• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권3호
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• pp.100-105
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• 2017

The purpose of the present study was to develop and evaluate patient-customized helmets with a three-dimensional (3D) printer for radiation therapy of malignant scalp tumors. Computed tomography was performed in a case an Alderson RANDO phantom without bolus (Non_Bolus), in a case with a dental wax bolus on the scalp (Wax_Bolus), and in a case with a patient-customized helmet fabricated using a 3D printer (3D Printing_Bolus); treatment plans for each of the 3 cases were compared. When wax bolus was used to fabricate a bolus, a drier was used to apply heat to the bolus to make the helmet. $3-matic^{(R)}$ (Materialise) was used for modeling and polyamide 12 (PA-12) was used as a material, 3D Printing bolus was fabricated using a HP JET Fusion 3D 4200. The average Hounsfield Unit (HU) for the Wax_Bolus was -100, and that of the 3D Printing_Bolus was -10. The average radiation doses to the normal brain with the Non_Bolus, Wax_Bolus, and 3D Printing_Bolus methods were 36.3%, 40.2%, and 36.9%, and the minimum radiation dose were 0.9%, 1.6%, 1.4%, respectively. The organs at risk dose were not significantly difference. However, the 95% radiation doses into the planning target volume (PTV) were 61.85%, 94.53%, and 97.82%, and the minimum doses were 0%, 77.1%, and 82.8%, respectively. The technique used to fabricate patient-customized helmets with a 3D printer for radiation therapy of malignant scalp tumors is highly useful, and is expected to accurately deliver doses by reducing the air gap between the patient and bolus.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권1호
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• pp.75-81
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• 2019

목 적: 두피 악성종양의 치료에 광자선을 사용할 때 필요한 Bolus 재질들의 단점으로 인하여 3D Printer용 헬멧형 bolus가 제작되고 있다. 하지만 사용되는 재질인 PLA은 조직등가물질에 비해 높은 밀도를 가지고 있으며 환자가 착용할 경우 불편한 점들이 발생한다. 이에 본 연구에서는 3D Printer를 이용한 M3 wax 헬멧을 제작하여 악성 두피종양을 치료하는 방법을 시도해 보고자 한다. 대상 및 방법: 헬멧형 M3 wax의 모델링을 위해 두부인체모형팬텀을 CT로 촬영해 DICOM file로 획득하고, 두피 위에 헬멧이 위치할 부위를 Helmet contour로 제작하였다. M3 Wax 헬멧의 제작은 paraffin wax를 녹이고, 산화마그네슘, 탄산칼슘을 섞어 용해시킨 후 PLA 3D 헬멧의 내부에 넣고 표면의 PLA 3D 헬멧을 제거하였다. 치료계획은 총 10 Portal의 Intensity-Modulated Radiation Therapy(IMRT)로 세웠으며, 치료선량은 200 cGy로 eclipse의 Analytical Anisotropic Algorithm(AAA)를 사용하였다. 그 후 EBT3 film과 Mosfet(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor: USA)를 이용해 선량검증을 실시하였으며, CT 모의치료실과 동일한 조건으로 두부인체모형팬텀을 재현해 IMRT Plan을 측정하였다. 결 과: CT상에서 측정된 Bolus의 Hounsfield unit(HU)는 $52{\pm}37.1$으로 나타났다. M3 wax bolus 측정점 A, B, C에서 TPS의 선량은 186.6 cGy, 193.2 cGy, 190.6 cGy으로 확인되었고, Mostet으로 3회 측정한 선량은 $179.66{\pm}2.62cGy$, $184.33{\pm}1.24cGy$, $195.33{\pm}1.69cGy$, 오차율은 -3.71 %, -4.59 %, +2.48 %였다. EBT3 Film으로 측정된 선량은 $182.00{\pm}1.63cGy$, $193.66{\pm}2.05cGy$, $196{\pm}2.16cGy$이었으며, 오차율은 -2.46%, +0.23 %, +2.83 %로 확인되었다. 결 론: M3 wax bolus는 2 cm의 두께로 제작되어 뇌 부분의 선량을 보다 쉽게 낮추어 치료계획을 수립할 수 있었다. 치료선량 검증에서의 EBT3 Film과 Mosfet의 선량계의 A, B, C 측정값에서도 두피의 표면선량 최대 오차율은 5 % 이내로 측정되었으며, 일반적으로 3 % 이내로 정확하게 측정되었다. M3 wax bolus는 제작과정 기간이 3D Printer보다 빠르고 비용이 저렴하며, 재사용 가능하고, 인체조직 등가물질로서 두피 악성종양 치료에 매우 유용한 Bolus이다. 따라서 3D Printer의 대용량 Bolus, Compensator의 제작시간 및 비용이 비싼 단점을 극복하는 주조형 M3 wax bolus의 사용이 추후 확대될 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권1호
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• pp.31-37
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• 2012

