조직 결손에 대한 투과선량 계산 알고리즘 보정

윤형근(Hyong Geun Yun),지의규(Eui Kyu Chie),허순녕(Soon Nyung Huh),이형구(Hyoung Koo Lee),우홍균(Hong Gyun Woo),신교철(Kyo Chul Shin),하성환(Sung Whan Ha) 대한방사선종양학회 2002 Radiation Oncology Journal Vol.20 No.2

목 적 : 서울대학교 의과대학 치료방사선과학교실에서는 생체내(in vivo) 선량측정시 방사선 조사 조건으로부터 투과선량을 예측하는데 필요한 투과선량 계산 알고리즘을 개발한 바 있으며 조사면 내에 조직의 일부가 결손된 경우에도 적용할 수 있도록 보정 알고리즘을 개발하고자 하였다. 재료 및 방법 : 알고리즘을 개발하기 위한 기본 자료를 마련하기 위하여 측정을 시행하였다. 측정에는 선형가속기의 6 MV 및 10 MV X선을 이용하였고 측정기 및 전위계를 사용하였다. 측정조건은 조사면의 크기는 10×10 ㎠, 20×20 ㎠ 및 30×30 ㎠으로 하였고, 팬톰 두께는 20 ㎝, PCD는 10 ㎝, 30 ㎝ 및 50 ㎝로 하였다. 이때 팬톰이 조사면의 일부에서 결손되도록 하였으며 결손 범위를 0 내지 100%로 하였다. 또한 조직 결손 및 불규칙한 윤곽선을 가진 경우에 알고리즘의 정확도를 평가하기 위하여 조직 결손이 가장 심한 경우에 해당하는 유방암 환자를 모델로 팬톰 모형을 만들어 투과선량을 측정하였다. 결 과 : 조사면의 일부에 존재하는 조직 결손이 투과 선량에 미치는 영향을 보정하기 위한 알고리즘을 물리학적 이론을 이용하여 개발하였으며 알고리즘은 다양한 측정조건들에서 측정값과 대부분 ±1.0%이내의 오차를 보였다. 유방암환자의 모형을 이용한 측정값과는 ±3.0% 이내의 오차를 나타내었다. 결 론 : 투과선량 계산 알고리즘은 조직이 일부 결손된 경우의 대부분에서 ±1.0% 이하의 오차 범위로 정확히 투과선량을 계산할 수 있었고 임상적으로 극단적인 조건에서도 ±3.0% 이내의 오차를 보이므로 임상적용이 충분히 가능함을 알 수 있었다. Purpose : Measurement of transmission dose is useful for in vivo dosimetry. In this study, previous algorithm for estimation of transmission dose was modified for use in cases with tissue deficit. Materials and Methods : The beam data was measured with flat solid phantom in various conditions of tissue deficit. New algorithm for correction of transmission dose for tissue deficit was developed by physical reasoning. The algorithm was tested in experimental settings with irregular contours mimicking breast cancer patients using multiple sheets of solid phantoms. Results : The correction algorithm for tissue deficit could accurately reflect the effect of tissue deficit with errors within ±1.0% in most situations and within ±3.0% in experimental settings with irregular contours mimicking breast cancer treatment set-up. Conclusion : Developed algorithm could accurately reflect the effect of tissue deficit and irregularly shaped body contour on transmission dosimetry.

부정형 방사선 조사면에 대한 투과선량 보정 알고리즘

윤형근(Hyong Geun Yun),지의규(Eui Kyu Chie),허순녕(Soon Nyung Huh),우홍균(Hyoung Koo Lee),이형구(Hong Gyun Wu),신교철(Kyo Chul Shin),김시용(Siyong Kim),하성환(Sung Whan Ha) 대한방사선종양학회 2002 Radiation Oncology Journal Vol.20 No.3

