• 한국방사선학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.677-684
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• 2020

CT 검사 시 좌,우 X축 방향의 Miscentering은 선량과 화질에 영향을 준다. CT Gantry Isocenter와 검사 목적부위의 Center가 일치되도록 Lateral Sliding Table을 이용하여 일치시켰을 때 화질은 더욱 좋아지고 피폭선량은 줄어든다. 중심 이탈에 따른 선량 비교 CTDI (mGy) 측정을 위하여 CTDI Head Phantom (Kimda, Korea)과 선량측정계(Ray Safe, Sweden)를 사용하였고, 중심 이탈에 따른 균일도의 차이를 보기 위한 노이즈의 측정은 Water Phantom (HITACHI, Japan) 을 사용하였다. 중심 이탈에 따른 선량 비교 CTDI(mGy)를 위해 선량을 측정한 결과 Isocenter 에서 X 축으로 20 mm 씩 이동하여 80 mm로 이동될때까지 지속적으로 선량이 적어졌고 정확한 선량이 입사되지 않았다. 중심 이탈에 따른 균일도의 차이를 보기 위해 SD값을 측정하였고 20 mm 씩 이동하여 80 mm로 이동될 때까지 지속적으로 노이즈가 커졌다. 콜리메이션의 범위는 중심이 탈된 범위만큼 콜리메이션 범위가 늘어났고 피폭의 범위가 커졌다. Lateral Sliding Table을 이용하면 Isocenter를 쉽게 맞출 수 있고, Isocenter에서 벗어난 위치의 심장검사, Extremity bone과 Shoulder같은 부위에서 Isocenter를 맞춰 영상의 화질을 높일 수 있고, Isocenter를 맞춰 콜리메이션을 대폭 축소하여 검사할 수 있으니 불필요한 피폭선량 감소에 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권1호
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• pp.109-115
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• 1994

본 연구의 목적은 뇌정위적 방사선수술시 최적 선량분포를 얻기 위하여 빠른 multiple isocenter 계획을 효과적으로 수행할 수 있는 방법을 개발하는 데 있다. 18cm 직경의 구형 머리 팬톰과 정확한 선량 알고리듬을 이용하여 선량값을 계산한 뒤 fltting 기술을 이용하여 빠른 구형선량 모델을 개발하였다. 구형선량 모델을 이용하여 single isocenter에 대한 선량값은 합산에 의하여 쉽게 얻어졌다. Isocenter들간의 이동에 따른 선량분포의 변화를 이용하여 컴퓨터 자동추적 방법이 개발되었으며, isocenter 간격 및 collimator 크기가 빠른 시간내에 결정될 수 있었다. 구형선량모델은 beam data에 의한 선량데이타와 같은 선량분포를 나타냈으며 고속으로 삼차원 선량계산을 가능하게 하였다. 컴퓨터 자동추적 방법은 지금까지의 시행착오적 방법에 비해 보다 빠르게 최적 isocenter setting을 제공할 수 있었다. 구형선량모델 및 컴퓨터 자동추적방법은 multiple isocenter를 이용한 수술 계획시 최적선량 분포를 보다 빨리 얻을 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권9호
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• pp.2064-2071
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• 2020

For proton pencil beam scanning (PBS) technology, the accuracy of the dose distribution in a patient is sensitive to the properties of the incident beam. However, mechanical deformation of the proton therapy facility may occur, and this could be an important factor affecting the proton dose distribution in patients. In this paper, we investigated the effect of deformation on an SC200 proton facility's beam isocenter properties. First, mechanical deformation of the PBS nozzle, L-shape plate, and gantry were simulated using a Finite Element code, ANSYS. Then, the impact of the mechanical deformation on the beam's isocenter properties was evaluated using empirical formulas. In addition, we considered the simplest case that could affect the properties of the incident beam (i.e. if only the bending magnet (BG3) has an error in its mounting alignment), and the effect of the beam optics offset on the isocenter characteristics was evaluated. The results showed that the deformation of the beam position in the X and Y direction was less than 0.27 mm, which meets the structural design requirements. Compared to the mechanical deformation of the L-shape plate, the deformation of the gantry had more influence on the beam's isocenter properties. When the error in the mounting alignment of the BG3 is equal to or more than 0.3 mm, the beam deformation at the isocenter exceeds the maximum accepted deformation limits. Generally speaking, for the current design of the SC200 scanning beam delivery system, the effects of mechanical deformation meet the maximum accepted beam deformation limits. In order to further study the effect of the incident beam optics on the isocenter properties, a fine-scale Monte Carlo model including factors relating to the PBS nozzle and the BG3 should be developed in future research.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.38-38
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• 2003

