• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권10호
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• pp.1571-1576
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• 2018

We developed and evaluated an algorithm to calculate the target radiation dose in cancer patients by measuring the transmitted dose during 3D conformal radiation treatment (3D-CRT) treatment. The patient target doses were calculated from the transit dose, which was measured using a glass dosimeter positioned 150 cm from the source. The accuracy of the transit dose algorithm was evaluated using a solid water phantom for five patient treatment plans. We performed transit dose-based patient dose verification during the actual treatment of 34 patients who underwent 3D-CRT. These included 17 patients with breast cancer, 11 with pelvic cancer, and 6 with other cancers. In the solid water phantom study, the difference between the transit dosimetry algorithm with the treatment planning system (TPS) and the measurement was $-0.10{\pm}1.93%$. In the clinical study, this difference was $0.94{\pm}4.13%$ for the patients with 17 breast cancers, $-0.11{\pm}3.50%$ for the eight with rectal cancer, $0.51{\pm}5.10%$ for the four with bone cancer, and $0.91{\pm}3.69%$ for the other five. These results suggest that transit-dosimetry-based in-room patient dose verification is a useful application for 3D-CRT. We expect that this technique will be widely applicable for patient safety in the treatment room through improvements in the transit dosimetry algorithm for complicated treatment techniques (including intensity modulated radiation therapy (IMRT) or volumetric modulated arc therapy (VMAT).

• Radiation Oncology Journal
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• 제22권2호
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• pp.106-114
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• 2004

목적 : 세기조절방사선치료(IMRT)를 시행받은 두경부암 환자군에서 구강건조증 지표들을 측정시점별로 비교분석 하고 이 지표들과 이하선에 조사된 방사선량과의 연관성을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : 2003년 2월부터 10월까지 두경부암으로 IMRT를 시행받은 13명을 대상으로 하였다. IMRT군의 연령은 43$\~$77세(중앙값 57세)이었고, 구강건조증을 평가하는 주관적 지표로서 4항목으로 구성된 구강지표점수(xerostomia questionnaire score: XQS)와 객관적 지표로서 자극유무에 따른 saliva의 분비량(unstimulated & stimulated salivary flow rate: USFR & SSFR)을 측정하였고, 주관적 그리고 객관적 통합지표로서 LENT SOMA scale(LSC)을 측정하였다. 측정시점은 치료 전, 치료 후 1개월, 3개월이었다. IMRT군 내에서 전체 환자군과 전체이하선에 조사된 평균방사선량을 기준으로 나눈 두 군에서의 측정시점에 따른 지표들 간 변화유무를 보았고, 나아가, 구강건조증지표들과 타액분비량 간의 상관관계를 분석하였다. 결과: IMRT군 전체13명 내에서 치료 전과 치료 후 1개월, 3개월에 측정된 XQS, LSC, USFR & SSFR은 유의한 변화가 없어 구강건조증의 발현이 관찰되지 않았다. 전체이하선에 조사된 평균선량 3,500 cGy를 기준으로 환자군을 나누어 보았을 때, 3,500 cGy 미만 조사받은 8명의 환자군에서는 유의한 변화가 없었으나 3,500 cOy이상 조사받은 5명의 환자군에서는 XQS, LSC, SSFR그리고 USFR이 유의하게 증가되어 구강건조증의 발현이 관찰되었다. 또한, 각 지표들과 타액분비량 간의 상관관계를 보았을 때, 치료 후 1개월째에서 유의한 상관관계를 보이지 않았으나, 치료 후 3개월째에서 XQS, LSC가 커질수록 USFR, SSFR이 감소하는 유의한 상관관계를 보였다. 결론: 본 연구결과 IMRT는 구강건조증을 상당한 정도로 감소시킬 수 있는 것으로 나타났고, XQS와 LSC이 유용한 임상지표로서의 가능성을 보였음을 알 수 있었다. 삶의 질을 저하할 정도의 심한 구강건조증을 피하기 위해서는 양측 이하선 전체에 조사되는 평균선량을 가능한 한 3,500 cGy미만으로 조사되도록 하여야 할 것으로 생각한다. 향후, 충분한 환자를 대상으로 하여 전체이하선의 평균선량에 대한 신뢰할 수 있는 결과와 나아가 타액의 분비량을 대신할 수 있는 임상적지표를 선정하는 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제18권1호
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• pp.35-41
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• 2006

