 움직임 차이는 그룹1에서 0.6 mm, 그룹2에서는 2.3 mm였고, CBCT와 투시 영상의 축 방향에 대한 차이는 그룹1에서 1.7 mm, 그룹2에서 1.4 mm의 차이를 보였다. 그룹2에서 1회 치료(15Gy)를 시행하는 동안 호흡 기준을 벗어나지 않고 치료가 시행된 경우는 대상 환자 30명의 총 120회 중 32회였고, 가장 많이 벗어난 환자는 1회 치료 시 최대 108번 설정 기준을 벗어난 것으로 확인되었다. 결 론 : 전체 대상 환자의 종양 움직임은 각각의 영상에서 평균적으로 5 mm 미만의 차이를 보였지만 특정 환자의 경우 13 mm이상의 차이가 있었고, RGRT를 적용하지 않은 환자들의 치료 중 호흡이 불안정한 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 고 선량이 전달되는 폐암 환자의 SBRT 시 RGRT를 적용하지 않는 환자에 대해서도 종양 움직임을 확인하고 RPM system 을 이용한 치료 중 호흡 관찰을 실시한다면, 치료 중 계획된 선량 전달의 정확성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권2호
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• pp.125-131
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• 2005

목 적 : 폐암 환자 중 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 폐 하엽에서 정위적 방사선수술 시 호흡에 의한 종양의 움직임을 감소시키는 방법으로 종양의 움직임이 적은 호흡 주기에서만 방사선을 조사할 수 있는 respiratory gating system을 사용함으로써 그 유용성에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 폐 하엽의 정위적 방사선 수술 환자 2명을 대상으로 하였으며, 환자의 복부에 maker block (sensor)을 부착하고 tracking camera와 Real Time Position Management (RPM)를 이용하여 호흡 주기를 측정하면서 1회 호흡주기에서 10 phases로 4D-CT를 촬영하였다. 종양의 위치 변화가 급격하지 않은 호흡주기 (%)의 phases를 치료 phases로 결정하였고, 치료 phases의 CT image를 Maximum Intensity Projection (MIP) 기법으로 재구성 후 volume contouring을 하였다. Set up의 재현성 및 GTV의 위치 변화를 확인하기 위해 치료 전과 치료 중 2회의 4D-CT 촬영을 하였다. 결 과 : GTV의 움직임이 가장 큰 Y(longitudinal)축에서 A환자는 전체 호흡주기($0{\sim}90%$)에서 9.4 mm가 치료 호흡 주기 범위 ($30{\sim}60%$)에서는 2.6 mm로, B환자는 전체 호흡주기 ($0{\sim}90%$)에서 11.7 mm가 치료 호흡주기의 범위($30{\sim}70%$)에서는 2.3 mm로 감소하였다. 2회의 4D-CT 비교 결과 set up의 X, Y, Z축 오차는 모두 3 mm이내였다. 결 론 : 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 폐 하엽에서 정위적 방사선수술 시행 시 respiratory gating system의 사용은 종양의 움직임을 5 mm이내로 감소시킬 수 있어 유용하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.324-330
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• 2009

