• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제18권2호
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• pp.93-97
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• 2007

본 연구는 세기 변조된 multiple noncoplanar arc를 이용한 방사선수술 기법을 평가하기 위해 고안되었다. 정위적 방사선수술은 0.5 cm resolution의 MLC가 장착된 6-MV X-ray beam을 사용하였다. 본 연구에서는 단일 중심점(single isocenter)으로 5 gantry-couch 조합을 이용한 intensity modulated arc therapy (IMAT)를 응용하였다. 저자들은 2 cm의 구형 표적용적에 대하여 $25{\times}25cm$ 아크릴 팬톰으로 선량분포 특성을 조사하였다. 단일 중심점을 이용한 방사선조사에서 구형의 표적에 대하여 비교적 적절한 선량분포를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다. 80%의 선량 곡선이 frontal, saglttal, transverse planes에서 표적 용적을 적절히 포함하였으며, 40%와 80% 선량곡선 사이는 $4.0{\sim}4.5mm$이었다. 이것은 cylindrical cone을 이용한 다른 연구자들의 선량분포와 유사한 결과였다. 따라서, 본 연구에서 사용한 방사선수술 기법을 비정형적 모양의 뇌내 표적에 대한 방사선수술시에 이용이 가능할 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제36권3호
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• pp.168-173
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• 2011

본 연구는 조사통(electron cone)에 삽입되는 전자선 차폐물의 제작방법에 따른 X-선과 전자선의 인접 조사면의 선량분포 특성을 알아보고자 하였다. 차폐물의 제작은 전자선속 퍼짐현상을 고려한 차폐물(divergency block)과 고려하지 않은 차폐물(straight block)을 구분하여 제작하였다. 6 MV X-선과 10 MeV 전자선을 대상으로 표면에서 X-선과 전자선의 조사면을 인접시키고 측정 깊이 0, 1, 2, 3 cm에서 빔 측면도(beam profile)를 측정하였다. 측정 결과 인접 조사면의 선량분포는 straight block의 경우, 기준 투여선량의 5%를 초과하는 고선량 영역과 인접 조사면에서 급격한 선량분포를 형성하였으나 divergency block의 경우, 측방산란효과가 감소함으로서 고선량 영역이 현저하게 감소하였으며 인접 조사면에서 균일한 선량분포를 보였다. 따라서 전자선속 퍼짐을 고려한 경우 선량학적 이점을 제공하였고 이를 임상에 적용하기 위하여 전자선의 차폐물 제작방법에 따른 선량측정을 신중하게 고려해야 할 것이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제24권2호
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• pp.49-52
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• 2001

We compared the characteristics of Siemens virtual wedge device with physical wedges for clinical application. We investigated the characteristics of virtual and physical wedges for various wedge angles (15, 30, 45, and 60) using 6- and 15-MV photon beams. Wedge factors were measured in water using an ion chamber for various field sizes and depths. In case of virtual wedge device, as upper jaw moves during irradiation, wedge angles were estimated by accumulated doses. These measurements were performed at off-axis points perpendicular to the beam central axis in water for a $15\;cm\;{\times}\;20\;cm$ radiation field size at the depth of 10 cm. Surface doses without and with virtual or physical wedges were measured using a parallel plate ion chamber at surface. Field size was $15\;cm\;{\times}\;20\;cm$ and a polystyrene phantom was used. For various field sizes, virtual and physical wedge factors were changed by maximum 2.1% and 3.9%, respectively. For various depths, virtual and physical wedge factors were changed by maximum 1.9% and 2.9%, respectively. No major difference was found between the virtual and physical wedge angles and the difference was within 0.5. Surface dose with physical wedge was reduced by maximum 20% (x-ray beam : 6 MV, wedge angle : 45, SSD : 80 cm) relative to one with virtual wedge or without wedge. Comparison of the characteristics of Siemens virtual wedge device with physical wedges was performed. Depth dependence of virtual wedge factor was smaller than that of physical wedge factor. Virtual and physical wedge factors were nearly independent of field sizes. The accuracy of virtual and physical wedge angles was excellent. Surface dose was found to be reduced using a physical wedge.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.119-124
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• 2019

