• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권4호
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• pp.172-178
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• 2021

Purpose: This study aimed to develop a deep learning architecture combining two task models to generate synthetic computed tomography (sCT) images from low-tesla magnetic resonance (MR) images to improve metallic marker visibility. Methods: Twenty-three patients with cervical cancer treated with intracavitary radiotherapy (ICR) were retrospectively enrolled, and images were acquired using both a computed tomography (CT) scanner and a low-tesla MR machine. The CT images were aligned to the corresponding MR images using a deformable registration, and the metallic dummy source markers were delineated using threshold-based segmentation followed by manual modification. The deformed CT (dCT), MR, and segmentation mask pairs were used for training and testing. The sCT generation model has a cascaded three-dimensional (3D) U-Net-based architecture that converts MR images to CT images and segments the metallic marker. The performance of the model was evaluated with intensity-based comparison metrics. Results: The proposed model with segmentation loss outperformed the 3D U-Net in terms of errors between the sCT and dCT. The structural similarity score difference was not significant. Conclusions: Our study shows the two-task-based deep learning models for generating the sCT images using low-tesla MR images for 3D ICR. This approach will be useful to the MR-only workflow in high-dose-rate brachytherapy.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.61-66
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• 2012

목 적: 본 연구에서는 자궁강 내 근접치료 시 ABS (American Brachytherapy Society)에서 권고한 H점(point H)을 이용한 치료계획을 수립해 보았고, 이를 A점(point A)에 처방한 치료계획과 비교하고자 한다. 대상 및 방법: 2010년 3월부터 2012년 1월까지 본원에 내원한 자궁경부암 환자 중 탄뎀(tandem)과 난형체(ovoid)를 이용해 고선량률 강내 근접치료(high dose rate intracavitary brachytherapy)를 시행한 103명을 대상으로 하였다. 치료계획은 Manchester System에 따라 A점, 방광 기준점, 직장 기준점을 지정하였고, ABS의 권고에 따라 H점을 지정하였다. 또한 임의로 S자 결장기준점과 질 기준점을 설정하였다. A점과 H점의 위치가 얼마나 차이가 나는지 살펴보았으며, H점에 100%의 선량을 처방하였을 때 A점에 들어가는 선량을 계산하였다. 그리고 A점과 H점에 각각 선량을 처방하였을 때 직장, 방광, S자 결장, 질 기준점에 들어가는 선량을 비교 분석하였다. 결 과: H점이 A점보다 미측에 있는 경우 A점의 상대선량은 기존의 A점이 아닌 H점에 처방하였을 때 더 적어지는 경향을 보였다. 방광 기준점과 직장 기준점, S자결장 기준점, 질 기준점에서의 상대선량은 H점이 두측에 있는 경우 H점에 처방하였을때의 선량이 A점에 처방하였을 때보다 크며, 미측에 있는 경우 더 적어지는 양상을 보였다. 결 론: H점이 A점보다 두측에 위치할수록 주변 장기의 흡수선량이 커지고, 미측에 위치할수록 주변 장기의 흡수선량이 적어지는 경향을 보였다. 그 선량 차이가 치료에 큰 영향을 미칠 정도는 아니지만, 두 치료계획에서의 선량 분포 및 주변 장기 흡수선량 차이가 크다면 두 점의 치료계획은 비교 또는 참고할 만한 가치가 있는 것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제2권1호
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• pp.129-137
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• 1984

In brachytherapy, it is important to determine the positions of the radiation sources which are inserted into a patient and to estimate the dose resulting from the treatment. Calculation of the dose distribution throughout an implant is so laborious that it is rarely done by manual methods except for model cases. It is possible to calculate isodose distributions and tumor doses for individual patients by the use of a microcomputer. In this program, the dose rate and dose distributions are calculated by numerical integration of point source and the localization of radiation sources are obtained from two radiographs at right angles taken by a simulator developed for the treatment planning. By using microcomputer for brachytherapy, we obtained the result as following 1. Dose calculation and irradiation time for tumor could be calculated under one or five seconds after input data. 2. It was same value under$\pm2\%$ error between dose calculation by computer program and measurement dose. 3. It took about five minutes to reconstruct completely dose distribution for intracavitary irradiation. 4. Calculating by computer made remarkly reduction of dose errors compared with Quimby's calculation in interstitial radiation implantation. 5. It could calculate the biological isoffect dose for high and low dose rate activities.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제11권2호
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• pp.109-116
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• 2000

