• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제27권1호
• /
• pp.37-49
• /
• 2002

방사선치료 시 종양에 정확한 양의 방사선을 조사하는 것은 국소 재발을 방지하고 합병증의 빈도를 낮춰 효과적인 치료를 가능하게 하는 중요한 요소이다. 종양에 조사되는 방사선량의 측정을 통해 치료의 정확성을 확인하기 위한 여러 방법들이 시도되고 있으며, 투과선량을 이용한 측정법도 그 중 한 예로 비침습적이며 매 치료 시 측정이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 교실에서는 투과선량을 이용한 in vivo 선량측정시스템과 임의의 치료 조건에서 투과선량을 계산하기 위한 알고리즘을 개발하였다. 본 교실에서 개발한 in vivo 선량측정시스템의 단기간 및 장기간의 재현성을 확인하고, 환자의 방사선치료에서의 이용 시 발생할 수 있는 문제점을 파악하고 알고리즘의 정확성을 확인하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 2000년 7월 25일부터 8월 14일 사이에 방사선치료를 시행 받은 환자 66명을 대상으로 투과선량의 측정을 시행하였으며, 이 중 골반부위의 방사선 치료를 3회 이상 시행 받은 11명의 환자를 대상으로 측정선량과 예측선량의 비교 분석을 시행하였다. 측정시스템의 재현성의 확인을 위하여 환자의 치료 전 및 치료 중 매시간 기준 조사조건에서 측정치를 확인하였다. 일별 및 일 중 변동은 ${\pm}2%$ 이내로 재현성을 확인할 수 있었다. 본 시스템의 사용 시 별다른 문제점은 없었으나, 2명의 흉부 치료환자에서 투과선이 치료용테이블의 측면 금속을 관통하는 문제가 발생하였다. 골반부위 환자에서는 골반부위의 불균질조직에 의한 영향의 확인을 위하여, CT 및 simulation film을 이용하여 골 조직의 두께를 확인하여 보정 전 및 후의 값을 비교하였다. 전후방 및 후방조사야의 경우 골 조직의 보정을 시행하지 않은 경우 평균오차가 -5.20% 내지 +2.20%이었으며, 보정을 시행한 경우 -0.62%내지 +3.32%로 환자에 따라 정도의 차이는 있으나 골 보정이 필요함을 확인할 순 있었다. 측정치와 예측치 간 오차의 표준편차는 1.19%내지 2.46%로서 재현성이 높음을 확인할 수 있었다. 좌우 측방조사야에서 골 보정을 시행하지 않은 경우 평균오차는 -10.80%내지 +3.46%로서 골 조직의 보정이 필요하지 않은 1인의 환자를 제외하면 모두 음수 값을 지녔고, 보정을 시행한 경우 -0.55% 내지 +3.50%의 평균오차를 지녀 골 보정의 필요성을 확인할 수 있었다. 측정치와 예측치 간 오차의 표준편차는 1.09%내지 6.98%로 전후방조사야의 경우보다 재현성이 낮음을 알 수 있었다. 복와위로 방사선치료를 시행 받은 환자의 경우를 제외하면, 표준편차는 1.09%내지 3.12%로 1례 외에는 2.57% 이내로 재현성이 높음을 확인할 수 있었다. 본 실험을 통하여 in vivo 선량측정시스템의 안전성과 재현성을 확인할 수 있었다. 정확한 예측치를 얻기 위하여 불균질 조직이 조사야에 포함되는 경우 보정이 요구되며, 골반의 경우 골 조직의 보정이 중요한 요인임을 알 수 있었다. 이를 위하여 불균질 조직에 대한 정확한 정보가 요구되며, 이는 CT 영상을 이용하는 것이 크게 도움이 되리라 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제25권1호
• /
• pp.23-30
• /
• 2014

방사선치료에서는 환자 체내에 전달된 선량이 원래 의도한 데로 분포되는 지 확인하기 위하여 균질한 팬텀을 이용한 정도 관리를 치료 전에 주로 시행하고 있다. 하지만 균질한 팬텀을 이용한 정도 관리는 표면이 불규칙적이고 불균질한 인체에 대한 선량분포를 완전히 보증해 주지는 못하고 있다. 본 연구에서는 환자를 투과하는 선량의 분포를 측정하여 역으로 환자체내 선량 분포를 계산하는 투과선량 기반 체내선량 검증프로그램을 개발하였다. 투과선량은 주방사선과 산란방사선으로 이루어져 있는데, 본 연구에서는 전자포탈영상장치로 측정한 선량분포로부터 주방사선만을 이용한 간단한 식으로 환자체내선량분포를 계산하는 프로그램과 감마값 분포를 평가하여 두 선량분포를 서로 비교할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 계산한 팬텀의 등중심점을 지나는 관상면의 체내선량 분포는 치료계획시스템에서 제공하는 동일 평면의 선량분포와의 비교결과 균질팬텀에서 평균 95%, 비균질팬텀에서 81.8%의 감마통과율을 보였다.

