• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제30권1호
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• pp.33-38
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• 2007

이 연구는 플라토 치료계획시스템의 치료계획에서 Ir-192 선원에 대한 처방점의 처방선량과 선원 주위의 선량분포상의 선량점들의 선량이 정확하게 계산되는지를 확인하는데 그 목적이 있다. 선원의 중심축의 전후방향에서의 평면의 직교좌표계와 측면방향에서의 평면의 직교좌표계 및 선원을 A4 용지 위에 그려서 치료계획시스템에 입력하였다. 처방선량은 선원중심으로부터 극각 $90^{\circ}, $270^{\circ}의 방향으로 반경 1 cm인 두 지점에 400 cGy를 처방하였다. 처방점과 선량점들의 선량은 치료계획시스템에서 출력된 선량과 파울 킹 등이 유도한 기하학 함수식으로 계산된 선량을 분석하였다. 본 실험의 분석에서 처방 점의 선량은 오차 없이 정확하게 일치하였고, 선량 점들의 선량은 1.85% 이내의 오차를 얻었다. 그리고 플라토 치료계획시스템의 선량계산은 허용오차 ${\pm}2%$ 범위 이내의 정확성으로 분석되었다. 파울 킹 등이 유도한 기하학 함수식을 사용하여 손으로 계산한 선량은 높은 정확성의 품질보증과 편리성에 기인하여, 임상에서 사용하는데 유용할 것으로 생각된다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제47권2호
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• pp.128-133
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• 2010

Objective : The secondary verification of Leksell Gamma Knife treatment planning system (LGP) (which is the primary verification system) is extremely important in order to minimize the risk of treatment errors. Although prior methods have been developed to verify maximum dose and treatment time, none have studied maximum dose coordinates and treatment volume. Methods : We simulated the skull shape as an ellipsoid with its center at the junction between the mammillary bodies and the brain stem. The radiation depths of the beamlets emitted from 201 collimators were calculated based on the relationship between this ellipsoid and a single beamlet expressed as a straight line. A computer program was coded to execute the algorithm. A database system was adopted to log the doses for $31{\times}31{\times}31$ or 29,791 matrix points allowing for future queries to be made of the matrix of interest. Results : When we compared the parameters in seven patients, all parameters showed good correlation. The number of matrix points with a dose higher than 30% of the maximal dose was within ${\pm}\;2%$ of LGP. The 50% dose volume, which is generally the target volume, differs maximally by 4.2%. The difference of the maximal dose ranges from 0.7% to 7%. Conclusion : Based on the results, the variable ellipsoid modeling technique or variable ellipsoid modeling technique (VEMT) can be a useful and independent tool to verify the important parameters of LGP and make up for LGP.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권3호
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• pp.111-121
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• 2017

Verification of dose distribution is an essential part of ensuring the treatment planning system's (TPS) calculated dose will achieve the desired outcome in radiation therapy. Each measurement have uncertainty associated with it. It is desirable to reduce the measurement uncertainty. A best approach is to reduce the uncertainty associated with each step of the process to keep the total uncertainty under acceptable limits. Point dose patient specific quality assurance (QA) is recommended by American Association of Medical Physicists (AAPM) and European Society for Radiotherapy and Oncology (ESTRO) for all the complex radiation therapy treatment techniques. Relative and absolute point dose measurement methods are used to verify the TPS computed dose. Relative and absolute point dose measurement techniques have a number of steps to measure the point dose which includes chamber cross calibration, electrometer reading, chamber calibration coefficient, beam quality correction factor, reference conditions, influences quantities, machine stability, nominal calibration factor (for relative method) and absolute dose calibration of machine. Keeping these parameters in mind, the estimated relative percentage uncertainty associated with the absolute point dose measurement is 2.1% (k=1). On the other hand, the relative percentage uncertainty associated with the relative point dose verification method is estimated to 1.0% (k=1). To compare both point dose measurement methods, 13 head and neck (H&N) IMRT patients were selected. A point dose for each patient was measured with both methods. The average percentage difference between TPS computed dose and measured absolute relative point dose was 1.4% and 1% respectively. The results of this comparative study show that while choosing the relative or absolute point dose measurement technique, both techniques can produce similar results for H&N IMRT treatment plans. There is no statistically significant difference between both point dose verification methods based upon the t-test for comparing two means.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제80권
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• pp.516-525
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• 2022

