• 대한방사선치료학회지
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• 제21권1호
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• pp.17-23
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• 2009

목 적: 두경부암의 치료에 있어 상부 두경부의 양측면조사면과 하경부의 전방조사면의 접합부위에 균등한 선량을 조사하는 것은 매우 중요하다. 접합부위의 선량분포개선을 위하여 하경부 전방조사면의 치료시 Field-in-Field technique을 이용하여 부족선량(under dose)과 초과선량(over dose)으로 인한 선량불균등을 개선하고 일반치료와의 비교를 통하여 두경부암치료에 적용하고자 한다. 대상 및 방법: 상부 두경부의 양측면 조사시 빔의 확산으로 일어나는 입사점과 출사점의 선량차이를 알아보기 위하여 인체모형팬톰을 이용하였다. 인체모형팬톰을 전산화단층촬영하고 전산화치료계획에서 관심점의 선량비교를 시행하였고, 하경부 접합부위의 선량비율을 계산하여 이를 보정하였다. 조사면 접합부위의 선량분포를 알아보기 위하여 하경부의 접합부위에 저감도 필름을 놓고 일반적인 치료인 상부 두경부의 양측면조사와 하경부의 전방조사시 선량분포를 측정하였다. 또한, 상부 두경부 양측면 조사에 따른 빔의 확산을 고려한 Field-in-Field technique을 이용하여 하경부 전방조사를 할 때의 접합부위의 선량분포 차이를 측정하여 비교하였다. 접합부위의 관심점 선량을 알아보기 위하여 열형광선량계를 이용하여 인체모형팬톰내의 관심점에서의 선량변화를 비교, 분석하였다. 결 과: 전산화치료계획에서 하경부의 접합부위에 Field-in-Field technique을 적용하여 치료계획시 상부 두경부 양측면 조사와 선량합성을 한 경우 부족선량 영역의 선량이 4.7~8.65% 이상 증가하였다. 초과선량 영역의 선량도 2.75~10.45% 감소하였다. 또한, 저감도 필름을 이용한 측정에서는 부족선량영역에서 11.3% 증가, 초과선량영역에서 5.3% 감소한 것으로 나타났다. 열형광선량계를 이용한 관심점선량측정에서도 Field-in-Field technique 적용시 부족선량을 최소 7.5%에서 최대 17.6%까지 보정해주는 것으로 나타나 불균등한 선량분포를 개선할 수 있었다. 결 론: 전산화치료계획시 빔의 확산을 고려한 Field-in-Field technique을 적용하면 접합부위의 선량보정을 통해 냉점(cold spot)과 온점(hot spot)을 줄일 수 있었으며 특히, 빔의 확산에 따른 입사점의 부족선량을 보정할 수 있었다. 본 실험을 통해 Field-in-Field technique의 임상적용시 경부임파절의 저선량으로 인한 임파절전이에 대한 위험도를 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권4호
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• pp.295-302
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• 2013

간암 환자에 대한 세기조절방사선치료(IMRT, intensity modulated radiotherapy) 및 세기조절회전방사선치료(VMAT, volumetric arc therapy)와 나선식토모치료(TOMO, Helical Tomotherapy)에서 2차 암의 원인이 될 수 있는 산란 및 누출선량률을 평가하였다. 5명의 간암 환자에 대해 IMRT와 VMAT, TOMO 치료계획을 실시하여 등중심(iso-center)으로부터 20, 40, 60, 80 cm 위치에서 유리선량계(RPLGD, radiophotoluminescence glass dosimeter)를 이용하여 선량을 측정하였다. 계획표적체적(Planning Target Volume, PTV)에 조사된 단위 선량(Gy)당 측정된 산란 및 누출선량은 IMRT의 경우, 최소 0.01에서 최대 3.13 Gy로 측정 되었고 VMAT에 대해서는 최소 0.03에서 최대 2.35 Gy까지, TOMO에 대해서는 최소 0.04에서 최대 1.30 Gy 까지 측정 되었다. 각 치료법에 대한 평균장기등가선량은 세기조절방사선치료에 대해 세기조절회전방사선 치료와 나선식단층토모치료가 각각 갑상선에서 75%와 51%, 대장에서 75%와 41%, 직장에서 72%와 48%, 전립선에서 76%와 50%로 나왔다. 본 측정을 통하여 산란 및 누출선량은 치료 중심으로부터의 거리에 따라 감소함을 보았으며 TOMO 치료의 경우, 환자치료를 위해 사용하는 모니터단위(MU, monitor unit)가 타 치료법에 비해 상대적으로 큼에도 불구하고 산란 및 누출선량은 크지 않는 것으로 평가되었다.