최근 도입된 FFF 빔을 활용하는 방사선치료는 flattening filter에서 비롯되는 빔의 감쇠를 막을 수 있어 치료효율을 높일 수 있지만, 불균일한 단면적 선량분포에 대하여 정확한 정도관리가 구축되어 있지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 광도전체 물질 $HgI_2$ 기반의 곡면 선량계를 제작하였으며, 성능을 검증하기 위하여 6 MV 광자에너지에서 재현성 및 선형성을 평가하였다. 또한 곡면 계측의 유용성을 나타내기 위하여 아크릴 필터를 적용한 FFF beam에서 평면 기판과 곡면 기판 상에서 계측되는 신호를 비교하였다. 그 결과 Unit cell 선량계의 재현성은 SE 0.613%, 선형성은 R-sq 0.9999로 나타났으며, line array 곡면 선량계의 유용성 평가는 평면 기판에서 23.337%, 곡면 기판에서 12.264%로 11.073%p 감소된 신호 차이를 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.290-297
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• 2009

고에너지 광자선 기반의 소조사면을 이용한 방사선 치료 시, 조사면의 가장자리에서의 급격한 선량 변화, 전자의 비평형상태, 검출기의 체적 효과 및 검출기와 팬텀 물질과의 불균질성 등으로 인하여 정확한 선량 측정이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 선량 측정을 위해 널리 사용되는 전리함, 다이오드 검출기 및 물과 등가인 재질로 이루어져 측정 시 오차 유발 요인이 적은 것으로 알려진 $GAFCHROMIC^{(R)}$ EBT 필름을 이용하여 팬텀 내 소조사면에서의 흡수선량을 측정하고, 각 검출기들의 특성 및 EBT 필름의 유용성을 평가하였다. 각 검출기는 팬텀 표면으로부터 10 cm 깊이에 장착, 선원과의 거리(SAD)를 100 cm로 하였으며, 6 MV X-선 빔을 6개 조사면($5{\times}5\;cm^2$, $2{\times}2\;cm^2$, $1.5{\times}1.5\;cm^2$, $1{\times}1\;cm^2$, $0.7{\times}0.7\;cm^2$ 및 $0.5{\times}0.5\;cm^2$)으로 팬텀에 조사하였다. $5{\times}5\;cm^2{\sim}1.5{\times}1.5\;cm^2$ 조사면의 경우, 모든 검출기들의 선량값이 1% 이내로 정확하게 일치하였으나, $1{\times}1\;cm^2$ 이하 조사면에서는 전리함을 이용한 측정결과가 타 검출기들에 비해 선량값을 매우 낮게 평가하는 것으로 확인되었다. 이는 검출기 체적효과가 매우 큰 오차요인으로 작용한 것으로 예측되어, 이를 제거하기 위해 제적 효과를 보정하는 컨볼루션 이론을 적용하여 측정된 선량값을 보정하였다. 그 결과, 다이오드 검출기의 경우 $1{\times}1\;cm^2$의 조사면에서는 EBT 필름의 흡수선량보다 약 3%가 높게, 전리함은 약 1% 낮게 측정되었다. $0.5{\times}0.5\;cm^2$ 조사면에서 다이오드 검출기는 약 1% 높은 값을, 전리함은 7% 낮은 선량값을 나타내었다. 결론적으로 $GAFCHROMIC^{(R)}$ EBT 필름의 소조사면 선량측정기로서의 유용성을 확인하였으며, 몬테카를로 전산모사를 이용한 추가 검증이 수행될 예정이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제30권1호
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• pp.7-13
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• 2019

Purpose: To compare the dosimetrical and radiobiological parameters among various volumetric modulated arc therapy (VMAT) techniques using restricted and continuous arc beams for left-sided breast cancer. Materials and Methods: Ten patients with left-sided breast cancer without regional nodes were retrospectively selected and prescribed the dose of 42.6 Gy in 16 fractions on the planning target volume (PTV). For each patient, three plans were generated using the $Eclipse^{TM}$ system (Varian Medical System, Palo Alto, CA) with one partial arc 1pVMAT, two partial arcs 2pVMAT, and two tangential arcs 2tVMAT. All plans were calculated through anisotropic analytic algorithm and photon optimizer with 6 MV photon beam of $VitalBEAM^{TM}$. The same dose objectives for each plan were used to achieve a fair comparison during optimization. Results: For PTV, dosimetrical parameters such as Homogeneity index, conformity index, and conformal number were superior in 2pVMAT than those in both techniques. $V_{95%}$, which indicates PTV coverage, was 91.86%, 96.60%, and 96.65% for 1pVMAT, 2pVMAT, and 2tVMAT, respectively. In most organs at risk (OARs), 2pVMAT significantly reduced the delivered doses compared with the other techniques, excluding the doses to contralateral lung. For the analysis of radiobiological parameters, a significant difference in normal tissue complication probability was observed in ipsilateral lung while no difference was observed in the other OARs. Conclusions: Our study showed that 2pVMAT had better plan quality and normal tissue sparing than 1pVMAT and 2tVMAT but not for all parameters. Therefore, 2pVMAT could be considered the priority choice for the treatment planning for left breast cancer.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제34권1호
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• pp.1-9
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• 2023