본 연구에서는 정위방사선수술시 움직이는 목표점에 대한 사이버나이프 호흡동기추적장치의 위치 정확성 및 유용성을 평가하고자 한다. 본 연구를 위해 움직이는 목표점을 재현할 수 있는 동적팬톰을 사용하였으며 움직이는 목표점 추적을 위하여 사이버나이프의 호흡동기추적장치인 $Synchrony^{TM}$ 시스템을 사용하였다. 움직이는 목표점의 치료계획을 위하여 4D CT를 이용한 영상획득을 하였고 움직이는 목표점에서의 선량분포와 점선량 측정을 위하여 gafchromic EBT 필름과 0.62 cc 이온 전리함을 사용하였다. 호흡동기추적장치의 정확성을 평가하기 위하여 팬톰의 목표점을 움직였을 때와 정지 상태일 때 목표점에서의 선량분포(처방선량기준 선량분포의 80%)를 비교하였으며 목표점에서의 점선량을 측정하였다. 위치추적장치와 호흡동기추적장치 상호간의 동기화에 의한 정확성은 동기화 되지 않을 경우 평균 $11.5{\pm}3.09\;mm$였으며 동기화 되었을 경우 $0.14{\pm}0.08\;mm$의 차이를 나타내었다. 목표점 정지상태시의 영상과 4D CT를 이용한 움직이는 목표점에 대한 영상을 이용하여 치료계획상의 정확성은 평균 $0.18{\pm}0.06\;mm$의 차이를 나타내었다. 또한 호흡동기추적장치의 정확성은 1 mm 이하로 나타났다. 호흡동기추적장치의 유효성을 확인하기 위하여 움직이는 목표점에 대하여 호흡동기추적장치를 중지하여 측정한 결과 평균 $17.39{\pm}0.14\;mm$였으며 가동하였을 때 $1.37{\pm}0.11\;mm$로 나타났다. 목표점에서의 선량값을 비교한 결과 목표점이 정지상태일 때 $0.68{\pm}0.38%$, 호흡동기추적장치를 이용한 움직이는 목표점에서는 $1.31{\pm}0.81%$의 차이를 나타내었다. 위치추적장치와 호흡동기추적장치 상호간의 동기화에 의한 정확성 확인에서 장치사이에서 동기화가 매우 정확하게 수행됨을 확인하였다. 본 연구의 결과 움직이는 목표점에 대한 정위방사선수술시 호흡동기추적장치를 필수적으로 사용해야하며 본 연구에서 사용된 사이버나이프의 호흡동기추적장치인 Synchrony 시스템의 유용성과 정확성을 평가한 결과 매우 정확함을 확인하였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제37권12호
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• pp.1029-1031
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• 2004

림프관평활근종증은 드문 질환이며, 임상경과상 악성으로 분류할 수 있다. 복통을 주소로 입원한 21세 여자 환자가 골반 내시경을 통해 난소 황체 출혈을 지혈하였고, 그 후 유미성 복수로 개복하여 후 복막에 위치한 낭성 종양을 절제하여 림프관평활근종증으로 조직 진단 받았다. 홀몬 치료 중 유미흉이 발생하여 흉부외과에서 개흉하여 림프액 누출부위를 봉합결찰하였고, 10% 포타딘 관주로 유미흉은 호전되었으나 유미성 복수가 재발하였으며 진단 6개월에 전신 쇠약과 호흡 부전으로 사망하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권4호
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• pp.736-745
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• 1998

연구배경: 횡격막의 운동은 흉부 단순 촬영과 fluoroscopy로 관찰해 왔으나 근래 초음파에 의해서 횡격막의 운동거리와 두께를 측정하는 연구들이 있어왔다. 초음파 검사의 장점을 살펴보면 간편하고 비침습적이며 방사선조사가 없고 재현성과 정확성이 있다는 점을 들 수 있다. 본 연구에서는 이러한 횡격막 운동 측정에 대한 초음파의 장점을 이용하여 정상인과 만성폐쇄성 폐질환 환자에서 횡격막 운동을 조사하고 그 결과를 폐기능 지표들과 비교하였다. 연구방법: 정상 성인 28례(의과대학생 16례, 나이를 고려한 대조군 12례)와 만성폐쇄성 폐질환 환자 17례를 대상으로 각각에서 폐기능 검사, 최대 흡기압, 최대 호기압과 초음파상 횡격막의 이동 거리를 측정하여 비교하였다. 초음파는 Aloka 사의 KEC-620 모델을 이용하였으며 앙와위 상태에서 환자의 쇄골 중심선에 해당하는 부위의 우상복부에 횡으로 3.5MHz 탐촉자를 대고 간을 에코창으로 이용하여 M-mode 상에서 평상 호흡시와 폐활량 호흡 또는 최대 호흡시의 횡격막 이동 거리를 3회 측정하여 그 평균값을 얻었으며 최대 흡기압과 최대호기압은 Chest사의 Vitalopower KH-101을 이용하여 3회 측정하여 그 평균값을 얻었다. 