• 대한방사선치료학회지
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• 제18권2호
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• pp.81-87
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• 2006

목 적: 움직이는 장기의 방사선치료시에 움직임을 고려한 선량분포의 연구가 많이 이루어지지 않았고, 정적인 상태로서의 선량분포가 고려된 치료 및 연구가 이루어졌다. 그래서 본 연구는 구동팬텀 시스템을 이용하여 움직이는 장기의 선량분포 계측을 시행하였다. 이 연구의 목적은 호흡에 따른 선량분포의 변화가 어떻게 일어나는지에 대한 실험적 계측에 대한 평가이다. 재료 및 방법: 호흡에 의한 움직이는 장기의 선량분포 측정을 위해서 다목적 팬텀과 구동팬텀을 고안 하였다. 다목적 팬텀의 구성은 아크릴과 코르크를 사용하였고, 아크릴의 밀도는 $1.14g/cm^3$이고 코르크는 $0.32g/cm^3$이다. 아크릴은 정상조직을 표현하기 위해 사용되었고, 코르크는 폐를 묘사하기 위해 제작 되었다. 측정용 필름은 가프크로믹 필름과 EDR2필름을 사용하였다. 구동팬텀 시스템은 상하좌우 2차원적인 움직임을 하도록 설계되었으나 본 실험은 1차원적인 움직임만으로 구동하여 측정하였다. 결 과: 코르크 팬텀에서 측정된 선량분포가 아크릴에서 측정된 선량분포보다 반음영이 크게 나타났다. 가프크로믹 필름으로 측정된 선량분포는 선량분포에 따른 광학농도가 낮기 때문에 분포곡선이 평탄하지 않았다. 내부장기의 움직임이 증가함에 따라 선량분포에서 반음영, 평탄도, 대칭도가 점점 증가하였다. 모든 가프크로믹 필름으로 측정된 선량분포는 EDR2필름으로 측정된 필름보다 평탄도나 대칭도가 좋지 않았지만 반음영은 비슷하게 분포되었다. 결 론: 가프크로믹 필름은 현상이 필요 없기 때문에 사용하기 편하고, 조그만 크기로도 쉽게 잘라서 사용할 수 있다. 또한 많은 양의 방사선을 조사할 수 있는 장점이 있다. 그러나 선량에 따른 광학농도의 변화가 작기 때문에 측정 시에 선량분포에 평탄도가 좋지 않다. 움직이는 장기의 방사선치료시 다목적 팬텀과 구동팬텀을 이용하여 질보정이 이루어진다면 치료효과를 향상시킬 것이라 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권1호
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• pp.47-53
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• 2006

사이버나이프에 대한 정확한 선량측정은 정위방사선수술 전 과정에서 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 여러 가지 검출기를 이용하여 사이버나이프의 상대적인 출력인자 값에 대하여 평가하고자 하였다. 사이버나이프는 12개 조준기를 사용하고 있으며, 이들 조준기에 대한 출력인자 값은 6개의 검출기(다이오드 검출기, X-Omat V 필름, Gafchromic EBT 필름, 0.015 cc, 0.125 cc, 0.6 cc 전리함)를 사용하여 측정하였다. 다이오드 검출기와 전리함은 물팬텀을 이용하여 선원과 표면 간의 거리 80 cm, 최대선량깊이인 1.5 cm에서 측정하였고 필름은 고체팬텀을 이용하여 물팬텀과 동일한 위치에서 측정하였다. 각 조준기의 출력인자는 사이버나이프의 최대 조사면의 크기인 직경 60 mm 조준기의 출력인자 값에 대하여 규격화하였다. 조준기의 크기가 30 mm 이상인 경우 0.6 cc 전리함을 제외하고 다른 검출기에서 0.5% 이내로 상호 잘 일치하였다. 그러나 15 mm 이하의 조준기에서는 출력인자 값이 검출기의 종류에 따라 다소 차이가 있음을 확인하였다. 즉, 다이오드 검출기와 Gafchromic 필름 경우 5 mm 조준기의 출력인자는 각각 $0.656{\pm}0.009$와 $0.777{\pm}0.013$이었다. 전리함과 다이오드 검출기에서 이러한 차이는 깊이에 따라 선량률 변화가 급격하고 측방쪽으로의 전자평형상태(lateral electronic equilibrium)가 이루어지지 않은 것으로 기인된다. 그러므로 Gafchromic EBT 필름이 사이버나이프 출력인자 값을 결정하는데 다른 검출기에 비하여 보다 정확하다고 사료된다.