목 적: 유방암 방사선치료 시 유방(breast), 흉벽(chest wall, 국부적 임파관(loco-regional lymphatics) 등에 적정한 선량을 조사하기 위하여 다양한 치료계획이 이루어지고 있는데 이에 따른 선량분포를 정성적, 정량적으로 분석하여 최적의 방사선치료계획 기법을 고찰해 보고자 한다. 대상 및 방법: 최적의 유방암 방사선치료계획 기법을 평가하기 위해 기존의 전통적인 방법(2D)과 전산화단층촬영 영상에서 각각 유방체적을 설정하여 3차원적으로 접근하는 방법인 입체조형치료방법(3-dimensional conformal radiotherapy, 3DCRT)과 강도조절방사선치료 방법(intensity modulated radiotherapy, IMRT)을 비교하였다. 이를 위해 인체팬텀에 유방(breast), 흉벽(chest wall, 국부적 임파관(loco-regional lymphatics), 폐(lung) 등의 관심영역을 정하여 표지한 후 전산화단층촬영(Volume, Siemens, USA)을 시행하였다. 획득한 전산화단층촬영영상을 이용하여 입체조형치료방법과 강도조절방사선치료 방법을 적용하여 방사선치료계획(XiO 5.2.1, FOCUS, USA)을 수립하였고, 이는 기존의 전통적인 방법과 비교하였다. 비교, 분석은 방사선치료계획기법(2D, 3DCRT, IMRT)에 따른 방사선량분포와 선량-체적 간 히스토그람(dose-volume histogram, DVH) 및 관심영역의 점 선량 등을 분석하여 시행하였고, 또한 시간-노동력에 따른 치료효율성에 대해서도 평가하였다. 결 과: 유방체적을 설정하여 3차원 방사선치료계획 기법을 사용한 경우가 기존의 전통적인 방법에 비해 종양 설정과 빔 방향 및 조사면 경계 확인 등에 유용하다는 것을 알 수 있었다. 결 론: 유방암 방사선치료 시 방사선치료계획 기법에 따른 정성적, 정량적 분석을 통해 최적의 방사선치료계획 기법을 제시할 수 있었다. 그러나 3차원 방사선치료계획 시 치료계획종양용적(planning target volume, PTV) 설정과 유방 고정의 어려움에 따른 환자자세 재현성에 대한 문제를 알 수 있어 이에 대한 추가 연구가 필요할 것이라 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-5
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• 2006

