• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제18권3호
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• pp.301-306
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• 1997

간암의 조기 발견으로 인해 간 절제술이 많이 행해지고 있다. 그러나 간을 너무 많이 절제할 경우 수술 후 사망하므로 수술후 잔여 간 기능의 정량적 평가는 외과의에게 매우 중요한 파라미터이다. 그러나 현재 사용하는 ICG Rmax나 Lidocaine clearance test는 시간이 많이 걸리고, 복잡하며, 수술 후 잔여 간 기능의 정량적 평가는 불가능하다. 한편 HEF는 측정의 간편성, 신속성, 비관혈성, 정량성 등의 장점이 있으나 정확성에 의문이 제기되어왔다. 그리하여 본 연구에서는 감마카메라 영상으로부터 HEF를 계산하는 소프트웨어를 개발하여 간을 손상시킨 토끼 18마리와 정상 토끼 6마리를 대상으로 HEF의 정확성을 ICG Rmax 및 MEGX와의 상관계수를 구한 결과 각각 0.91 및 0.94이었다. 그리고 정상인과 비정상인을 대상으로 한 실험에서는 정상군의 HEF는 100% 이상, 비정상군의 HEF는 80% 이하로 나타나 정상군과 비정상군의 구별에 좋은 방법임을 확인하였다. 그리고, 잔여 간 기능의 정량적 평가를 위해 비정상군 중 절제 수술을 시행한 후 생존자를 관찰해 본 결과, 수술 전후의 HEF가 각각 60% 이상인 환자들을 대부분 생존하여 HEF가 60%이면 생존 가능성이 높다는 결론을 내릴 수 있었다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제40권4호
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• pp.218-227
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• 2006

목적 : 헤르페스 심플렉스 1형 바이러스 티미딘 키나제(Herpes simplex virus type 1 thymidine kinase. HSV1-tk) 유전자는 보고 유전자로서 필요한 조건뿐만 아니라 별도의 치료 유전자를 따로 이입할 필요가 없다는 장점을 가지고 있어 유전자 영상과 치료에서 가장 널리 사용되는 유전자이다. 본 연구에서는 간암세포주에서 HSV1-tk 보고 유전자 발현을 비침습적 PET 영상으로 평가하는데 있어서 $9-(4-[^{18}F]Fluoro-3-hydroxymethylbutyl)$guanine ($[^{18}F]FHBG$)의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : $[^{18}F]FHBG$는 triester로부터 8단계를 거쳐 합성하였다. $[^{18}F]FHBG$는 전구체로 N2-monomethoxytrityl-9-[4-(tosyl)-3-monomethoxytritylmethylbutyl]guanine를 사용하고 kyptofix [2.2.2.]를 이용한 친핵성 반응으로 $120^{\circ}C$에서 20분 동안 반응한 후에 1 N HCl로 보호기를 제거함으로써 합성하였다. HSV1-tk 보고 유전자가 이입되어 있는 세포주인 MCA-tk와 이입되지 않은 MCA 세포주를 이용하여 in vitro 상에서의 $[^{18}F]FHBG$의 섭취 및 방출 실험을 실시하였으며 섭취량과 발현량의 상관성 평가를 위해 세포수 백분율에 따른 섭취실험을 실시하였다. In vivo 상에서의 평가를 위하여 피하 종양 형성 동물모델을 이용하여 microPET생체영상을 획득하였다. 결과: 합성된 $[^{18}F]FHBG$를 역상 HPLC를 사용하여, 머무름 시간 16-18분에서 분리하였다. 반감기를 고려한 방사화학적 수율은 20-25%, 방사화학적 순도는 95% 이상이었으며 비방사능은 55.0 $GBq/{\mu}\;mol$ 이상이었다. HSV1-tk 유전자가 이입된 MCA-tk 세포에서는 특이적인 $[^{18}F]FHBG$의 집적이 발생하였으며 대조군인 MCA에서는 거의 집적이 이루어지지 않았다. 또한, 방출 실험에서 방출 후 1시간 경과까지 86% 이상의 $[^{18}F]FHBG$가 세포내에 잔류하였다. MCA-tk 세포주의 비율이 증가함에 따라 $[^{18}F]FHBG$의 섭취량도 직선적 상관관계($R^2=0.995$)에 따라 증가하여 기질의 섭취량이 유전자 발현량을 잘 반영하고 있음이 확인되었다. MicroPET을 이용한 생체영상에서도 MCA와 MCA-tk 에서 확연한 집적의 차이를 보여주었다. 결론: 간암세포주에서 HSV1-tk 유전자의 발현 정도와 지속성 그리고 위치를 확인하기 위한 비침습적 PET 영상을 위한 기질로서 $[^{18}F]FHBG$는 매우 유용할 것으로 기대된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권3호
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• pp.128-138
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• 2014