• 한국자기학회지
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• 제26권3호
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• pp.99-104
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• 2016

항암요법과 방사선치료를 병행하여 두경부암을 치료하는 환자의 경우 항암요법과 방사선치료를 거듭할수록 구토, 메스꺼움, 식욕부진 등의 이유로 환자의 체중 감소가 생기게 된다. 체중 감소는 목의 두께 변화로 나타날 수 있으며 이로 인해 치료하고자 하는 t 타겟과 주위 정상조직의 선량 전달에도 영향을 미치며 방사선이 전달되는 방향에 위치한 피부선량의 변화가 나타날 것으로 사료된다. 특히 비인두암 환자의 경우 비인두 구조가 다른 장기보다 복잡한 구조를 지니고 있고 치료방법인 토모테라피는 수 mm 차이로 급격한 선량 변화가 발생하므로 이러한 체중 감소의 변화에 주의 깊은 관찰이 필요하다. 현재 토모테라피의 경우 매 회 치료 전 정확한 자세 재현을 위한 영상 검증을 통해 이러한 움직임을 확인하고 그 값을 보정하여 치료를 수행한다. 그러나 환자의 체중 감소로 인하여 피부선량에 전달되는 선량 변화의 검증은 되지 않고 있다. 환자의 피부선량이 증가함으로써 나타나는 부작용은 환자의 삶의 질에 영향을 미칠 뿐 만 아니라 2차 암 발생률을 높일 수 있다. 이에 환자의 체중 감소로 인하여 나타나는 환자의 목 두께를 휴먼 팬톰에 볼루스를 올리고 두께를 조절해가며 변화시켜 필름을 이용하여 피부선량의 변화가 어떻게 나타나는지 분석해보고자 한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.239-246
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• 2021

기존 연구인 선량평가의 임상 적용 및 신뢰도 확보를 위하여 EPID를 이용하여 Portal Dosimetry를 검증하였다. 뇌정위방사선수술 2.5 cm cone을 장착하여 360° 회전조사에 의한 측정치와 Geant4의 선량분포를 비교하였다. 뇌전이 환자의 선량분포를 확인하기위해 두부인체 팬톰에 Gafchromic EBT필름을 삽입하여 조사한 선량분포와 VMAT을 이용한 두부인체 팬톰에서 얻은 선량분포를 비교하여 실제 환자에 적용하고자 한다. 분석결과 beam center와 couch의 center가 정확하게 일치하는가를 pin ball을 통해 QA한 결과 1 mm 이내의 오차로 정밀함을 확인할 수 있었다. 또한 EBT3 Film에 다양한 선량조사에 따라 0 ~ 10 Gy영역까지 우수한 선형성임을 확인할 수 있었다. 두경부 팬텀과 같은 설정에서 광자 빔을 사용한 Geant4에 기반한 선량 계산 도구의 구현과 시뮬레이션 결과 계산치는 치료계획용적(PTV)내에서 실험 데이터와 일치함을 확인하였다. 따라서 체적변조 아크치료(VMAT) 360° 회전 조사를 실시하여 회전조사에 의한 등선량분포 분석결과 가상 종양을 포함하기에 적절함을 확인하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권1호
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• pp.75-81
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• 2019