자궁경부암 환자의 방사선 조사시 고려하여야 할 사항 중 한가지는 결정 장기인 방광 및 직장의 부작용이다. 강내 고선량률 근접 치료시 방광과 직장의 흡수선량을 열형광량계 선량측정법을 이용하여 간접적으로 측정하였다 방광 및 직장의 부작용을 줄일 수 있는 방법이 제안되었다. 방사선 치료 후 예후관찰 중인 200명의 자궁경부암 환자의 자기공명 영상에서 자궁경부의 중심축에서 방광 및 직장 그리고 자궁벽의 두께를 측정하였다. 밀봉시킨 열형광량계를 오보이드의 팩킹거즈 위에 놓고 씨물레이션 필름 상에서 오보이드의 중심에서부터의 거리를 측정한 후 실제의 방광과 직장의 흡수선량을 계산하였다. 발표된 연구결과들에서 방광 및 직장의 최대 견딤선량을 계산하였고 고선량률 근접치료 1회당의 허용선량을 토대로 양방향의 팩킹두께를 알아냈다 방광과 직장방향의 최소의 팩킹두께는 각각 0.43 과 0.92 cm 이었다. 이 결과를 마이스버거 다항식을 이용한 계산결과와 비교하였다. 본 연구에서 제시한 방법이 임상에서 고선량률 근접 치료시 방광과 직장 같은 결정장기의 흡수선량을 평가하는 방법으로 사용되기를 바란다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권2호
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• pp.303-309
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• 2017

본 연구에서는 자궁경부암의 치료를 위한 전산화단층촬영(computer tomography)영상을 이용한 3차원 근접치료계획의 유용성을 알고자 하였다. 10명의 자궁경부암 환자에서 2차원 근접치료계획을 시행하였고, 동일 자세로 전산화단층촬영을 시행하였다. 3차원 근접치료계획 프로그램(ECLIPSE treatment planning system v6.5, Varian Medical System, USA)를 이용하였으며, 고위험임상표적체적(High risk CTV, HR CTV)에 5 Gy를 처방하였다. 3차원 근접치료계획의 제한은 적어도 고위험임상표적체적의 90%에 처방선량인 5 Gy가 조사되도록, 방광의 $2cm^3$에 7.5 Gy 미만으로 들어가도록 그리고 직장의 $2cm^3$에 5 Gy 미만이 들어가도록 하였다. 계획의 평가는 선량체적표(dose-volume histograms; DVHs)를 이용하여 육안적종양체적(Gross tumor volume for brachytherapy; $GTV_B$), 고위험임상표적체적, 직장과 방광에 조사되는 선량을 구하였다. 크기가 큰 종양이나 자궁의 위치이상이 있는 환자에서 Point A에 처방한 2차원 근접치료계획을 하였을 경우에는 고위험임상표적체적이 충분히 포함되지 않았다. 그러나 3차원 근접치료계획은 이러한 환자들에서 직장이나 방광의 선량을 증가시키지 않고 고위험임상표적체적을 잘 포함할 수 있었다. 2차원 근접치료계획에서 높은 선량부터 $2cm^3$에 들어가는 직장선량은 10명 중 1명에서, $2cm^3$에 들어가는 방광선량은 6명에서 5 Gy를 넘었으므로 ICRU (International Commission on Radiation Units) 방광선량이 직장선량에 비해 과소평가됨을 확인할 수 있었다. 자궁경부암 환자에서 전산화단층촬영 이용한 3차원 근접치료계획은 종양과 위험장기에 대한 선량평가가 가능하므로, 직장과 방광의 부작용을 증가시키지 않으면서 크기가 큰 종양이나 자궁의 위치이상이 있는 환자에서 위치 설정의 오류를 줄일 수 있을 것으로 생각된다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제13권9호
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• pp.4835-4837
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• 2012