Purpose: Although ionization chambers are widely used to measure beam commissioning data, point-by-point measurements of all the profiles with various field size and depths are time-consuming tasks. As an alternative, we investigated the feasibility of a linear diode array for commissioning a treatment planning system. Methods: The beam data of a Varian TrueBeam^® radiotherapy system at 6 and 10 MV with/without a flattening filter were measured for commissioning of an Eclipse Analytical Anisotropic Algorithm (AAA) ver.15.6. All of the necessary beam data were measured using an IBA CC13 ionization chamber and validated against Varian "Golden Beam" data. After validation, the measured CC13 profiles were used for commissioning the Eclipse AAA (AAA_CC13). In addition, an IBA LDA-99SC linear diode array detector was used to measure all of the beam profiles and for commissioning a separate model (AAA_LDA99). Finally, the AAA_CC13 and AAA_LDA99 dose calculations for each of the 10 clinical plans were compared. Results: The agreement of the CC13 profiles with the Varian Golden Beam data was confirmed within 1% except in the penumbral region, where ≤2% of a discrepancy related to machine-specific jaw calibration was observed. Since the volume was larger for the CC13 chamber than for the LDA-99SC chamber, the penumbra widths were larger in the CC13 profiles, resulting in ≤5% differences. However, after beam modeling, the penumbral widths agreed within 0.1 mm. Finally the AAA_LDA99 and AAA_CC13 dose distributions agreed within 1% for all voxels inside the body for the 10 clinical plans. Conclusions: In conclusion, the LDA-99SC diode array detector was found to be accurate and efficient for measuring photon beam profiles to commission treatment planning systems.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제36권1호
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• pp.23-27
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• 2011

방사선 치료를 받는 환자의 생식선에 대한 피폭 선량을 최소화하기 위한 차폐체의 성능을 MOSFET 측정을 통해 평가하고자 서울대학교 병원 방사선 종양학과에서 4명의 남자 직장암 환자를 대상으로 2009 년 이후로 시행한 생식선 차폐체 선량 측정 결과를 이용하였다. 환자 치료는 Varian 21EX 선형가속기 (LINAC) 에서 방출되는 6 MV 와 15 MV 의 X.ray 를 이용하였다. 선형가속기의 조준기 (collimator) 등에 의한 산란선 (scattered ray) 뿐만 아니라 방사선조사영역(radiation field) 내의 치료부위로부터 산란되어 전달되는 산란선을 최소로 하기 위하여 3면이 모두 차폐될 수 있도록 차폐체는 상자 모양으로 제작되었다. 차폐체는 납으로 만든 $7.5\;cm\;{\times}\;9.5\;cm\;{\times}5.5\;cm$ 크기의 상자와 $9\;cm\;{\times}\;9.5\;cm\;{\times}\;1\;cm$ 크기의 덮개로 이루어져 있다. 차폐체의 성능 평가를 위한 선량 측정은 MOSFET 을 이용하였다. 생식선 차폐체를 이용한 경우 차폐체 안쪽의 피폭 선량이 바깥쪽에 비해 평균적으로 23.07% 로 감소하였다. 차폐체 안쪽에 전달된 선량은 평균 0.01 Gy (표준편차 0.004 Gy) 로 측정되었다. 차폐체의 성능은 환자들 별로 적게는 18.76%부터 많게는 38.20% 까지 차이를 보였으나 전달된 절대적 선량은 무정자증 (aspermia) 의 가능성이 있는 0.35 Gy 와, 불임을 초래할 수 있는 2.0 Gy 의 기준치 이하로서, 차폐체의 효과는 충분한 것으로 확인할 수 있다. MOSFET 측정 결과, 생식선 차폐체를 이용하여 환자 생식선에 피폭되는 선량을 효과적으로 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 기존의 연구에서 TLD 를 이용한 측정과 비교하여 MOSFET 을 이용하였을 때 보다 실시간으로 정확하게 차폐체에 의한 생식선의 선량 감소 효과를 평가할 수 있음을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권2호
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• pp.77-88
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• 1998