결 과: 정상인에서의 횡격막 이동거리는 평상호흡에는 1.5cm-1.7cm를 보였고 최대호흡시에는 5.7cm-6.7cm를 보였다. 정상인에서의 최대호흡시에 횡격막 이동거리는 $FEV_1$ $FEV_1/FVC$, PEF, PIF, 신장과 유의한 상관관계를 보였으나 다중 희귀분석에서는 $FEV_1$ 만이 유용한 예측지표로 계산되었다. 만성폐쇄성 폐질환 환자에서의 횡격막 이용거리는 평상호흡시에는 $1.5{\pm}0.6cm$로 정상인과 유의한 차이가 없었으나 최대호흡시에는 $3.7{\pm}1.3cm$로 대조군에 비해 유의하게 감소되어 있었다. 만성폐쇄성 폐질환 환자군의 각 병기에 따라 횡격막 이동거리를 비교해 본 결과 최대호흡시 횡격막의 이동거리는 $FEV_1$이 감소할수록 짧은 경향을 보였으나 통계적 의의는 없었다. 만성폐쇄성 폐질환 환자에서의 최대호흡시에 횡격막 이동거리는 연령, PEmax, %FVC와 유의한 상관관계를 보였으나 다중 회귀분석에서는 최대호기압(PEmax)과 연령이 유의한 예측인자로 계산되었다. 결 론: 만성폐쇄성 폐질환 환자의 횡격막 이동거리는 정상인에 비해 유의하게 감소하였으며 최대호기압과 가장 좋은 상관관계를 보였다. 그러나 만성폐쇄성 폐질환 환자에서 횡격막 이동거리는 $FEV_1$과 유의한 상관관계를 발견할 수 없어서 초음파를 통한 횡격막 운동검사가 폐기능 평가의 또다른 생리적 지표로 이용될 수 있음을 시사하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-6
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• 2011

목 적: 정위적체부방사선치료(Stereotactic body radiotherapy) 시 환자셋업의 재현성 및 장시간 안정된 자세의 유지를 위한 고정용구는 정확한 치료를 위해 무엇보다 중요하다. 이에 본 연구는 상품화된 고정용구 두 가지와 자체 제작한 고정용구를 비교 평가하여 정위적체부방사선치료 시 최적의 고정용구를 적용하는데 그 목적이 있다. 대상 및 방법: 일반인 5명을 대상으로 각기 다른 세 가지 고정용구(A: Wing-board, B: BodyFix system, C: Arm up holder with vac-lock)를 각각 적용하였으며 대상자의 가장 안정적인 호흡주기를 선택하여, 고글 모니터를 착용 후 일정한 호흡을 30분간 유지토록 하여 호흡신호를 획득하였다. 호흡신호의 분석은 본원에서 자체 개발한 프로그램을 통해 호흡신호의 최고값(peak value)과 최저값(valley value)의 표준편차(standard deviation) 및 분산값(variation value)을 시간대별로 분리하여 획득하고 이를 이용해서 상대적 비교지수를 구하여 각 고정 용구를 비교평가 하였다. 결 과: 각 고정용구의 호흡시간대별 편차의 변화를 고려한 안정도를 평가하였으며, 고정 용구 별 비교지수는 각 실험자별로 다음과 같다. A: 11.20, B: 4.87, C: 1.63 / A: 3.94, B: 0.67, C: 0.13 / A: 2.41, B: 0.29, C: 0.04 / A: 0.16, B: 0.19, C: 0.007 / A: 35.70, B: 2.37, C: 1.86으로 나타났으며, 실험자 5명 모두 고정용구 C를 사용하였을 때 가장 안정된 값을 나타냈다. 반면 A를 사용했을 때 4명, B에서 1명이 상대적으로 가장 불안정한 호흡결과를 나타냈다. 결 론: 자체개발한 정위적체부방사선치료 고정용구(arm up holder with vac-lock)는 다른 두 고정용구에 비해 호흡을 안정적으로 유지시킴으로서 조사분할내 종양움직임(intra-fraction organ motion)을 감소시켜 치료효과를 높일 수 있을 것으로 생각된다. 특히 셋업을 장시간 유지시켜야 하는 정위적체부방사선치료의 특성상 시간의 경과에 따라 불안한 호흡주기를 나타낸 다른 두 고정용구에 비해 자체개발한 고정용구가 정위적체부방사선치료에 유용할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권1호
