• 제목/요약/키워드: dose model

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2.5D 광자선 선량계산 알고리즘 개발 (Development of 2.5D Photon Dose Calculation Algorithm)

  • 조병철;오도훈;배훈식
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제10권2호
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    • pp.103-114
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    • 1999
  • 본 연구에서는 외부조사 광자선에 대한 3차원 선량계산 알고리즘 모델을 개발하기 위한 기초 연구로서 기존의 2D 선량 계산 알고리즘을 확장시켜 비동일 평면 조사가 가능한 2.5D 선량계산 모델을 개발하였다. 이를 위해 3차원 치료계획 및 선량계산에 적합하도록 환자 및 조사빔에 대한 3차원 좌표계 시스템을 정의하고, 이들 간의 좌표변환식을 유도하였다. 선량계산 알고리즘으로는 "Clarkson-Cunningham" 의 2D 광자선량 계산 알고리즘을 3차원으로 확장시켜 정형 조사면 및 비정형 조사면에 대한 선량계산과 wedge filter에 대한 선량계산이 가능하도록 하였고, Batho 방식을 적용하여 비 균질 보정을 구현하였다. 선량계산의 정확도를 평가하기 위해, AAPM TG #23 에 제시된 절차에 따라 자료에 제시된 4MV 광자선에 대한 실험 값과 본 연구에서 계산된 결과를 비교한 결과, 정형조 사면에 대한 PDD(percent depth dose)는 buildup 영역을 제외하면 $\pm$1% 이내, 비정형 조사면의 경우 $\pm$3% 이내에서 실험값과 일치하였다. 또한, wedge filter에 대한 PDD 및 profile은 $\pm$3% 이내, 45$^{\circ}$ oblique 입사빔에 대한 선량은 $\pm$4% 이내에서 실험값과 일치하였다. 비균질 보정의 경우 Lung/water 경계에서 7% 과소 평가되었고, Bone/water 경계에서 3% 과대 평가되는 것으로 나타났다. 이들 결과를 종합해 볼 때, 비균질 보정을 제외하고는 비교적 정확하게 선량을 계산하는 것으로 평가되었다. 추후 대부분의 상용 2.5D 치료계획시스템 (radiation treatment planning system; RTP)들이 비균질 보정 방법으로 사용하고 있는 Equivalent TAR(tissue-air ratio) 방식을 구현시키고자 하며, 본 연구에서 구현된 선량계산 모듈을 교육 및 연구용으로 활용할 수 있을 것으로 기대 한다.것으로 기대 한다.

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Ralstron 선원대체형 Iridium-192 선원의 선량모델링과 응용 (Dose modeling and its Application of Ir-192 for substitution of Ralstron Brachytherapy source)

  • 김옥배;최태진;김진희;이호준;박정호;김성규;조운갑;한현수
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제11권2호
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    • pp.131-139
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    • 2000
  • 국내도입 원격제어 근접조사장치인 Ralstron(Shimatsu, Japan) 의 코발트-60선원을 이리디움 192 선원으로 대체하고자 선원을 설계하고, 선원주위의 선량분포를 유도하였다. 이리디움 선원의 물리적크기는 직경1.5mm, 높이 1.5mm 로 370MBq(loci)를 목표로 설계하였으며, 외경은 3mm 이고, 크기는 13m이며, 캡슐의 재질은 SUS316L 이다. 선원 선원자체흡수와 스테인리스 스틸 캡슐에 의한 선량감쇠는 61.2%로 나타났으며, 단위방사능당 감마상수는 4.69R$cm^2$/mCi-hr였다. 조직선량은 공기중흡수선량 변환과 조직산란보정을 통해 구하였으며, 조직흡수선량변환계수는 이리디움의 에너지스펙트럼을 이용하여 공기에 대한 조직의 질량에너지흡수계수비 ($\mu$$_{en}$ )$^{tissue}$ air= 1.112 를 얻었다. 고안 선원에 대한 선량분포는 선원을 2,338개의 선원으로 분할하고, 각 분할선원에서 주위에 도달되는 선량을 이산적으로 누적 평가하여 임상에서 사용할 수 있도록 선량도표를 제공하였다.

