• Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
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• 2003.09a
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• pp.35-35
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• 2003

목적 : 세기변조방사선치료의 정도관리 중 선량 분포의 비교에 관한 새로운 정량적인 방법을 제시하였다. 이 과정 중에서 선량의 기울기가 큰 영역에서의 문제점을 해결하기 위하여 최적화 알고리듬을 사용하였다. 대상 및 방법 : 필름을 통해 측정된 선량분포와 컴퓨터를 통해 구해진 선량분포를 각각 5mm 간격과 lmm 간격의 해상도로 컴퓨터를 이용해 2 차원 선량분포로 구현한다. 그 후 두 선량분포사이의 차이를 각 선량분 포의 원점을 일치시킨 후 구해낸다. 이때 일반적으로 두 선량분포 사이의 차이는 선량의 기울기가 큰 영역에서 상당히 크게 나타나게 되는데 이것은 측정 장비의 원점을 구하는 과정에서 발생되는 이차원 상의 미세한 원점의 불일치 효과로 선량의 차이가 선량의 기울기가 큰 영역에서 더욱 커지기 때문이다. 이 불일치를 보정하기 위해서, 측정된 선량분포를 계산된 선량분포 위에서 lmm 간격으로 이동시켜가면서 선량의 차이를 계산하여 이 값이 최소가 되는 위치를 확인한다. 이때의 이동치는 가속기가 갖는 허용오차 이내에 있어야 하며 이 값은 2mm로 알려져 있다. 이 과정과는 독립적으로 이온 챔버를 통해 측정된 절대선량 값을 이용하여 두 선량분포 사이를 재 규격화한 뒤 차이를 구하게 되면 우리는 5mm 간격의 2 차원 절대선량 분포 비교를 실험상의 오차들 중 가장 크게 작용하는 원점 오차로 인한 오차를 제거한 뒤 수행한 것과 같은 결과를 얻게 된다. 여기서 계산된 선량분포의 해상도는 장비의 허용오차 보다 항상 작아야 한다. 결과 : 머리와 목에 환부를 갖는 여러 환자들에 대한 선량분포 비교 결과를 통해서, 측정된 선량분포와 계산된 선량분포사이의 허용오차 범위에 대한 일시적 기준을 마련하였다. 이 기준은 물론 더 많은 환자들에 대한 선량분포 비교를 통해 개선되어질 수 있다. 결론 : 측정 장비의 원점 불일치의 보정뿐만 아니라 측정 장비의 회전에 의한 오차 보정, 필름의 광학적 밀도에 관한 보정 등 여러 가지 계통적 오차들에 대한 보정들이 선량분포 확인과정의 이해와 그 기준마련에 도움이 되겠지만 우리가 다룬 원점 불일치에 비해서 상대적으로 무시할 수 있었다. 마지막으로 선량분포 확인의 최종목표인 3 차원 선량분포 확인의 실제 적용을 위한 연구가 최적화 알고리듬을 이용하여 실험 중에 있다.

• Progress in Medical Physics
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• v.2 no.2
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• pp.121-128
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• 1991

Radiosurgery treatment in the brain requires detailed information on three-dimensional dose distribution. A three-dimensional treatment planning is a prerequisite for treatment plan optimization. It must cover 3-D methods for representing the patient, the dose distributions, and beam settings. Three-dimensional dose models for non-coplanar moving arcs were developed using measured single beam data and efficient 3-D dose algorithms for circular fields. The implementation of three dimensional dose algorithms with stereotactic radiosurgery and the application of the algorithms to several cases are discussed.