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• pp.41-52
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• 2002

목적 : 호흡주기에 따른 위치변동 감지센서를 이용하여 종양의 위치가 일정워치에 있을 때만 방사선을 치료하는 호흡 동기치료기구를 제작하고 일정한 호흡주기 상태에서 수행된 CT simulation과 3차원 입체조형치료계획에 따라 방사선을 치료하는 시스템을 개발하고자 하였다. 호흡유무에 따른 종양의 치료 마진(margin)을 측정하고 계획용표적체적(planning target volume:PTV)의 크기에 따른 선량체적표(dose volume histogram:DVH)와 종양억제확률(tumor control probability:NTCP), 건강조직손상확률(normal tissue complication probability:NTCP) 및 선량 통계자료를 통하여 치료성과를 평가하고 선량증강 범위를 예측하고자 하였다. 대상 및 방법 : 종양이 비교적 작고 전이가 없는(T1N0M0) 5명의 폐암환자를 선택하여 X-선 조준장치를 이용하여 횡격막의 이동거리를 측정하는 방법으로 내부장기의 운동을 평가하였다. 호흡동기치료기구는 끌어당김 센서가 부착된 허리띠 모양으로 구성되었으며 이를 흉곽 또는 복부에 부착하여 호흡주기에 의한 흉곽의 크기변동에 따라 센서의 회로가 개폐되고 이것을 선형가속기의 조종간에 연결하는 간단한 기구로서 감도와 재현성이 높았다. 호흡을 배기한 후 일시적 호흡이 정지된 상태에서 Spiral-CT (PQ-5000)로 3차원 영상을 획득하고 Virtual CT-simulator (AcQ-SIM)에 의하여 종양의 위치와 주위 장기들을 확인 도시하였으며 3차원 치료계획장치(Pinnacle, ADAC Co.)를 이용하여 3차원 입체조형치료를 계획하였다. 치료계획의 평가는 호흡동기치료기구의 사용유무에 따른 PTV의 크기에 따라 최적 선량분포를 구사하였으며 각각의 DVH, TCP, NTCP 및 선량통계자료를 도출 비교 검토하였다. 결과 : X-선 simulation에서 폐암환자의 횡격막 이동은 약 1 cm에서 2.5 cm로서 평균 1.5 cm로 측정되었고 자유호흡시 PTV는 CTV (clinical target volume)에 약 2 cm 마진을 주었으며 호흡동기치료기구를 사용하였을 때는 0.5 cm 마진이 적당한 것으로 측정되었다. 종양의 PTV는 연장 마진의 거의 자승비로 증가하였으며 TCP의 값은 마진 범위 $(0.5\~2.0\;cm)$에 관계없이 거의 일정하였고 NTCP의 값은 마진 크기에 따라 평균 $65\%$로 급속히 증가하였다. 결론 : 호흡주기에 따른 위치변동 감지센서를 이용한 호흡동기치료기구는 종양의 위치가 일정할 때만 방사선이 조사되는 간단하고 정확한 장치로서 3차원 입체조형치료 및 강도변조방사선치료에서 매우 유용한 장치임을 확인할 수 있었다. 또한 호흡조절 방사선입체조형치료방법의 기술과 시술절차를 확립시키고 정량적인 선량평가를 위하여 DVH, TCP, NTCP 등의 정량분석과 종양의 투여 선량 증가량(dose escalation)을 예측하는 기초자료를 제공할 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권2호
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• pp.135-144
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• 2010

목 적: 호흡동조 방사선치료용 팬텀 제작을 통해 실시간움직임관리(RPM, Real-time Position Management)에 의한 치료시 호흡에 따른 방사선 조사선량의 적절성을 평가 하고자 한다. 대상 및 방법: 호흡동조 팬텀은 선형 액츄에이터(SCN6-050-50, Dyadic, Japan) 2개, 아크릴판, 지지대, 철판 등으로 팬텀위에 측정 대상을 위치시켜 구동 가능(상 하, 전 후)하도록 제작하였다. 4D CT를 촬영해 환자의 호흡을 분석하여 컴퓨터를 통해 팬텀의 위치와 속도를 제어하여 움직임을 재현하였다. 