목 적: 세기조절 방사선치료의 환자별 정도관리는 이온전리함을 이용한 일정 지점에서의 절대 선량 측정과 필름을 이용한 상대 선량측정의 두 단계로 구성된다. 이온전리함을 이용한 절대 선량 측정은 동일한 지점에서 치료계획상의 점선량과 실제 측정 점선량 간의 일치도에 대한 정보를 제공한다. 일반적으로 정확한 점선량을 측정하기 위해 volume이 작은 0.015 cc 이온전리함(pin point chamber, PTW, Germany)을 사용하고 있다. 그러나 이 경우 이온전리함의 볼륨이 작아 선량의 오차가 크게 나타나는 경우도 있어, 적합한 볼륨의 이온전리함 사용이 권고되기도 한다. 따라서 볼륨이 다른 세 가지의 이온전리함을 이용하여 점선량을 측정하여 치료계획상의 점 선량과 비교해 보고, 0.015 cc 이온전리함을 이용한 세기조절 방사선치료에서의 절대 점선량 측정의 유효성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법: 두경부(Head & Neck) 종양의 세기조절 방사선치료가 요구되는 환자 6명을 대상으로 Sliding-window 방법의 IMRT 치료계획을 수립하였으며 치료기는 21EX(Varian, USA) 선형가속기의 6 MV 광자선을 사용하였다. 측정 조건은 120 millenium MLC를 이용하여 Gantry 0도에서 300 MU/min의 선량률로 선원-이온전리함(source-axis-distance)거리를 100 cm, 고체팬텀의 표면으로부터 5 cm 깊이에 이온전리함을 위치시켰다. 치료계획용 컴퓨터(CAD-Plan, USA)에서 결정된 결과를 0.015 cc(pin point, type 31014, PTW, Germany), 0.125 cc(micro type 31002, PTW, Germany ), 0.6 cc(famer type 30002, PTW, Germany) 전리함에 각각 조사하여 측정치를 비교 분석하였다. 측정점은 선량값의 변화가 상대적으로 적은 선량 저변동 영역(Low-gradient area)에 위치시켰다. 결 과: 각각의 이온전리함을 이용하여 측정한 결과 0.015 cc의 경우 평균 ${\pm}0.91%$, 0.125 cc의 경우 ${\pm}0.52%$, 0.6 cc의 경우 ${\pm}0.76%$로 0.125 cc 이온전리함의 경우가 모든 측정조건에서 가장 적은 오차를 보였다. 결 론: 세기조절 방사선치료에 있어서 선량의 평가는 매우 중요하다. 방사선치료가 정밀해지는 만큼 정확한 선량평가가 이루어져야 한다. 점선량을 평가하기 위해 제작된 0.015 cc 이온전리함은 작은 출력신호와 큰 신호 대 잡음비가 절대 선량 측정 시 선량오차를 발생시키는 큰 요인으로 작용할 수 있다. 반면에 이온전리함의 볼륨이 큰 경우 출력신호가 크므로 정확한 선량을 반영할 수 있으나, 작은 측정점에 이온전리함을 정확히 위치시키기 어려워 절대 점선량을 측정하기 어려운 단점이 있다. 따라서 본 연구의 결과에서 본 바와 같이 세기조절 방사선치료의 절대 점선량 측정에는 오차가 상대적으로 적은 0.125 cc 이온전리함의 사용이 고려되어야 한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권1호
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• pp.11-20
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• 2006

목적: 국소적으로 진행된, 절제 불가능한 췌장암 치료에 있어 고식적 방사선 치료와 비교하여 Cyberknife(CK)를 이용한 정위 방사선 치료의 생존율 및 급성 독성에 대해 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 2003년 4월부터 2004년 4월까지의, Eastern Cooperative Oncology Group (ECOG) 활동도 3 이하이며 CT 및 PET/CT로 평가하여 원격 전이 없는 국소 진행된 췌장암 환자 19명을 대상으로 하였다 대상 환자는 점차 방사선량을 증가시키는 방법으로 33 Gy, 36 Gy, 39 Gy를 3분할로 각각 6명, 4명, 9명에서 CK를 이용한 정위 방사선 치료를 시행하였으며, 생존율 및 Radiation Therapeutic Oncology Group (RTOG) acute radiation morbidity criteria에 의한 위장관 독성을 분석하였다 또한 나이, 성별, ECOG 수행 점수, 항암 치료, 우회로 조성술(bypass surgery) 여부, 방사선량, CAl9-9, 계획용 표적 체적(planning target volume, PTV), CT상 주위 장기 및 혈관 침범 여부 등을 Log Rank test를 이용하여 예후 인자를 평가하였다. 결과: 본 연구에서 중앙 생존 기간은 11개월, 1년 생존율은 36.8%였다. 추적 조사 기간 중(범위 $3{\sim}20$개월, 중앙값 10개월) 유의한 위장관 급성 독성은 관찰되지 않았다 단일 인자 분석에서 계획용 표적 체적만이 유의한 예후 인자로 80cc 이하인 경우가 80cc 이상인 경우보다 생존율이 높았으며(p-value < 0.05), 나이, 성별, ECOG 수행 점수, 항암 치료, 우회로 조성술, CAl9-9 수치, 주위 장기 및 혈관 침범 여부 등에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 다인자 분석에서는 65세 이하인 경우와 PTV 80 co 이하인 경우에서 생존율이 높았다. 결론: 고식적 방사선 치료, 고선량 입체조형 방사선 치료(high dose conformal radiation therapy), 수술 중 방사선 치료(intraoperative radiation therapy) 또는 세기 조절 방사선 치료(Intensity modulated radiation therapy, IMRT)를 이용한 최근의 결과와 비교하여 CK를 이용한 정위 방사선 치료는 생존율 측면에서 비슷하거나 나은 결과를 보였다. 또한 심각한 부작용은 관찰되지 않았으며 짧은 기간의 치료로 환자에게 편의를 제공할 수 있어 결과적으로 삶의 질을 향상시킬 수 있을 것이다. 따라서, 이 새로운 치료 방법은 국소 진행된, 절제 불가능한 췌장암 환자에서 심각한 부작용 없는 효과적인 치료가 될 것으로 생각된다. 또한 계획용 표적 체적은 CK 치료의 유용한 예후 인자로 사용될 것이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제21권2호
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• pp.83-88
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• 2009

