뇌종양 환자의 양성자 치료 시 Range Compensator의 Smooth Thickness 적용에 따른 선량비교

김태완,김대웅,김재원,정경식,Kim, Tae Woan,Kim, Dae Woong,Kim, Jae Weon,Jeong, Kyeong Sik 대한방사선치료학회 2016 대한방사선치료학회지 Vol.28 No.2

목 적 : 양성자 치료 시 사용되는 Range Compensator는 Target의 Distal Margin의 선량에 대해 정상조직에 전달되는 양성자 빔 선량을 보정하는 역할을 한다. 이에 뇌종양 치료에 사용되는 Range Compensator의 Smooth Thickness를 다르게 적용함에 따른 PTV와 OAR의 선량을 비교하여 대상 부위의 선량이 개선되는 것을 확인해 보고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 양성자 치료를 받은 뇌종양 환자 10명을 대상으로 Eclipse Proton Planning System(Version 10.0, Varian, USA)의 Compensator Editor를 사용하여 Range Compensator에 적용되는 Smooth Thickness를 각각 1회에서 5회까지 순차적으로 적용하였다. 치료계획의 알고리즘은 Proton Convolution Superposition(version 8.1.20 or 10.0.28)을 사용하였고, Smooth Thickness를 단계적으로 적용함에 따른 PTV의 Dmax, Dmin, Homogeneity Index, Conformity Index 그리고 종양주위의 OAR 선량을 비교하였다. 결 과 : Smooth Thickness를 1회에서 5회까지 적용하였을 때 PTV의 최대선량(Dmax)은 최대 4.3%, 최소 0.8%, 평균 1.81% 감소하였으며, 최소선량(Dmin)은 최대 1.8%, 최소 0.2%, 평균 0.82% 증가하였고, 최대선량과 최소선량의 차이는 최대 5.9%, 최소 1.4%, 평균 2.63% 감소하였다. Homogeneity Index는 평균 0.018 감소하였고 Conformity Index는 거의 변화가 없었다. OAR 선량은 Brain Stem에서 최대 1.6%, 최소 0.1%, 평균 0.59% 감소하였으며, Optic Chiasm에서 최대 1.3%, 최소 0.3%, 평균 0.45% 감소하였으나, C와 E환자가 각각 0.3%, 0.6% 증가하였다. 그리고 Rt. Optic Nerve에서 최대 1.5%, 최소 0.3%, 평균 0.8% 감소하였으나, B환자가 0.1% 증가하였다. Lt. Optic Nerve에서는 최대 1.8%, 최소 0.3%, 평균 0.67% 감소하였으나, H환자가 0.4% 증가하였다. 결 론 : 뇌종양 환자의 양성자 치료에 사용되는 Range Compensator의 Smooth Thickness가 단계적으로 적용될수록 Compensator의 해상도가 증가하여 가장 최적화된 양성자 빔 선량을 전달할 수 있다. 이는 PTV에 좀 더 균일한 선량을 조사할 수 있고 또한 OAR에 작용하는 불필요한 선량을 감소시켜 부작용을 줄일 수 있을 것으로 사료된다. Purpose : Range Compensator used for proton therapy compensates the proton beam dose which delivers to the normal tissues according to the Target's Distal Margin dose. We are going to check the improvement of dose on the target part by comparing the dose of PTV and OAR according to applying in different method of Smooth Thickness of Range Compensator which is used in brain tumor therapy. Materials and Methods : For 10 brain tumor patients taking proton therapy in National Cancer Center, Apply Smooth Thickness applied in Range Compensator in order from one to five by using Compensator Editor of Eclipse Proton Planning System(Version 10.0, Varian, USA). The therapy plan algorithm used Proton Convolution Superposition(version 8.1.20 or 10.0.28), and we compared Dmax, Dmin, Homogeneity Index, Conformity Index and OAR dose around tumor by applying Smooth Thickness in phase. Results : When Smooth Thickness was applied from one to five, the Dmax of PTV was decreased max 4.3%, minimum at 0.8 and average of 1.81%. Dmin increased max 1.8%, min 1.8% and average. Difference between max dose and minimum dose decreased at max 5.9% min 1.4% and average 2.6%. Homogeneity Index decreased average of 0.018 and Conformity Index didn't had a meaningful change. OAR dose decreased in Brain Stem at max 1.6%, min 0.1% and average 0.6% and in Optic Chiasm max 1.3%, min 0.3%, and average 0.5%. However, patient C and patient E had an increase each 0.3% and 0.6%. Additionally, in Rt. Optic Nerve, there was a decrease at max 1.5%, min 0.3%, and average 0.8%, however, patient B had 0.1% increase. In Lt. Optic Nerve, there was a decrease at max 1.8%, min 0.3%, and average 0.7%, however, patient H had 0.4 increase. Conclusion : As Smooth Thickness of Range Compensator which is used as the proton treatment for brain tumor patients is applied in stages, the resolution of Compensator increased and as a result the most optimized amount of proton beam dose can be delivered. This is considered to be able to irradiate the equal amount at PTV and reduce the unnecessary dose applied at OAR to reduce the side effects.