목 적: 두피 악성종양의 치료에 광자선을 사용할 때 필요한 Bolus 재질들의 단점으로 인하여 3D Printer용 헬멧형 bolus가 제작되고 있다. 하지만 사용되는 재질인 PLA은 조직등가물질에 비해 높은 밀도를 가지고 있으며 환자가 착용할 경우 불편한 점들이 발생한다. 이에 본 연구에서는 3D Printer를 이용한 M3 wax 헬멧을 제작하여 악성 두피종양을 치료하는 방법을 시도해 보고자 한다. 대상 및 방법: 헬멧형 M3 wax의 모델링을 위해 두부인체모형팬텀을 CT로 촬영해 DICOM file로 획득하고, 두피 위에 헬멧이 위치할 부위를 Helmet contour로 제작하였다. M3 Wax 헬멧의 제작은 paraffin wax를 녹이고, 산화마그네슘, 탄산칼슘을 섞어 용해시킨 후 PLA 3D 헬멧의 내부에 넣고 표면의 PLA 3D 헬멧을 제거하였다. 치료계획은 총 10 Portal의 Intensity-Modulated Radiation Therapy(IMRT)로 세웠으며, 치료선량은 200 cGy로 eclipse의 Analytical Anisotropic Algorithm(AAA)를 사용하였다. 그 후 EBT3 film과 Mosfet(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor: USA)를 이용해 선량검증을 실시하였으며, CT 모의치료실과 동일한 조건으로 두부인체모형팬텀을 재현해 IMRT Plan을 측정하였다. 결 과: CT상에서 측정된 Bolus의 Hounsfield unit(HU)는 $52{\pm}37.1$으로 나타났다. M3 wax bolus 측정점 A, B, C에서 TPS의 선량은 186.6 cGy, 193.2 cGy, 190.6 cGy으로 확인되었고, Mostet으로 3회 측정한 선량은 $179.66{\pm}2.62cGy$, $184.33{\pm}1.24cGy$, $195.33{\pm}1.69cGy$, 오차율은 -3.71 %, -4.59 %, +2.48 %였다. EBT3 Film으로 측정된 선량은 $182.00{\pm}1.63cGy$, $193.66{\pm}2.05cGy$, $196{\pm}2.16cGy$이었으며, 오차율은 -2.46%, +0.23 %, +2.83 %로 확인되었다. 결 론: M3 wax bolus는 2 cm의 두께로 제작되어 뇌 부분의 선량을 보다 쉽게 낮추어 치료계획을 수립할 수 있었다. 치료선량 검증에서의 EBT3 Film과 Mosfet의 선량계의 A, B, C 측정값에서도 두피의 표면선량 최대 오차율은 5 % 이내로 측정되었으며, 일반적으로 3 % 이내로 정확하게 측정되었다. M3 wax bolus는 제작과정 기간이 3D Printer보다 빠르고 비용이 저렴하며, 재사용 가능하고, 인체조직 등가물질로서 두피 악성종양 치료에 매우 유용한 Bolus이다. 따라서 3D Printer의 대용량 Bolus, Compensator의 제작시간 및 비용이 비싼 단점을 극복하는 주조형 M3 wax bolus의 사용이 추후 확대될 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권4호
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• pp.144-148
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• 2017

When a high density metallic implant is placed in the path of the proton beam, spatial heterogeneity can be caused due to artifacts in three dimensional (3D) computed tomography (CT) scans. These artifacts result in range uncertainty in dose calculation in treatment planning system (TPS). And this uncertainty may cause significant underdosing to the target volume or overdosing to normal tissue beyond the target. In clinical cases, metal implants must be placed in the beam path in order to preserve organ at risk (OARs) and increase target coverage for tumors. So we should introduce Ti-mesh. In this paper, we measured the lateral dose profile for proton beam using an EBT3 film to confirm dosimetric impact of Ti-mesh when the Ti-mesh plate was placed in the proton beam pathway. The effect of Ti-mesh on the proton beam was investigated by comparing the lateral dose profile calculated from TPS with the film-measured value under the same conditions.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권1호
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• pp.33-54
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• 2020

The aim of this study is to calculate natural frequencies and harmonic responses of cracked frames with general boundary conditions by using transfer matrix method (TMM). The TMM is a straightforward technique to obtain harmonic responses and natural frequencies of frame structures as the method is based on constructing a relationship between state vectors of two ends of structure by a chain multiplication procedure. A single variable shear deformation theory (SVSDT) is applied, as well as, Timoshenko beam theory (TBT) and Euler-Bernoulli beam theory (EBT) for comparison purposes. Firstly, free vibration analysis of intact and cracked frames are performed for different crack ratios using TMM. The crack is modelled by means of a linear rotational spring that divides frame members into segments. The results are verified by experimental data and finite element method (FEM) solutions. The harmonic response curves that represent resonant and anti-resonant frequencies directly are plotted for various crack lengths. It is seen that the TMM can be used effectively for harmonic response analysis of cracked frames as well as natural frequencies calculation. The results imply that the SVSDT is an efficient alternative for investigation of cracked frame vibrations especially with thick frame members. Moreover, EBT results can easily be obtained by ignoring shear deformation related terms from governing equation of motion of SVSDT.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제45권5호
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• pp.439-448
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• 2022