목 적: 온 보드영상(OBI)장치를 이용한 콘빔CT는 환자 치료 중 실시간으로 전산화모의치료 영상과 비교하여 환자의 자세 및 표적용적의 움직임과 셋업오차를 확인 할 수 있다. IMRT 시 콘빔CT를 이용해 환자의 자세 및 표적용적의 변화와 움직임을 확인하여 치료계획과의 오차정도를 산출하고, Automatic Match System을 이용하여 위치 보정을 한 후 전자포털영상 장치를 통하여 위치보정의 정확성을 검증하고, IMRT에서 콘빔CT의 유용성과 Automatic Match System의 정확성에 대하여 알아보고 자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 치료받은 IMRT 환자 중 두 경부 치료환자 3명, 골반부 치료환자 1명을 대상으로 치료 자세의 변동과 그에 따른 조사용적의 위치변동을 알아보기 위해 선형가속기에 장착된 온 보드 영상 장치를 이용해 콘빔 CT를 촬영하였다. IMRT 전 매 치료 시 마다 콘빔CT를 촬영하여 전산화단층모의치료 영상과 비교하여 좌표별로 치료계획과의 오차값을 확인하고 3D/3D Match의 Automatic Match System을 통하여 치료계획과 일치하도록 이동 보정한 후 전자포털영상 장치를 이용하여 검증, 평가하였다. 결 과: 치료 전 콘빔 CT와 전산화단층모의치료 영상 비교 시 두 경부에서 좌표별 평균오차는 Vertical 0.99 mm, Longitudinal 1.14 mm, Lateral 0.84 mm, Rotation $0.49^o$이고, 골반부의 평균오차는 Vertical 2.78 mm, Longitudinal 2.04 mm, Lateral 4.91 mm, Rotation $1.07^o$로 부위별로 다소 근소한 차이를 보였다. 보정 후 검증에서는 전자포털영상 장치에 의한 영상과 DRR 영상 비교 결과 0.5 mm 이내의 오차로 정확한 보정이 이루어졌음을 알 수 있었다. 결 론: 치료 전 콘빔CT 영상은 환자의 셋업오차와 장기 및 표적의 위치변화를 2차원적 영상의 비교와 달리 하나의 체적으로 재구성된 3차원적 영상으로 비교함으로써 보다 정확하게 위치변화와 표적용적의 변동 등을 측정, 보정하여 정확한 치료를 할 수 있으며, 그 오차 값을 산출하여 비교할 수 있다. 이상의 연구로 보아 콘빔CT는 치료계획과 일치하는 정확한 치료전달과 반복적인 치료재현성에 유용하였으며, 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다. 콘빔CT에 의해 향상된 정확도는 복잡한 모양의 표적용적과 급격한 선량분포의 변화가 나타나는 IMRT에서 더욱 필요하며 각 치료 부위별, 치료 목적별로 Match focus에 대한 기준을 연구해야 될 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권4호
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• pp.332-339
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• 2010

