• 한국방사선학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.241-246
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• 2019

4차 산업혁명의 기술 중 3D 프린팅 기술의 소재에 따른 선량평가를 통해 볼루스 적용 가능성을 평가하였다. 선량의 평가는 몬테카를로 방식의 MCNPX프로그램을 이용하였으며, 3D 프린트 물성은 ABS, PC, PLA 세 가지로 하였다. 그리하여 볼루스 10 mm와 동일한 효과를 보이는 두께를 산정한 결과 6 MeV 전자선의 경우 ABS 10 mm, PC 9 mm, PLA 9 mm로 나타났다. 6 MV X-선의 경우 ABS 11 mm, PC 10 mm, PLA 9 mm로 나타났다. 본 실험을 통해 3D 프린터 소재로 제작하는 조직등가물질이 볼루스를 대체할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• International Journal of Contents
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• 제13권4호
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• pp.12-15
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• 2017

Among the possible stereotactic body radiation therapy (SBRT) modalities used to treat patients with metastatic spinal tumors, this study compared Cyberknife, tomotherapy, and volumetric modulated arc radiotherapy (VMAT). We established treatment plans for each of them modality and quantitatively analyzed the dose evaluation factors of the dose-volume histogram (DVH) for all spinal bones, focusing on the tumor and spinal cord, in order to examine the usefulness of VMAT. For the treatment planning dose, the mean dose ($D_{max}$) and $D_{5%}$ showed statistical differences in the target dose, but no difference was shown in the spinal cord dose. For the DVH indices, tomotherapy showed the best performance was the best in terms of uniformity index, while VMAT showed better performance was better than the other two modalities in terms of the conformity index and the dose gradient index. VMAT had a much shorter treatment time than Cyberknife and tomotherapy. These findings suggest that VMAT FFF is the most effective therapy for SBRT of patients with metastatic spinal tumors for whom a high dose of radiation is prescribed.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권10호
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• pp.2334-2338
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• 2020

In recent years, 3D printing technology has received significant research attention. Additionally, 3D printing technology is being applied to study radiation dosimeters of various materials. In this study, a plastic scintillator for 3D printing was developed in a laboratory and used to manufacture a plastic scintillation dosimeter (PSD) with a shape identical to that of the ionization chamber PTW31010. The 16-mm beam of Gamma Knife® Perfexion™ was irradiated to derive the absorbed dose rates of the PSD and PTW31010; they were subsequently compared with the dose rates of the treatment plan. The differences in the dose rates of the Gamma Knife treatment plan and the absorbed dose rates of PTW31010 were within 0.87%. The difference between the dose rates of the Gamma Knife treatment plan and the absorbed dose rates of the PSD were within 4.1%. A linear fit of the absorbed dose rates of four shots involving different dose rates and irradiation angles yielded an adjusted R-square value exceeding 0.9999. A total of 10 repeated measurements were conducted for the same shot to confirm its reproducibility, with a relative error of 0.56%.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.267-272
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• 2015

본 연구는 호흡에 따른 장기의 움직임을 고려하는 치료를 계획하는 4D CT를 촬영하는 환자에게 자동전류조절기능을 사용함에 따른 선량 및 위험도 감소를 평가하고자 하였다. 자동전류조절기능을 사용하지 않은 경우와 사용한 경우에 대하여 간암, 폐암 환자 남녀 각 10명씩에 대하여 4D CT 촬영시 조직선량, CTDI 선량, 유효선량을 CT-Expo 프로그램을 이용하여 개개 환자를 평가하였고, 방사선유발사망확률과 수명손실을 PCXMC 프로그램을 이용하여 평가하였다. 조직선량, CTDI 선량의 경우 간암, 폐암 환자의 경우 26.8%, 15.5%의 선량감소가 확인되었고, 방사선유발사망확률과 수명 손실은 간암, 폐암 환자의 경우 16.5%, 19.8%의 위험도 감소를 확인하였다. 본 연구를 통해 CT 촬영 인자를 개개 환자에 적용함으로 조직선량, 유효선량을 평가할 수 있었으며, 나이 및 성별을 고려한 위험인자를 평가할 수 있었다. 선량감소기법으로 제공되는 자동전류조절기능을 사용함으로 간암 및 폐암환자의 경우 21.2%의 선량감소와 18.2%의 위험도 감소가 있음을 확인하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제34권4호
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• pp.341-349
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• 2011

