• 디지털융복합연구
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• 제11권10호
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• pp.577-584
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• 2013

토모테라피의 영상유도방사선치료는 환자의 자세재현성을 증가시켜 방사선치료의 정확성을 향상 시킬 수 있으나 그 정확성이 검증되어야 하며, MVCT 촬영에 의한 환자피폭이 발생할 수 있다. 본 연구에서 토모테라피의 영상유도 정확성은 1.0mm 이내로 매우 양호하게 측정되었으며, 선량은 각각 Fine(2mm) 3cGy, Normal(4mm) 1.5cGy, Corse(6mm) 1cGy로, 해상력은 Normal에서 비교적 양호하게 나타났다. 따라서 환자 피폭을 줄이기 위해서 Fine 보다 Normal을 선택하고 MVCT 촬영범위를 최소화하여 실시하는 것이 바람직하다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권1호
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• pp.36-41
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• 2015

정위체부방사선수술(SBRT) 환자의 선량분포를 계산하기 위해 전산모사 방식을 이용한 응용프로그램을 개발 하였다. 본 소프트웨어는 최근 이용이 활발하게 증가하고 있는 Geant4를 기반으로 개발 하였다. 환자에 조사하기 위한 광자선 스펙트럼은 이전 연구에서 구한 선형가속기 스펙트럼 자료를 사용하였다. 치료계획시스템과 유사한 조사면을 구현하기 위하여 PrimaryGeneratorAction 클래스에서 MLC 조사면 형태를 반영하도록 하였다. 본 연구에서는 8개 조사면에 대한 계산을 수행하였으며 이 때 갠트리의 각도는 PrimaryGeneratorAction 클래스에서 회전 매트릭스를 사용하여 선원의 위치를 변경하는 방법을 사용하였다. 환자에 대한 물질 자료는 CT의 dicom 파일에서 픽셀 크기, 매트릭스 크기 등의 정보와 픽셀의 HU를 밀도로 변환한 파일을 생성한 다음 이 파일을 이용 환자의 모델링에 이용 하였다. 환자의 물질 구성과 기하학적 자료의 입력에 있어 EGSnrc 코드와의 비교를 통하여 계산의 효율성을 비교하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권6호
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• pp.2195-2207
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• 2024

To enhance skeletal dosimetry in conjunction with the adult mesh-type reference Korean phantoms (MRKPs), Korean/Asian photon fluence-to-skeletal dose response functions (DRFs) were established utilizing an updated version of micro-CT-based detailed bone models from Tsinghua University. These bone models were incorporated into the MRKPs using the parallel geometry feature of Geant4. We calculated bone-site-specific electron absorbed fractions and used them to generate DRFs, following a similar methodology employed for ICRP-116 DRFs that have been used with the ICRP reference phantoms for skeletal dosimetry. To assess dosimetric implications of the Korean/Asian DRFs, we calculated RBM and BE doses for the MRKPs exposed to photon beams in the antero-posterior direction using the Korean/Asian and ICRP-116 DRFs. For energies ≥200 keV, the Korean/Asian DRFs-based skeletal doses exhibited excellent agreement with the ICRP-116 DRFs-based skeletal doses, attributed to the existence of charged particle equilibrium across the bone site. Conversely, significant differences of up to ~2.3 times were observed at lower energies, due to differences in the skeletal tissue distributions of bone models used to derive the Korean/Asian and ICRP-116 DRFs. The DRFs established in this study are expected to yield more accurate skeletal doses for Korean and Asian populations compared to the ICRP-116 DRFs.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.63-63
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• 2003

Purpose: Planning target volume (PTV) for tumors in abdomen or thorax includes enough margin for breathing-related movement of tumor volumes during treatment. We developed a simple and handy method, which can reduce PTV margins in patients with moving tumors, respiratory motion reduction device system (RMRDs). Materials and Methods: The patients clinical database was structured for moving tumor patients and patient setup error measurement and immobilization device effects were investigated. The system is composed of the respiratory motion reduction device utilized in prone position and abdominal presser (strip device) utilized in the supine position, moving phantom and the analysis program, which enables the analysis on patients setup reproducibility. It was tested for analyzing the diaphragm movement and CT volume differences from patients with RMRDs, the magnitude of PTV margin was determined and dose volume histogram (DVH) was computed using a treatment planning software. Dose to normal tissue between patients with RMRDs and without RMRDs was analyzed by comparing the fraction of the normal liver receiving to 50% of the isocenter dose(TD50). Results: In case of utilizing RMRDs, which was personally developed in our hospital, the value was reduced to $5pm1.4 mm$, and in case of which the belt immobilization device was utilized, the value was reduced to 3$pm$0.9 mm. Also in case of which the strip device was utilized, the value was proven to reduce to $4pm.3 mm$0. As a result of analyzing the TD50 is irradiated in DVH according to the radiation treatment planning, the usage of the respiratory motion reduction device can create the reduce of 30% to the maximum. Also by obtaining the digital image, the function of comparison between the standard image, automated external contour subtraction, and etc were utilized to develop patients setup reproducibility analysis program that can evaluate the change in the patients setup. Conclusion: Internal organ motion due to breathing can be reduced using RMRDs, which is simple and easy to use in clinical setting. It can reduce the organ motion-related PTV margin, thereby decrease volume of the irradiated normal tissue.