본 연구에서는 콘빔 단층촬영영상(cone beam CT; CBCT) 및 다엽 콜리메이터(multileaf collimator;MLC) 로그데이터를 이용한 적응형 방사선치료기법의 체계를 구축하고, 그 과정에서의 선량 계산 오차의 양상을 팬텀을 이용하여 분석하고자 하였다. Catphan-600 (The Phantom Laboratory, USA) 팬텀을 CT와 CBCT 촬영 후 CT 영상을 이용하여 간단한 단계별조사(step-and-shoot) 방식의 세기조절방사선치료(intensity-modulated radiation therapy; IMRT) 계획을 수립하였다. 이후 빔전달 시 생성된 MLC 로그데이터(Dynalog)를 이용하여 실제 전달된 세그먼트 별 모니터단위(MU) 가중치와 MLC 엽(leaf)의 위치를 구한 후 이를 다시 Pinnacle3에 넣고 선량을 재계산하였다. 초기 치료 계획은 치료 계획용 CT 영상($CT_{plan}$) 및 CBCT 영상($CBCT_{plan}$)에 대하여 계산되었으며, 재구성된 선량 역시 치료 계획용 CT 영상($CT_{recon}$) 및 CBCT 영상($CBCT_{recon}$)에 대하여 계산되었다. 각 선량 계산을 $CT_{plan}$을 기준으로 하여 2차원 선량분포, 감마 인덱스, 선량-부피 히스토그램(dose-volume histogram; DVH)을 이용하여 분석하였다. 2차원 선량분포 및 DVH 분석 모두에서 원래의 치료 계획보다 실제 전달된 선량이 다소 많은 것으로 나타났으나 임상적인 의미는 미미했다. 감마 인덱스의 경우 CBCT에 선량을 계산했을 때 치료 계획 정보나 재구성된 선량 정보를 이용한 경우 모두 오차가 크게 발생했다. 재구성된 선량은 빔의 경계 부분에서 오차가 크게 발생하였으나 그 영향은 CT 및 CBCT 영상 간 차이에 의한 것보다 작았다. CBCT 영상에 전달된 선량을 재구성하게 되면 두 영향이 복합적으로 작용하여 오차는 더 줄어들게 되지만 $CT_{plan}$과 $CBCT_{plan}$의 차이에 비하여 $CBCT_{plan}$과 $CBCT_{recon}$ 차이는 상대적으로 작아 전달된 선량의 오차를 평가할 때 불확실성이 커졌다. 그러므로 선량 계산 오차의 양상은 셋업 오차, CBCT 영상을 이용한 선량 계산 오차 및 재구성된 선량 계산의 오차로 나누어 분석될 필요가 있을 것이다.

• Journal of Magnetics
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• 제21권1호
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• pp.133-140
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• 2016

In this study the contralateral breast skin dose was decreased. It was to apply the results to the clinical study after analysis of different radiation dose amounts to contralateral breast with nonmagnetic bolus and without nonmagnetic bolus. A Rando phantom was computed tomography (CT) simulated, five treatment plans were generated: open tangents, open field in field, wedge 15, wedge 30, and intensity-modulated radiotherapy (IMRT) plan with 50.4 Gy to cover sufficient breast tissue. Contralateral breast skin dose was measured at 8 points using a glass dosimeter. The average contralateral breast dose using nonmagnetic bolus showed better excellence in decreasing the absorbed dose in the order of $168{\pm}11.1$ cGy, $131{\pm}10.2$ cGy (29%), $112{\pm}9.7$ cGy (49%), and $102{\pm}9.5$ cGy (64%) than changing the treatment plan. This study focused on decreasing the effect of scattered dose by use of a nonmagnetic bolus on the contralateral breast during radiotherapy in breast cancer patients and an intriguingly significant decrease was observed parallel to the opposed beam.

