• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제47권1호
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• pp.39-48
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• 2024

In this study, we optimized the FNLM algorithm through a simulation study and applied it to a phantom scanned by low-dose CT to evaluate whether the FNLM algorithm can be used to obtain improved image quality images. We optimized the FNLM algorithm with MASH phantom and FASH phantom, which the algorithm was applied with MATLAB, increasing the smoothing factor from 0.01 to 0.05 with increments of 0.001 and measuring COV, RMSE, and PSNR values of the phantoms. For both phantom, COV and RMSE decreased, and PSNR increased as the smoothing factor increased. Based on the above results, we optimized a smoothing factor value of 0.043 for the FNLM algorithm. Then we applied the optimized FNLM algorithm to low dose lung CT and lung CT under normal conditions. In both images, the COV decreased by 55.33 times and 5.08 times respectively, and we confirmed that the quality of the image of low dose CT applying the optimized FNLM algorithm was 5.08 times better than the image of lung CT under normal conditions. In conclusion, we found that the smoothing factor of 0.043 among the factors of the FNLM algorithm showed the best results and validated the performance by reducing the noise in the low-quality CT images due to low dose with the optimized FNLM algorithm.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.739-742
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• 2019

본 논문에서는 성능이 향상된 면적선량계(DAP)를 제안한다. 본 논문에서 제안한 성능이 향상된 면적선량계는 기존에 개발되었던 면적선량계를 최적화하였다. 성능이 향상된 면적선량계는 전하 적분기 및 ADC 회로의 최적화 설계, RS-485 통신용 Line transceiver의 최적화 설계, Display 회로의 최적화 설계, 연동 및 에이징을 위한 PC 기반 제어 프로그램 최적화 등을 수행하였다. 제안된 시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인시험기관에서 실험한 결과는 Radiation dose dependence와 Radiation quality dependence는 4.2%의 측정 불확도가 측정되어 국제 표준인 ${\pm}15%$ 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다. Energy range/Tube voltage는 30~150kV 구간에서 반응이 확인되었다. 센서필드간 감도차이와 센서필드간 면적선량 감도차이는 4.3%의 측정 불확도가 측정되어 국제 표준인 ${\pm}15%$ 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다. 면적선량계의 재현성을 측정하기 위하여 10회 반복하여 측정한 결과 0%로 확인되어서 IEC60580 권고 사항인 2% 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다. Digital resolution은 시간당 기준선량에 대해 오차 범위 내에서 $0.01{\mu}Gy{\cdot}m^2$의 최소단위로 측정되는 것을 확인되었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제5권1호
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• pp.68-73
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• 1992

If the same weight is used in parallel opposed 6 and 10 MV x-ray beams, the lowest dose is achieved at SAD. Therefore, dose homogeneity in the target volume is decreased when SAD is taken at center of target volume than center of phantom or patient. With Standard deviation of ${\pm}6\%$ that repuesented the dose homogeneity in tarhet volume, we studied the optimized beam weights at which hot spot dose was least in parallel opposed beams. The optimized beam weights that maximally decrease the hot spot dose, wer 1.29, 1.19, 2.71, 3.50, and 4.70 in 6 MV x-ray and 1.25, 1.53, 1.90, 2.36, 3.01, and 3.7 in 10 MV x-ray, reapectively, when center of target volume was changed to 2,4,6,8,10, and 12cm from center plan of phantom along the centeral axis of beams.

• 한국방사선학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.421-426
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• 2011

본 연구는 CR영상에서 선량이 화질에 미치는 영향을 평가하기위해 수행되었다. 본 연구의 궁극적인 목적은 임상 흉부진단에 필요한 영상화질을 얻을 수 있는 최적 선량을 찾는 것이다. 영상화질 평가를 위해서 다양한 선량에서의 MTF, NNPS, 그리고 NEQ를 측정하였으며, MTF 측정과 실험장치 구성은 International Electrotechnical Commission(IEC)에서 제시한 절차에 따라 수행하였다. 실험 결과를 통해 흉부진단의 경우 자동노출조절 (Automatic Exposure Control, AEC) 제어반에서 자동으로 설정해주는 선량의 절반 선량으로도 필요한 영상화질이 얻어짐을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 AEC에서 제시하는 선량이 최적 선량이 아니며 화질평가를 통해서 얻어진 최적 선량을 사용하면 환자의 피폭을 상당량 줄일 수 있음을 보였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.137-147
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• 2012