• 대한방사선치료학회지
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• 제35권
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• pp.7-13
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• 2023

목 적: 본 연구에서는 자궁경부암이 자궁과 함께 몸 밖으로 돌출되었을 때 맞춤형 Bolus를 사용하는 것이 치료계획에서 선량 전달에 미치는 영향을 평가하고 환자 set-up에서의 재현성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 치료 계획은 Eclipse Treatment Planning System (Version 15.5.0, Varian, USA)을 사용했으며 치료기는 VitalBeam (Varian Medical Systems, USA)을 사용하였다. 방사선 치료 기법은 3D-CRT로 AP/PA 방향으로 6MV 에너지를 이용하였다. 처방 선량은 1.8 Gy/fx이고 총 선량은 50.4 Gy/28 fx이다. 이온챔버는 Semiflex TM31010 (PTW, Germany)을 사용하였으며, 각 위치 이동 및 종양 중심 선량에 따른 계획선량과 측정된 선량을 비교하여 선량 분포를 분석 및 평가하였다. 첫 번째 측정은 팬텀에 맞춤형 Bolus를 적용하여 중심에서 수행하였으며, 위치 오차를 가정하여 중심에서 X, Y, Z축 방향으로 -2 cm ~ +2 cm 범위에서 이동하면서 측정하였다. 0.5 cm 간격으로 측정하였으며, Y축 방향은 ±3 cm까지 측정하였고 Bolus가 잘못 set-up된 상황도 측정하였다. 측정된 선량은 팬텀의 air cavity 대신 실리콘의 CT Hounsfield Unit (HU) 240으로 보정된 선량을 기준으로 비교하였다. 결 과: 위치 오차는 모든 X, Y, Z축에서 최대 ±2 cm까지 약 -1%이다. Y축의 경우 +3 cm의 차이가 발생했을 때 -9.73%의 오차가 발생하였다. 그리고 Bolus가 피부에 올바르게 부착되지 않았을 때 -2.6%, 완전히 제거되었을 때 3.92%의 오차가 있었다. 결 론: 맞춤형 Bolus를 사용한 경우 치료 선량 분포가 균일했으며, 위치 오차가 발생한 경우에도 처방 선량과 실제 측정값 사이에 큰 차이가 없었다. 기존 시트형 Bolus는 몸 밖으로 튀어나온 불규칙한 모양의 종양을 보완하기는 어렵지만 맞춤형 Bolus는 치료 선량을 균일하게 전달하는데 유용한 것으로 확인된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.203-209
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• 2022

전산화단층촬영장치 (Computed Tomography, CT)의 화질을 유지하면서 방사선량을 낮추기 위한 대표적인 방법 중에 하나는 모델기반 반복 재구성법 (Model-Based Iterative Reconstruction, MBIR)을 사용하는 것이다. 본 연구에서는 MBIR의 대표적인 모델로 잘 알려진 고급 모델 반복 재구성법 (Advanced Modeled Iterative Reconstruction, ADMIRE)의 강도를 조절하여 영상의 화질을 평가하고자 하였다. 연구는 팬텀을 사용하여 수행되었고, ADMIRE의 강도를 1에서부터 5까지 1 단위로 조절하면서 CT 영상을 획득하였다. 정량적 평가는 변동 계수 (coefficient of variation, COV)와 대조도 대 잡음비 (contrast to noise ratio, CNR)를 활용한 노이즈 레벨과 natural image quality evaluator (NIQE)와 blind/referenceless image spatial quality evaluator (BRISQUE)의 블라인드 품질 평가를 수행하였다. 결과적으로 노이즈 레벨 및 블라인드 품질 평가 결과에서 모두 ADMIRE의 강도가 높아질수록 우수한 결과가 도출되었다. 특히, COV와 CNR은 ADMIRE 1에 비하여 5에서 각각 1.89 및 1.75배 향상됨을 확인하였고, NIQE와 BRISQUE는 재구성 강도 1에 비하여 5에서 각각 1.35 및 1.22배 향상됨이 증명되었다. 결론적으로 ADMIRE의 재구성 강도는 CT 영상의 노이즈 레벨 및 전체적인 화질 평가에 큰 영향을 끼친다는 것을 증명하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권2호
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• pp.175-180
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• 2013

