• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.129-132
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• 2002

The practical virtual compensator, which uses a dynamic multi-leaf collimator (dMLC) and three-dimensional radiation therapy planning (3D RTP) system, was designed. And the feasibility study of the virtual compensator was done to verify that the virtual compensator acts a role as the replacement of the physical compensator. Design procedure consists of three steps. The first step is to generate the isodose distributions from the 3D RTP system (Render Plan, Elekta). Then isodose line pattern was used as the compensator pattern. Pre-determined compensating ratio was applied to generate the fluence map for the compensator design. The second step is to generate the leaf sequence file with Ma's algorithm in the respect of optimum MU-efficiency. All the procedure was done with home-made software. The last step is the QA procedure which performs the comparison of the dose distributions which are produced from the irradiation with the virtual compensator and from the calculation by 3D RTP. In this study, a phantom was fabricated for the verification of properness of the designed compensator. It is consisted of the styrofoam part which mimics irregular shaped contour or the missing tissues and the mini water phantom. Inhomogeneous dose distribution due to the styrofoam missing tissue could be calculated with the RTP system. The film dosimetry in the phantom with and without the compensator showed significant improvement of the dose distributions. The virtual compensator designed in this study was proved to be a replacement of the physical compensator in the practical point of view.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.182-188
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• 2008

최근 방사선치료의 중추적 역할을 담당하고 있는 다엽콜리메이터는 사용의 편리성 때문에 기존의 납합 금 차폐물을 급속도로 대체하고 있다. 그러나 다엽콜리메이터는 엽간 누설선량이나 디지털 신호를 입출력 알고리즘에 따른 오류가 발생할 수 있다. 저자는 미국 Varian사에서 제공하는 다엽콜리메이터의 입력 방법에 따른 차이를 모의치료장치 프로그램(XimaVision)값을 기준으로 전자펜 정보 전송장치(MLC shaper)와 디지털 변환장치(film scanner)에서의 오차와 유효 조사야를 여러 형태의 차폐윤곽으로 비교하였다. 기준 값과 비교하여 기본적인 차폐 윤곽(test1-5)에서 전자펜 전송방식은 $0{\sim}0.29cm$, $0.23{\sim}3.59cm^2$, 디지털 변환장치 방식은 $0{\sim}0.20cm$, $0.72{\sim2.59cm^2$ 차이를 보였다. 임상에서 적용되는 차폐 윤곽에서 전자펜 전송방식은 $0{\sim}0.54cm$, $0.04{\sim}1.68cm^2$, 디지털 변환장치 방식은 $0{\sim}0.78cm$, $0.24{\sim}3.89cm^2$ 차이를 보였고, 대부분 선속 중심선에서 멀어질수록 조사야가 클수록 오차범위가 증가함을 알 수 있었다. 다엽콜리메이터의 임상적용을 위한 다양한 정보 입력과정에서 기준점으로부터 수 mm 이내에서 오차가 잇었다. 그리고 유효 조사야는 실제 면적에 대하여 수 $cm^2$이내에서 오차가 발생하여 기계적 선량(Monitor Unit)이나 조사야 내 선량변화에 관여하지 않았다. 그러나 임계장기를 차폐 할 경우 장기의 움직임으로 표적용적의 일부가 포함되지 않을 수 있기 때문에 문제의 여지가 있다. 그러므로 오류를 최소화하기 위한 다엽콜리메이터의 입력과정에 세심한 주의를 기울여야 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권1호
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• pp.8-14
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• 2003

두경부 및 흥부에서 척수 견딤선량은 방사선 치료 제약 조건중의 하나이다. 이 영역에서 척수 견딤 선량을 임상적으로 허용 가능한 수준으로 유지하면서 표적에 임상적으로 유의한 선량을 전달하는 것은 쉽지 않은 문제이다. 기존의 치료 방법을 적용할 때 따르는 문제를 해결하기 위해 동적 다엽콜리메이터(dynamic multi leaf collimator, dMLC)를 사용한 척수의 부분 차폐 기법(spial cord partial block technique)을 개발하였다. 이 기법은 기존의 3차원 방사선 치료 계획 장치를 사용하여 치료계획을 수립한다. 치료 계획 절차는 표적을 잘 포함 할 수 있는 빔 방향 및 빔 개수를 설정한 후, 척수 등 방사선 민감 장기를 보호하기 위한 부분차폐를 적용하여 최적화된 선량분포를 만들어 낸다. 이 기법의 유용성을 평가하기 위해 동일한 환자에 대해 기존의 치료 계획과 PBT 치료 계획을 수립하여 상호 비교 평가하였다. 평균 선량과 DVH를 치료 계획 평가 인자로 사용하였다. 임상 적용 가능성을 위해 일련의 정도관리를 수행하여 평가하였다. 이 정도관리는 선량 분포 검증에 대한 필름 도시메트리와 단일점 측정으로 구성되어 있다. PBT 치료계획이 기존의 치료계획 보다 좋은 결과를 얻을 수 있었으며, 두경부에서 유용한 치료 기법임을 볼 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.250-257
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• 2015