• 한국환경성돌연변이발암원학회지
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• 제22권3호
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• pp.142-148
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• 2002

Although ionizing radiation (IR) has been used to treat the various human cancers, IR is cytotoxic not only to cancer cells but to the adjacent normal tissue. Since normal tissue complications are the limiting factor of cancer radiotherapy, one of the major concerns of IR therapy is to maximize the cancer cell killing and to minimize the toxic side effects on the adjacent normal tissue. As an attempt to develop a method to monitor the degree of radiation exposure to normal tissues during radiotherapy, we investigated the transcriptional responses of human peripheral blood lymphocytes (PBL) following IR using cDNA microarray chip containing 1,221 (1.2 K) known genes. Since conventional radiotherapy is delivered at about 24 h intervals at 180 to 300 cGy/day, we analyzed the transcriptional responses ex-vivo irradiated human PBL at 200 cGy for 24 h-period. We observed and report on 1) a group of genes transiently induced early after IR at 2 h, 2) of genes induced after IR at 6 h, 3) of genes induced after IR at 24 h and on 4) a group of genes whose expression patters were not changed after IR. Since Biological consequences of IR involve generation of various reactive oxygen species (ROS) and thus oxidative stress induced by the ROS is known to damage normal tissues during radiotherapy, we further tested the temporal expression profiles of genes involved in ROS modulation by RT-PCR. Specific changes of 6 antioxidant genes were identified in irradiated PBL among 9 genes tested. Our results suggest the potential of monitoring post-radiotherapy changes in temporal expression profiles of a specific set of genes as a measure of radiation effects on normal tissues. This type of approach should yield more useful information when validated in in vivo irradiated PBL from the cancer patients.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제49권4호
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• pp.466-473
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• 2000

연구배경 : 수술로 절제하기 어려운 국소진행성 제3기 비소세포 암은 주로 방사선 치료 단독 혹은 방사선 치료와 전신 항암화학요법을 병행하게 된다. 이 두 치료 방법은 잠재적으로 폐 기능을 손상시킬 수 있으며 기존의 폐 기능을 더욱 악화시키게 된다. 저자들은 국소진행성 폐암환자들에 대하여 방사선 치료 전 후 안정시 폐 기능과 운동시 심 폐 기능을 동시에 평가하여 방사선 치료가 실제 운동부하 심 폐 기능에 미치는 영향을 평가하였다. 대상 및 방법 : 수술로 절제할 수 없는 편평상피세포암을 가진 남자 11명에 대하여 방사선 치료 전과 치료 후 4주에 각각 흉부 X-선 검사 및 안정시 폐 기능 검사 그리고 운동부하 심 폐 기능 검사를 시행하였다. 운동부하 심 폐 기능 검사로 운동능력과 심 혈관계기능, 환기기능, 그리고 가스교환기능에 대하여 측정하였다. 방사선 치료는 일일 1.8Gy로 일 주일에 5회 시행하여, 8주 동안 70Gy를 시행하였다. 결과 : 저자들의 연구로 방사선 치료 전 후 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 최대산소섭취량($VO_2$max), 이산화탄소생성량($VCO_2$), 운동지속시간 그리고 운동수행능력의 차이는 없었다. 2) 산소맥($O_2$ pulse) 및 심박동수, 그리고 예비심박동수(heart rate reserve)의 변화도 없었다. 3) 최대분당환기량(VEmax) 및 상시호흡량 그리고 예비호흡의 변화도 없었다. 4) 운동부하 심 폐 기능 검사 중 대부분의 환자는 호흡곤란과 다리근육의 피로로 더 이상 운동을 할 수 없었다. 5) 안정시 폐 기능 검사 결과 노력성 폐활량(FVC) 과 1초간 노력성 호기량($FEV_1$)의 변화는 없었으나 폐확산능(DLCO)은 치료 전 후 각각 85%, 74%로 약 11%의 감소가 있었지만 통계적으로 유의 하지는 않았다. 결론 : 방사선 치료 후 4주에 평가한 국소진행성 폐암환자의 운동부하 심 폐 기능 검사 결과 치료 전에 비하여 운동능력 및 심 혈관계기능, 환기기능, 그리고 폐포의 가스교환기능의 차이는 없었다. 결론적으로 폐암환자는 방사선 치료 후 운동부하 심 폐 기능의 저하는 단기간 내 일어나지 않는 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권4호
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• pp.360-366
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• 2010