목 적: 방사선치료에 있어 환자자세 설정(Set-up) 오차를 줄이기 위하여 많은 장비들이 개발되어 왔다. CBCT 촬영은 Set-up 오차를 줄이고, 정확한 치료를 수행하는 최신 방법 중 하나이다. CBCT의 조사야를 조절하여 영상의질(Image quality) 향상과 피폭선량을 측정하고 분석함으로써 임상에서 최적화하여 사용할 수 있는 치료조사야(Field size)를 제시하고자 한다. 대상 및 방법: Catphan phantom을 이용하여 Half fan, Full fan mode로 조사야를 2~16 cm까지 2 cm 간격으로 촬영하였다. Small field size (2 cm, 4 cm), Medium field size (8 cm, 10 cm), Large field size (14 cm 이상)으로 구분하여 Image quality를 평가하였다. CTDi는 CTDi phantom과 Ion chamber를 이용하여 측정 및 분석하였다. 결 과: CT값 일치도(CT number linearity)는 Small, Large field size에서 촬영한 값이 Medium field size보다 크게 나타났다. 공간분해능(Spatial resolution)은 Full fan에서 Small field size촬영을 제외하고 나머지 Field size에서 크게 차이가 나지 않았다. Half fan에서는 많은 차이를 보였다. CT 값 균일도(HU uniformity)는 Full fan에서는 Medium size를 제외하고는 제조사에서 권고하는 값을 초과하였으며, Half fan에서는 모든 Field size가 Full fan에서는 Medium field size에서는 안정된 값으로 분석되었다. CT 피폭선량(CTDi)는 Medium field size에서 증가 할수록 루트함수의 그래프의 형태로 나타났다. 결 론:Small field size에서는 Image quality와 실용성의 측면에서도 적절하지 않은 것으로 사료된다. Medium field size는 Large field size에서 보다 Image quality도 우수하고 환자의 피폭선량을 줄일 수 있으므로 본 논문에서는 CBCT 촬영 시 Field size 8~10 cm 촬영이 유용하다고 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.55-62
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• 2021

목 적: 방사선 피부염은 유방암 방사선 치료로 인해 발생하는 가장 흔한 부작용 중 하나로 본 연구는 자세오차에 따른 피부선량 차이를 분석하여 방사선 치료 부작용을 줄이고자 한다. 대상 및 방법 : 3D 프린터를 이용하여 유방 모형을 제작하고, 그것을 팬텀에 적용하였으며, 컴퓨터단층촬영을 통해 영상을 획득하였다. 처방선량의 95%가 들어가는 치료계획용적이 체적의 95%이상이 될 수 있도록, Dmax가 처방선량의 107%넘지 않게 치료계획하였다. 자세오차는 X축, Y축, Z축으로 ±1mm/±3mm/±5mm를 동일하게 적용하여 비교평가하였다. 결 과 : 자세오차 시 피부선량의 변동성은 처방선량 대비 약 106%에서 약 123%였으며 가장 큰 피부선량의 증가는 X축의 바깥쪽(lateral) 방향 5mm 자세오차에서 49.24 Gy였다. 처방선량 대비 107%이상의 영역은 skin lateral에서 6.87 cc로 가장 넓게 나타났다. 결 론 : 좌측 유방암 용적 변조 회전 방사선 치료 시 자세오차가 일어났을 경우 X축의 바깥쪽 방향에서 처방선량 대비 가장 큰 피부선량의 차이가 나타났다. 이를 통해 치료실 CBCT 정합 시 치료받는 쪽 유방의 Y축, Z축을 정합하는 것도 물론 중요하지만 X축을 정합하는데 더 노력한다면 치료 간 피부선량의 변동성을 더 줄이기 위한 효과적인 방법으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권4호
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• pp.303-308
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• 2012

