• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권3호
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• pp.167-172
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• 2004

지멘스(Siemens)사에서 개발된 가상미세다엽콜리메이터인 HD-270은, 전형적 다엽콜리메이터에 있어 폭의 유한성 때문에 불필요하게 발생하는 조사경계면의 요동현상을 완화시켜준다. 저자들은 이 기법을 사용했을 때의 선량분포의 변화를 확인하고, 치료계획단계에서 이를 평가해 볼 수 있도록 Pinnacle (Philips Radiation Oncology Systems, 미국) 전산화치료계획장치에 구현하였다. 그리고 임상적용에 앞서 선량학적 특성을 파악하기 위해, 가상미세다엽콜리메이터의 해상도, 조사경계면과 다엽콜리메이터가 형성하는 각도가 요동현상 및 유효반음영에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 가상미세다엽콜리메이터 구현에 수반되는 치료테이블 움직임에 대한 위치 정확도를 평가하였다. HD-270의 임상적용을 위해 추가적으로 소요되는 치료계획과 치료 시간은 무시할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권1호
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• pp.47-51
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• 2010

목 적: 고 에너지 양성자치료에 있어서 Air gap (환자와 Beam 사출구 사이의 거리)의 변화는 Lateral Penumbra의 증가로 불필요한 조사야를 형성할 수 있고, 치료부위에서 최대선량 증가와 최소선량 감소로 선량분포의 균질성을 저하시킬 수 있다. 이에 Air gap 변화에 따른 선량분포에 대해 비교, 연구해 보고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 양성자치료를 받은 Lung, Liver 환자 6명을 선정하여 크기가 다른 조사야 A와 조사야 B에서 Air gap을 2, 4, 6, 8, 10 cm로 설정하여 Proton external beam planning system을 통해 치료계획을 세웠다. Air gap에 따른 Lateral Penumbra 영역 및 DVH (Dose Volume Histogram)를 비교하고 PCTV영역의 최대선량 및 최소선량 값을 비교하였다. 또한 PCTV내에 선량의 균질성을 알기 위하여 Homogeneity index값을 비교, 분석하였다. 결 과: 각각의 조사야에서 Air gap의 변화(2, 4, 6, 8, 10 cm)에 따른 Lateral Penumbra영역을 분석한 결과 조사야 A에서 Air gap 2~10 cm변화에 따라 평균 1.36~1.75 cm까지 약 28.7%가 지속적으로 증가하였고 조사야 B에서 평균 1.36~1.79 cm까지 약 31.6%가 지속적으로 증가하였다. DVH를 분석한 결과 최대선량의 상대선량 백분율은 Air gap 2~10 cm일 때 평균 108.1%에서 평균 110.3%까지 약 2.03%가 지속적으로 증가하였고 최소선량의 상대선량 백분율은 평균 93.9%에서 평균 90.8%까지 약 3.31%가 지속적으로 감소하였다. Homogeneity index값은 평균 Air gap 2~10 cm까지 1.09~2.6으로 2배 이상 증가하였다. 결 론: 양성자 치료에 있어서 Air gap이 증가함에 따라 Lateral Penumbra 영역이 증가함을 알 수 있었고, 치료부위에서 최대선량 값의 증가와 최소선량 값의 감소로 인하여 Homogeneity index값이 증가함으로써 PCTV내에 Beam의 균질성이 떨어지는 것을 알 수 있었다. 이에 추후 양성자치료시 Air gap을 줄이기 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제21권2호
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• pp.167-173
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• 2003