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

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

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제27권3호
• /
• pp.147-154
• /
• 2002

연구 목적 : 각종 암 환자의 방사선치료시 환자에 조사되는 방사선량을 매 치료시마다 간편하게 확인하기 위한 생체내(in vivo) 선량측정의 한 방법으로 투과선량을 이용하는 새로운 시스템에 필요한 알고리즘을 개발하고자 하였다. 이를 위하여 본 교실에서 이미 개발한 바 있는 알고리즘을 개선하고자 하였다. 연구 재료 및 방법 : 알고리즘은 투과선량의 기본 측정치를 A/P (area-perimeter ratio)의 4차 함수로 회귀한 후에 각 계수들을 PCD (phantom-chamber distance)의 3차 함수로 회귀하여 구성하였다. 또한 기본 측정조건들의 감소 가능성을 확인하기 위하여 각각의 PCD 및 Tp (phantom thickness)당 조사야를 8개만 사용한 경우와 15개를 사용한 경우에서 측정치와 계산치를 비교하였다. 임의의 방사선조사조건에서의 알고리즘의 정확도를 확인하기 위하여 기본 측정 조건에 포함되지 않은 장방형의 방사선조사야, 기본 측정에 포함되지 않은 임의의 팬톰 두께, 임의의 PCD 조건에서 측정을 시행하고 알고리즘을 이용한 계산치와 비교하였다. 연구 결과 : 기본 측정치와 알고리즘을 이용한 계산치 간의 오차를 분석한 곁과 기존의 알고리즘에 비하여 정확도가 크게 향상되었으며 정방형 개방 조사야의 경우 오차의 범위를 ${\pm}0.5%$ 이내로 제한할 수 있었다. 또한 기돈 측정조건을 약 2분의 1로 감소시킬 수 있었다. 임의의 개방조사야의 방사선조사조건에서 측정을 시행하고 알고리즘을 이용한 계산치와 비교한 경우도 대부분의 경우 ${\pm}1.0%$ 이하의 오차를 나타내었다. 결론 : 악성종양환자의 방사선치료시 투과선량을 이용하여 환자에 조사되는 방사선량을 실시간으로 측정하기 위한 생체내 선량측정시스템이 필요한 개선된 알고리즘은 기본 측정자료를 약2분의 1로 축소한 경우에도 정방형 개방 조사야의 경우 ${\pm}0.5%$ 이하의 오차 범위, 장방형의 개방 조사야에서는 ${\pm}1.0%$ 이하의 오차 범위로 정확히 투과선량을 계산할 수 있음을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.171-180
• /
• 2014

본 연구는 양성자 치료를 시행하고 있는 수모세포종 환자의 양성자 치료 시 환자들의 Skin에서 홍반이나 피부염이 발생하는 경우가 빈번하여 Phantom에서 실제 환자와 동일한 치료계획 후 생체 내 선량측정 검출기(In-vivo dosimetry)로 사용되는 열 형광선량계(Thermo-luminescence Dosimeter, TLD)와 EBT3 Film으로 실제선량을 조사 측정한다. 측정된 선량값을 치료계획 된 피부선량과 비교 분석하여 양성자 치료 시 임상적으로 피부선량 측정 사용에 유용성이 있는지 알아보고자 한다. Phantom을 수모세포종의 전뇌척수치료(Cranio-spinal irradiation, CSI) Set-up position으로 위치하여 Brain에서 부터 Pelvis까지 CT촬영하고 양성자 치료계획 후 치료실에서 디지털 영상 포지셔닝 시스템(Digital Imaging Positioning System, DIPS)을 이용하여 정확하게 치료 Isocenter지점을 맞춘다. 양성자 빔이 들어가는 5부위의 치료 Isocenter 지점과 CT촬영 시 Phantom에 표시한 Marker 2부위, 모두 7지점에 미리 교정을 마친 열 형광선량계와 EBT3 Film을 교차해가면서 위치하여 붙이고 치료 계획된 양성자 빔을 각각 10회씩 조사한다. 10회 반복 측정하여 얻은 값을 평균산출하여 치료계획 시스템 에서 측정된 Skin Dose와 비교 분석한 결과, 측정위치의 어려움이 있는 정확한 측정이 결여된 한 지점을 제외한 나머지 6지점의 측정 선량값은 열 형광선량계와 EBT3 Film 모두 절대 선량값과 ${\pm}2%$이내의 분포를 보였다. 결론적으로, 본 연구에서는 국내 최초의 양성자 치료에서 Enterance skin dose 측정을 위한 In-vivo dosimetry로 열 형광선량계와 EBT3 Film의 임상적인 유용성을 확인하였다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제20권3호
• /
• pp.274-282
• /
• 2002