양성자 치료를 위해서는 Snout이 부착된 받침대(gantry)를 사용하는데 빔의 형태를 만들기 위해 환자 종양의 크기와 거리에 맞게 황동 차폐체(aperture)가 많이 사용된다. 또한 빔의 거리를 보정하기 위해 PMMA를 이용한 거리 보상체도 사용된다. 이렇게 황동으로 만들어진 차폐체의 경우 가공하는데 많은 시간이 소요되며 비용 발생이 높다. 또한 치료 사용되었던 차폐체의 방사선 노출에 따라 재사용이 어렵다. 이러한 단점을 보안하기 위해 황동 차폐체 대신 X-선 치료에서 사용되는 수동형 다엽 콜리메이터 시스템을 도입하였다. 수동형 다업 콜리메이터는 여러 개의 황동판을 조립하여 차폐체를 제작하는 방식이다. 본 연구는 제작된 수동형 다엽 콜리메이터의 방사화 실험 및 필름을 이용해 선량측정을 진행하였다. 다엽 콜리메이터를 투과한 2차 발생 선량 1% 이하였으며, 여러 번의 230 MeV의 빔에서도 방사화가 2시간 이내에서 감소하였다. 이렇게 개발된 수동형 다엽 콜리메이터를 임상에 적용하여 일반 차폐체와 수동형 다엽 콜리메이터를 감마지표 분석을 했을 시 99.74%의 높은 일치도가 측정되었다. 또한, 일반 황동 차폐체에 비해 수동형 다엽 콜리메이터를 제작하는데 소요되는 비용과 시간을 1/10 이상 단축시킬 수 있다. 개발된 수동형 다엽 콜리메이터는 성공적으로 양성자 환자치료에 사용하고 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권3호
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• pp.168-177
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• 2015

세기조절방사선치료(IMRT)는 복잡하고 정교한 방사선치료 기법을 이용한 환자 치료 시 치료계획의 정확성을 평가하기 위해 첫 치료 시작 전 품질관리를 권고하고 있다. 이 목적 실현을 위해 최근 상용화된 품질관리 소프트웨어를 이용하면 치료 전후의 정확한 방사선량의 전달을 확인할 수 있다. 이에 본 연구에서는 품질관리 시스템 내에 MLC의 선량학적엽간격(DLG)의 변화에 따른 IMRT 치료계획 경우별 계산 결과의 분석을 통해 그 효용성을 평가하고자 한다. MobiusFx에 입력할 MLC 다이나로그 파일(Dynamic MLC Log File)을 획득하기 위하여 HD120 MLC가 장착된 Novalis Tx를 이용하였다. IMRT 치료계획을 수립하기 위해 Eclipse 치료계획시스템을 사용하였으며, IBA사의 I'mRT 팬톰영상에 표적 및 장기 윤곽(다중표적, 전립선, 두경부, C-모양)을 묘사하였다. DLG에 따른 선량분포의 변화를 확인하기 위해서 MLC 다이나로그 파일을 MobiusFX 시스템에 입력하고 각 경우마다 0.5, 0.7, 1.0, 1.3, 1.6 mm로 DLG를 변화시켜 선량계산의 차이를 평가하였다. 선량평가는 허용범위가 3%/3 mm인 3차원 감마지표의 통과율과 DVH 그리고 CC13 전리함에 대한 점선량을 통해 분석하였다. MobiusFx에서 4가지의 경우에 대해 각 DLG 마다의 선량분포를 비교 분석한 결과, 다중표적과 두경부는 DLG가 0.5와 0.7 mm에서 3~5%, 1.0~1.6 mm에서 3% 미만의 선량차이를 보였다. 감마 지수 통과율에서도 0.7 mm 이하의 DLG에서 다중표적 경우의 중앙표적과 상위표적은 30% 미만, PTV와 척수는 81% 미만이었으며, 다른 DLG에서는 95% 이상의 통과율을 보였다. 하위표적과 귀밑샘은 모든 DLG에서 100.0%이었다. 전립선에서 점선량은 모든 DLG에서 3% 미만의 차이를 보였으나 PTV에서 DLG 0.7 mm 이하와 1.0 mm 이상에서는 각각 95% 미만과 98% 이상의 통과율을 보였다. 직장과 방광은 모든 DLG에서 100.0%로 나타났다. C-모양에서 점선량은 1.3 mm를 제외한 모든 DLG에서 3~9%의 차이를 보이며 PTV는 1.0과 1.3 mm의 DLG에서 각각 96.7, 93.0%의 통과율을 보였으나 다른 DLG에서는 86% 미만이었다. 코어에서는 모든 DLG에서 100.0%였다. 본 연구에서는 치료계획 품질관리 시스템에서 DLG 적용 값의 차이에 따라 품질관리의 정확성에 유의미한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 그러므로 IMRT, VMAT 등 MLC의 움직임을 이용한 방사선치료법의 경우 정확한 품질관리를 위해서는 사용하고 있는 치료장비 및 치료계획시스템에 맞는 적합한 DLG 값을 상호 일치시켜 사용해야 할 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.138-140
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• 2002