목적: 선형가속기를 이용한 정위방사선치료 시 GafChromic 필름을 이용하여 조사되는 선량 및 분포를 측정하고 치료 계획에서 계산된 선량분포와의 일치 여부를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 두부 모형의 아크릴 팬텀을 제작하였는데, 팬텀 중심과 또 다른 두 지점에서 전리함을 삽입하거나, 임의 단면에서 필름을 삽입하여 절대선량 및 상대선량분포를 측정할 수 있도록 하였다. GafChromic 필름(MD-55-2, Nuclear Associate, USA)을 폴리스티렌 고체 팬텀 깊이 5 cm에 삽입하여 6 MV 광자선, 0$\~$l12 Gy 선량으로 조사하고, Digitizer를 이용하여 흑화도(Optical density: OD)를 측정하였다. 본원에서 개발한 정위방사선 치료계획시스템 'Linapel'을 이용하여 두부 모형의 아크릴 팬텀의 중심점(Isocenter of Target)을 대상으로, 각각의 빔에 300 cGy 선량이 조사되도록 5 arc 빔 치료계획을 시행하였다. 필름선량측정시스템(RIT113 프로그램)을 이용하여 5 arc 빔 전체가 조사된 GafChromic 필름의 상대선량분포를 측정하고 치료계획에서 계산된 선량분포와 비교하였다. 결과: MD-55-2 GafChromic필름에 대한 흑화도는 조사된 선량에 대하여 선형성을 가지고 있음을 확인하였다. 깊이 변화에 대한 선량 값의 변화와 빔의 횡축에 대한 빔 측면상(profile)도 GafChromic 필름을 이용하여 측정할 수 있었다. 치료계획시스템 'Linapel'을 이용한 치료계획의 선량 계산 값과 측정에서 얻은 절대선량 값을 비교하면 오차범위가 $\pm$3$\%$ 이내에 있음을 확인하였다. GafChromic 필름의 실제 조사된 상대선량분포도를 치료 계획에서 결정된 선량분포도와 비교하면 50$\~$90$\%$에 대하여 $\pm$1 mm의 차이를 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 결론: 본 연구를 통하여 GafChromic 필름은 절대선량과 상대선량분포를 측정할 수 있다는 것을 확인시켜 줌으로써, 선형가속기를 이용하는 정위방사선치료에서 치료 전에 선량측정을 위한 방법으로 믿을 만한 정보를 제공할 수 있는 방법으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권1호
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• pp.7-15
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• 2019

목 적: 본 연구에서는 lung SBRT가 적용되는 작은 계획 표적 용적(PTV)에 처방 선량이 정확히 전달되는지 실험을 통하여 알아보고자 한다. 치료계획 시스템에서 계산된 선량분포와 실험을 통하여 필름에 측정된 선량분포를 비교 분석하여 정확성을 평가해보고, 폐 실질 조직 내에서 계획 표적 용적의 margin 유용성 평가를 하고자 한다. 대상 및 방법: CT 촬영으로 얻은 Rando phantom 3D 영상의 우측 폐에 직경 2, 3, 4, 5 cm인 가상의 구 표적을 만들어 계획 표적 용적에 처방선량의 95 %가 전달될 수 있도록 6MV-FFF VMAT Arc 2개로 치료계획을 수립하였으며, Eclipse TPS와 동일한 위치에서 선량 비교하기 위해서, 필름을 가상 표적의 회전중심점에 횡단면 방향으로 삽입하고 방사선을 조사하였다. Dose profile을 Eclipse에서 획득하고, 측정값과 계산값을 비교하기 위해 Center point에서의 절대 선량값을 계산하였으며, off-axis 선량 분포를 얻어 RMSE, Coverage ratio 등 비교 인자를 통해 상대 선량 및 선량분포를 비교 분석하였다. 결 과: 직경 2, 3, 4, 5 cm 크기별로 center point에서의 %difference 값은 직경 2 cm에서 -4.65 %로 가장 차이가 큰 값을 보였고, 직경 5 cm일 때 -1.46 %로 가장 차이가 작은 값을 보였다. RMSE값은 직경 2 cm일 때 3.43으로 가장 큰 값을 보였고. 직경 5 cm일 때 2.85로써 가장 작은 값을 보였다. 표적 커버리지를 비교하기 위해 처방선량 95 %가 들어가는 용적의 길이($D_{95}$)를 구하였고, 직경 2 cm일 때, TPS와 필름에서 각각 2.02 cm, 1.86 cm로 커버리지 비율이 92 %로 나타났고 가장 큰 차이를 보였다. 또한 계획 표적 용적 100% 이내에 들어가는 평균선량($D_{mean}$)을 비교했을 때, 직경 2 cm 인 경우 측정 평균선량이 95.72 %로 가장 낮은 값을 보였다. 결 론: 본 연구에서는 실험을 통하여 작은 계획 표적 용적에 처방 선량이 충분히 전달되는지 알아보았다. 실험 결과 모든 비교 인자에서 직경 2 cm인 용적이 가장 큰 차이를 보였다. 이는 표적 용적 중심에서의 선량 감소가 주요인이라 판단된다. 따라서 선량계산 시스템에서 저밀도 조직 내의 작은 용적 치료 계획시 2 mm 이상의 마진(margin)을 더 두거나, 치료 계획 최적화(optimization)시 최대선량을 제한하지 않는 방법으로 표적 내 중심 선량을 높일 수 있을 것이라 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권3호
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• pp.177-183
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• 2010