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강녕탕(康寧湯)의 LPS 질내 주입 생쥐에 미치는 항염증(抗炎症) 효과 (Anti-inflammatory Effects of Gangyeong-Tang (康寧湯) on Mice injected LPS in Vagina)

  • 이태희;윤정문;임은미;김윤상;조현주
    • 대한한의학방제학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.95-108
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    • 2004
  • Objective: We made the genital organs inflammatory mice model by vaginal injection of Lipopolysaccharide(LPS), and we intended to make study about anti-inflammatory effects of Gangyeong-Tang, among oral and rectal medication and Herbal-Acupuncture treatment. Method: The female ICR(20-30g) mice were used, the temperature was controlled within $22{\pm}0.5^{\circ}C$ and water and food was not limited. The environment was manipulated to simulate 12 hours of day and 12 hours of night. After LPS injection into vagina, we confirmed on-set of inflammation. 2 days before LPS injection, we started to medicate Gangyeong-Tang in Oral and Rectal and Aqua-acupucture treatment. After 3days from LPS injection, we mesured the White Blood Cell(WBC), Interrleukin-6(IL-6), Tumor Necrosis Factor-${\alpha}$(TNF-${\alpha}$) in blood which was collected from the Retro-orbital Plexus. Results: 1. We made the genital organs inflammatory mice model by vaginal injection of LPS successfully. 2. The number of WBC was decreased significantly as we medicated Gangyeong- Tang in Oral 1g/kg dose, 3g/kg dose and Rectal 1g/kg dose, rectal 3g/kg dose. 3. The concentration of IL-6 was decreased significantly as we medicated Gangyeong-Tang in all group of the Oral, Rectal, Herbal-Acupuncture treatment. 4. The concentration of TNF-${\alpha}$ was decreased significantly as we medicated Gangyeong-Tang in Oral 3g/kg dose and Rectal 1g/kg dose, Rectal 3g/kg dose group. Herbal-Acupuncture treatment group datas showed reductive tendency. Conclusion: As a result of this experiment, we made the genital organs inflammatory mice model by vaginal injection of LPS successfully and demonstrated anti-inflammatory effect of Gangyeong-Tang.

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카드뮴 반응용량 곡선에서의 기준용량 평가를 위한 베이지안 분석연구 (Bayesian Analysis of Dose-Effect Relationship of Cadmium for Benchmark Dose Evaluation)

  • 이민제;최태련;김정선;우해동
    • 응용통계연구
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    • 제26권3호
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    • pp.453-470
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    • 2013
  • 본 논문에서는 카드뮴의 반응-용량 모형에 대한 베이지안 분석을 실시하고 기준용량에 대한 추정값들을 유도하고 비교한다. 이를 위하여 독성물질에 대한 용량반응곡선에서 많이 활용되는 두 가지 모형을 사용하고, 카드뮴의 독성연구에 관련한 기존의 문헌으로 수집된 자료에 대한 성별, 연령, 인종, study code 등과 같은 소집단 간의 개별적 형질을 반영할 수 있는 베이지안 메타분석 관점에서의 모형분석을 실시한다. 이러한 두 가지 모형에 대한 베이지안 분석을 위하여 WinBUGS를 이용한 마르코프 연쇄 몬테칼로(Markov chain Monte Carlo; MCMC) 방법을 통하여 모수를 추정하고 이에 따른 다양한 기준용량들을 계산하고 비교해보았다. 베이지안 모형 적합뿐만 아니라 편차정보기준을 통해서 주어진 자료를 더 잘 설명하는 모형을 선택하는 베이지안 모형 선택을 고려하였고, 이를 실제 자료에 적용해본다.