최근 정밀한 암 치료를 위해 방사선 치료기술이 강도변도 방사선치료, 영상유도 방사선치료 등의 눈부신 발전을 이루어 왔다. 2000년 이후로는 치료실에서 환자의 실제 치료위치를 정확히 파악하여 정밀한 치료를 가능하게 하는 영상 유도방사선 치료기술이 사용되고 있으며 가장 중요한 기술 중 하나가 방사선 치료 전에 다양한 방법의 의료 영상을 이용하여 환자의 치료 위치를 보정하는 것으로 가장 최근의 기술로는 선형가속기에 장착된 2차원 평면검출기를 이용한 콘빔CT (Cone Beam CT: CBCT)가 사용되고 있다. 본 연구에서는 기존의 CBCT의 "half fan" 조건에서 획득된 projection영상을 이용하여 360도 회전한 모든 영상이 아닌 제한된 각도에서 획득한 투사영상을 이용하여 환자의 해부학적 정보를 볼 수 있는 디지털 영상합성영상(Digital Tomosynthesis) 기술을 구현하였고 실제 위치교정을 위해 촬영된 환자 데이터를 이용하여 방사선 치료 환자 위치 교정을 위한 효용성을 검증하였다. 그 결과 동일 단층상에서의 해부학적 정보 표현에서 CBCT 영상과 비교하였을 때 유사성을 보였고 선량적인 측면에서 우월성을 나타냈다. 이러한 DTS의 장점을 극대화 하고 최적화가 이루어진다면 방사선 치료 위치 보정용으로 CBCT를 대체 할 수 있는 기술이 될 수 있을 것이라 기대한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권4호
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• pp.323-331
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• 2010

본 연구에서는 토모테라피 Hi-Art 시스템이 제공하는 3가지(1.0 cm, 2.5 cm, 5.0 cm) 필드 폭 변화에 따른 치료부위 경계면에서의 선량 변화를 조사하여, 필드 폭 크기에 따라 PTV 설정 시 고려되어야 할 사항들을 분석하고자 하였다. 토모테라피 필드 폭 크기에 의한 PTV 양 끝단부 부위의 선량분포 변화를 알아보기 위해 토모테라피 DQA (delivery quality assurance)용 cheesecake 팬텀을 대상으로 각 필드 폭 크기별 토모 치료계획을 수립하여 선량계산 결과와 실제 필름에서의 선량분포를 비교, 분석하였고, 실제 환자를 대상으로 한 치료계획에서도 필드 폭 크기의 영향을 살펴보고자, 복부부위를 치료했던 환자 4명을 대상으로 각 필드 별 치료계획을 세우고, 선량분포를 분석하였다. DQA 팬텀을 대상으로 분석한 결과, 선량계산 값과 조사된 필름분석 결과 모두에서 필드 폭 크기가 커질수록 PTV 양끝단 부위의 선량분포가 더 넓게 분포함을 확인할 수 있었다. Jaw의 폭 변화 방향인 세로(y)방향의 선량분포에서 1.0 cm 필드 크기와 비교하여 최대 선량값 50% 기준으로 2.5 cm 필드는 1.6 cm 더 넓은 선량분포를, 5.0 cm 필드는 4.2 cm 더 넓은 선량분포를 보였다. 실제 환자 데이터를 대상으로 분석한 결과, 4명 모두 필드 폭 크기가 증가함에 따라 PTV y축 양끝 경계면에서 더 많은 선량이 더 넓게 분포함을 알 수 있었다. 특히, 5.0 cm 필드 폭을 사용하였을 경우에는 처방선량에 가까운 높은 선량이 PTV 양끝 상당히 넓은 영역에 걸쳐 조사됨을 알 수 있었으며, 이를 통해 큰 필드 폭을 기준으로 토모테라피 치료계획을 수립할 경우에는 치료기 테이블 진행방향으로 PTV 양끝 경계면에서 기존보다 여유도(margin)를 축소하여 PTV 설정을 하는 것이 타당함을 확인할 수 있었다.