Objectives: To evaluate residual disease in uterine cervical cancer patients treated with teletherapy using combined high dose rate Cobalt-60 brachytherapy. Materials and Methods: A retrospective study of uterine cervical cancer patients, FIGO stages IB-IVB (International Federation of Gynecologists and Obstetricians recommendations), treated by radiotherapy alone between April 1986 and December 1988 was conducted and the outcomes analysed. The patients were treated using teletherapy 50 Gy/25 fractions, five fractions per week to the whole pelvis together with HDR Cobalt -60 afterloading brachytherapy of 850 cGy/fraction, weekly to point A for 2 fractions. Results: The study covered 141 patients with uterine cervical cancer. The mean age was 50.0 years with a range of 30-78 years. The mean tumor size was 4.1 cm in diameter (range 1-8 cm). Mean follow - up time was 2.94 years (range 1 month-6.92 years). The overall incidence of residual locoregional disease was 3.5%. Residual disease, according to stage IIB, IIIB and IVA was present in 2.78%, 3.37% and 50.0%. It was noted that there was no evidence of residual disease in stage IB and IIA cases. Conclusion: Combined teletherapy along with high dose rate Cobalt -60 brachytherapy of 850 cGy/fraction, weekly to point A for 2 fractions resulted in overall 3.5% residual disease and a 96.5% complete response. The proposed recommendation for improving outcome is initiation of measurements for early detection of disease.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권13호
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• pp.5259-5264
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• 2014

Background: CT based brachytherapy allows 3-dimensional (3D) assessment of organs at risk (OAR) doses with dose volume histograms (DVHs). The purpose of this study was to compare computed tomography (CT) based volumetric calculations and International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) reference-point estimates of radiation doses to the bladder and rectum in patients with carcinoma of the cervix treated with high-dose-rate (HDR) intracavitary brachytherapy (ICBT). Materials and Methods: Between March 2011 and May 2012, 20 patients were treated with 55 fractions of brachytherapy using tandem and ovoids and underwent post-implant CT scans. The external beam radiotherapy (EBRT) dose was 48.6Gy in 27 fractions. HDR brachytherapy was delivered to a dose of 21 Gy in three fractions. The ICRU bladder and rectum point doses along with 4 additional rectal points were recorded. The maximum dose ($D_{Max}$) to rectum was the highest recorded dose at one of these five points. Using the HDRplus 2.6 brachyhtherapy treatment planning system, the bladder and rectum were retrospectively contoured on the 55 CT datasets. The DVHs for rectum and bladder were calculated and the minimum doses to the highest irradiated 2cc area of rectum and bladder were recorded ($D_{2cc}$) for all individual fractions. The mean $D_{2cc}$ of rectum was compared to the means of ICRU rectal point and rectal $D_{Max}$ using the Student's t-test. The mean $D_{2cc}$ of bladder was compared with the mean ICRU bladder point using the same statistical test. The total dose, combining EBRT and HDR brachytherapy, were biologically normalized to the conventional 2 Gy/fraction using the linear-quadratic model. (${\alpha}/{\beta}$ value of 10 Gy for target, 3 Gy for organs at risk). Results: The total prescribed dose was $77.5Gy{\alpha}/{\beta}10$. The mean dose to the rectum was $4.58{\pm}1.22Gy$ for $D_{2cc}$, $3.76{\pm}0.65Gy$ at $D_{ICRU}$ and $4.75{\pm}1.01Gy$ at $D_{Max}$. The mean rectal $D_{2cc}$ dose differed significantly from the mean dose calculated at the ICRU reference point (p<0.005); the mean difference was 0.82 Gy (0.48-1.19Gy). The mean EQD2 was $68.52{\pm}7.24Gy_{{\alpha}/{\beta}3}$ for $D_{2cc}$, $61.71{\pm}2.77Gy_{{\alpha}/{\beta}3}$ at $D_{ICRU}$ and $69.24{\pm}6.02Gy_{{\alpha}/{\beta}3}$ at $D_{Max}$. The mean ratio of $D_{2cc}$ rectum to $D_{ICRU}$ rectum was 1.25 and the mean ratio of $D_{2cc}$ rectum to $D_{Max}$ rectum was 0.98 for all individual fractions. The mean dose to the bladder was $6.00{\pm}1.90Gy$ for $D_{2cc}$ and $5.10{\pm}2.03Gy$ at $D_{ICRU}$. However, the mean $D_{2cc}$ dose did not differ significantly from the mean dose calculated at the ICRU reference point (p=0.307); the mean difference was 0.90 Gy (0.49-1.25Gy). The mean EQD2 was $81.85{\pm}13.03Gy_{{\alpha}/{\beta}3}$ for $D_{2cc}$ and $74.11{\pm}19.39Gy_{{\alpha}/{\beta}3}$ at $D_{ICRU}$. The mean ratio of $D_{2cc}$ bladder to $D_{ICRU}$ bladder was 1.24. In the majority of applications, the maximum dose point was not the ICRU point. On average, the rectum received 77% and bladder received 92% of the prescribed dose. Conclusions: OARs doses assessed by DVH criteria were higher than ICRU point doses. Our data suggest that the estimated dose to the ICRU bladder point may be a reasonable surrogate for the $D_{2cc}$ and rectal $D_{Max}$ for $D_{2cc}$. However, the dose to the ICRU rectal point does not appear to be a reasonable surrogate for the $D_{2cc}$.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.53-53
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• 2003