여닫이형 방사선 치료에서, 잔여 움직임으로 인하여 방사선은 실직적인 질병의 부위 뿐만이 아니라 주변 정상조직까지 투여 되도록 되어 있다. 비록 표적이 방사선 투여 중 움직이지만, 방사선이 최소한도로 실질적인 부위 (임상적 표적 체적)에 조사되기를 원한다. 본 연구의 목적은 여닫이형 치료에 있어서 방사선이 실질적인 표적에 투여되는지를 검증하고, 여닫이 범위, 움직임의 정도 및 임상적 표적체적의 크기의 변화에 따라, 표적및 주변 조직에 투여되는 방사선의 경향을 연구하는 데 있다. 이 목적을 달성하기 위하여, 실험 및 이론적인 연구를 고안하여 수행하였다. 직육각형 및 피라미드형의 표적 체적을 내포하는 팬텀을 만들어 움직이며 4차원 영상을 얻었다. 여러 여닫이 범위를 얻어진 영상에 적용하여 치료계획용 내부표적(표적체적 및 내부 움직임범위포함)을 만들었다. 직육각형 표적에는 전통적인 치료계획을 그리고 피라미드형 표적에는 세기 변조형 치료계획을 세웠다. 평판형 다이오드에 치료계획에서 얻어진 여닫이형 방사선을 수직으로 조사하여 실험적으로 선량평가를 수행하였고 또한 움직이는 상황에서 선량투여를 전산적으로 모사하였다. 본 연구는 두 표적에 대한 반음영 영역의 확장 및 움직임으로 인하여 방해 받았으나 확실하게 수행된 표적 선량투여 그리고 주변 조직에 투여된 상당량의 선량등을 수반하는 잔여움직임의 영향을 정량적으로 그리고 해석적으로 분석하였다. 선량-체적 히스토그램 분석에 따르면, 내부표적에는 여닫이 범위 또는 움직임 정도가 감소함에 따라 또한 표적체적이 증가함에 따라 선량이 증가함을 보였고, 내부 움직임 범위에 해당하는 체적에 대하여는 여닫이 범위 또는 움직임 정도가 감소함에 따라 선량이 증가하였고, 마지막으로 주변 정상조직에 대하여는, 내부 움직임 범위와는 반대의 경향을 보였다. 본 연구는 잔여움직임의 영향에 대하여 확실한 이해를 주었고 호흡행태가 재생되는한 불연속적인 투여과 표적의 움직임에도 불구하고 여당이형 방사선 치료는 안전함을 입증하였다. 본연구에서 수반된 절차와 전산적 모델은 여닫이형 치료의 시작점 검증, 주기적인 품질관리 및 환자별 검증에 사용될 수 있다. 환자별 영상에 선량을 재구성하는 방향으로 추후 연구가 필요하다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.455-464
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• 2012