목적 : 방사선치료시 환자에 조사되는 방사선량을 매 치료시마다 간편하게 확인하기 위한 생체내(in vivo) 선량측정의 한 방법으로 투과선량을 이용하는 새로운 시스템에 필요한 알고리즘을 이미 개발한 바 있다. 본 연구에서는 조사면 일부가 차폐된 부정형 조사면에서 적용하기 위한 보정 알고리즘을 개발하고자 하였다. 재료 및 방법 : 알고리즘을 개발하기 위한 기본 자료를 마련하기 위하여 투과선량 측정을 시행하였다. 측정에는 선형가속기의 6 MV 및 10 MV의 X선을 이용하였고, 이온함형 측정기 및 전위계를 사용하였다. 측정조건으로는 조사면의 크기(collimator opening)는 2 x 2c㎡에서 32 x 32c㎡까지 한 변을 2 cm씩 증가시켜 16단계로 하였고, 팬톰 두께(phantom thickness Tp)는 0, 10, 20 및 30 cm, 팬톰과 측정기간의 거리(phantom chamber distance PCD)는 10, 30 및 50 cm으로 하였다. 이 때 조사면의 일부를 차폐하였으며 차폐되지 않은 유효조사면(effective field size)의 크기를 5 x 5,10 x 10,15 x 15 및 20 x 20c㎡으로 하였다. 결과 : 조사면의 일부가 차폐체에 의하여 차폐된 경우 종양선량이 감소되며 동시에 투과선량도 감소된다는 물리학적인 추론을 이용하여 방사선조사면 일부 차폐가 투과선량에 미치는 영향을 보정하기 위한 알고리즘을 개발하였으며 조사면 일부가 차폐된 여러 측정 조건에서 알고리즘을 이용한 계산치와 실제측정치 간의 오차는 ±1.0% 이내이었다. 결론 : 투과선량 계산 알고리즘은 조사면 일부가 차폐된 불규칙 조사면의 경우 {pm}1.0% 이하의 오차 범위로 정확히 투과선량을 계산할 수 있음을 확인하였다. Purpose : Measurement of transmission dose is useful for in vivo dosimetry. In this study, the algorithm for estimating the transmission dose for open radiation fields was modified for application to partially blocked radiation fields. Materials and Methods : The beam data was measured with a flat solid phantom with various blocked fields. A new correction algorithm for partially blocked radiation field was developed from the measured data. This algorithm was tested in some settings simulating clinical treatment with an irregular field shape. Results : The correction algorithm for the beam block could accurately reflect the effect of the beam block, with an error within ±1.0%, with both square fields and irregularly shaped fields. Conclusion : This algorithm can accurately estimate the transmission dose in most radiation treatment settings, including irregularly shaped field.

임상용 X선관을 이용한 X-ray PIV시스템의 개발

임대현(Dae-hyun Yim),김국배(Guk Bae Kim),김도일(Do-Il Kim),이형구(Hyong-Koo Lee),이상준(Sang Joon Lee) 한국유체기계학회 2006 유체기계 연구개발 발표회 논문집 Vol.- No.-

A new medical X-ray PIV technique was developed using a conventional medical X-ray tube. To acquire images of micro-scale particles, the X-ray PIV system consists of an x-ray CCD camera with high spatial resolution, and a X-ray tube with small a focal spot. A new X-ray exposure control device was developed using a rotating disc shutter to make double pulses which are essential for PIV application. Synchronization methodology was also developed to apply the PIV technique to a conventional medical X-ray tube. In order to check the performance and usefulness of the developed X-ray PIV technique,it was applied to a glycerin flow in an opaque silicon tube. Tungsten particles which have high X-ray absorption coefficient were used as tracer particles. Through this preliminary test, the spatial resolution was found to be higher than ultrafast MRI techniques, and the temporal resolution was higher than conventional X-ray PIV techniques. By improving its performance further and developing more suitable tracers, this medical X-ray PIV technique will have strong potential in the fields of medical imaging or nondestructive inspection as well as diagnosis of practical thermo-fluid flows.