• 대한방사성의약품학회지
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• 제5권1호
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• pp.36-47
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• 2019

Hypoxia-inducible factor-1 ($HIF-1{\alpha}$) is a transcription factor activated in response to low oxygen level, and is highly expressed in many solid tumors. Moreover, $HIF-1{\alpha}$ is a representative biomarker of hypoxia and also helps to maintain cell homeostasis under hypoxic condition. Most solid tumors show hypoxia, which induces poor prognosis and resistance to conventional cancer therapies. Thus, early diagnosis of hypoxia with positron emission tomography (PET) radiotracer would be highly beneficial for management of malignant solid tumors with effective cancer therapy. YC-1 is a most promising candidate among several $HIF-1{\alpha}$ inhibitors. As an effort to develop a hypoxia imaging tool as a PET radiotracer, we designed and synthesized [$^{18}F$]DFYC based on potent derivative of YC-1 and performed preliminary in vitro cell uptake study. [$^{18}F$]DFYC showed a significant accumulation in SKBR-3 cells among other cancer cells, proving as a good lead to develop a hypoxic solid tumor such as breast cancer.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제31권3호
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• pp.63-70
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• 2020

Stereotactic radiosurgery is one of the most sophisticated forms of modern advanced radiation therapy. Unlike conventional fractionated radiotherapy, stereotactic radiosurgery uses a high dose of radiation with steep gradient precisely delivered to target lesions. Lars Leksell presented the principle of radiosurgery in 1951. Gamma Knife^® (GK) is the first radiosurgery device used in clinics, and the first patient was treated in the winter of 1967. The first GK unit had 179 cobalt 60 sources distributed on a hemispherical surface. A patient could move only in a single direction. Treatment planning was performed manually and took more than a day. The latest model, Gamma Knife^® Icon^TM, shares the same principle but has many new dazzling characteristics. In this article, first, a brief history of radiosurgery was described. Then, the physical properties of modern radiosurgery machines and physicists' endeavors to assure the quality of radiosurgery were described. Intrinsic characteristics of modern radiosurgery devices such as small fields, steep dose distribution producing sharp penumbra, and multi-directionality of the beam were reviewed together with the techniques to assess the accuracy of these devices. The reference conditions and principles of GK dosimetry given in the most recent international standard protocol, International Atomic Energy Agency TRS 483, were shortly reviewed, and several points needing careful revisions were highlighted. Understanding the principles and physics of radiosurgery will be helpful for modern medical physicists.

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권4호
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• pp.389-398
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• 1998