The spinal cord dose is the one of the limiting factor for the radiation treatment of the head & neck (H&N) or the thorax region. Due to the fact that the cord is the elongated shaped structure, it is not an easy task to maintain the cord dose within the clinically acceptable dose range. To overcome this problem, the spinal cord partial block technique (PBT) with the dynamic Multi-Leaf Collimator (dMLC) has been developed. Three dimension (3D) conformal beam directions, which minimize the coverage of the normal organs such as the lung and the parotid gland, were chosen. The PBT field shape for each field was designed to shield the spinal cord with the dMLC. The transmission factors were determined by the forward calculation method. The plan comparisons between the conventional 3D conformal therapy plan and the PTB plan were performed to evaluate the validity of this technique. The conformity index (CI) and the dose volume histogram (DVH) were used as the plan comparison indices. A series of quality assurance (QA) was performed to guarantee the reliable treatment. The QA consisted of the film dosimetry for the verification of the dose distribution and the point measurements. The PBT plan always generated better results than the conventional 3D conformal plan. The PBT was proved to be useful for the H&N and thorax region.

• 대한방사선치료학회지
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• 제15권1호
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• pp.41-52
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• 2003

I. 목적 방사선 치료계획에 있어서 정상조직의 선량과 치료부위 선량의 분포는 매우 중요하다. 또한 치료부위의 균일한 선량분포를 얻기 위하여 여러 가지 방법을 이용하고 있다. 특히 두경부(Head & Neck) 종양의 방사선 치료 시 체표 윤곽의 변화가 심하여 이에 따른 선량 불균일 보정이 필요하다. 기존의 치료방법으로는 parotid gland 와 spinal cord 의 tolerance dose 이하를 유지하면서 planning target volume(PTV)에 충분한 치료 선량을 전달하기에는 여러 가지 어려움이 있다. 이에 본원에서는 Forward IMRT를 이용한 방사선 치료의 유용성 및 실용적인 정도관리 방법에 관한 연구를 하였다. II. 대상 및 방법 본 연구는 두경부(Head & Neck) 종양 비인두암(nasophrygeal cancer)의 방사선 치료가 요구되는 환자를 대상으로 하여 2차원적인 치료계획과 dynamic Mulit-Leaf Collimator(dMLC)를 이용하여 partial block technique(PBT)방법을 적용한 Forward IMRT를 위한 치료계획을 dose volume histogram(DVH)로 비교 분석하였다. 또한 정도관리(quality assurance, QA)를 위하여 필름과 pinpoint chamber를 이용하여 정확한 선량 평가를 실시하였다. III. 결과 2차원적인 치료계획과 Forward IMRT를 적용한 치료계획의 DVH를 비교 분석한 결과 Forward IMRT를 적용한 치료계획이 Rt, Lt parotid gland와 spinal cord에 들어가는 선량을 좀더 줄일 수 있었다. 이러한 Forward IMRT의 시도로 조사면의 방사선 세기가 정상조직의 보호를 개선시키고 치료의 최적화를 이룰 수 있었다. Inverse IMRT에 비해 기존의 3차원적 치료계획 장치를 이용할 수 있고 비교적 단순한 방사선 세기 패턴이므로 정도관리가 용이하였다. IV. 결론 Forward IMRT는 2차원적인 치료법에 비하여 PTV에는 균일한 선량분포를 이루면서 정상조직에는 tolerance dose 이하로 선량을 전달 할 수 있는 치료기법이었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.343-349
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• 2018