• Journal of radiological science and technology
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• v.39 no.4
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• pp.607-614
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• 2016

The study investigates the necessity of 3 dimensional dose distribution evaluation instead of point dose and 2 dimensional dose distribution evaluation. Treatment plans were generated on the RANDO phantom to measure the precise dose distribution of the treatment site 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3 cm with the prescribed dose; 1,200 cGy, 5 fractions. Gamma analysis (3%/3 mm, 2%/2 mm) of dose distribution was evaluated with gafchromic EBT2 film and ArcCHECK phantom. The average error of absolute dose was measured at $0.76{\pm}0.59%$ and $1.37{\pm}0.76%$ in cheese phantom and ArcCHECK phantom respectively. The average passing ratio for 3%/3 mm were $97.72{\pm}0.02%$ and $99.26{\pm}0.01%$ in gafchromic EBT2 film and ArcCHECK phantom respectively. The average passing ratio for 2%/2 mm were $94.21{\pm}0.02%$ and $93.02{\pm}0.01%$ in gafchromic EBT2 film and ArcCHECK phantom respectively. There was a more accurate dose distribution of 3D volume phantom than cheese phantom in patients DQA using tomotherapy. Therefor it should be evaluated simultaneously 3 dimensional dose evaluation on target and peripheral area in rotational radiotherapy such as tomotherapy.

• Progress in Medical Physics
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• v.3 no.1
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• pp.35-44
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• 1992

We developed a new algorithm for displaying two-dimensional isodose curves and three-dimensional isodose surfaces. And we used it to brachytherapy dose planning. This program can display isodose surfaces with various view angles. We can also present isodose curves corresponding to arbitrary section of the surface As a result, we knew that this program can help understanding about three-dimensional dose distribution.

• Korean Journal of Head & Neck Oncology
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• v.21 no.2
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• pp.151-157
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• 2005

목적: 다양한 발생부위에서 발생한 두경부종양을 대상으로 3차원 입체조형치료를 시도하여 표적체적 내 선량균일성과 주변장기의 선량분포변하를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1995년 1월부터 1996년 12월까지 3차원 입체조형치료를 시행 받은 38명에 분석을 시행하였다. 3차원 입체조형 치료는 동일평면 또는 비동일평면상에서 4개에서 14개의 조사면 수로 시행되었다. 3차원 입체조형치료계획시 표적 체적에 $50{\sim}82Gy$의 선량을 처방하였고, 이하선 안구, 척수, 측두하악관절 등을 보호하고자 하였다. 3차원 입체조형치료 계획을 기존의 2차원 치료계획과 비교하기 위하여 표적체적과 주변정상자기의 선량체적히스토그램, 평균선량, 표적체적 내에서 처방선량의 $95{\sim}105%$의 선량이 분포하는 체적을 비교하였다 치료계획에서 실제 치료시까지 소용되는 비용효과를 비교하였다. 대상환자의 평균추적기간은 34개월이었다. 결 과: 3차원 입체조형시료는 2차원 치료에 비해서 표적체적내 평균선량이 평균 10% 증가하였고, 주변정장기에 조사되는 방사선량이 현저히 감소됨을 관찰할 수 있었고 표적체적에 대한 등선량 곡선 분포가 우수함을 관찰할 수 있었다. 결 론: 3차원 입체조형치료는 두경부종양에서 표적체적의 선량 균일성이 증가하였고, 주변장기의 보존이 가능할 것으로 생각되었다. 따라서 본 저자들은 3차원 입체조형치료가 두경부종양에서 국소제어율과 무질병생존율 향상에 기여할 것으로 생각하였다.

• Progress in Medical Physics
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• v.20 no.1
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• pp.14-20
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• 2009

We measured the dose distribution for spinal cord and tumor using Gafchromic film, applying 3D and 4D-Treatment Planning for lung tumor within the phantom. A measured dose distribution was compared with a calculated dose distribution generated from 3D radiation treatment planning and 4D radiation treatment planning system. The agreement of the dose distribution in tumor for 3D and 4D treatment planning was 90.6%, 97.64% using gamma index computed for a distance to agreement of 1 mm and a dose difference of 3%. However, a gamma agreement index of 3% dose difference tolerence of and 2 mm distance to agreement, the accordance of the dose distribution around cord for 3D and 4D radiation treatment planning was 57.13%, 90.4%. There are significant differences between a calculated dose and a measured dose for 3D radiation treatment planning, no significant differences for 4D treatment planning. The results provide the effectiveness of the 4D treatment planning as compared to 3D. We suggest that the 4-dimensional treatment planning should be considered in the case where such equipments as Cyberknife with the real time tracking system are used to treat the tumors in the moving organ.