This study is to assess the clinical use of commercial PerFRACTION^TM for patient-specific quality assurance of volumetric-modulated arc therapy. Forty-six pretreatment verification plans for patients treated using a TrueBeam STx linear accelerator for lesions in various treatment sites such as brain, head and neck (H&N), prostate, and lung were included in this study. All pretreatment verification plans were generated using the Eclipse treatment planning system (TPS). Dose distributions obtained from electronic portal imaging device (EPID), ArcCHECK^TM, and two-dimensional (2D)/three-dimensional (3D) PerFRACTION^TM were then compared with the dose distribution calculated from the Eclipse TPS. In addition, the correlation between the plan complexity (the modulation complexity score and the leaf travel modulation complexity score) and the gamma passing rates (GPRs) of each quality assurance (QA) system was evaluated by calculating Spearman's rank correlation coefficient (r_s) with the corresponding p-values. The gamma passing rates of 46 patients analyzed with the 2D/3D PerFRACTION^TM using the 2%/2 mm and 3%/3 mm criteria showed almost similar trends to those analyzed with the Portal dose imaging prediction (PDIP) and ArcCHECK^TM except for those analyzed with ArcCHECK^TM using the 2%/2 mm criterion. Most of weak or moderate correlations between GPRs and plan complexity were observed for all QA systems. The trend of mean rs between GPRs using PDIP and 2D/3D PerFRACTION^TM for both criteria and plan complexity indices as in the GPRs analysis was significantly similar for brain, prostate, and lung cases with lower complexity compared to H&N case. Furthermore, the trend of mean rs for 2D/3D PerFRACTION^TM for H&N case with high complexity was similar to that of ArcCHECK^TM and slightly lower correlation was observed than that of PDIP. This work showed that the performance of 2D/3D PerFRACTION^TM for pretreatment patient-specific QA was almost comparable to that of PDIP, although there was small difference from ArcCHECK^TM for some cases. Thus, we found that the PerFRACTION^TM is a suitable QA system for pretreatment patient-specific QA in a variety of treatment sites.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제30권4호
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• pp.128-138
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• 2019

Purpose: Segmental analysis of volumetric modulated arc therapy (VMAT) is not clinically used for compositional error source evaluation. Instead, dose verification is routinely used for plan-specific quality assurance (QA). While this approach identifies the resultant error, it does not specify which machine parameter was responsible for the error. In this research study, we adopted an approach for the segmental analysis of VMAT as a part of machine QA of linear accelerator (LINAC). Methods: Two portal dose QA plans were generated for VMAT QA: a) for full arc and b) for the arc, which was segmented in 12 subsegments. We investigated the multileaf collimator (MLC) position and dosimetric accuracy in the full and segmented arc delivery schemes. A MATLAB program was used to calculate the MLC position error from the data in the dynalog file. The Gamma passing rate (GPR) and the measured to planned dose difference (DD) in each pixel of the electronic portal imaging device was the measurement for dosimetric accuracy. The eclipse treatment planning system and a MATLAB program were used to calculate the dosimetric accuracy. Results: The maximum root-mean-square error of the MLC positions were <1 mm. The GPR was within the range of 98%-99.7% and was similar in both types of VMAT delivery. In general, the DD was <5 calibration units in both full arcs. A similar DD distribution was found for continuous arc and segmented arcs sums. Exceedingly high DD were not observed in any of the arc segment delivery schemes. The LINAC performance was acceptable regarding the execution of the VMAT QA plan. Conclusions: The segmental analysis proposed in this study is expected to be useful for the prediction of the delivery of the VMAT in relation to the gantry angle. We thus recommend the use of segmental analysis of VMAT as part of the regular QA.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권4호
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• pp.267-271
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• 2016

In this study, we present the commissioning and validation results of a dedicated scanning nozzle. The dedicated scanning nozzle is installed in one of the two gantry treatment rooms at Samsung Proton Therapy Center. Following a successful completion of the acceptance test, the commissioning process including the beam data measurement for treatment planning system has been conducted. Extended measurements have been conducted as a validation of the clinical performance of the nozzle and various quality assurance protocols have been prepared.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권2호
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• pp.89-94
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• 1999

BRW 정위프레임을 사용하여 정위방사선수술을 시행하기 위해 1) 정위방사선수술용 원형 콜리메이터, 2) 혈관조영술을 통하여 치료 위치 결정을 위한 localizer, 3) 결정된 치료위치를 치료기에서 조준하기 위한 target localizer, 4) 정위방사선수술용 컴퓨터 치료계획 시스템으로 구성되는 정위방사 선수술 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 저자들은 자체 개발한 정위방사선수술 시스템의 임상 적용에 앞서, 인체 모형 팬톰 및 QA용 팬톰을 사용하여 일련의 모의 치료를 시행하여 봄으로써 위치 오차의 정도를 평가하고자 하였다. 실험결과 ,1) 기하 팬톰을 이용한 컴퓨터 치료계획 시스템의 위치 확인 정확도는 평균값, Avg.=(equation omitted)이 1.0mm 이었으며, 2) 치료기의 중심점의 기계적 정밀도는 0.6 $\pm$ 0.2 mm, 3) 컴퓨터단층촬영 및 혈관조영술을 이용한 가상 타켓의 위치 계산의 차이는 0.8 mm 크기 차이는 1.5 mm 로 분석되었고, 4)전 치료과정에 대한 위치오차는 0.9$\pm$0.3 mm 로 나타났다. 이들 결과를 종합해 볼 때 , 저자들이 개발한 정위방사선수술 시스템의 기하학적 위치에 대한 정확도는 임상 적용에 적정 범위 안에 포함되는 것으로 확인하였다. 그러나 이러한 정확도의 유지를 위해서는 정기적인 QA가 필수적이라 하겠다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제18권2호
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• pp.75-80
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• 2006