뇌정위 방사선수술의 선량계산을 위해 Geant4 기반의 응용 프로그램을 개발 하였다. 선형가속기에서 발생하는 방사선의 스펙트럼을 입력하기 위하여 사전에 실행하여 구한 스펙트럼에 각 에너지별로 구한 가중치를 곱하여 확률밀도를 구하였다. 이를 누적밀도로 변환하여 입력하도록 하였다. 메신저 클래스를 이용하여 다양한 형태의 MLC 조사면을 설정할 수 있도록 하였다. 갠트리와 테이블의 회전을 모사하기 위하여 rotateX와 rotateY라는 회전행렬을 사용하였다. 월드좌표 속에서 갠트리와 테이블을 정의하여 각각 회전을 구현하였다. 실제 환자의 자료는 CT의 dicom 파일에서 픽셀 크기, 매트릭스 크기 등의 정보와 픽셀의 HU를 밀도로 변환한 파일을 생성한 다음 이 파일을 이용 환자의 모델링에 이용 하였다. 환자의 모델링은 팬텀월드 안에 픽셀의 크기에 해당하는 복셀을 정의하고 이 복셀에 픽셀의 밀도와 이 밀도에 해당하는 물질을 할당해주었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권2호
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• pp.113-122
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• 2010

목 적: 호흡동조방사선 치료 시 종양의 실제 움직임과 호흡추적장치로 측정한 피부 움직임의 차이를 자체 제작한 구동팬텀에서 가상의 종양을 이용하여 호흡과 유사하게 움직임에 따른 정적 상태, 동적 상태 및 호흡동조상태에서 표적 위치의 정확성의 측정치와 실측치를 평가하고 선량분포를 분석, 비교하고자 한다. 대상 및 방법: 호흡에 의해 움직이는 종양 측정을 위해 2차원적으로 움직이는 구동팬텀을 자체 제작하였다. 구동 팬톰의 움직임은 위. 아래 방향(SI) 각각 1.5 cm 왕복운동, 상 하 방향 2 cm으로 속도조절(1-5단계)이 되도록 하였다. 가로 4 cm, 세로 4 cm, 높이 0.5 cm의 아크릴 슬라이스에 직경 0.5 cm 종양을 납으로 표시하고, 위아래로 동일한 아크릴 슬라이스를 2장씩 쌓은 후 아크릴 슬라이스 세 번째와 네 번째 사이 Dmax 1.5 cm film을 삽입하였다. 가상의 타겟을 구동 팬텀 위에 위치시키고 6 MV X-선이 조사되는 정적인 상태, 호흡동조 및 동적인 상태에서 각각 5 Gy를 조사하였다. 구동팬텀 위에 표식자를 올린 후, 호흡추적장치를 이용하여 사전에 설정한 호흡시간의 변화에 따른 진폭과 위상변화를 분석하였다. 결 과: RPM respiratory gating system을 이용하여 호흡주기를 8단계로 나누어 각각을 12회씩 위상변화를 분석하여 평균과 표준편차를 구한결과 평균은 3.0 (1.5~1.5) sec에서 1.7 cm로 가장 크고, 3.0 (1.3~1.7) sec 5.0 (2.0~3.0) sec에서 0.2602 cm로 가장 크고 4.0 (2.0~2.0) sec에서 0.0866 cm로 가장 작았다. 또한 실측치에서 평균 및 표준편차를 구한 결과 t0에서 9.9 (6.6) mm $t_{10}$에서 10.6 mm (7.3), $t_{20}$ 16.5 mm (10.3), $t_{30}$ 10.2 mm (7.6)으로 나타났으며, 호기나 흡기 시간의 차이에 따른 규칙은 없고 대체로 균일한 평균과 표준편차의 분포를 나타내었다. 또한 정적 상태, 동적 상태 및 호흡동조상태에서 Gafchromic EBT film 의 방사선량을 분석한 결과, ICRU 62에서 권고한 90% 선량분포가 3 mm 이내에 포함되므로 정확성과 정도관리 측면에서 적합한 것으로 사료된다. 결 론: 구동팬톰을 이용하여 호흡움직임에 따른 정확성 및 선량분포차이를 Gafchromic film을 통하여 확인하였으며 결과를 바탕으로 호흡에 의해 변화가 생기는 장기에 대한 차이를 고려하여 치료계획을 한다면 종양과 정상조직에 적절한 선량계획을 세울 수 있어 치료효과 향상에 도움을 주게 될 것으로 생각한다.