For evaluating the feasibility of treating recurrent lesions in the vaginal cuff and cervix by hyperthermia, ultrasound applicators were designed, constructed, and characterized. For the treatment A half-cylindrical transducer Cd=1cm, length=lcm) and cylindrical transducer (d=2.5cm, length= 1.5cm) were used to construct ovoid type and cylindrical applicators. For the ovoid type applicator, each element was operated at 1.5MHz and characterized by measuring transducer efficiency and acoustic power distribution. Thermocouple probes were used to measure the temperature rise in phantom. The element sizes used in this study were selected to be comparable for high dose rate brachytherapy colpostat applicator. Each element was powered separately to achieve a desired temperature pattern in a target. The acoustic output power as a function of applied electric power of the element 1 and 2 was linear over this 1 to 40 W range and efficiencies were 32.2${\pm}$3.4% and 46.2${\pm}$0.8%, respectively. The temperature measurements in phantom showed that 6$^{\circ}C$ temperature rise was achieved at 2 cm from the applicator surface. As a conclusion, the ability of the ultrasound colpostat applicator to be used for hyperthermia was demonstrated by measuring acoustic output power, ultrasound field distribution, and temperature rise in phantom. Based on the characteristics of this applicator, it has the potential to be useful for inducing hyperthermnia to the vaginal cuff in clinic.

• Radiation Oncology Journal
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• 제10권2호
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• pp.267-275
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• 1992