방사선치료를 위한 CT 검사 시 동일 환자에 대하여 3차원영상과, 호흡주기영상을 획득하기 위한 컴퓨터단층촬영에서 환자의 피폭선량을 측정하고자 SOMATON SENSATION OPEN(SIEMENS, GERMANY)을 이용하여 내원환자 중 폐암환자 10명, 간암환자 10명의 CT 검사 시 피폭선량을 측정했다. 환자가 받는 피폭선량은 The volume CT dose index(CTDIvol), Dose Length Product(DLP)를 이용하여 분석하였으며 각각의 장기들이 받는 피폭선량의 실측은 환자의 장기를 대상으로 할 수 없어 Rando 팬텀을 이용 흉부검사 시 폐와 심장, 척수를, 복부검사 시 간과 신장의 위치를 선택하여 in-vitro와 in-vivo 계측이 가능한 광유도발광선량계(Optically Stimulated Luminescent Dosimeter, Landauer, Inc., USA)를 이용하여 측정하였다. 폐암환자의 CT 검사 시 10명의 CTDIvol값은 5.7배, DLP값은 약 2.4배, 간암환자의 CTDIvol값은 3.8배, DLP값은 약 1.6배의 값을 나타내었고, OSLD를 이용한 실측정치 역시 폐암환자의 경우 6배, 간암환자의 경우 5.5배의 차이를 보이는 등 4DCT 검사에서 전체적인 피폭선량의 증가를 볼 수 있었다. 방사선치료 시 호흡에 의한 치료부위의 위치변화를 4DCT 검사를 이용하여 움직임을 보정하여 치료계획시 치료용적의 정확성을 높일 수 있으나 4DCT 검사로 인한 환자의 피폭선량 증가를 고려하여 검사시간과 검사범위를 줄여 피폭선량을 감소시키기 위한 노력이 필요하다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제43권4호
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• pp.235-242
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• 2020

Scanogram is that combine several practical images into one image to observation. So it is an important consideration in many clinical situation such as iliac measurement, leg alignment measurement and Scoliosis. Currently, scanogram examinations are mainly conducted for children and elderly patients. In this study, in order to apply the longbone detector to children or elderly patients who are difficult to cooperate with, we compared the longbone detector from D equipment with the G equipment discovery 656 Puls equipment in reproducibility of images, distribution of irradiation dose, scattering dose, irradiation time and image acquisition time. D equipment took more than twice as much time as G equipment. The scattered dose generated about 50% more G equipment than D equipment. In the whole spine scanogram and the measurement length of the lower leg, D equipment was also measured longer than G equipment. However, both methods did not show much difference from the CT scanogram, so there was no problem in measurement. The height of the thyroid radiation dose of G equipment was produced more radiation than D equipment. However, the longbone detector deviated from the x-ray center line relative to the tube rotation method, and was measured lower by the directionality of the measuring instrument, so that the error could not be corrected. In the conclusion of study, using the longbone detector is excellent for applying to children or elderly patients to reduce scattering dose. However, using CR may be useful to normal patients. Because, the image quality may deteriorate due to an imbalance of dose difference in thickness depending on the body part. So, it is useful to using a compensation filter or tube rotation method when we take a whole spine scanogram.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권1호
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• pp.33-38
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• 2017

Creating individualized build-up material for superficial photon beam radiation therapy at irregular surface is complex with rice or commonly used flat shape bolus. In this study, we implemented a workflow using 3D printed patient specific bolus and describe our clinical experience. To provide better fitted build-up to irregular surface, the 3D printing technique was used. The PolyLactic Acid (PLA) which processed with nontoxic plant component was used for 3D printer filament material for clinical usage. The 3D printed bolus was designed using virtual bolus structure delineated on patient CT images. Dose distributions were generated from treatment plan for bolus assigned uniform relative electron density and bolus using relative electron density from CT image and compared to evaluate the inhomogeneity effect of bolus material. Pretreatment QA is performed to verify the relative electron density applied to bolus structure by gamma analysis. As an in-vivo dosimetry, Optically Stimulated Luminescent Dosimeters (OSLD) are used to measure the skin dose. The plan comparison result shows that discrepancies between the virtual bolus plan and printed bolus plan are negligible. (0.3% maximum dose difference and 0.2% mean dose difference). The dose distribution is evaluated with gamma method (2%, 2 mm) at the center of GTV and the passing rate was 99.6%. The OSLD measurement shows 0.3% to 2.1% higher than expected dose at patient treatment lesion. In this study, we treated Mycosis fungoides patient with patient specific bolus using 3D printing technique. The accuracy of treatment plan was verified by pretreatment QA and in-vivo dosimetry. The QA results and 4 month follow up result shows the radiation treatment using 3D printing bolus is feasible to treat irregular patient skin.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권2호
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• pp.100-109
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• 2014