목적 : 천막상부 약성 신경교종의 치료로서 수술 후 방사선 치료의 역할을 생존율을 중심으로 평가하며 그 예후 인자를 분석한다. 대상 및 방법 : 1985년 9월부터 1997년 3월까지 수술 후 방사선 치료를 받은 69례의 환자를 대상으로 분석하였고 나이의 범위는 7세에서 66세이며 중앙값은 47세였다. 42례(61$\%$)는 다형성 교모세포종 이었고 27례(39$\%$)는 악성 성상세포종이었다. 20례(29$\%$)는 Karnofsky 역할수행능력 점수가 80점 이상이었다. 43례(62$\%$)는 수술 전 3개월 이내에 증상을 호소하였다. 24례 (35$\%$)는 육안 상 완전 절제를, 40례(58$\%$)는 부분 절제를, 나머지 5례(7$\%$)에서는 뇌정위 조직검사만 시행하였다. 총 방사선 조사량은 50.4-61.2Gy(중앙값, 55.8; 최빈값, 59.4)로 하루 1.8-2.0 Gy 씩 33-83일 동안(중앙값, 48) 치료하였다. 단 3례는 수술 후 전신 상태의 불량으로 하루 3.0Gy 씩 각각 33, 36, 39Gy 까지 치료하였다. 추적 관찰율은 93$\%$였고 중앙간은 14개월이었다. 결과 : 전체 환자의 2년 및 3년 생존율과 중앙 생존기간은 각각 38$\%$, 20$\%$, 16개월이었다. 악성 성상세포종과 다형성 교모세포종의 중앙생존기간은 각각 34, 14개월이었다(p=0.0001). 완전절제, 부분절제, 뇌정위 조직검사군에서의 3년 생존율은 각각 38$\%$, 11$\%$, 0$\%$였다(p=0.02). 연령이 40세 미만, 40-59, 60세 이상 군의 3년 생존율은 각각 52$\%$, 8$\%$, 0$\%$였다(p=0.0007). 역할수행 능력점수 80점 이상과 80점 미만군의 3년 생존율은 각각 53$\%$, 9$\%$였파(p=0.008). 상기와 같이 절제 정도에 따른 3개의 수술 군과 3개의 연령 군을 포함한 다요인 분석에서 병리학적등급, 수술 정도, 연령이 유의한 인자였다. 그러나 2개의 수술 군(완전절제와 비완전 절제)과 2개의 연령 군(50세 미만과 50세 이상)을 공변량으로한 다요인 분석에서 연령대신 병리학적 등급, 수술 정도, 역할수행 능력이 유의한 인자였고, 이들 세 가지 요인을 갖춘 5례는 치료와 관련한 심각한 부작용 없이 3년 누적생존율이 100$\%$로 생존하고 있다. 결론 : 악성 신경교종의 치료에서 수술 후 방사선치료를 추가함으로써 기존의 수술 단독의 생존율을 향상시키는 역할을 확인할 수 있었다. 악성 성상세포종 환자 중, 특히 양호한 역할수행 능력과 완전 절제를 받은 환자군의 생존율이 가장 양호하였다. 다형성 교모세포종 환자에서는 특히 젊은 나이인 경우 적절한 신경학적 기능보존과 함께 최대한의 종양 절제가 선행되어야 할 것으로 생각된다. 그러나 양호한 예후 인자를 갖지 못한 대부분의 다형성 교모세포종 환자군의 생존율은 여전히 좋지 않아 이 환자 군에서는 수술 후 통상적인 방사선 치료보다는 다른 적극적인 치료가 추가 또는 시도되어야 할 것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제34권4호
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• pp.239-249
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• 2016

Tumor hypoxia, a common feature occurring in nearly all human solid tumors is a major contributing factor for failures of anticancer therapies. Because ionizing radiation depends heavily on the presence of molecular oxygen to produce cytotoxic effect, the negative impact of tumor hypoxia had long been recognized. In this review, we will highlight some of the past attempts to overcome tumor hypoxia including hypoxic radiosensitizers and hypoxia-selective cytotoxin. Although they were (still are) a very clever idea, they lacked clinical efficacy largely because of 'reoxygenation' phenomenon occurring in the conventional low dose hyperfractionation radiotherapy prevented proper activation of these compounds. Recent meta-analysis and imaging studies do however indicate that there may be a significant clinical benefit in lowering the locoregional failures by using these compounds. Latest technological advancement in radiotherapy has allowed to deliver high doses of radiation conformally to the tumor volume. Although this technology has brought superb clinical responses for many types of cancer, recent modeling studies have predicted that tumor hypoxia is even more serious because 'reoxygenation' is low thereby leaving a large portion of hypoxic tumor cells behind. Wouldn't it be then reasonable to combine hypoxic radiosensitizers and/or hypoxia-selective cytotoxin with the latest radiotherapy? We will provide some preclinical and clinical evidence to support this idea hoping to revamp an enthusiasm for hypoxic radiosensitizers or hypoxia-selective cytotoxins as an adjunct therapy for radiotherapy.