선량률을 조절하면서 종양을 추적하는 방법은 호흡이 불규칙한 환자를 치료할 때 방사선을 적응적으로 전달하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. 이 연구에서는 빔 켜기/끄기 스위칭을 제공하는 모션 관리 인터페이스 (MMI, Varian Medical System, CA)를 이용한 불규칙 호흡에 대해 적응성 종양 추적을 시행 할 수 있는지 확인하였다. 폐암 환자로부터 획득한 55개의 호흡 정보를 사용하였다. 첫날 환자의 RPM 흔적을 사용하여 사전 프로그래밍 된 추적 MLC 패턴을 디자인하는데, 치료 기간 중 환자의 호흡 불규칙성의 변화를 따라 잡기 위해 기간을 의도적으로 20% 줄였다. 이 기술의 적정성 기준은 진폭 및 주기의 20 % 미만의 표준편차이다. 사전 프로그래밍 된 MLC 위치와 현재 호흡 위치를 고려하여 100 ms마다 빔 켜기 / 끄기를 결정하는 알고리즘이 개발되었다. 추적 오류 및 전달 효율성은 RPM 추적에서 빔 스위칭 적응형 추적을 시뮬레이션하여 계산되었다. 38 명의 환자(70%)의 호흡 양상이 적합 기준을 충족 시켰습니다. 기준을 충족하는 모든 사례의 추적 오류는 2 mm 미만 (평균 1.4 mm)이며 평균 전달 효능은 71 % 였다. 기준을 충족하지 못한, 나머지 경우의 추적오류와 전달 효율은 1.9 mm와 48% 였다. 본 연구를 통해, 환자 선택이 적격 기준을 기반으로 하는 경우 빔 스위칭을 통한 적응형 추적 치료가 가능한 것을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권1호
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• pp.32-36
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• 2002

세기조절방사선치료(Intensity Modulated Radiation TheraIntensity modulated radiation therapy ; Virtual micro-IMRT ; Intensity map ; MLCpy)에서 세기분포도(intensity map; IM)의 공간적 분해능은 방사선 민감장기(Critical Organ)를 보호하면서 종양에 최대 선량을 주는데 매우 중요하며, 일반적으로 다엽콜리메이터(MLC)의 폭에 좌우된다. 세기분포도의 공간적 분해능을 향상시키기 위한 방법으로는 두. 가지 방법이 있는데, 하드웨어를 추가하는 방법과 방사선 조사 기술을 변경하는 것이다. 물론 다엽콜리메이터의 폭을 작게 만드는 것이 최상의 방법이나, 하드웨어 기술적으로 어렵고 또한 추가비용이 많이 들게 된다. 따라서 여기에서는 추가적 비용이 들지 않으면서 기존의 장비를 그대로 활용할 수 있는 기술적 방법 중의 하나인 가상 미세 세기조절방사선치료(Virtual micro-IMRT) 기법을 구현하여 임상적으로 적용을 하기 위한 예비적 연구를 수행하였다. 가상의 42$\times$54 픽셀크기, 0.5cm의 15 level IM을 이용하여 1$\times$1cm, 0.5$\times$lcm, 0.5$\times$0.5cm(VMIM) beamlet 크기에 대해 비교하였다. 분석결과, 기대와는 달리, 1cm 폭의 MLC로 전달가능한 0.5$\times$lcm beamlet에 비해 크게 개선되지 않았다. 이는 VMIM의 제약조건에 기인되는 것으로 판단된다. 향후, 두경부암에서와 같이 1cm이하의 beamlet 분해능이 요구되는 경우에 적용시켜 추가적인 연구가 필요하다 하겠다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제43권2호
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• pp.105-114
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• 2020

This study aimed to assess of beam-matching accuracy for an 8 MV beam between the same model linear accelerators(Linac) commissioned over two years. Two models were got the customer acceptance procedure(CAP) criteria. For commissioning data for beam-matched linacs, the percentage depth doses(PDDs), beam profiles, output factors, multi-leaf collimator(MLC) leaf transmission factors, and the dosimetric leaf gap(DLG) were compared. In addition, the accuracy of beam matching was verified at phantom and patient levels. At phantom level, the point doses specified in TG-53 and TG-119 were compared to evaluate the accuracy of beam modelling. At patient level, the dose volume histogram(DVH) parameters and the delivery accuracy are evaluated on volumetric modulated arc therapy(VMAT) plan for 40 patients that included 20 lung and 20 brain cases. Ionization depth curve and dose profiles obtained in CAP showed a good level for beam matching between both Linacs. The variations in commissioning beam data, such as PDDs, beam profiles, output factors, TF, and DLG were all less than 1%. For the treatment plans of brain tumor and lung cancer, the average and maximum differences in evaluated DVH parameters for the planning target volume(PTV) and the organs at risk(OARs) were within 0.30% and 1.30%. Furthermore, all gamma passing rates for both beam-matched Linacs were higher than 98% for the 2%/2 mm criteria and 99% for the 2%/3 mm criteria. The overall variations in the beam data, as well as tests at phantom and patient levels remains all within the tolerance (1% difference) of clinical acceptability between beam-matched Linacs. Thus, we found an excellent dosimetric agreement to 8 MV beam characteristics for the same model Linacs.