정위신체방사선치료(SBRT)에서 환자의 호흡에 대한 정확한 치료위치의 확보는 필수적으로 고려되어야 하며 그 정확성에 관련하여 많은 연구들이 진행되어왔다. 본 연구에서는 실제 호흡에 의한 움직임과 실제 환자 폐의 형태를 고려한 팬텀실험으로 실제 치료에서 일어나는 임상적 상황을 모사함으로 호흡 동조 부피적조절회전 방사선치료(Volumeric Modulated Arc Therapy, VMAT) 기법을 이용한 폐부 SBRT의 정확성을 분석하는 방법을 제시하고자 하였다. SBRT을 받은 폐암 환자의 CT 영상을 기반으로 3D 프린터를 이용하여 치료부위와 유사하게 폐 팬텀을 제작하였고 환자 호흡과 동일하게 움직임을 재현할 수 있도록 $QUASAR^{TM}$ 호흡 동조 구동 팬텀(Modus Medical Devices, London, Canada)에 장착하여 호흡동조 VMAT에서의 2차원 선량 분포를 평가할 수 있는 시스템을 구축하였다. 폐 팬텀은 종양부위를 중심으로 2등분하여 EBT3 필름을 삽입하고 선량분포를 측정할 수 있도록 제작되었다. 비균질 조건에서의 선량계산의 정확성을 확인하기 위하여 균질한 플라스틱 팬텀과 제작된 비균질 폐 팬텀에서 Analytical Anisotropic Algorithm (AAA)와 AcurosXB (AXB) 두가지 알고리즘으로 선량계산을 하여 비교, 분석하였다. 움직임에 대한 치료의 정확성을 평가하기 위하여 호흡동조와 비 호흡동조의 경우, 그리고 움직임이 없는 조건에서 선량분포를 취득하여 치료계획 선량에 대한 감마지표를 분석하였다. 치료부위 GTV에서의 CT number는 실제 환자의 경우 78 HU를 나타내었고 모사된 폐 팬텀의 경우 92 HU를 나타내었다. 팬텀 내 폐 조직부분은 3D프린터로 적층하는 과정에서 격자구조의 형태를 이용하여 구현하였다. 측정된 필름선량은 AAA 알고리즘을 이용한 치료계획 선량에 대하여 움직이는 팬텀에서 호흡동조의 유무에 따라 3%/3 mm 감마지표 조건하에서 각각 88%와 78%의 감마합격률을 나타내었으며, 움직임이 없는 경우 95% 이상의 감마합격률을 보였다. AXB 알고리즘을 적용하였을 경우에는 모든 경우에서 98% 이상의 합격률을 나타내었다. 균질한 플라스틱 팬텀에 대하여 측정하였을 때 두가지 선량계산 알고리즘을 포함한 모든 조건에서 99% 이상의 감마합격률을 나타내었다. 선택된 환자의 호흡 진폭이 비교적 작고 inhale보다는 exhale에 더 오래 머무르는 호흡패턴 때문에 3%/3 mm 감마 기준에서는 호흡에 따른 차이가 거의 나타나지 않은 것으로 이해되었다. 선량계산의 정확성에서는 AAA 알고리즘을 적용하였을 때보다 AXB 알고리즘을 적용하였을 때가 균질과 비균질 환경에서의 선량 분포에 따른 감마 합격률의 차이가 적게 나타남을 확인 할 수 있었다. 본 논문에서는 환자와 유사하게 제작된 폐 팬텀에 실제 환자 호흡 패턴을 연동함으로 새로운 4D 치료선량 분포 검증 방법을 제시하였고 보다 사실적인 선량분포를 반영한 개별 환자 치료의 정확성 검증이 가능할 것으로 평가되었다.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제8권2호
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• pp.151-159
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• 2004

A detailed evaluation of relative toxicity of fluoride to die 5th instar larvae of PM and NB$_4$D$_2$ races of silkworm and the effects of lethal, sublethal and prevailing levels of fluoride in groundwater on the growth, economic characters and fecundity of the silkworm, Bombyx mori (Lepidoptera: Bombycidae) were studied. The feeding of mulberry, Morus alba leaves treated with lethal and sublethal doses of fluoride to PM and NB$_4$D$_2$ races of silkworms from the beginning of the 5th instar to the end of the feeding period resulted in significant reduction in growth, single cocoon weight, single shell weight, silk index, average filament length, and fecundity when compared to controls. These manges were more pronounced on exposure to lethal dose than sublethal dose and in general, the changes induced by fluoride were more striking in NB$_4$D$_2$ than PM, indicating the greater resistance of PM to higher fluoride levels. Groundwater quality in sericulturally important villages of Karnataka and Andhra Pradesh States has been studied with special reference to the presence of fluoride. On exposure to dose of prevailing levels in the waters of sericulturally important areas, die changes observed on growth, economic characters and fecundity were slightly lower when compared to controls and the decrease was found to be insignificant (P$\geq$0.05). It was concluded that, though minute dose (4.0 ppm) of fluoride did not have any toxic impact, it is toxic at higher concentrations to silkworms.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권3호
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• pp.391-397
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• 2016

저병기 폐암은 정위적 체부 방사선치료 방식이 높은 효과를 나타내지만, 호흡에 의한 움직임으로 인해 정확한 선량의 조사가 쉽지 않다. 이에 본 연구는 움직이는 표적을 대상으로 영상획득 방식에 따른 체적을 분석하고, 체적 설정방식 및 호흡주기에 따른 선량을 유리선량계를 이용하여 평가하였다. 그 결과, 체적 획득의 경우 4D CT가 $10.4cm^3$로 실제 체적인 $12.3cm^3$에 가장 근접한 결과를 나타냈다. 선량평가에서는 ITV가 처방선량 10, 15, 20 Gy에서 각각 10.82, 16.88, 21.90 Gy로 가장 높은 값을 보였으며, RGRT가 좀 더 높은 값을 나타내었으나 호흡주기에 따른 결과는 유의한 차이를 나타내지 않았다. 따라서 움직이는 종양의 치료 시 4D CT를 이용하여 영상을 획득 후 ITV를 설정하여 RGRT방식으로 치료하는 것이 유리할 것으로 사료된다.