목 적: 유방암 치료를 위한 방사선치료계획에 전산화단층촬영을 이용한 모의치료가 널리 이용되고 있다. 이는 환자 개개인의 해부학적 특징에 기반하여 종양 표적과 정상 조직을 정의할 수 있다. 본 연구는 일반적으로 유방 크기가 작은 한국인 유방암 환자에서 적용하는 방사선치료계획 방법에 따라 치료용적 및 치료범위에 차이가 있는지를 알아보기 위해 시행하였다. 대상 및 방법: 2008년 11월부터 2009년 1월까지 조기유방암으로 유방보존술을 시행 받은 25명의 환자를 대상으로 통상적인 접면조사의 이차원치료 계획과 전산화단층촬영을 기반으로 한 삼차원치료계획을 시행하였다. 이차원 치료계획에서 방사선조사영역의 경계는 유방실질을 촉지하여 결정하였고 위쪽으로는 쇄골의 바로 아래, 내측은 몸의 정중선, 외측은 중심 액와선 그리고 아래쪽은 유방밑주름에서 2 cm 아래에 표시하였다. 삼차원치료계획에서 임상표적체적은 모든 유선 조직을 포함하였고 계획용 표적체적은 임상표적체적에서 피부 쪽을 제외한 모든 방향으로 1 cm의 여유를 두어 결정하였다. 이차원과 삼차원치료계획 간의 조사영역의 경계 차이 및 동등조사영역의 차이를 확인하고 신체질량지수, 폐경 여부 및 유방크기의 관련성을 평가하였다. 그리고 선량분포로 지정한 유방조사량과 삼차원 선량분포에 기반하여 측정된 조사된 폐용적과 심장용적을 평가하였다. 결 과: 2명의 환자를 제외하고 계획용표적체적(PTV)은 삼차원치료계획이 이차원치료계획보다 모든 방향에서 표시한 방사선조사영역을 감소시켰고 위쪽 경계에서 그 차이값이 가장 컸다. 동등조사영역크기는 한 명을 제외하고 삼차원치료계획에서 이차원치료계획에서보다 작았으며(평균 0.9 cm), 신체질량지수, 폐경 여부 및 유방크기(브래지어 사이즈)와의 관련성은 보이지 않았다. 조사된 폐용적은 삼차원치료계획에서 유의하게 감소하였고, 심장용적 또한 감소하였지만 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다. 결 론: 통상적인 치료계획과 비교하여 전산화단층촬영을 기반으로 한 삼차원치료계획이 작은 유방을 가진 환자에서 방사선조사영역 및 손상위험장기의 조사량을 줄이면서 수술 후 변화를 포함하여 더 정확한 종양치료가 가능할 수 있음을 보여주었다. 그러나 앞으로 임상표적체적의 정의에 대한 추가적인 연구 및 일반적인 합의가 필요하다.

• 한국자기학회지
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• 제26권5호
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• pp.173-178
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• 2016