유방암 환자의 Field-in-Field Technique 치료 시 호흡의 움직임에 따른 선량 평가 (Evaluation of the Dose According to the Movement of Breath During Field-in-Field Technique Treatment of Breast Cancer Patients)

  • 권경태
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제41권6호
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    • pp.561-566
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    • 2018
  • Field-in-Field Technique is applied to the radiation therapy of breast cancer patients, and it is possible to compensate the difference in breast thickness and deliver uniform dose in the breast. However, there are several fields in the treatment field that result in a more complex dose delivery than a single field dose delivery. If the patient's respiration is irregular during the delivery of the dose by several fields and the change of respiration occurs, the dose distribution in the breast changes. Therefore, based on the computed tomography images of breast cancer patients, a human model was created by using a 3D printer (Builder Extreme 1000) to describe the volume in the same manner. A computerized tomography (CT) of the human body model was performed and a treatment plan of 260 cGy / fx was established using a 6-MV field-in-field technique using a computerized treatment planning system (Eclipse 13.6, Varian, USA). The distribution of the dose in the breast according to the change of the respiration was measured using a moving phantom at 0.1 cm, 0.3 cm, 0.5 cm amplitude, using a MOSOXIDE Silicon Field Effect Transistor (MOSFET, Best Medical, Canada) Were measured and compared. The distribution of dose in the breast according to the change of respiration showed similar value within ${\pm}2%$ in the movement up to 0.3 cm compared to the treatment plan. In this experiment, we found that the dose distribution in the breast due to the change of respiration when the change of respiration was increased was not much different from the treatment plan.

Gaussian process approach for dose mapping in radiation fields

  • Khuwaileh, Bassam A.;Metwally, Walid A.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권8호
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    • pp.1807-1816
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    • 2020
  • In this work, a Gaussian Process (Kriging) approach is proposed to provide efficient dose mapping for complex radiation fields using limited number of responses. Given a few response measurements (or simulation data points), the proposed approach can help the analyst in completing a map of the radiation dose field with a 95% confidence interval, efficiently. Two case studies are used to validate the proposed approach. The First case study is based on experimental dose measurements to build the dose map in a radiation field induced by a D-D neutron generator. The second, is a simulation case study where the proposed approach is used to mimic Monte Carlo dose predictions in the radiation field using a limited number of MCNP simulations. Given the low computational cost of constructing Gaussian Process (GP) models, results indicate that the GP model can reasonably map the dose in the radiation field given a limited number of data measurements. Both case studies are performed on the nuclear engineering radiation laboratories at the University of Sharjah.

Comparisons between the KKU-Model and Conventional Rectal Tubes as Markers for Checking Rectal Doses during Intracavitary Brachytherapy of Cervical Cancer