목적 : 방사선 수술의 목적은 병소에 최대한의 방사선을 조사하고, 주위의 정상조직에는 가능한 적은 양의 방사선을 조사하는 것이다. 이러한 목적을 만족시키기 위해 방사선 수술계획자는 계획시 isocenter의 위치와 개수, 콜리메이터 크기를 변화시켜 가며, 주어진 병소에 맞는 선량분포를 획득해 방사선 수술효과를 최대화시키는 수술계획을 수립한다. 본 연구에서는 다양한 모양의 병소에 대해 자동적으로 isocenter를 위치시켜 수술 계획시 도움이 될 수 있도록 임의의 병소 모델들에 대해 위의 변수들을 변화시켜 가며 얻어지는 선량분포를 비교 분석하였다. 방법 : 본 연구에서는 임의로 정의한 계산 영역내에 다면체를 병소로 가정하여 연구를 수행하였다. 방사선 수술시 하나의 isocenter에서 얻어지는 선량분포는 구형으로 근사할 수 있으므로 하나의 isocenter를 구로 근사하여, 각 병소 모델 내에 콜리메이터 크기를 변화해가며 가능한 많은 영역을 포함하도록 isocenter를 배치시켰다. 이후 구형선량모델을 사용해 선량분포를 획득하여 병소와 정상조직간의 DVH(Dose Volume histogram)와 각 병소 모델에 대한 통일 평면상의 선량분포를 비교 분석하였다. 결과 ; 임의의 다양한 종양 모델에 대한 50%의 등선량 곡선내에서 세 가지의 빔관련 변수들을 변화시킨 결과, 종양이 없는 정상 조직에서는 선량분포가 극히 낮았으며, 콜리메이터의 크기에 따른 isocenter 의 개수가 변화하는 것을 확인할 수 있었고, 이 경우 한 종양모델에서의 깊이에 따른 선량 분포는 크게 차이가 나지 않았다. 그리고, isocenter의 개수가 변화함에 따라 선량곡선이 변하는 것을 확인할 수 있었다. 결론 : 빔관련 변수인 콜리메이터 크기, isocenter 개수, 거리등은 어느 일정 정도를 넘기면, 병소내 선량 분포에 크게 기여하지 않는다는 점을 감안하여 빔관련 변수들을 최소로 고려하므로써 계획시 소모되는 시간 과 노력을 많이 줄일 수 있을 것이며, 또한 각 병소 모델에 대한 최적의 구형선량모델에서 공통적인 규칙성을 찾는 것과 실제 병소의 모양을 간단한 모양으로 근사화 시킨다면 자동적 선량모델을 이루는데 많은 도움이 되고, 이로 인해 효율적인 치료계획작업이 이루어질 것이라 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권3호
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• pp.129-134
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• 2002

방사선 수술시 예상되는 치료효과를 위해 종양에 미리 정의된 방사선량이 조사되도록 수술을 계획한다. 이러한 수술계획시 다양한 모양의 종양에 대해 수술 계획을 수행하는 것은 많은 시간과 숙련된 수술계획자가 요구된다. 최근 들어, 뛰어난 컴퓨터 기술의 발달로 컴퓨터를 이용한 수술계획 방법들이 많이 연구 발표되고 있으나 현재 대부분의 수술계획은 주로 시행착오를 통한 방법으로 이루어진다. 본 연구에서는 방사선 수술계획시 고려되는 많은 빔관련 변수들을 고려하고 다양한 형태의 종양들을 원통형으로 가정한 후 이 종양모델을 50％ 등선량 곡선내에 포함시킬수 있는 변수들을 찾아 이들을 비교 분석하였다. 수많은 변수들 중 본 연구에서 고려한 변수는 콜리메이터 크기, isocenter의 개수와 isocenter 간의 거리이고 이때 얻어진 선량분포는 Dose Volume Histogram(DVH)과 Dose Profile로 서로 비교하였다. 비교결과 우리가 가정한 50％ 등선량 곡선내에 종양모델을 포함시키기 위해서는 일정 개수 이상의 isocenter의 사용은 치료의 복잡성만을 증가시킬뿐 Dose Profile과 DVH에서의 변화는 눈에 뛰게 향상되지 않았다. 또한 같은 콜리메이터 크기로 같은 개수의 isoceter를 사용할 때 isocenter의 거리가 지름대비 1.0-1.2일 경우의 DVH와 Dose profile이 상대적으로 우수하게 나타났다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제9권2호
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• pp.351-359
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• 1991