The purpose of this study was to analyze the results from statistical process control (SPC) to recommend upper and lower control limits for planning parameters based on delivery quality assurance (DQA) results and establish our institutional guidelines regarding planning parameters for helical tomotherapy (HT). A total of 53 brain, 41 head and neck (H & N), and 51 pelvis cases who had passing or failing DQA measurements were selected. The absolute point dose difference (DD) and the global gamma passing rate (GPR) for all patients were analyzed. Control charts were used to evaluate upper and lower control limits (UCL and LCL) for all assessed treatment planning parameters. Treatment planning parameters were analyzed to provide its range for DQA pass cases. We confirmed that the probability of DQA failure was higher when the proportion of leaf open time (LOT) below 100 ms was greater than 30%. LOT and gantry period (GP) were significant predictor for DQA failure using the SPC method. We investigated the availability of the SPC statistic method to establish the local planning guideline based on DQA results for HT system. The guideline of each planning parameter in HT may assist in the prediction of DQA failure using the SPC statistic method in the future.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권2호
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• pp.99-105
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• 2011

본 연구에서는 미국의학물리학회(AAPM)에서 제안된 세기조절방사선치료(IMRT)의 commissioning 및 정도관리를 위해 제안된 일련의 시험을 통해 본원의 세기조절방사선치료의 정확도를 평가하고 정도관리 절차를 수립하고자 하였다. TG119에 제시된 5가지 세기조절방사선치료의 표적체적: multi-target, 두경부, 전립선, 및 두 가지의 C-shape (easy&hard)을 대상으로 CT 스캔된 팬텀을 이용하여 치료계획시스템에서 IMRT 치료계획을 수행하였다. 얻어진 치료계획을 dynamic sliding window 전달방식으로 팬텀에 조사하였다. 절대 선량은 표적 및 위험장기 부위에 이온 전리함(CC13, IBA)을 이용하여 측정하고, 2차원 상대 선량분포는 EBT2 필름을 사용하여 측정하였다. 측정된 값들은 해당하는 치료계획시스템 계산값과 비교하여 오차의 평균 및 표준편차를 구하였다. 이를 바탕으로 TG119에 제시된 신뢰구간을 계산하여 제시된 값과 비교하였다. 이온 전리함을 이용한 측정 결과에서 표적 및 위험장기에 대한 계산값과 측정값 사이의 평균오차는 각각 $1.2{\pm}1.1%$과 $1.2{\pm}0.7%$이었고, 95% 신뢰구간은 각각 3.4%와 2.6%으로 TG119에서 제시하고 있는 4.5%와 4.7% 이내에 있었다. 필름을 이용한 측정 결과에서는 허용기준 3%/3 mm를 통과하는 감마인덱스는 평균$ 97.7{\pm}0.8%$로 95% 신뢰구간은 3.9%로 TG119에서 제시하고 있는 7.0% 이내에 있었다. 따라서 TG119에서 제시된 일련의 표준화된 시험을 통해 본원의 세기조절방사선치료의 commissioning 및 정도관리를 평가할 수 있었다. 이온 전리함을 이용한 절대 선량에 대한 action level은 표적과 위험장기에서 각각 ${\pm}4%$와 ${\pm}3%$로, EBT2 필름을 이용한 2차원 상대선량분포는 허용기준 3%/3 mm 기준으로 감마인덱스 1이하를 통과하는 비율이 96%로 정할 수 있었다. 이를 통해 TG119에서 제시된 일련의 표준화된 시험을 통해 각 기관의 IMRT 정확도 평가에 대한 객관적인 지표로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권1호
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• pp.16-21
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• 2017

This study assessed the feasibility of a dual-channel (DC) compound method for film dosimetry. The red channel (RC) is usually used to ensure dosimetric quality using a conventional fraction dose because the RC is more accurate at low doses within 3 Gy than is the green channel (GC). However, the RC is prone to rapid degradation of sensitivity at high doses, while degradation of the GC is slow. In this study, the DC compound method combining the RC and GC was explored as a means of providing accurate film dosimetry for high doses. The DC compound method was evaluated at various dose distributions using EBT3 film inserted in a solid-water phantom. Measurements with $10{\times}20cm^2$ radiation field and $60^{\circ}$ dynamic-wedge were done. Dose distributions acquired using the RC and GC were analyzed with root-mean-squares-error (RMSE) and gamma analyses. The DC compound method was used based on the RC after correcting the GC for high doses in the gamma analysis. The RC and GC produced comparatively more accurate RMSE values for low and high doses, respectively. Gamma passing rates with an acceptance criterion of 3%/3 mm revealed that the RC provided rapid reduction in the high dose region, while the GC displayed a gradual decrease. In the whole dose range, the DC compound method had the highest agreement (93%) compared with single channel method using either the RC (80%) or GC (85%). The findings indicate that the use of DC compound method is more appropriate in dosimetric quality assurance for radiotherapy using high doses.