호흡동조 팬텀위에 2D-Array (PTW)와 4.5 cm의 팬텀(White water 4.5 cm)을 위치하여 21 EX 15 MV X선을 100 Mu, 조사야 $10{\times}10\;cm$의 open field와 2 cm 간격으로 10 cm까지 정방형으로 움직이는 Sliding MLC (DMLC)를 Gantry $0^{\circ}$, $90^{\circ}$에서 팬텀을 (1) 움직이지 않은 경우 (2) 움직인 경우 (3) RPM을 이용하여 동조한 경우(30%)로 나누어 조사하였다. 7.5 cm의 팬텀에 0.125 CC 이온화전리함(PTW)을 위치하여 위와 같은 조건으로 측정하였다. 결 과: 이온화전리함에 의한 중심선량 측정값은 Gantry $90^{\circ}$, $10{\times}10\;cm$ 조사야와 DMLC을 이용한 조사에서 동조시 0.3%이내, 비동조시 약 2%의 오차가 있었다. 2D-Array를 통한 분석시 Gamma index Method (3 mm, 3%)를 적용한 경우 Gantry $90^{\circ}$, $10{\times}10\;cm$ 조사야와 DMLC을 이용한 조사에서 동조시 오차이내, 비동조시 전체 조사야의 약 16% 오차를 보였다. 결 론: 호흡동조 방사선치료용 팬텀의 자체 제작으로 환자 움직임에 의한 치료계획과 방사선 측정으로 인하여 치료시 실제 조사되는 방사선량의 정량적 분석이 가능하였으며, IMRT 환자의 RPM을 이용한 호흡동조 치료시 적절한 평가가 가능하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제18권1호
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• pp.43-51
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• 2006

목 적: 본원에서는 자체 제작한 double tilt angle 방식의 board를 이용하여 비교적 table set-up에 어려움을 가진 다양한 형태의 환자를 대상으로 치료에 적용하여 유용성을 평가해 보았다. 대상 및 방법: Double tilt angle board(DTAB) 제작은 Breast board를 이용해 누운 상태에서 몸전체에 각도를 주도록 하고, 상업용 두부고정용구(Head tilt board)와 동일 방식의 Head tilt board를 10 mm 두께의 아크릴을 이용해 축소 제작하여 환자 경부에 한 번 더 각도를 줄 수 있게 이중 tilt 방식으로, 일자형과 U-자형 Aqua-plast 모두 사용할 수 있는 구조이며, 일정 간격의 Hole & Holder를 제작해 환자의 신장에 제한 없이 사용할 수 있게 하였다. 이러한 자체 제작한 보드를 SVC 환자 3명, Pacemaker 환자 2명 및 8명의 기관절제술을 시행한 환자와 같이 호흡의 불안정, 목과 가슴의 심한 압박감과 통증으로 인해 Table에 제대로 눕지 못하여(Set-up이 어려워) 치료를 시행하기 어려웠던 13명의 환자들을 대상으로 모의 치료하고 치료 시 10회의 반복적인 L-gram 촬영의 오차범위로 재현성을 평가해 보았다. 결 과: SVC 환자 1명, Pacemaker 환자 2명 및 4명의 기관절제술을 시행한 환자와 같은 호흡불안정한 총 13명의 환자를 대상으로 Simulation 해본 결과 SVC($40{\sim}56$), Pacemaker($30{\sim}68$), 기관 절제술($25{\sim}45$) 각각의 적정한 tilt angle을 이용한 환자 Set-up이 가능하였고 L-gram을 이용한 오차범위 측정결과에서도 5 mm 이내의 범위를 나타냄으로써 일반적인 원발성 종양환자와 동일한 치료 결과를 보였다. 결 론: 치료목적에 부합하는 새로운 double tilt 형태의 Board를 제작하여 불안정한 호흡과 기도유지의 어려움으로 인해 Table에 눕지 못하는 다양한 환자들을 대상으로 사용한 결과 용이한 환자 Set-up이 가능해져 목적하는 치료 계획과 치료를 시행할 수 있었다는 데 큰 의의를 두며, 앞으로 이러한 적응증을 가진 환자의 치료에 있어서 오는 시간적, 심리적인 부담감을 최소화할 것이며, 구형의 Board만을 재활용해 제작함으로써 커다란 비용절감의 경제적 효과를 보았다.