본 연구는 일반 X선 검사에서 CR 시스템을 이용한 환자의 근사적 피폭 선량을 평가할 수 있는 실험적 모델을 제시하고 저선량 영역에서 의료 피폭에 대한 방어의 최적화 조건으로 환자의 선량 권고량(diagnostic reference level. DRL)을 비교하고자 하였다. 이를 위하여 기준선량계와 광자극발광선량계(optically stimulated luminescence dosimeters. OSLDs)를 이용하여 관전압(kVp) 및 관전류 노출시간의 곱(mAs)에 따른 입사표면선량(entrance surface dose. ESD)을 교차 측정하였으며 CR 시스템에서 각 노출 조건에 대한 Hounsfield unit (HU) scale을 측정하여 ESD와 HU 스케일에 대한 특성 관계를 이용하여 근사적 피폭 선량을 구하였다. 또한 임상적으로 적용 가능한지를 알기 위하여 두부, 경부, 흉부, 복부, 골반부 노출 조건으로 물 팬텀에 모사하여 피폭 선량을 구하였다. 결과적으로 두 선량계의 평균 ESD는 각각 2.10, 2.01, 1.13, 2.97, 1.95 mGy 이었으며 CR 영상에서 측정한 HU 스케일은 각각 $3,276{\pm}3.72$, $3,217{\pm}2.93$, $2,768{\pm}3.13$, $3,782{\pm}5.19$, $2,318{\pm}4.64$ 이었다. 이 때 ESD와 HU 스케일에 대한 특성 관계를 이용하여 근사적으로 구한 ESD는 각각 2.16, 2.06, 1.19, 3.05, 2.07 mGy이었으며 평균 측정값과 근사적으로 구한 ESD의 오차는 3% 미만으로 영상의학 분야의 측정 오차 5%를 감안한다면 신뢰할 수 있는 오차 범위라 할 수 있었다. 결론적으로 CR 시스템을 이용한 일반 X선 검사에서 환자의 피폭 선량을 근사적으로 평가할 수 있는 새로운 실험적 모델을 제시하였으며 CR 검사뿐 만 아니라 디지털 방사선촬영(digital radiography. DR) 시스템 및 필름-증감지 시스템에 적용 가능할 것으로 판단되었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.337-343
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• 2014

목 적 : 최근 시행되고 있는 가임기 여성의 유방암 토모치료 시 치료영역 외에서 발생되는 산란 및 누설에 의한 난소산란선량을 측정하여 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 인체모형팬텀(Aldorson Rando phantom, USA)을 대상으로 전산화단층영상 2.5 mm 획득 후, Tomotherapy Planning station(Tomotherapy, Inc, USA)을 이용하여 좌측 유방암 환자의 토모테라피 치료계획(Tomotherapy Helical & Tomotherapy Direct)을 수립하였다. 난소의 산량 선량 측정을 위한 측정 지점은 치료계획면적의 30 cm 아래 떨어진 골반의 좌우 위치로 직경 1.5 mm, 길이가 12mm인 저에너지용 보상필터가 들어있는 종류의 유리선량계 (GD-352M, ASAHI TECHNO GLASS CO, Japan)를 이용하여 각 5회씩 측정하여 평균하였으며, 선형지수-선량반응모델을 이용한 장기등가선량(organ equivalent dose: OED)으로 평가하였다. 결 과 : 토모 Helical 및 토모 Direct의 두 가지 방식으로 측정된 난소의 산란선량은 좌측 난소부위가 각각 평균 $64.94{\pm}0.84mGy$, $37.64{\pm}1.20mGy$이고, 우측 난소부위가 평균 $64.38{\pm}1.85mGy$, $32.96{\pm}1.11mGy$로 나타났다. 이는 토모치료 시 비교적 모니터 단위(MU)가 크고 조사 시간이 긴 토모Helical 방식이 토모Direct에 비하여 측정된 산란선량의 양이 보다 약 1.8배 높은 경향을 보였다. 결 론 : 가임기 여성의 유방암 토모테라피 시 발생하는 좌우측 난소의 산량선량은 ICRP 권고 선량이하로, 불임 및 2차 암 발생에 대한 우려 수준은 현저히 낮지만 향후 유방암 발생 연령층이 낮아지고, 토모테라피와 같이 고정밀 영상유도장치를 이용한 방사선치료가 발달할수록, 가임기 여성 환자의 난소산란선량에 대한 임상적 추적조사가 더욱 필요할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.216-224
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• 2009