목 적: Total Scalp의 방사선 치료 시 표면선량(surface dose)을 증가시키기 위해 조직보상체(bolus)를 사용한다. 이에 본 저자는 두피(scalp) 전체를 덮는 조직보상체로서 Bolx-II, paraffin wax, solid thermoplastic물질을 각각 적용한 Helmet bolus를 제작하여 유용성을 비교 평가해보고자 한다. 대상 및 방법: Rando 팬톰을 이용하여 두피 고정용구(mask)를 만든 후 전체 두피에 Bolx-II (Action Products, USA), paraffin wax (Densply, USA), solid thermoplastic 물질(Med-Tec, USA)을 0.5 cm 두께로 동일하게 적용한 Helmet bolus를 각각 제작 하였다. 각 Helmet bolus에 대한 물리적 특성을 평가하기 위해 전산화 단층촬영(computed tomography) (GE, Ultra Light Speed16)을 시행 후 방사선치료계획시스템(radiation therapy planning system) (Philips, Pinnacle)을 이용하여 최적의 치료 계획(radiationtherapy plan)을 세웠으며, 각 조직 보상체(bolus)에 대한 밀도 변화(density variation)화를 분석하였다. 선량 분포(dose distribution)평가(evaluation)를 위해 선량체적히스토그램(Dose-Volume Histogram) (DVH)을 이용해 임상표적체적(Clinical Target Volume) (CTV)에 대한 Dose-homogeneity index (DHI, $D_{90}/D_{10}$), Conformity index (CI, $V_{95}/TV$)를, 정상 뇌 조직(Normal brain tissue)에 있어$V_{20}$, $V_{30}$을 각각 구하여 비교 하였다. 또한 총 제작시간을 측정하여 제작과정에서의 효율성을 평가하였고, 열형광선량계 (Thermoluminescent Dosimeter)를 사용하여 실제 치료 시 각 두피의 표면선량을 확인 하였다. 결 과: Bolx-II, paraffin wax, solid thermoplastic 물질에 대한 밀도측정(density measurement) 결과 $0.952{\pm}0.13g/cm^3$, $0.842{\pm}0.17g/cm^3$, $0.908{\pm}0.24g/cm^3$로 Bolx-II의 밀도변화(density variation)가 가장 작았다. Bolx-II, paraffin wax, solid thermoplastic 물질을 적용한 각 Helmet bolus DHI는 0.89, 0.85, 0.77, CI는 0.86, 0.78, 0.74로 Bolx-II가 가장 우수 하였으며, 정상조직에 있어 뇌(braintissue)의 $V_{20}$은 11.50%, 10.80%, 10.07%, $V_{30}$은 7.62%, 7.40%, 7.31%로 나타났다. 제작 시 총 소요 시간은 30분, 120분, 90분 이였으며, Bolx-II를 적용한 Helmet bolus 제작과정이 가장 간단하였다. 열형광선량계(Thermoluminescent Dosimeter) 측정 결과세 Helmet bolus 모두 ${\pm}7%$ 이내의 선량오차를 보였다. 결 론: Total Scalp의 방사선치료 시 Bolx-II를 사용한 Helmet bolus의 적용은 CTV (Clinical Target Volume)에 대한 Homogeneity와 Conformity를 높여 줄 뿐만 아니라 제작시간 및 제작방법이 간단하여 임상 적용 시 유용하리라 생각된다.