化學分析을 通해 본 渤海沿岸 靑銅器文化의 起源問題

李亨求 원광대학교 마한백제문화연구소 1993 馬韓, 百濟文化 Vol.13 No.-

투과선량을 이용한 생체내 (in vivo) 선량측정을 위한 알고리즘

윤형근,지의규,허순녕,이형구,우홍균,신교철,김시용,하성환 대한방사선 방어학회 2002 방사선방어학회지 Vol.27 No.3

연구 목적 : 각종 암 환자의 방사선치료시 환자에 조사되는 방사선량을 매 치료시마다 간편하게 확인하기 위한 생체내(in vivo) 선량측정의 한 방법으로 투과선량을 이용하는 새로운 시스템에 필요한 알고리즘을 개발하고자 하였다. 이를 위하여 본 교실에서 이미 개발한 바 있는 알고리즘을 개선하고자 하였다. 연구 재료 및 방법 : 알고리즘은 투과선량의 기본 측정치를 A/P (area-perimeter ratio)의 4차 함수로 회귀한 후에 각 계수들을 PCD (phantom-chamber distance)의 3차 함수로 회귀하여 구성하였다. 또한 기본 측정조건들의 감소 가능성을 확인하기 위하여 각각의 PCD 및 Tp(phantom thickness)당 조사야를 8개만 사용한 경우와 15개를 사용한 경우에서 측정치와 계산치를 비교하였다. 임의의 방사선조사조건에서의 알고리즘의 정확도를 확인하기 위하여 기본 측정 조건에 포함되지 않은 장방형의 방사선조사야, 기본 측정에 포함되지 않은 임의의 팬톰 두께, 임의의 PCD 조건에서 측정을 시행하고 알고리즘을 이용한 계산치와 비교하였다. 연구 결과 : 기본 측정치와 알고리즘을 이용한 계산치 간의 오차를 분석한 결과 기존의 알고리즘에 비하여 정확도가 크게 향상되었으며 정방형 개방 조사야의 경우 오차의 범위를 ±0.5% 이내로 제안할 수 있었다. 또한 기본 측정조건을 약 2분의 1로 감소시킬 수 있었다. 임의의 개방조사야의 방사선조사조건에서 측정을 시행하고 알고리즘을 이용한 계산치와 비교한 경우도 대부분의 경우 ±1.0% 이하의 오차를 나타내었다. 결론 : 악성종양환자의 방사선치료시 투과선량을 이용하여 환자에 조사되는 방사선량을 실시간으로 측정하기 위한 생체내 선량측정시스템에 필요한 개선된 알고리즘은 기본 측정자료를 약 2분의 1로 축소한 경우에도 정방형 개방 조사야의 경우 ±0.5% 이하의 오차 범위, 장방형의 개방 조사야에서는 ±1.0% 이하의 오차 범위로 정확히 투과선량을 계산할 수 있음을 확인하였다. Purpose : Measurement of transmission dose is useful for in vivo dosimetry of QA purpose. The objective of this study is to develope an algorithm for estimation of tumor dose using measured transmission dose for open radiation field. Materials and Methods : Transmission dose was measured with various field size (FS), phantom thickness (Tp), and phantom chamber distance (PCD) with a acrylic phantom for 6MV and 10 MV X-ray. Source to chamber distance (SCD) was set to 150 cm, Measurement was conducted with a 0.6 cc Farmer type ion chamber. Using measured data and regression analysis, an algorithm was developed for estimation of expected reading of transmission dose. Accuracy of the algorithm was tested with flat solid phantom with various settings. Results : The algorithm consisted of quadratic function of log(A/P) (where A/P is area-perimeter ratio) and tertiary function of PCD. The algorithm could estimate dose with very high accuracy for open square field, with errors within ±0.5%. For elongated radiation field, the errors were limited to ±1.0%. Conclusion : The developed algorithm can accurately estimate the transmission dose in open radiation fields with various treatment settings.