쐐기형 선량분포는 임상에 많이 응용하고 있으며 고정쐐기여과판은 선질의 강화와 조사면 주위 의 산란선 증가, 등선량 각도의 불일치, 여과판의 장착 및 취급이 부정확하고 어려우며 입체조형 방사선 치료시 많은 조사면을 입체방향으로 중첩시킴으로서 발생되는 선량의 불균질을 방지하고 동적입체방사선조형치료(dynamic 3D conformal radiotherapy) 및 선량강도조절치료(intensity modulation radiotherapy)를 가능케 하는 동적쐐기여과판을 고안 제작한다. 동적쐐기여과판은 콜리메이터를 움직이면서 선량율을 변화시켜서 최적한 쐐기각의 등량곡선을 얻을 수 있도록 미분치료표(segmented treatment tables: STT) 유도하며 표준형의 STT를 컴퓨터에 입력시킨다. STT에 의하여 생성되는 동적쐐기여과판의 특성과 조직내 선량분포를 쐐기각, 조사변의 크기, 조사선량율둥 여러 조건하에서 측정 분석함으로서 방사선 감수성이 높은 장기 내의 종양과 저항성 이 강한 악성종양치료에 도움을 주며 전반적인 방사선치료 성과를 향상시키고자 한다. 연세암센터에서 가동되는 선형가속기 (Varian Clinac-2100C/D)를 이용하여 6MV 와 10MV 광자선과 쐐기각이 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$이고 정사각형 조사면의 한변이 4cm 부터 20cm 범위를 0.5cm 간격으로 콜리메이터를 움직이면서 선량 변동량을 표시하는 미분치료표 (STT)를 작성하였다. 쐐기투과선량인자 (wedge transmission factor) 는 표준 물팬텀내에 표준전리함을 장치하고 열린조사면과 미분치료표에 의한 쐐기조사면의 선량비료서 결정하였다. 쐐기여과판에 의한 조직내선량분포와 등량곡선 및 프로파일은 필름으로 측정하고 영상선량측정기로 작성하였다. 수식으로 유도한 미분치료표(segmented treatment tables: STT) 은 쐐기여과판의 쐐기각과 일치하였으며 쐐기투과선량인자는 쐬기각이 클수록 감소하였으며 조사변이 클수록 적어졌고 조사면 크기와의 관계는 비선형적이었다. 동적쐐기여과판에 의한 등량곡선의 쐐기 기울기는 고형여과판보다 더욱 일치된 경사각을 유지하였다. 심부선량백율은 열린조사면에 의한 것과 거의 비슷하였으며 고형쐐기여과판의 심부율보다 약간 줄어들었다. 동적쐐기여과판은 고형쐐기여과판보다 사용상, 선량측정 및 선량분포에 서 장점이 많으며 피부와 여과판사이의 길이가 길어서 침대에 부딪치는 일이 없고 피부의 산란선 오염이 감소되어 치료효과를 상승시킬 수 있다. 동적쐐기조사방법을 개발함으로서 지금까지 방사선 후유증과 종양의 불균일한 선량배열로 치료의 어려움이 있었던 분야를 개척할 수 있으며 동적입체 방사선조형치료 (dynamic 3D conformal radiotherapy) 및 선량강도조정치료 (intensity modulation radiotherapy)를 가능하게 함으로서 방사선치료성과를 향상시킬 수 있다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.248-251
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• 2002

The intensity modulated radiation therapy (IMRT) with a multileaf collimator (MLC) requires the conversion of a radiation fluence map into a leaf sequence file that controls the movement of the MLC during radiation treatment of patients. Patient dose verification is clinically one of the most important parts in the treatment delivery of the radiation therapy. The three dimensional (3D) reconstruction of dose distribution delivered to the target helps to verify patient dose and to determine the physical characteristics of beams used in IMRT. A new method is presented for the pretreatment dosimetric verification of two dimensional distributions of photon intensity by means of Beam Intensity Scanner System (BISS) as a radiation detector with a custom-made software for dose calculation of fluorescence signals from scintillator. The scintillator is used to produce fluorescence from the irradiation of 6MV photons on a Varian Clinac 21EX. The BISS reproduces 3D- relative dose distribution from the digitized fluoroscopic signals obtained by digital video camera-based scintillator(DVCS) device in the IMRT. For the intensity modulated beams (IMBs), the calculations of absorbed dose are performed in absolute beam fluence profiles which are used for calculation of the patient dose distribution. The 3D-dose profiles of the IMBs with the BISS were demonstrated by relative measurements of photon beams and shown good agreement with radiographic film. The mechanical and dosimetric properties of the collimating of dynamic and/or step MLC system alter the generated intensity. This is mostly due to leaf transmission, leaf penumbra and geometry of leaves. The variations of output according to the multileaf opening during the irradiation need to be accounted for as well. These phenomena result in a fluence distribution that can be substantially different from the initial and calculative intensity modulation and therefore, should be taken into account by the treatment planning for accurate dose calculations delivered to the target volume in IMRT.