• Radiation Oncology Journal
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• 제31권4호
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• pp.206-215
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• 2013

Purpose: Re-irradiation (re-RT) is considered a treatment option for inoperable locoregionally recurrent head and neck cancer (HNC) after prior radiotherapy. We evaluated the efficacy and safety of re-RT using Helical Tomotherapy as image-guided intensity-modulated radiotherapy in recurrent HNC. Materials and Methods: Patients diagnosed with recurrent HNC and received re-RT were retrospectively reviewed. Primary endpoint was overall survival (OS) and secondary endpoints were locoregional control and toxicities. Results: The median follow-up period of total 9 patients was 18.7 months (range, 4.1 to 76 months) and that of 3 alive patients was 49 months (range, 47 to 76 months). Median dose of first radiotherapy and re-RT was 64.8 and 47.5 $Gy_{10}$. Median cumulative dose of the two courses of radiotherapy was 116.3 $Gy_{10}$ (range, 91.8 to 128.9 $Gy_{10}$) while the median interval between the two courses of radiation was 25 months (range, 4 to 137 months). The response rate after re-RT of the evaluated 8 patients was 75% (complete response, 4; partial response, 2). Median locoregional relapse-free survival after re-RT was 11.9 months (range, 3.4 to 75.1 months) and 5 patients eventually presented with treatment failure (in-field failure, 2; in- and out-field failure, 2; out-field failure, 1). Median OS of the 8 patients was 20.3 months (range, 4.1 to 75.1 months). One- and two-year OS rates were 62.5% and 50%, respectively. Grade 3 leucopenia developed in one patient as acute toxicity, and grade 2 osteonecrosis and trismus as chronic toxicity in another patient. Conclusion: Re-RT using Helical Tomotherapy for previously irradiated patients with unresectable locoregionally recurrent HNC may be a feasible treatment option with long-term survival and acceptable toxicities.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권1호
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• pp.48-53
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• 2012

방사선치료계획장치에서 선량계산을 위해 PBC 알고리즘(pencil beam convolution)은 가장 널리 사용되고 있다. Varian (Varian Medical System, Palo Alto, CA)사는 광자의 선량 계산을 위해서 AAA 알고리즘을 새롭게 선량계산모델로 탑재하였다. 본 연구는 폐와 같은 저밀도 영역에 종양부위가 있는 환자를 대상으로 세기조절방사선치료를 시행할 경우에 PBC 알고리즘과 AAA 알고리즘으로 계산했을 때 차이를 정량적으로 알고자 하는데 목적이 있다. 두 알고리즘의 정량적 분석을 위해서 Eclipse planning system과 I'mRT matrixx (IBA, Schwarzenbruck, Germany)를 사용하였다. 또한 두 알고리즘으로 계산된 선량과 실제 측정된 선량의 차이를 확인하기 위해서 인체모형펜텀(Alderson Rando phantom)속에 TLD-100 (LiF)을 위치 시켰다. 종양부위 주위의 중요장기인 trachea, esophagus, lung, PRV spinal cord의최대선량, 평균선량, 최소선량은 알고리즘의 변화에 따라서 거의 변화가 없었으나, PTV의 V95는 PBC와 비교하여 AAA가 약 6% 감소하는 결과를 얻었다. 이러한 결과는 I'mRT matrixx를 이용하여 저밀도를 가지는 폐의 위치에서 확연하게 나타남을 확인할 수 있었다. 또한 인체모형펜텀(Alderson Rando phantom)과 TLD-100 (LiF)을 이용한 계산선량과 실제 측정치의 결과는 PBC 알고리즘은 평균 4.6%의 차이를 보였으며, AAA 알고리즘은 평균 2.7%의 차이를 보였다. 이 결과로 저밀도를 가지는 폐암에서의 세기조절방사선치료를 시행할 경우에 PBC 알고리즘보다 AAA 알고리즘이 더 유효함을 알 수 있다.