목 적: 알고리즘에 따른 치료계획의 영향을 분석하고 실제 치료계획을 수립할 때 고려사항을 적용하고, 나아가 최선의 치료계획을 수립하는 프로토콜을 제시하고자 한다. 대상 및 방법: 치료계획 시스템은 이클립스 10.0 (Eclipse 10.0, Varian, USA)이다. 선량계산의 알고리즘은 PBC (Pencil Beam Convolution)와 AAA (Anisotropic Analytical Algorithm)을 각각 적용하였고, 세기 조절 방사선 치료(IMRT)를 위한 최적화(Optimization) 알고리즘은 DVO (Dose Volume Optimizer 10.0.28), VMAT을 위한 최적화 알고리즘은 PRO II (Progressive Resolution Optimizer V 8.9.17)와 PRO III (Progressive Resolution Optimizer V 10.0.28)을 사용하였다. 실험을 위한 팬텀은 치료계획시스템에서 가상으로 만들었으며, $30{\times}30{\times}30$ cm의 규격에 밀도가 균일한 것(HU: 0)과 중간에 공기(HU: -1,000)로 가정되는 물질이 삽입한 된 비균질 팬텀으로 설정하였다. 실험은 먼저 팬텀(Phantom) 계획을 실시하여 일반적인 치료계획의 특징을 분석하고 그 내용을 토대로 실제 임상적용 할 치료계획을 수립하였다. 결 과: 균일한 밀도 팬텀에서 6 MV, 10 cm PDD (Percentage Depth Dose)는 PBC와 AAA는 모두 65.2%로 유사한 값을 나타냈지만, 비균질 팬텀에서 PDD는 저밀도 물질을 만나기 전까진 유사한 PDD 값을 보이다가 공기 영역에서 다른 선량곡선을 보여주고, 투과한 후에는 PDD 10 cm은 각각 75%, 73%이었다. 동일한 MU의 3차원 치료계획에서 보면, AAA 치료계획이 폐가 포함된 영역에서 저 선량으로 나타났다. 기관지와 폐의 영역이 포함된 경추 치료 환자의 2차원 대향 2문조사 치료계획을 15 MV을 이용하여 설계하였을 때, Conformity Index (ICRU 62)는 PBC 계산에서 0.95, AAA에서 0.93이었다. IMRT 치료계획은 DVO에서 보여지는 DVH가 선량계산 DVH와 동일하게 나타났다. 하지만 AAA으로 선량계산을 하였을 때는 DVO에서 조건을 만족하는 결과가 선량계산에서는 선량부족으로 나타났다. PRO II을 이용한 VMAT 치료계획은 최적화 할 때는 만족스런 결과를 얻었지만, 선량계산을 실시하였을 때는 저밀도 영역이 선량 부족으로 나타났다. 하지만 PRO III에서 같은 조건을 1회 더 최적화함으로써 최적화 결과와 선량계산 결과가 유사하였다. 결 론: 본 연구에서는 선량계산 알고리즘의 옳고 그름을 판단하지 않는다. 알고리즘이 나타내는 선량 분포의 특성을 분석하고, 특히 최적화가 필요한 IMRT나 VMAT 치료계획에서 최적화 알고리즘의 요인도 치료계획을 수립할 때 고려함으로써 최적의 치료계획을 위한 방법을 제시하고자 한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제38권2호
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• pp.138-147
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• 2020

Purpose: To evaluate the dosimetric variations in patients of head and neck cancer treated with definitive or adjuvant radiotherapy using optimized non-coplanar (ncVMAT) beams with coplanar (cVMAT) beams using volumetric arc therapy. Materials and Methods: Twenty-two patients of head and neck cancer that had received radiotherapy using VMAT in our department were retrospectively analyzed. Each of the patients was planned using coplanar and non-coplanar orientations using an optimized couch angle and fluences. We analyzed the Conformity Index (C_IRTOG), Dose Homogeneity Index (DHI), Heterogeneity Index (HI_RTOG), low dose volume, target and organs-at-risk coverage in both the plans without changing planning optimization parameters. Results: The prescription dose ranged from 60 Gy to 70 Gy. Using ncVMAT, C_IRTOG, DHI and HI_RTOG, and tumor coverage (ID_95%) had improved, low dose spillage volume in the body V_5Gy was increased and V_10Gy was reduced. Integral dose and intensity-modulated radiation therapy factor had increased in ncVMAT. In the case of non-coplanar beam arrangements, maximum dose (D_max) of right and left humeral head were reduced significantly whereas apex of the right and left lung mean dose were increased. Conclusion: The use of ncVMAT produced better target coverage and sparing of the shoulder and soft tissue of the neck as well as the critical organ compared with the cVMAT in patients of head and neck malignancy.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제54권2호
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• pp.159-169
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• 2024