$^{99m}Tc$은 핵의학 영상 획득 물리적 특성이 우수하지만 유기화 작용이 일어나지 않아 갑상선 호르몬의 합성능력이 없는 결절을 진단하는데 제한을 받는다. 이와는 달리 $^{131}I$은 유기화 작용으로 인하여 갑상선의 기능을 평가하는데 활용됨은 물론 높은 에너지의 베타선과 감마선을 방출함으로써 암의 치료에도 널리 사용되고 있는 방사선 핵종이다. 그러나 $^{131}I$은 단일에너지의 감마선을 방출하는 $^{99m}Tc$ 등과는 달리, 다양한 에너지의 감마선을 방출함으로써 핵의학 영상의 정량화가 어려운 단점이 있으며, 특히 고에너지 영역의 감마선에 의한 격벽투과와 산란선은 핵의학 진단영상에 악영향을 미치게 되는 단점이 있다. 본 연구에서는 팬텀 내에서 선원의 위치 변화에 따른 산란의 영향을 알아보기 위해 GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) 시뮬레이션 도구로 dual-head 감마카메라(ECAM), PMMA 팬텀(RADICAL, USA), 점선원 0.1 mCi를 사용하여 모사하였다. 팬텀 내에서 $^{131}I$ 점선원을 X축, Y축으로 위치를 변화시키며 영상을 획득하였다. 또 산란 매질의 유무에 따른 영향을 확인하기 위해 같은 위치에서 점선원이 팬텀 안에 있을 때와 공기 중에 있을 때를 비교 하였다. 저에너지 선원과 비교를 위해 같은 방법으로 $^{99m}Tc$으로도 시뮬레이션 하였다. 또한 시뮬레이션과 똑같은 환경에서 측정 실험을 통해 시뮬레이션의 타당성을 검증 하였다. 이 연구에서는 한 팬텀 내에서도 위치 변화에 따라 산란의 영향이 달라진다는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이러한 분포 변화는 시뮬레이션과 측정 실험 모두에서 동일한 경향을 나타내었으므로 시뮬레이션이 타당함을 확인할 수 있었다. 시뮬레이션을 이용하면 X축, Y축 위치 변화만 아닌 다양한 경우에 대해서도 위치 변화에 따른 산란 영향의 예상이 가능할 것이며 나아가 산란 보정 연구의 기초 자료로 사용될 것이라 생각한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권1호
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• pp.11-18
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• 2010

목 적: 방사선 치료에서 매번 치료를 시행할 때마다 호흡에 의한 해부학적인 내부 장기의 움직임과 환자자세의 변화에 따라 치료부위 오차가 발생한다. 이런 치료부위 오차의 발생은 치료부위와 정상 조직 간의 선량분포의 변화에 영향을 줄 수 있는 원인이 된다. 간암 환자 치료 시 Body-fix의 사용 유무 차이에 따른 임상치료에서의 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 2009년 10월부터 2010년 7월까지 Hi-Art Tomotherapy를 시행 받은 55~60세 사이의 남자환자 중에서 간의 Couinaud 분류 중 V~VI 구역에서 간세포성 암(Hepatocellular carcinoma)이 발생한 환자 10명을 대상으로 Body-fix 사용 유무에 따라 2 그룹으로 분류하여 조사하였다. Body-Fix를 사용 시 진공펌프(Vacuum pump, Medical intelligence, Germany)를 이용하여 80 mbar의 압력으로 진공상태를 유지하였다. 환자는 정상호흡(free breathing)을 유지한 상태에서 바로누운자세(supine position)로 치료 시작부터 5회 치료 시 획득한 MV-CT (Megavoltage computed tomograpy, MVCT)와 KV-CT(Kilovoltage computed tomograpy, KVCT)을 융합하여 일치시키는 작업 후 X축의 좌우방향(Right to Left, RL), Y축의 상하방향(Craniocaudal, CC), Z축의 전후방향(Anterioposterior, AP)에서의 발생하는 방사선 치료 준비오차를 측정하여 비교 분석하였다. 결 과: 영상융합을 통한 평균 방사선 치료 준비오차는 A 그룹에서 $0.3{\pm}1.1\;mm$ (상하), $-1.1{\pm}0.7\;mm$ (좌우), $-0.2{\pm}0.7\;mm$ (전후)이었다. B 그룹에서는 $0.62{\pm}1.94\;mm$ (상하), $-3.62{\pm}1.5\;mm$ (좌우), $-0.22{\pm}1.2\;mm$ (전후)로 이동하였다. 두 그룹간의 Body-fix의 사용유무에 따른 X축, Y축, Z축 방향의 편차는 최대 X축(좌우) 5.5 mm, Y축(상하) 19.8 mm, Z축(전후) 3.2 mm로 측정되었다. 또한 오차방향의 분석과 관련하여 모든 환자에 일관성이 존재하지는 않지만 Body-Fix를 사용 시 매일 환자자세 변화와 호흡변화가 발생함에도 불구하고 방사선 치료 준비오차에 대한 위치 변화가 안정적인 양상의 결과를 보여준다. 결 론: 간암 환자 치료 시 Body-Fix의 사용은 방사선 치료 준비오차가 환자자세와 호흡변화에도 불구하고 각 그룹간의 편차가 발생하는 가운데에 안정적이며 규칙적이므로 Tomotherapy와 같은 고 정밀 치료에 효과적으로 사용되리라 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권1호
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• pp.77-85
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• 2013