• Journal of Medicine and Life Science
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• 제16권1호
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• pp.23-26
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• 2019

Total scalp irradiation is a challenging treatment because of unique concave target volume and difficulty with bolus applying. There are few reports about bolus applying methods to the entire scalp in detail. Application of conventional bolus (wax or superflab) is widely used, and it is considered effective. However, the curvature and irregularity of the scalp can produce significant air gap, resulting in inadequate radiation dose distribution. We describe a new method to applying the bolus to the entire scalp. We sutured 1 cm thickness superflab bolus on the thermoplastic mask using cotton string. This method can reduce the air gap between the bolus and scalp and be reproducible.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권1호
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• pp.61-71
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• 2015

목 적 : 3D 프린터는 입력한 도면을 바탕으로 3차원의 입체 모델을 만들어 낼 수 있는 장비이다. 이러한 특징을 이용하여 방사선치료시 bolus 사용으로 인한 피부와 bolus 사이의 air gap을 최소화 할 수 있는 bolus 제작이 가능하다. 이에 본 연구에서는 3D 프린터를 이용하여 customized bolus를 제작하여 air gap과 target 선량을 상품화된 1 cm bolus와 비교하고자 한다. 대상 및 방법 : 왼쪽 chest wall에 돌출된 종양이 있는 RANDO phantom을 CT 모의치료기를 이용하여 영상 획득 후, CT DICOM 파일을 3D 프린터에 필요한 STL 파일로 변환시켰다. 이것을 이용하여 치료부위의 체표윤곽과 일치하면서 1 cm 두께를 유지하는 customized bolus 주형틀을 3D 프린터로 제작한 후 paraffin wax를 녹여 customized bolus를 만들었다. 이렇게 만들어진 customized bolus와 상품화된 1 cm bolus의 air gap을 확인하였고, air gap으로 인한 차이를 Eclipse를 이용하여 치료계획상 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$와 $V_{95%}$를 비교하였다. 결 과 : customized bolus 제작 기간은 약 3일이 소요되었다. air gap 총 용적은 customized bolus는 평균 $3.9cm^3$, 상품화된 1 cm bolus는 평균 $29.6cm^3$이었다. 상품화된 1 cm bolus를 사용할 때보다 3D 프린터를 이용하여 제작한 customized bolus를 사용하는 것이 air gap을 최소화시켰다. 6 MV photon에서 customized bolus의 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$, $V_{95%}$는 각각 102.8%, 88.1%, 99.1%, 95.0%, 94.4%이었고, 상품화된 1 cm bolus의 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$, $V_{95%}$는 101.4%, 92.0%, 98.2%, 95.2%, 95.7%이었다. proton의 경우 customized bolus의 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$, $V_{95%}$는 각각 104.1%, 84.0%, 101.2%, 95.1%, 99.8%이었고, 상품화된 1 cm bolus의 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$, $V_{95%}$는 104.8%, 87.9%, 101.5%, 94.9%, 99.9%이었다. 이처럼 치료계획에서 customized bolus와 1 cm bolus 모두 GTV의 선량은 큰 차이를 보이지 않았다. 그러나 GTV에 인접한 정상조직은 customized bolus의 선량이 더 적게 나타났다. 결 론 : 3D 프린터를 이용한 customized bolus가 표면이 일정하지 않은 치료부위에 사용 할 때 air gap을 줄이는 효과를 나타냈다. 그렇지만 상품화된 bolus와 피부 사이에 생기는 air gap은 target에서의 선량의 변화를 일으킬 만큼 많은 양이 아님을 알 수 있었다. 반면 chest wall에서는 air gap이 적을수록 선량이 감소함을 확인 할 수 있었다. customized bolus 제작 기간은 3일이 걸렸고, 고가의 제작비용이 든다는 문제점이 발생하였다. 따라서 3D 프린터 customized bolus의 상용화를 위해서는 저비용이고, bolus 사용으로 적합한 3D 프린터 재료 모색의 필요성이 있다고 사료된다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제4권4호
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• pp.248-253
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• 2012

Maxillary obturator prosthesis is the most frequent treatment option for management of partial or total maxillectomy. Heavy weight of the obturators is often a dislocating factor. Hollowing the prosthesis to reduce its weight is the well established fact. The alternate technique to hollow-out the prosthesis has been described in this article which is a variation of previously described processing techniques. A pre-shaped wax-bolus was incorporated inside the flasks during packing of the heat-polymerized acrylic resin to automatically create the hollow space. The processing technique described is a single step flasking procedure to construct a closed-hollow-obturator prosthesis as a single unit. To best understand the technique, this article describes management of a patient who had undergone partial maxillectomy secondary to squamous cell carcinoma rehabilitated with a hollow-obturator prosthesis.