목적 : 방사선치료시 환자에 조사되는 방사선량을 매 치료시마다 간편하게 확인하기 위한 생체내(in vivo) 선량측정의 한 방법으로 투과선량을 이용하는 새로운 시스템에 필요한 알고리즘을 이미 개발한 바 있다. 본 연구에서는 조사면 일부가 차폐된 부정형 조사면에서 적용하기 위한 보정 알고리즘을 개발하고자 하였다. 재료 및 방법 : 알고리즘을 개발하기 위한 기본 자료를 마련하기 위하여 투과선량 측정을 시행하였다. 측정에는 선형가속기의 6 MV 및 10 MV의 X선을 이용하였고, 이온함형 측정기 및 전위계를 사용하였다. 측정조건으로는 조사면의 크기(collimator opening)는 $2\times2\;cm^2$에서 $32\times32\;cm^2$까지 한 변을 2 cm씩 증가시켜 16단계로 하였고, 팬톰 두께(phantom thickness; Tp)는 0, 10, 20 및 30 cm, 팬톰과 측정기간의 거리(phantom chamber distance; PCD)는 10, 30 및 50 cm으로 하였다. 이 때 조사면의 일부를 차폐하였으며 차폐되지 않은 유효조사면(effective field size)의 크기를 $5\times5,\;10\times10,\;15\times15$ 및 $20\times20\;cm^2$으로 하였다. 결과 : 조사면의 일부가 차폐체에 의하여 차폐된 경우 종양선량이 감소되며 동시에 투과선량도 감소된다는 물리학적인 추론을 이용하여 방사선조사면 일부 차폐가 투과선량에 미치는 영향을 보정하기 위한 알고리즘을 개발하였으며 조사면 일부가 차폐된 여러 측정 조건에서 알고리즘을 이용한 계산치와 실제측정치 간의 오차는 ${\pm}1.0\%$ 이내이었다. 결론 : 투과선량 계산 알고리즘은 조사면 일부가 차폐된 불규칙 조사면의 경우 ${\pm}1.0\%$ 이하의 오차 범위로 정확히 투과선량을 계산할 수 있음을 확인하였다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제22권2호
• /
• pp.155-163
• /
• 2004

목적 : 두경부에 방사선 치료를 받는 환자에서 투과선량측정시스템을 적용하여 시스템의 재현성과 선량 계산 알고리즘의 정확도를 확인하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 대상 및방법 : 2001년 9월 5일부터 9월 18일까지 괴 MV선형가속기를 이용하여 두경부에 방사선치료를 시행한 환자를 대상으로 하였으며, 3회 이상의 측정을 시행하고 조사야의 중심이 차폐되지 않은 35명의 환자를 대상으로 분석을 시행하였다. 매일 환자의 치료 시작 전과 치료 중 한 시간 간격으로 10$\times$10 cm$^{2}$개방 조사야에 100 MU을 조사하고 측정을 시행하여 시스템의 안정성 및 재현성을 확인하였다. 투과선량 계산 알고리즘의 정확도를 평가하기 위하여 두경부 방사선치료 환자에서 투과선량의 예상치를 구하고 측정치와 비교하였다. 투과선량 예상치는 환자의 CT 또는 MR 영상과 모의치료 시의 X-선 필름을 사용하여 방사선 투과 부위의 골조직, 공기, 지방조직의 두께를 측정하고 이에 대한 불균질 조직의 영향을 보정하였다. 결과 : 10$\times$10 cm$^{2}$개방 조사야에 100 MU을 조사하여 측정을 시행하였을 때 측정치의 일 중의 오차가 $\pm$0.5$\%$ 이내이고 일간의 오차가 $\pm$1.0$\%$ 이내로 시스템의 안정성 및 재현성을 확인할 수 있었다. 투과선량 예상치와 실제 측정치 간의 평균 오차는 뇌 부위 치료 환자에서는 $\pm$5$\%$ 이하, 두부 치료 환자에서는 $\pm$2.5$\%$ 이하, 경부 치료 환자에서는 $\pm$5$\%$ 이하이었다. 결론 : 투과선량측정시스템의 안정성과 재현성을 확인할 수 있었고, 외부 형태가 불규칙하고 불균질 조직이 포함되는 부위에 대하여 CT, MR 등의 영상을 이용하여 불균질 조직에 대한 보정을 함으로써 정확한 예상치를 구할 수 있음을 확인하였다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.53-60
• /
• 2015