목 적: 용적변조회전 방사선치료는 겐트리 회전과 다엽콜리메이터, 선량률이 연동되어 진행되며 치료 중 선량 전달의 중단이 발생한 경우 겐트리와 다엽콜리메이터가 최초위치부터 다시 동작하여 정지된 지점부터 선량전달이 재개된다. 본 연구는 용적 변조회전 방사선치료의 치료 중단과 재 진행에 따른 선량전달의 오차를 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 10명의 환자를 대상으로 전산화치료계획시스템(Eclipse V10.0, Varian, USA)을 이용하여 용적변조회전 방사선 치료 계획을 수립하였다. TRILOGY (Varian, USA)의 6 MV 선속을 이용하여 계획된 선량을 이차원 배열 검출기와 CUBE (IBA dosimetry, Germany)팬텀에 조사하였다. OmniPro I'mRT system (V1.7b, IBA dosimetry, Germany)을 통해 4회에 걸쳐 일반적인 선량전달의 일관성을 평가 하고 선량 전달의 중단 또는 도어 인터락 발생으로 인해 선량 전달이 중단되고 최초지점부터 다시 시작되어 조사되는 경우와 비교하여 감마지수(Gamma index)의 변화를 분석하였다. 결 과: 선량 전달이 정상적으로 이루어진 경우에 각각의 감마 평균 신호 값의 차이는 0.1로 나타났고, 선량 전달의 중단이 발생한 경우 0.128로 나타났으며 도어 인터락의 경우 0.141로 나타났다. 각각의 경우 감마 표준편차 값의 차이는 0.071, 0.091, 0.099로 나타났고, 감마 최대값의 차이는 0.286, 0.379, 0.413으로 나타났다. Gamma pass rate (3%, 3 mm)는 허용 오차 범위를 만족하였고, T검증 결과 95% 신뢰구간에서 P-value가 0.05 미만으로 유의한 차이를 보였다. 결 론: 본 실험에서 치료 중 선량 전달의 중단 및 재시작에 관한 정확성을 평가해 본 결과 통계적으로는 차이가 있으나 임상적으로 허용 오차 범위이내로 문제가 없다는 것을 알 수 있었다. 그러나 겐트리와 다엽콜리메이터, 선량률의 연동으로 정확성이 요구되는 치료방법인 만큼 선량적인 측면에서 치료 중단에 따른 차이는 간과할 수 없다. 그러므로 갑작스러운 치료 중단 상황이 발생한 경우 추가적인 정도관리 절차를 통해 정확한 선량평가가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.151-157
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• 2012