두경부와 전립선 암 환자에서 CT조영제가 방사선치료계획에 미치는 영향을 확인하고 선량계산 정확성 향상을 위하여 본 연구를 실시하였다. 30명의 환자에 대하여 Pinnacle 8.0 시스템을 이용하여 조영제에 의한 조직의 전자밀도 변화를 측정하였으며 각각의 방사선치료계획을 통한 선량계산을 실시하였다. Pinnacle과 Tomotherapy planning 시스템을 이용하여 각각의 전자밀도와 3D 입체조형방사선치료(3D CRT)와 세기변조방사선치료(IMRT)계획을 수립하였다. 조영제에 의한 전자밀도의 변화는 4%이하로 두경부: 표적용적 2.1%, 이하선 1.9%, 하악선 3.6%, 혀 0.9%, 척수 0.3%, 식도 2.6%, 하악골 0.1%, 전립선: 표적용적 0.7%, 림프절 1.1%, 방광 1.2%, 직장 1.5%, 소장 1.2%, 대장 0.6%, penile bulb 0.8%, 대퇴골두 -0.2%로 나타났다. 선량계산의 차이는 2.5% 이하의 선량 증가가 발생하였다(3D CRT: 두경부 0.69~2.51%, 전립선 0.04~1.14%, IMRT: 두경부 0.58~1.31%, 전립선 0.36~1.04%). 이러한 오차는 임상에서 허용 가능한 오차 이내이지만 영상융합(조영증강 영상과 조영증강 하지않은 영상)이나 ROI import 기능을 활용하여 조영 증강하지 않은 영상에서 선량계산을 실시한다면 1~3%의 방사선치료계획 선량 오차를 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권4호
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• pp.396-404
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• 2002

목적 : 자궁암의 방사선치료시 호발하는 직장 부작용은 직장 방사선량과 관계가 있다는 보고들이 많다. ICRU 38에 따른 직장 선량을 측정함으로 강내 방사선치료 시에 조사되는 직장선량의 정도 관리에 기여할 수 있다고 생각하여 전산상 계산된 선량과 강내치료시 다이오드 검출기로 직접 측정된 직장 선량의 차이를 비교해 보고자 하였다. 대상 : 2001년 6월-2002년 2월까지 고선량율 Iridium-192 동위원소를 이용하여 고선량율 강내 방사선치료를 시행 받은 자궁경부암 환자 9명을 대상으로 하였다. 강내치료는 주 2회씩 A점에 총 $6\~8$회간 총 $28\~32\;Gy$ 시행되었다 9명에서 총 44회의 강내치료 중 선량 측정이 가능하였고, 모의치료 계획시의 필름 및 분할 고선량율 강내 방사선치료 시에 촬영한 필름을 기준으로 전산화 계획 시스템상 계산한 직장 기준점 선량과 강내치료를 하면서 다이오드 직장 검출기에서 측정된 선량을 각각 분석하였다. 결과 : 모의치료시 필름을 기준한 직장의 전산화 계획상의 선량과 강내치료 시마다 촬영한 필름으로 다시 전산화 계획상 계산한 직장선량값 사이에는 상당한 차이가 있었다. 강내치료시에 촬영한 사진을 기준으로 전산화 설계에서 계산된 값과 강내치료 중에 검출기로 측정한 직장 선량 사이에도 차이가 많았다. 직장 검출기 표시점의 치료계획 선량을 5개 점에서 계산해 보았을 때 ICRU 38 직장 기준점이 최대 직장 선량점과 일치하는 경우는 $22.2\%$ (2/9)에 불과하였다. 결론 : 자궁암에서 고선량율 강내 방사선치료 선량을 계획할 때 모의 치료시 촬영한 필름만 가지고 직장 선량을 최적화하는 것이 가장 적절한 방법이라고 볼 수는 없다. 본 연구를 통해 고선량율 강내치료시의 직장 선량이 치료시마다 상당히 변화가 많다는 사실을 확인하였으므로 가능하면 직장선량을 실측하거나 아니면 최소한 직장표지기를 삽입하고 측방 투시를 함으로 직장 위치를 파악하는 것이 자궁암의 고선량을 강내 방사선치료에서 정도관리 면에서 중요한 과정이라 생각한다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제45권6호
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• pp.491-502
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• 2022