Purpose: The aim of this study was to evaluate the influence of different cone-beam computed tomography (CBCT) acquisition protocols on reducing the effective radiation dose while maintaining image quality. Materials and Methods: The effective dose emitted by a CBCT device was calculated using thermoluminescent dosimeters placed in a Rando Alderson phantom. Image quality was assessed by 3 experienced evaluators. The relationship between image quality and confidence was evaluated using the Fisher exact test, and the agreement among raters was assessed using the kappa test. Multiple linear regression analysis was performed to investigate whether the technical parameters could predict the effective dose. P-values<0.05 were considered to indicate statistical significance. Results: The optimized protocol (3 mA, 99 kVp, and 450 projection images) demonstrated good image quality and a lower effective dose for radiation-sensitive organs. Image quality and confidence had consistent values for all structures (P<0.05). Multiple linear regression analysis resulted in a statistically significant model. The milliamperage (b=0.504; t=3.406; P=0.027), kilovoltage peak (b=0.589; t=3.979; P=0.016) and number of projection images (b=0.557; t=3.762; P=0.020) were predictors of the effective dose. Conclusion: Optimized CBCT acquisition protocols can significantly reduce the effective radiation dose while maintaining acceptable image quality by adjusting the milliamperage and projection images.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권2호
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• pp.243-252
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• 1994

원격조종 아프터로딩에 의한 고선량율 관내삽입조사는 체내 발생된 종양에 방사선원을 근접시켜 치료하는 방사선요법으로서 신속한 선량계산과 선량의 정확성 및 다양한 모양의 최적선량분포가 요구된다. 저자들은 크기가 작고 선량율이 높은 고선량율의 방사성동위원소에 대한 정확한 조사선량과 최적선량분포를 얻기 위하여 수학적인 콤퓨터 계산프로그램과 실측으로서 비교하였다. 고선량율 선원에 의한 방사선 조사선량과 조직내 흡수선량분포는 각각 Sievert적분식과 Meisberger의 다항식을 이용하여 작성하였다. 종양크기와 모양에 가장 알맞는 선량분포의 최적화를 실현하기 위하여 저자들은 치료기준점의 선량을 일정한 값으로 고정시키고 선원의 조사시간을 조정하는 선형반복 계산방정식을 이용하였다. 모형선원이 장착된 아프터로딩관을 삽입하고 조준엑스선으로 촬영하여 종양부위를 결정한 후 콤퓨터의 도움으로 아프터로딩관의 축과 평행한 등량곡선 또는 과일모양의 선량분포 및 기관지 모양의 등선량분포가 성취되도록 선량최적화를 시행하였고 선량계에 의한 실측치와 오차가 $3\%$이하로 잘 일치하였다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.214-215
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• 2002

Generally uniform dose distribution is assumed to be formed in a target region when a conventional dose formation method using a broad proton beam, a fixed modulation technique, a bolus and an aperture is employed. However, actual situations differ. We usually find non-uniformity in the target region. This is due to the insertion of a range-compensating bolus before the patient. Since the range-compensating bolus has an irregular shape, the scattering in the bolus depends on the lateral position. Dose distribution is overlapping results of dose distribution of pencil-proton beams traversing different lateral positions of the bolus. The lateral extent of dose distribution of each pencil beam traversing the different position differs each other at the same depth in the target object. This is a cause of the non-uniformity of the dose distribution. Therefore the same lateral extent of dose distribution should be attained for different pencil beams at the same depth to obtain a uniform dose distribution. For that purpose, we propose here a bi-material bolus. The bi-material bolus consists of a low-Z material determining mainly the range loss and a high-Z material defining mainly the scattering in the bolus. After passing through the bi-material bolus, protons traversing different lateral positions will have different residual range yet with the same lateral spread at a certain depth. Using the optimized bi-material bolus, we can obtain a more uniform dose distribution in the target region as expected.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.202-205
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• 2002

This paper describes the spot scanning with $^{11}$ C beams for the Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba (HIMAC). The concave-shaped irradiation field was optimized and the dose distribution was measured by 128-ch ionization chamber. Because of the wide momentum spread inherent in $^{11}$ C beams, the dispersion caused from the beam line and the scanning magnets should be taken into account to calculate the dose distribution of $^{11}$ C beams and their irradiated field. The reconstructed dose distribution is in good agreement with the experimental results.