간담도암의 일차적 치료법은 수술적 제거이나, 초기 병기로 수술을 하여도 재발이 흔하며, 재발 후에는 근치적 목적이 아닌 주로 증상 완화 목적의 치료를 하고 있다. 이에 본 연구에서는 재발한 환자에서 자체 도입한 특수 관을 이용한 근치적 목적의 high-dose-rate intraluminal brachytherapy의 치료법과 치료 set-up 재현성 유지에 대하여 고찰하고 자 한다. 본 연구는 간담도암으로 수술 후, 6개월 간격으로 복부 자기 공명 영상을 이용한 추적 검사를 시행하여, 수술문합 부위의 재발이 확인된 임상 병기 rcT1N0M0인 환자를 대상으로 하였다. 근접 치료를 위하여 경피적 담도 배액관을 치료 전용관인 Arrow Sheath로 교체 후, intraluminal catheter를 삽입하여, 일회 치료당 3 Gy 씩 총 30 Gy 근접치료를 시행하였다. 협착 된 담도의 distal and proximal 그리고 central axis point로부터 1 cm 떨어진 지점을 선량표준화였으며, 5회에 걸쳐 치료 전 dummy seed 삽입 후, 치료 표적 용적 근위부와 말단부의 기준점에서 흉추 사이의 거리를 측정하여 set-up 재현성을 평가하였다. 매주 치료 전 근위부와 말단부위 치료 표적 용적 기준점에서 흉추 사이의 거리를 5회 측정한 값과 simulation image에서 측정된 거리를 비교한 결과 평균값과 표준편차가 오차율 5% 이내로 유의한 수준으로 측정되어 매회 치료시 재현성이 유지 되었다, 본 연구 환자의 추적 검사 상 1년 이상 무병 생존하고 있으며, 심각한 부작용 또한 관찰되지 않았다. 따라서, 수술이 불가능한 재발한 간담도암 환자에서 본원에서 자체 도입한 관으로 시행한 근접치료는 주변 인접 장기의 심각한 부작용 발생 없이, 매 회 치료 시 재현성이 유의한 수준으로 유지 되는 것으로 평가되었다.

• 핵의학기술
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• 제17권1호
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• pp.67-70
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• 2013

급증하는 간세포암 환자에게 간동맥 화학 색전술은 효과적인 중재적 시술 방법 중 하나이다. 이때 PET/CT 검사는 색전 후 잔존 암세포의 존재 및 전이여부와 예후를 판단하는데 중요한 역할을 한다. 한편 간동맥 화학 색전술에 사용되는 색전물질인 Lipiodol은 PET/CT 검사에서 인공물을 생성하고 정량평가에 영향을 준다. 이에 본 연구는 Lipiodol이 영상에 미치는 영향의 정도를 방사능 값과 백분율 오차로 평가하고자 하였다. 1994 NEMA Phantom에 Lipiodol과 Teflon, 물을 세 개의 삽입물에 넣고 나머지 부분을 배후 방사능 $20{\pm}10MBq$를 주입하고 충분히 섞은 후 2분 30초/bed data를 획득 하였다. 재구성 방법은 반복 영상 재구성법으로 반복횟수 2회, 부분 집합 수 20을 적용하였으며, Lipiodol과 Teflon, 물, 인공물 발생부위, 배후 방사능에 관심영역을 설정하고 방사능 값과 백분율 오차를 산출 하여 비교하였다. 방사능 값은 Teflon, 물, Lipiodol, 삽입물 사이 인공물 발생 부위, 배후 방사능 부위에서 각 영역 중 방사능 값은 $0.09{\pm}0.04$, $0.40{\pm}0.17$, $1.55{\pm}0.75$, $2.5{\pm}1.09$, $2.65{\pm}1.16 kBq/ml$(P<0.05)으로 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 백분율 오차가 Lipiodol에서 물에 비해 118%, 배후 방사능에 비해서 52%, Teflon에 비해 180%의 차이가 있었다. Lipiodol을 주입한 후 검사에서 감약 보정의 영향을 받아 오차로 인한 방사능 농도 값이 다른 삽입물에 비해 현저히 높고 배후 방사능보다는 작다는 것을 알 수 있었다. 따라서 Lipiodol과 같은 조영 물질을 사용한 검사에서는 인공물에 대한 영향을 고려해야 하며 임상에서는 감약 보정을 적용하지 않은 영상을 참고해서 검사가 이루어 질 수 있도록 해야 한다.