• The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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• v.19 no.1
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• pp.7-17
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• 2007

Purpose: As increasing complexity of modern radiotherapy technique, more developing dosimetry is required. Polymer gel dosimeters offer a wide range of potential applications with high resolution and assured quality in the thee-dimensional verification of complex dose distribution such as intensity-modulated radiotherapy (IMRT). The purpose of this study is to find the most sensitive and suitable gel as a dosimeter by varying its composition ratio and its condition such as temperature during manufacturing. Materials and Methods: Each polymer gel with various ratio of composition was irradiated with the same amount of photon beam accordingly. Various polymer gels were analyzed and compared using a dedicated software written in visual C++ which converts TE images to R2 map images. Their sensitivities to the photon beam depending on their composition ratio were investigated. Results: There is no dependence on beam energy nor dose rate, and calibration curve is linear. Conclusion: The polymer gel dosimeter developed by using anti-oxidant in this study proved to be suitable for dosimetry.

• Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
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• 2003.09a
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• pp.33-33
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• 2003

목적 : 현재 국내에서 사용되고 있는 방사선치료계획 장비는 거의 모든 방사선종양학과에서 외국 회사의 제품을 사용하고 있는 실정이다. 본 연구는 국내 기술로 개발된 3 차원 조형 방사선치료계획 장비인 Core Plan의 선량계산 알고리즘의 정확성 및 방사선 치료계획 장비로서의 유용성에 관해 평가하고 본 장비의 특징에 대해 간략히 소개하고자 한다. 재료 및 방법 : 본 연구는 2002 년 11 월에 가톨릭대학교 성모병원 방사선종양학과와 서울씨앤제이의 연구계약에 의해 시행되었다. 본 장비에 대한 평가는 방사선분포 및 계산상의 정확성과 임상적용시의 유용성의 관점에서 시행되었다. 본 장비에서 이용된 광자선 선량계산은 Clarkson-Cunningham 모델이며 전자선 선량계산은 2.5D Hogstrom 알고리즘이다. 방사선분포 및 계산상의 정확성 평가를 위하여 방사선치료 장비는 본 병원이 보유한 Clinac 2100CD (Varian, USA)를 이용하였고 폴리스티렌 팬텀과 필름 및 이온 전리함을 이용하여 방사선분포 및 계산상의 정확성을 평가하였다. 방사선분포의 평가 방법은 필름을 이용한 방사선분포의 중심부단면 선량분포와 CorePlan 에서 재현된 방사선분포의 동일면 선량분포를 비교하였다. 임상적용은 2003 년 3 월부터 7 월까지 방사선치료를 받은 50 명의 환자를 대상으로 분석하였다. 본 시험에 적용된 환자는 본 병원이 보유한 3 차원 방사선치료계획 장비인 Prowess 3D (SSGI Inc., USA)를 이용하여 실제 치료된 환자들이며 이 환자를 대상으로 CorePlan에서 동일하게 재현하여 비교하였다. 결과 및 결론 : 방사선분포 및 계산상의 정확성 평가에서는 실제 측정된 결과와 CorePlan에서 재현된 결과가 모두 $\pm$3% 이내로 평가되었다. 50 명의 환자를 대상으로 시행한 임상시험 결과 Prowess 3D에서 나타낸 결과와 비교하여 두경부에서는 1.678%, 흉부 1.578%, 복부 1.271%의 선량값의 오차를 보였다. 본 연구를 진행하는 과정에서 많은 부분의 프로그램 수정이 있었으며 실제임상에 필요한 부분에 대한 추가 및 보완이 이루어졌다. 앞으로 진행될 과정은 실제임상의 사용에 필요한 부분의 계속적인 업그레이드와 전자선에 대한 방사선분포 및 계산정확성 평가, 임상적용에 있어서 Prowess3D 뿐만 아니라 다양한 방사선 치료계획 장비와의 비교를 할 예정이다.