층간균열을 갖는 적층 복합재료 스트립의 일반평면변형

김태완,임세영 ( Tae Woan Kim,Se Young Im ) 한국복합재료학회 1992 Composites research Vol.5 No.2

소형 가스터빈 연소기 고공환경 점화 시험 설비 구축 및 검증 실험

김태완(Tae-Woan Kim),이양석(Yang-Suk Lee),김기우(Ki-Woo Kim),김보연(Bo-Yean Kim),고영성(Young-Sung Ko),김선진(Sunjin Kim),김형모(Hyung-Mo KIM),정용운(Yong-Wun Jung) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회지 Vol.14 No.3

분기 명령어 예측 메카니즘의 설계 및 구현

김태완(Tae woan Kim),김상복(Sang Bok Kim),박보영(Bo Young Park),배종민(Jong Min Bae) 한국정보과학회 1994 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.21 No.1

파이프라인 기법은 여러 명령어들의 수행을 중첩해서 행하게 함으로써, 성능을 향상시키는 방법인데, 여러가지 성능 저하 요인으로 인해 파이프라인은 최대의 성능을 발휘 할 수 없게 된다. 본 논문에서는 이러한 성능 저하 요인들 중에서 분기 명령어에 의해 발생하는 성능 저하를 줄이기 위해, 분기 명령어를 미리 예측하여 처리함으로써, 분기 명령어로 인한 성능 저하를 줄일 수 있는 새로운 메카니즘을 제시하고, 시뮬레이션을 통해서 그 메카니즘의 효율성을 입증하였다.

압력 섭동 장치 설계/제작 및 검증시험

김태완(Tae-Woan Kim),황오식(Oh-Sik Hwang),고영성(Young-Sung Ko),정세용(Se-Yong Jung) 한국추진공학회 2009 한국추진공학회지 Vol.13 No.3

좌측 유방의 세기변조 방사선치료 시 Virtual Bolus 적용에 따른 선량 변화 비교 평가

임경진,김태완,장요종,양진호,이승현,염두석,김선영,Lim, Kyeong Jin,Kim, Tae Woan,Jang, Yo Jong,Yang, Jin Ho,Lee, Seong Hyeon,Yeom, Du Seok,Kim, Seon Yeong 대한방사선치료학회 2019 대한방사선치료학회지 Vol.31 No.2

목 적: 유방암 방사선치료 시 호흡이나 부종으로 인한 유방 변화를 고려하여 치료계획을 하여야 한다. 본 연구는 부분절제술을 시행한 좌측 유방암 환자의 세기조절 방사선치료 시 치료 용적의 변화에 따른 Virtual Bolus(VB) 기법의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 유방보존술 후 방사선치료를 받은 환자 10명을 대상으로 하였고 VMAT 과 IMRT에서 VB를 적용한 치료계획과 적용하지 않은 치료계획을 각각 수립하여 유방의 변화에 따른 선량을 비교하였다. 유방에 변화가 없을 경우 VMAT_NoVB와 VMAT_VB에서 치료 용적의 V95%, HI, CI와 Ipsilateral Lung의 Dmean, V5, V20, V30, Heart의 Dmean을 비교 분석하였고 IMRT도 동일한 방법으로 진행하였다. 또한 치료 용적에 1cm 변화가 있을 경우 각 치료계획의 TCP, NTCP를 분석하였다. 결 과: 유방에 변화가 없을 경우 처방선량의 95%를 받는 PTV_NoVB 체적의 비율은 VMAT_NoVB와 VMAT_VB에서는 99.80±0.17%, 99.75±0.12%였고, IMRT_NoVB와 IMRT_VB에서는 99.67±0.26%, 99.51±0.15%였다. 각 환자에 따른 수치를 비교해 보면, VMAT_VB의 PTV_NoVB에 대한 V95%는 VMAT_NoVB의 PTV_NoVB에 대한 V95% 보다 0.08±0.22배 낮았다. 또한 IMRT_VB에서 PTV_NoVB에 대한 V95%는 IMRT_NoVB 보다 0.24±0.36배 낮았지만 큰 차이를 보이지 않았다. HI와 CI는 3% 이내의 차이를 보였다. OAR에서는 대부분 VB Plan에서 선량이 높게 나타났지만 가이드라인을 초과하지 않았다. 유방에 1cm의 변화가 있을 경우 NoVB Plan의 TCP는 유방에 변화가 없을 때보다 90% 이상 감소하는 것으로 나타났지만, VB Plan은 비슷한 수준의 치료 효과를 유지하는 것으로 나타났다. 결 론: Virtual Bolus를 적용한 치료계획은 기존의 치료계획과 비슷한 Plan Quality를 가지면서 움직임으로 발생하는 선량 오차를 줄여줄 수 있는 방법이다. 유방암의 세기조절 방사선치료 시 유방의 움직임이나 부종이 예상된다면 VB를 적용한 치료계획이 매우 유용할 것이라 사료된다. Purpose: Radiation therapy for breast cancer should consider the change in breast shape due to breathing and swelling. In this study, we evaluate the benefit of using virtual bolus for IMRT of left breast cancer. Materials and methods: 10 patients with early breast cancer who received radiation therapy after breastconserving surgery compared the VMAT and IMRT plans using the virtual bolus method and without using it. The first analysis compared the V95%, HI, CI of treatment volume, Dmean, V5, V20, V30 of ipsilateral lung, and Dmean of heart in VMAT plan made using the virtual bolus method(VMAT_VB) to the plan without using it(VMAT_NoVB) in case there is no change in the breast. In IMRT, the same method was used. The second analysis compared TCP and NTCP based on each treatment plan in case there is 1cm expansion of treatment volume. Result: If there is no change in breast, V95% in VB Plan(VMAT_VB, IMRT_VB) and NoVB Plan(VMAT_NoVB, IMRT_NoVB) is all over 99% on each treatment plan. V95% in VMAT_NoVB and VMAT_VB is 99.80±0.17% and 99.75±0.12%, V95% in IMRT_NoVB and IMRT_VB is 99.67±0.26% and 99.51±0.15%. Difference of HI, CI is within 3%. OAR dose in VB plan is a little high than NoVB plan, and did not exceed guidelines. If there is 1cm change in breast, VMAT_NoVB and IMRT_NoVB are less effective for treatment. But VMAT_VB and IMRT_VB continue similar treatment effect compared in case no variation of breast. Conclusion: This study confirms the benefit of using a virtual bolus during VMAT and IMRT to compensate potential breast shape modification.