목 적 : 본 연구는 3D 프린터를 이용하여 전립샘부위 팬텀을 제작하고 생체내선량측정(In-vivo dosimetry)을 통해 그 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 전립샘암 환자의 3차원 치료체적을 바탕으로 3D 프린터(3D EDISON+, Lokit, KOREA)를 이용하여 전립샘과 직장의 체적을 동일하게 모사한 팬텀을 제작하고, 컴퓨터단층촬영(Lightspeed CT, GE, USA)을 통해 팬텀영상을 획득하였다. 전립샘암 환자의 체적과 팬텀의 체적을 비교 한 후, 전산화치료계획시스템(Eclipse version 10.0, Varian, USA)을 이용하여 치료계획을 설계하였다. 팬텀 내 측정지점인 방광(Bladder), 전립샘(Prostate), 직장 위벽(Rectal anterior wall), 직장 아래벽(Rectal posterior wall)의 임의의 지점에 모스펫검출기(Metal OXIDE Silicon Field Effect Transistor, MOSFET)를 위치시켜 선량 측정값과 치료계획을 비교분석 하였다. 결 과 : 전립샘과 직장풍선의 환자체적은 각각 30.61 cc, 52.19 cc 이고, 팬텀체적은 31.12 cc, 53.52 cc로 각 체적의 차이는 3% 미만으로 확인되었다. 모스펫검출기의 정밀도는 3%이내로 측정되었고 선량의 변화에 따라 상관계수 R2 = 0.99 ~ 1.00 의 선형성을 보였다. 네 곳의 측정 지점을 치료계획된 선량과 비교한 결과 방광 1.4%, 전립샘 2.6%, 직장 위벽 3.7%, 직장 아래벽 1.5%로 나타났고 모스펫검출기의 정밀도를 고려한 선량측정의 정확성은 5% 이내로 평가되었다. 결 론 : 본 실험을 통해 3D 프린터를 이용하여 제작한 전립샘 부위 팬텀은 체적의 차이 3% 미만으로, 인체를 모사하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다. 제작된 팬텀을 이용한 생체내선량측정은 모스펫검출기의 정밀도를 고려하더라도 방광, 전립샘, 직장 위벽, 직장 아래벽의 모든 측정점에서 5% 이내의 정확도로 수행 할 수 있었다. 따라서 3D 프린트를 이용해 제작된 전립샘 부위 팬텀은 생체선량측정을 하는데 있어 매우 유용하였으며 향후 환자에게 직접 적용하기 어려운 부위를 팬텀으로 대체 제작하여 생체내선량측정이 가능할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.43-51
• /
• 2017

목 적: 유방암 환자의 방사선치료 시 엎드린 자세를 적용하면 폐와 심장에 들어가는 선량을 줄일 수 있다. 하지만 빔 방향에 포함되는 couch의 영향으로 피부선량 증가 및 심부선량이 감소한다. 따라서 본 실험에서는 air gap을 이용해서 couch로 인한 영향을 줄일 수 있는 방법을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 치료 받은 유방암 환자의 전산화단층영상을 바탕으로 3D 프린터(Builder Extreme 1000)를 이용하여 체적을 동일하게 묘사한 인체모형을 제작하였다. 제작한 인체모형을 전산화단층촬영하고 전산화치료계획시스템(Eclipse 13.6, Varian, USA)을 이용하여 6MV, Field-in-Field technique을 이용한 200 cGy/fx의 치료계획을 수립하였다. 피부선량 측정을 위해 내, 외측 4 지점(Med 1, Med 2, Lat 1, Lat 2)에서 광자극발광선량계(Optically Stimulated Luminescence Detector, OSLD)를 이용한 측정을 진행하였고, 심부선량 측정을 위해 유방의 전면과 후면의 2 지점(Anterior, Posterior)에서 FC65-G ion-chamber를 이용한 측정을 하였다. Couch와 인체모형 사이의 air gap(기준 3 cm)을 1 cm 씩 총 6 cm까지 증가시켜가며 측정하였으며 치료계획 선량을 기준으로 평가하였다. 결 과: 피부선량 측정 결과 외측 지점은 치료계획과 비교하여 ${\pm}5%$ 이내의 유사한 값을 보였다. 내측 1 지점은 air gap이 증가할수록 감소하며 3 cm 이상부터 7 % 이상 감소하였고, 내측 2 지점은 4 % 이상 감소하였다. 심부선량 측정 결과 후면 지점은 air gap 차이에 의한 선량변화가 ${\pm}1%$ 이내의 값을 보였다. 전면 지점의 선량은 air gap이 증가할수록 높아지며 3 cm 이상부터 치료계획 보다 4 % 증가한 값을 보였다. 결 론: 본 실험을 통해 couch와 인체모형 사이의 air gap을 특정 거리까지 증가시켰을 때 couch로 인한 피부선량과 심부선량의 영향이 감소함을 확인하였다. 따라서 유방암 환자에 대한 치료 전 선량평가를 진행하여 각 환자에게 최적의 air gap을 적용한다면 피부보효 효과를 높일 수 있고, 정확한 심부선량의 전달이 가능할 것으로 사료된다.