목 적: 방사선치료에 있어 종양조직이나 정상조직의 정확한 선량계산은 치료의 성패를 좌우하는 가장 큰 요인이다. 이로 인해 방사선치료계획은 컴퓨터 단층 영상의 재구성을 통한 불균질 조직에 선흡수계수를 밀도로 변환하여 CT 번호에 의한 선량 보정이 유효하게 이루어지고 있다. 대상 및 방법: 이에 본 연구는 불균질 조직등가 팬톰을 제작하여 현재 사용 중인 방사선 치료 계획시스템을 이용한 CT 번호의 측정과 질량밀도를 계산하여 물을 기준으로 상대값을 구하였다. 또한 실제 방사선 조사 시 측정된 선량(nC)과 CT영상을 이용한 치료계획 시 선량(PDD)을 상대적으로 비교함으로써 실제 CT 번호를 이용한 불균질 조직의 보정에 대한 유용성과 정확성을 평가하고자 한다. 결 과: 측정결과 CT 번호를 이용하여 계산된 조직등가물질의 질량밀도와 실제 질량밀도는 $0.005{\sim}0.069g/cm^3$의 차이를 보였으며, 방사선 치료계획 시 심부선량(PDD)과 방사선 치료 장치로 조사하여 측정된 선량의 상대오차는 $-2.8{\sim}+1.06%$로 3% 이내의 유효범위이내의 결과를 얻었다. 결 론: 본 실험은 CT 영상을 이용한 불균질 조직의 보정에 대한 유용성을 확인할 수 있었고, 방사선 치료 계획 장치의 정도 관리(Quality Assurance; QA)의 기본 틀을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권3호
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• pp.179-186
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• 2006

목적: 방사선 종양학과에서 사용되고 있는 선형가속기의 광자선 빔 데이터를 수집하여 비교 분석하였으며 치료계획용 시스템에 대한 간단한 정도관리 방법을 제시하였다. 대상 및 방법: 국내 26개 방사선 치료기관을 대상으로 출력교정 조건, 출력인자, 쐐기인자, 깊이 선량분포, 측방선량분포 및 선질에 대한 데이터를 수집하였다. 치료계획용 시스템의 선량계산의 정확성을 확인하기 위하여 10가지 광자선 치료 조건(정방형/직사각형/부정형 조사면, 쐐기필터 조사면, 축이탈 선량계산, SSD 변화)에 대한 선량계산을 치료계획용 시스템을 이용하여 시행하였으며 치료계획용 시스템을 이용하여 계산된 모니터 값과 수 계산에 의한 결과를 비교 분석하였다. 결과: 광자선 선질은 6 MV, 10 MV 및 15 MV에 대해 각각 $0.576{\pm}0.005,\;0.632{\pm}0.004$ 및 $0.647{\pm}0.006$이다. 최대선량 깊이에서 조사면의 크기에 따른 출력상수의 평균값은 6 MV 광자선의 경우 $5{\times}5cm,\;15{\times}15cm,\;20{\times}20cm$에 대해 $0.944{\pm}0.006,\;1.031{\pm}0.006,\;1.055{\pm}0.007$이다. 10 MV 광자의 경우는 조사면의 크기가 $5{\times}5cm,\;15{\times}15cm,\;20{\times}20cm$에 대해 각각 $0.935{\pm}0.006,\;1.031{\pm}0.007,\;1.054{\pm}0.0005$이다. 15 MV의 경우는 수집된 데이터의 수가 많지 않지만 $5{\times}5cm,\;15{\times}15cm,\;20{\times}20cm$에 대해 $0.941{\pm}0.008,\;1.032{\pm}0.004,\;1.049{\pm}0.014$이다. 치료 계획용 시스템과 수 계산에 의한 MU값의 계산 비교결과 7개 기관의 값이 허용오차 범위를 벗어났다. 쐐기를 제외한 8가지 조건에서 계산된 평균 MU값들은 SAD 조건으로 출력 교정된 장비가 SSD 조건으로 교정된 장비에 비해 6 MV 광자선은 3 MU, 10 MV 광자선은 5 MU 정도 더 높았다. 쐐기를 사용할 경우 MU값은 Varian사 장비와 Siemens사의 장비에 따라 다르고 동일 각의 쐐기를 사용할 경우 Siemens사의 쐐기를 사용할 때 MU값이 크다. 결론: 수집된 광자선 빔 데이터를 분석하여 빔데이터의 정확성과 치료계획용 시스템의 계산 정확성을 대략적으로 점검 할 수 있는 기준 값을 제시하였다.

• 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.