고공환경 모사용 이차목 디퓨저의 배압에 따른 성능 특성

김완찬(Wan Chan Kim),유이상(I Sang Yu),김태완(Tae Woan Kim ),박진수(Jin Soo Park),고영성(Young Sung Ko),김민상(Min Sang Kim) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集B Vol.41 No.9

본 연구에서는 이차목 디퓨저의 배압에 따른 특성과 디퓨저 내부의 유동을 확인하기 위해서 실험과 수치해석을 통하여 살펴보았다. 디퓨저의 배압(Pa)조건을 모사하기 위해 이젝터를 사용하였으며, 디퓨저와 이젝터는 상온 고압기체질소를 사용하였다. 그 결과, 노즐전단압력(P0)이 동일할 때 배압(Pa)을 낮추어 압력비(P0/Pa)를 높게 할수록 압력회복이 디퓨저 후단에서 이루어짐을 확인하였다. 노즐전단압력(P0)이 다르더라도 압력비(P0 /Pa)가 동일하다면 디퓨저 내부의 유동특성이 거의 동일함을 확인하였으며, 시동압력비((P0/Pa)st) 또한 일치함을 확인하였다. Experimental and numerical studies were performed to investigate the performance and internal flow characteristics of a supersonic second throat exhaust diffuser (STED) with back pressure (Pa). An ejector system was used to vary the back pressure (Pa) conditions. The operating gas for the STED and the ejector was high pressure nitrogen at room temperature. When the back pressure (Pa) at a constant nozzle inlet pressure P0) decreases, the pressure recovery location moves downstream. If the pressure ratio P0/Pa) is the same, even if the nozzle inlet pressures P0) are different, the diffuser"s internal flow pattern and starting pressure ratio ((P0/Pa)st) are almost the same.

화력발전용 증기터빈 밸브 케이싱의 수명 설계를 위한 최대허용온도차 계산

하준욱(Joon Wook Ha),김태완(Tae Woan Kim),이부윤(Boo Youn Lee) Korean Society for Precision Engineering 1999 한국정밀공학회지 Vol.16 No.8

난류 가진원에 의한 원자력 2차 습분분리기 구조응력 평가

김동훈(Dong Hun Kim),김태완(Tae Woan Kim),한혁재(Hyuk Jae Han) 대한기계학회 2014 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2014 No.4-1

응력분류도를 이용한 발전용 밸브케이싱의 주조결함 평가

하준욱(Joon Wook Ha),김태완(Tae Woan Kim) 대한기계학회 2003 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2003 No.11

Casting defects are evaluated by stress category drawings obtained from finite element analysis for the fossil power plant valve casings such as the main stop valve casing and the control valve casing. The numerical stress intensity regulated by ASME Code is compared with those of the experiment and the two results show a good agreement. The numerical stress intensity is classified into four stress categories according to the allowable stress and rupture strength of valve casing materials. Finally, stress category drawings are prepared based upon the four stress categories.