원격조정 고선량 근접치료는 새로운 각광받는 테크놀로지이다. 이에, 저자들은 3년간의 서울중앙병원의 590횟수, 116 환자를 대상으로 고선량 근접치료의 그 시술과 임상적 결과를 평가해 보고자 한다 자궁경부암 58 환자와 비인두강암 26 환자의 관내 방사선치료 471 횟수, 식도암 12 환자, 내 기관지암 11 환자, 클라스킨 종양 1 환자의 관내 방사선치료 79 횟수와 유방암 4 환자, 육종 1 환자, 요도암 1 환자의 조직내 방사선치료 40 횟수가 1989년 9월에서 1992년 8월 사이에 시행되어졌다. 추적 관찰 기간은 1 개월에서 35개월이었고, 그 중간 기간은 7개월이었다. 조직내 방사선치료를 제외한 모든 시술은 국소 마취로 시행하였고, 모든 환자에서 급성 합병증은 생기지 않았다. 또한, 6 환자를 제외하고는 모두 계획 선량대로 치료를 마칠 수가 있었다. 자궁경부암 58 환자에서, 비인두강암 26 환자 중 20 환자에서 완전 관해가 일어났으며, 증상 완화 목적으로 치료한 15 환자에서 $80{\%}$의 환자에서 소기의 목적을 이룰 수 있었다. 이 논문에서 원격조정 고선량 근접치료의 자세한 시술과 그에 따른 결과를 설명할 것이다. 이 치료의 생물학적인 효과와 적당한 선량/선량 횟수/분할치료를 평가하기 위해, 우리는 더욱 긴 추적 관찰을 시행하여야 하며, 이 새로운 근접치료 시술이 저선량 근접치로 시술보다 효과적이고 외래 환자로 통근 치료가 가능하며, 안전한 치료 방법이라고 생각하고 있다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제18권1호
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• pp.32-39
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• 2000

목적 : 자궁경부 선암은 발생률이 적어 편평상피암에 비하여 아직 치료방법에 대한 연구가 미흡하다. 또한 지금까지 저선량률 강내치료가 많이 사용되어 고선량률 강내치료의 결과는 많이 보고되고있지 않다. 따라서 저자들은 자궁경부 선암환자에서 고선량률 강내치료와 저선량률 강내치료를 비교하여 고선량률 강내치료의 효과를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 1971년 1월부터 1992년 12월까지 연세대학교 방사선종양학과에서 근치적 목적으로 치료된 106명의자궁경부 선암 환자를 대상으로 하였다. 저선량률 강내치료는 35명에서 시행되었고, 71명은 고선량률 강내치료가 시행되었다. 저선량률군에서는 병기 1기가 8명, 병기 2기가 18명, 병기 3기가 9명이었고 외부방사선치료는 10 MV X-ray를 이용하여 매일 2 Gy씩 총 40$\~$64 Gy (중앙값 48 Gy)가 조사되었다. 저선량률 강내치료는 radium 선원을 이용하여 Henshke applicator로 시행되었고 point A에 22$\~$59 Gy (중앙값 43 Gy)가 조사되었다. 고선량률군에서는 병기 1기가 16명, 병기 2기가 38명, 병기 3기가 17명 이었다. 외부방사선치료량은 40$\~$61 Gy (중앙값 45 Gy)이었고 분할선량은 1.8$\~$2.0 Gy이었다. 고선량률 강내치료는 Co-60 선원을 사용하여 RALS (remote afterloading system)로 분할선량 3 Gy를 주 3회 총 30$\~$57 Gy (중앙값 39 Gy)가 시행되었다. 결과 :저선량률군의 5년 생존률은 병기1, 2, 3기에서 각각 72.9, 61.9, 45.0$\%$이었고 고선량률군에서는 각각 87.1, 58.3, 41.2$\%$이었다(p>0.05). 자궁경부 선암에서 고선량률군과 저선량률군간의 5년 생존률에는 차이가 혀었다. 또한 양군간에 유의한 예후인자는 없었다. 고선량률군의 만성 합병증률은 26.8$\%$로 저선량률군의 11.4$\%$에 비하여 높았으나 대부분 grade 1의 경미한 정도이었고 통계학적인 차이가 없어 받아들일 만한 결과이었다. 결론 :자궁경부 선암 환자에서 고선량률 강내치료는 저선량률 강내치료에 비하여 5년 생존률과 치료실패율에서 차이를 보이지 않아 저선량률 강내치료를 대치할 수 있을 것으로 생각되나 병기 2기와 3기에서 만성 합병증이 높아 분할 선량에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.