  • Padoongcharoen, Prawat;Krusun, Srichai;Palusuk, Voranipit;Pesee, Montien;Supaadirek, Chunsri;Thamronganantasakul, Komsan
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권15호
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    • pp.6115-6120
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    • 2014
  • Background: To compare the KKU-model rectal tube (KKU-tube) and the conventional rectal tube (CRT) for checking rectal doses during high-dose-rate intracavitary brachytherapy (HDR-ICBT) of cervical cancer. Materials and Methods: Between February 2010 and January 2011, thirty -two patients with cervical cancer were enrolled and treated with external beam radiotherapy (EBRT) and intracavitary brachytherapy (ICBT). The KKU-tube and CRT were applied intrarectally in the same patients at alternate sessions as references for calculation of rectal doses during ICBT. The gold standard references of rectum anatomical markers which are most proximal to radiation sources were anterior rectal walls (ARW) adjacent to the uterine cervix demonstrated by barium sulfate suspension enema. The calculated rectal doses derived from actual anterior rectal walls, CRT and the anterior surfaces of the KKU-tubes were compared by using the paired t-test. The pain caused by insertion of each type of rectal tube was assessed by the visual analogue scale (VAS). Results: The mean dose of CRT was lower than the mean dose of ARW ($Dmean_0-Dmean_1$) by $80.55{\pm}47.33cGy$ (p-value <0.05). The mean dose of the KKU-tube was lower than the mean dose of ARW ($Dmean_0-Dmean_2$) by $30.82{\pm}24.20cGy$ (p-value <0.05). The mean dose difference [($Dmean_0-Dmean_1$)-($Dmean_0-Dmean_2$)] was $49.72{\pm}51.60cGy$, which was statistically significant between 42.32 cGy -57.13 cGy with the t-value of 13.24 (p-value <0.05). The maximum rectal dose by using CRT was higher than the KKU-tube as much as 75.26 cGy and statistically significant with the t-score of 7.55 (p-value <0.05). The mean doses at the anterior rectal wall while using the CRTs and the KKU-tubes were not significantly different (p-value=0.09). The mean pain score during insertion of the CRT was significantly higher than the KKU-tube by a t-score of 6.15 (p-value <0.05) Conclusions: The KKU-model rectal tube was found to be an easily producible, applicable and reliable instrument as a reference for evaluating the rectal dose during ICBT of cervical cancer without negative effects on the patients.

AIDS환자 치료를 위한 점진적 약물감소기법에 감염속도상수가 미치는 영향 (The influence of infection ratio on Gradual Reduction of Drug Dose for the treatment of AIDS patients)

  • 이강현;조남훈
    • 전기학회논문지
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    • 제56권1호
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    • pp.174-182
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    • 2007
  • In this paper, we study the influence of infection ratio on gradual reduction of drug dose for the five state HIV infection model that explicitly includes the population of the virus. We first compute all equilibrium points of the model and investigate the stabilities of them. As a result, a bifurcation diagram is obtained which shows a change in the equilibrium points, or in their stability properties, as the drug effect $\eta$ is varied from 0 to 1(alternatively, drug dose is changed from 1 to 0). Based on the bifurcation diagram, we show that the gradual reduction of drug dose can be applied for the treatment of AIDS patients. Moreover, we analyze the influence of the variation of infection ratio on the gradual reduction treatment. Computer simulation results are also presented to validate the proposed results.

촬영조건에 의한 환자 피폭선량의 자동계산 프로그램 (The patient dose calculation model on the Exell program)

  • 김정민;석진용
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제25권2호
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    • pp.35-38
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    • 2002
  • 의료피폭에 관한 관심과 함께 촬영록(촬영조건)을 기록하는 일은 단순히 환자기록이 아니라 피폭선량을 예측하는 방법으로 이용될 수 있다. 그러나 각 장비마다 출력의 차이가 있어서 장치의 출력을 실험을 통하여 구하고 그 출력을 엑셀 프로그램상에서 3차 수식화하여 그 계수를 구함으로서 촬영조건을 입력함과 동시에 피부 입사선량을 구할 수 있는 방법을 고안하였다.

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선량평가 및 Display시스템 (A Rapid Dose Assessment and Display System Applicable to PWR Accident)

  • 문광남;육종철
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제13권2호
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    • pp.67-77
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    • 1988
  • 원자력발전소의 비상사태 발생시 효과적인 비상대책 수립을 위하여 인근 주민에 대한 신속한 피폭선량 평가 시스템의 개발이 강조되고 있다. 여기서 개발한 시스템은 다양한 원전의 사고에 대해 인근 주민에 대한 방사선 영향의 신속한 평가 모델로서 마이크로 컴퓨터에 기초한 프로그램이며, 문답형의 메뉴방식의 사용자 입력구조를 가지고 있고 수행 결과의 출력은 표 또는 그래픽 형식의 구조를 가지고 있어서 신속한 피폭선량평가 수행뿐만 아니라 신속한 결과 판독이 가능하여 비상대책 활동을 위한 결정에 도움을 준다.

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