LINAC 뇌정위적 방사선 수술은 주로 multiple noncoplanar arc를 이용한 single isocenter를 이용하고 있다. 이러한 방법에 의하면 구형선량 분포를 얻게 되는데, 뇌동정맥 기형이나 뇌종양의 경우 구형이 아닌 임의의 형태를 가진 경우도 많다. 본 논문에서는 임의의 병소형태에 대하여 multiple isocenters를 이용하여 병소모양과 같은 형태의 선량분포를 얻는 방법에 대하여 논하고져 한다. 적당한 조사변수들을 처음에 잘 선정하는 것은, 빠른 시간내에 최적선량 계획을 수행하는데 중요하다. 긴 병소모양에 대하여 같은 형태의 선량분포를 얻기 위한 isocenter 간격 및 조사면에 대한 guideline이 만들어졌다. 특히, 3차원 선량분포를 이용한 multiple isocenters의 응용에 대하여 논하여진다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제23권3호
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• pp.169-175
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• 2005

목적: 방사선 치료 시 3차원 영상 획득에 방사선치료 전용으로 개발된 모의 CT를 사용하고 있으나 아직까지도 많은 병원에서는 일반 진단용 CT를 이용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 21명의 유방암 환자를 대상으로 모의치료, 진단용 CT기를 이용한 CT 스캔, 및 치료 과정 사이의 준비 오차를 분석하였다. 대상 및 방법: 준비 오차는 isocenter, SSD, CLD, 및 수술 시 삽입된 클립의 위치들의 변화를 계산하여 분석하였다. 모의조사에서 얻어진 x-ray 영상에 나타난 해부학적 구조물과 CT 스캔 시 isocenter를 표시하기 위해 환자의 몸에 부착된 marker를 기준으로 정해진 isocenter에서 얻은 DRR 영상상의 구조물을 비교하여 잘 일치하지 않을 경우 새로운 isocenter가 정해졌고 이러한 isocenter의 위치 변화를 계산하였다. 결과: 21명의 환자 중 7명의 경우 DRR상과 모의치료 필름상의 해부학적 구조물이 21명의 환자 중 7명이 일치하지 않았으므로 치료계획을 실행하기에 앞서 새로운 isocenter를 정하였다. Isocenter 이동을 근거로 계산된 진단용 CT와 모의 치료간에 발생되는 평균 준비오차의 표준편차는 횡측 방향으로 2.3 mm, longitudinal 방향으로 1.6 mm, 그리고 AP 방향으로 1.6 mm이다. 모의치료와 CT data의 AP 방향 및 tangential 방향에서 측정된 SSD 값의 평균오차 및 표준편차는 각각 $1.9{\pm}2.3\;mm$ 및 $2.8{\pm}3.7\;mm$이다. 모의치료와 DRR간의 CLD 오차의 변화범위는 0에서 6 mm 이고 모의치료와 portal 영상간의 오차범위는 0에서 5 mm이다. 클립을 기준으로 계산된 그룹의 systematic error는 횡측 방향으로 1.7 mm, AP 방향으로 2.1 mm, 그리고 SI 방향으로 1.7 mm이다. 결론: 연구 결과 SSD, CLD, 클립의 움직임 및 isocenter의 위치변화 측면에서 분석될 경우 그다지 큰 오차는 발생하지 않았음을 보여준다. 그러므로 본 연구결과 유방암 환자의 경우 진단용 CT를 사용한다 하더라도 준비오차는 모의 CT를 사용하는 경우와 비교하여 차이가 없음을 알 수 있다. 그러나 모의치료와 CT스캔 사이의 준비오차를 감소하기 위해서는 CT 영상 획득 시 환자 위치고정에 특별한 주의를 기울여야 한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권1호
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• pp.17-24
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• 2019