The purpose of this study was to retrospectively investigate the upper and lower control limits of treatment planning parameters using EBT film based delivery quality assurance (DQA) results and to analyze the results of statistical process control (SPC) in helical tomotherapy (HT). A total of 152 patients who passed or failed DQA results were retrospectively included in this study. Prostate (n = 66), rectal (n = 51), and large-field cancer patients, including lymph nodes (n = 35), were randomly selected. The absolute point dose difference (DD) and global gamma passing rate (GPR) were analyzed for all patients. Control charts were used to evaluate the upper and lower control limits (UCL and LCL) for all the assessed treatment planning parameters. Treatment planning parameters such as gantry period, leaf open time (LOT), pitch, field width, actual and planning modulation factor, treatment time, couch speed, and couch travel were analyzed to provide the optimal range using the DQA results. The classification and regression tree (CART) was used to predict the relative importance of variables in the DQA results from various treatment planning parameters. We confirmed that the proportion of patients with an LOT below 100 ms in the failure group was relatively higher than that in the passing group. SPC can detect QA failure prior to over dosimetric QA tolerance levels. The acceptable tolerance range of each planning parameter may assist in the prediction of DQA failures using the SPC tool in the future.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.443-450
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• 2018

Geant4 코드는 직선 가속기의 헤드 구조를 사용하여 이전에 구현된 BEAMnrC 데이터를 기반으로 선형가속기 (VARIAN CLINAC.)를 시뮬레이션하였다, 10MV 광자 선속에서 물팬텀의 심부선량백분율과 측면선량의 측정값과 Geant4를 비교 평가하였다. 선량 계산을 인체부위에 적용하기 위해 실제 환자의 Lung 부위를 5mm 간격으로 스캔하였다. Water phantom의 조사야($5{\times}5cm^2$), SAD 100cm에서 10MV 광자를 조사하여 Geant4 선량분포를 구하였다. 이 결과는 실제 환자의 폐(lung)에 흡수되는 선량을 측정하기는 어렵다 그래서 치료계획 시스템에 의한 선량을 비교하였다. 물 팬텀에서 측정된 심부선량 곡선과 Geant4에 의해 계산된 심부선량 곡선은 build-up 영역을 제외한 대부분의 깊이에서 ${\pm}3%$ 이내로 잘 일치하였다. 그러나 5cm와 20cm 지점에서 2.95%와 2.87%로 Geant4를 사용한 선량 계산에서 다소 높은 값을 보이고 있다. 이 두 지점은 Genat4의 geometry 파일을 통해 확인할 수 있었으며, 흉추와 흉골이 위치되어 선량이 증가된 것으로 알 수 있었다. 또한, cone beam CT를 적용한 결과에서 폐(lung)의 선량분포 오차는 3% 이내로 유사한 값을 얻었다. 따라서 Geant4를 이용하여 선량을 계산할 때 DICOM 파일에 직접 선량의 contour map이 표현될 수 있다면 Geant4의 임상적 적용이 다양하게 사용될 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제36권2호
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• pp.86-92
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• 2011

본 연구는 최근 생체내선량측정에서 유용성을 재평가 받고 있는 광자극발광선량계(optically stimulated luminescence dosimeters. OSLDs)와 다이오드 검출기를 병행하여 직장암 방사선치료 환자의 피부선량을 측정하고 치료계획시스템 에서 계산 선량과 측정 선량을 비교하여 OSL 선량계의 임상적 유용성을 평가하고자 하였다. 각 OSL 선량계의 고유한 교정상수를 측정하고 10 명의 직장암 환자를 대상으로 3 부위를 설정하여 측정하였다. 기준 흡수선량 100 cGy에 대하여 OSL 선량계의 교정상수는 6 MV X-선의 경우 1.17, 10 MV X-선의 경우 1.28 이었다. 또한 직장암 환자들의 피부선량은 측정 부위별로 치료계획시스템에서 계산 선량과 비교하여 다이오드 검출기는 1.16 ~ 2.83%의 선량증가를 보였고 OSL 선량계는 1.36 ~ 2.17%의 선량증가를 보였다. 특히 피부면의 굴곡이 심한 회음부(perineum)에서 계산된 선량과 전달 선량간 차이가 증가되었으며 다이오드 검출기보다 OSL 선량계가 측정값의 변화가 상대적으로 작았다. 따라서 OSL 선량계는 기존에 사용하던 이온함 및 다이오드 검출기를 대신하여 방사선량학적 오차의 검증 및 생체내선량측정에서 임상적으로 적용이 가능하였으며 직장암 환자의 굴곡이 심한 회음부 주변의 선량 평가에 대한 연구가 계속되어야 할 것으로 판단된다.