• Radiation Oncology Journal
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• v.20 no.3
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• pp.283-293
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• 2002

Purpose : A PC based brachytherapy planning system was developed to display dose distributions on simulation images by 2D isodose curve including the dose profiles, dose-volume histogram and 30 dose distributions. Materials and Methods : Brachytherapy dose planning software was developed especially for the Ir-192 source, which had been developed by KAERI as a substitute for the Co-60 source. The dose computation was achieved by searching for a pre-computed dose matrix which was tabulated as a function of radial and axial distance from a source. In the computation process, the effects of the tissue scattering correction factor and anisotropic dose distributions were included. The computed dose distributions were displayed in 2D film image including the profile dose, 3D isodose curves with wire frame forms and dosevolume histogram. Results : The brachytherapy dose plan was initiated by obtaining source positions on the principal plane of the source axis. The dose distributions in tissue were computed on a $200\times200\;(mm^2)$ plane on which the source axis was located at the center of the plane. The point doses along the longitudinal axis of the source were $4.5\~9.0\%$ smaller than those on the radial axis of the plane, due to the anisotropy created by the cylindrical shape of the source. When compared to manual calculation, the point doses showed $1\~5\%$ discrepancies from the benchmarking plan. The 2D dose distributions of different planes were matched to the same administered isodose level in order to analyze the shape of the optimized dose level. The accumulated dose-volume histogram, displayed as a function of the percentage volume of administered minimum dose level, was used to guide the volume analysis. Conclusion : This study evaluated the developed computerized dose planning system of brachytherapy. The dose distribution was displayed on the coronal, sagittal and axial planes with the dose histogram. The accumulated DVH and 3D dose distributions provided by the developed system may be useful tools for dose analysis in comparison with orthogonal dose planning.

• The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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• v.18 no.2
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• pp.81-87
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• 2006

Purpose: Few researches have been peformed on the dose distribution of the moving organ for radiotherapy so far. In order to simulate the organ motion caused by respiratory function, multipurpose phantom and moving device was used and dosimetric measurements for dose distribution of the moving organs were conducted in this study. The purpose of our study was to evaluate how dose distributions are changed due to respiratory motion. Materials and Methods: A multipurpose phantom and a moving device were developed for the measurement of the dose distribution of the moving organ due to respiratory function. Acryl chosen design of the phantom was considered the most obvious choice for phantom material. For construction of the phantom, we used acryl and cork with density of $1.14g/cm^3,\;0.32g/cm^3$ respectively. Acryl and cork slab in the phantom were used to simulate the normal organ and lung respectively. The moving phantom system was composed of moving device, moving control system, and acryl and cork phantom. Gafchromic film and EDR2 film were used to measure dose ditrbutions. The moving device system may be driven by two directional step motors and able to perform 2 dimensional movements (x, z axis), but only 1 dimensional movement(z axis) was used for this study. Results: Larger penumbra was shown in the cork phantom than in the acryl phantom. The dose profile and isodose curve of Gafchromic EBT film were not uniform since the film has small optical density responding to the dose. As the organ motion was increased, the blurrings in penumbra, flatness, and symmetry were increased. Most of measurements of dose distrbutions, Gafchromic EBT film has poor flatness and symmetry than EDR2 film, but both penumbra distributions were more or less comparable. Conclusion: The Gafchromic EBT film is more useful as it does not need development and more radiation dose could be exposed than EDR2 film without losing film characteristics. But as response of the optical density of Gafchromic EBT film to dose is low, beam profiles have more fluctuation at Gafchromic EBT. If the multipurpose phantom and moving device are used for treatment Q.A, and its corrections are made, treatment quality should be improved for the moving organs.