목 적: 본 연구는 정위적체부방사선치료(Stereotactic Body Radiation Therapy, SBRT)용으로 개발된 선형가속기 VERO치료 시, 동중심점(Isocenter) 일치성과 점선량(Point dose)의 정확성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 2018년 6월부터 12월까지 본원에서 시행한 SBRT 중 무작위로 선정한 10건의 치료계획으로 분석하였다. 선형가속기의 출력 안정성을 평가하기 위해 출력검출기 PTW-LinaCheck로 출력균일성(Output constancy)을 측정하였다. Laser와 kV imaging, MV beam의 기하학적 Isocenter의 정확성을 Isocenter Phantom(Tofu Phantom, Brain Lab)을 이용해 측정하고 평가하였다. 계획선량과 치료선량의 정확성 평가는 아크릴 팬텀($30{\times}30{\times}20cm$), 이온챔버 CC-01(IBA Dosimetry)와 Electrometer(IBA Dosimetry)를 이용해 선량을 측정하여 비교 및 분석하였다. 결 과: VERO의 출력균일성을 측정한 결과 0.66 %로 계산되었다. 기하학적 Isocenter 정확성은 Phantom 내부 Ball Isocenter의 오차 값을 분석한 결과 X축 방향에서는 최대 0.4 mm, 최소 0.0 mm로 평균값 0.28 mm였고, Y축 방향에서는 최대 -0.4 mm, 최소 0.0 mm로 평균값 -0.24 mm의 결과값을 얻었다. 치료계획선량과 실제측정선량을 비교 및 분석한 결과 치료계획선량과 실제측정선량의 오차는 최대 0.97 %, 최소 0.08%로 측정되었다. 결 론: 장비의 출력선량 평균은 0.66 %로 권고기준 ${\pm}3%$에 충족하고 매우 균일하게 출력되었다. 기하학적 Isocenter 정확성 평가에서 권고기준 ${\pm}1mm$ 이내로 환자 자세의 재현성이 매우 우수하다고 생각된다. 치료계획선량과 실제측정선량의 차이는 평균 0.52 %로 권고기준 3 % 이내로 충족하여 예측한 선량을 얻을 수 있음을 확인하였다. 이 실험들을 통해 VERO장비가 SBRT에 적합하고 우수한 치료 효과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권1호
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• pp.28-33
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• 2003

본 연구는 무고정틀정위방사선치료의 다중호형 기법과 입체조형기법간의 회전중심점의 오차를 알아보고자 하였다. 1997년부터 2000년 12월까지 무고정틀정위방사선치료를 받은 47명의 환자를 대상으로 하였다. 다양한 종양형태와 크기를 고려하여 다중호형 또는 입체조형정위방사선치료를 선택하였다. 각 치료기법에 따른 회전중심점의 오차를 계산하였다. 다중호형과 입체조형정위방사선치료의 공간적 편차값($\Delta$r)은 각각 0.41 mm와 0.54 mm이었다. 다중호형정위방사선치료에서의 회전중심점의 정확도는 x, y, z 방향에서 각각 0.2 mm (SD 0.2 mm), 0.2 mm (SD 0.2), 0.3 mm (SD 0.2 mm)이었고, 입체조형정위방사선치료에서는 각각 0.2 mm (SD 0.2 mm), 0.3 mm (0.2 mm), 0.4 mm (SD 0.2 mm)이었다. 무고정틀 정위방사선치료를 이용한 회전중심점의 오차는 다중호형기법과 입체조형기법간에 차이가 없었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권1호
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• pp.55-62
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• 2007

목 적: PACS의 도입에 발맞추어 시작된 디지털 의료영상은 현재 방사선 진단 및 치료 영역에서 일반화되었으며 특히 진단 영역에서는 눈부신 발전을 거듭하고 있다. 치료영역에서의 디지털 영상 구현은 상대적으로 느린 성장과정을 거쳐 오늘에 이르고 있다. 본 논문은 이러한 아날로그에서 디지털로 변화하는 흐름을 인식하여 정도관리(Quality Assurance) 업무 중 기계적 점검(Mechanical check) 부분을 디지털 영상 기반 업무로 대체하여 수행하고, 기존의 육면체 또는 사각형틀의 개념을 탈피한 구형(球形)의 Spherical type mechanical check device (SMCD)를 고안하여 그 실용성을 실험하였다. 대상 및 방법: 선원에서 영상 detecter 간의 거리가 항상 일정하고, SMCD의 중심까지 거리가 일정하다면 어느 방향에서 방사선으로 SMCD를 조사하더라도 그 크기는 항상 일정하게 영상으로 표현 될 것이다. 이를 위해 Polyester P.E 재질의 정확한 반구(半球) 2개를 자체 제작하여 그것을 합쳤을 때 정원(正圓)의 구(球)가 되도록 하였다. 결 과: SMCD를 이용하여 방사선조사면과 광조사면의 일치도, 방사선조사면 크기의 정확도($5{\times}5$, $10{\times}10$, $15{\times}15cm^2$), Collimator field 크기의 정확도($5{\times}5$, $10{\times}10$, $15{\times}15cm^2$), Gantry rotation isocenter check, Collimator rotation isocenter check, Room laser accuracy check, Collimator rotation angle check와 Couch rotation angle check 등 기존의 기계적 점검을 디지털 영상을 이용하여 실행할 수 있었다. 결 론: 기존의 Flat 또는 정육면체 형태의 기계적 점검 장치로는 쉽게 하기 힘든 non-coplanar field에 적용되는 Gantry와 Couch가 동시에 rotation 되었을 때 그 isocenter의 일치도를 실시간으로 확인할 수 있었다.