동적 상호작용을 통한 웹기반 자기주도적 학습의 설계 및 구현

허순녕(Soon-Nyung Heo),이재희(Jae-Hee Lee),이경현(Kyung-Hyun Lee) 한국멀티미디어학회 2000 한국멀티미디어학회 학술발표논문집 Vol.2000 No.2

Breast Board를 이용한 방사선치료에서 환자 위치 재현성 향상 방안에 대한 연구

허순녕(Soon Nyung Huh),조웅(Woong Cho),박양균(Yang Kyun Park),하성환(Sung Whan Ha) 대한방사선종양학회 2005 대한방사선종양학회지 Vol.23 No.2

목 적: 유방암 환자치료 과정에서 breast board를 이용한 방사선 치료시, 환자 위치 재현성을 향상시킬 수 있는 방법론을 개발하고, 효용성을 검증한다. 대상 및 방법: 환자와 breast board 사이에서 기존의 오목한 두개골 판 사용시 발생할 수 있는 오차를 개선하기 위해서, 두경부 지지대를 breast board에 장착할 수 있도록 개조한 장치를 개발하였다. 이 장치가 breast board에 장착된 상태에서 두부(頭部)의 위치를 측정할 수 있는 계측도구를 사용하여, 체중이 다른 2명의 자원자에 대해 각각 50회에 걸쳐 재현성을 검증하였다. breast board의 좌우 방향의 기울어짐을 방지하기 위하여서는, breast board 상하부에 지지대를 장착하여 높이에 맞게 아크릴 판을 삽입하여 좌우를 고정하는 계단형 좌우 고 정장치와, breast board 측면에 홈으로 연결된 두 개의 알루미늄 지지대를 장착하여, 수평계로 보정된 높이를 고정시킬 수 있는 팔걸이형 좌우 고정장치를 개발하였다. 장치의 유무에 따라 좌우의 편중 하중에 대한 breast board의 좌우 높이(기준 위치) 변화를 수회 측정하여, 기울어짐의 정도를 수치적으로 환산함으로써 장치의 효용성을 검증하였다.결 과: Cranio-caudal 방향 오차에 대해서는 50 kg, 70 kg의 체중을 가진 2명의 자원자에 대하여 5단계(3 cm, 10cm, 20 cm, 30 cm, 39 cm)의 breast board 높이에 따라 각각 10회씩, 기존의 오목한 두개골 판과 개선된 두경부 지지대를 비교하여 실험을 수행한 결과, cranio-caudal 방향 위치의 표준편차가 평균 55% 이상 감소하였다. 계단형 좌우 고정장치의 효용성을 검토한 결과 50 kg, 70 kg 체중의 자원자에 대하여 각각 73%, 86% 이상의 기울기 감소 효과가 나타났고, 팔걸이형 좌우 고정장치에 대해서는 각각 90% 이상의 기울기가 감소한 것으로 나타났다. 결 론: 모의 실험 결과, 개선된 두경부 지지대와 좌우 고정장치를 통해 cranio-caudal 방향 위치와 breast board의 기울기의 편차가 기존에 비해 현저하게 감소하였으므로, 임상적용시 환자 위치의 재현성 향상에 기여할 것으로 기대된다. Purpose: We wanted to improve the setup reproducibility of breast cancer patients when utilizing a commercially available breast board for radiation therapy. The breast board was modified by using a new head rest and 2 types of board fixation devices. Materials and Methods: A conventional head/neck rest was modified to be positioned in various slots of the breast board, and it was fabricated 1 cm thinner to provide more comfort to a patient when the patient's neck was rotated. This rest improves the uncertainty of the daily setup. Also, the sagging problems at the left and right sides became negligible with the two types of board fixation devices: (1) the stair type, and (2) the arm type. The first device consists of an upper/lower holder with 4 stair-types of grooves and 4 rectangular inserts. In order to cover the whole range of vertical setup of the breast board, 4 rectangular inserts were needed, and each covered 10 steps. The arm-type fixation device was also fabricated and attached to the breast board. It had two aluminum bars that were fixed by utilizing a lock-type of screw. These devises were evaluated with two volunteers in order to prove the effectiveness of the improved setup accuracy. Results: The developed cranio-caudal fixation device demonstrated that it could reduce the cranio-caudal error by nearly 55% compared to the old device. As for left-and-right inclination, the stair-type and arm-type fixation devices can reduce the relative inclination by nearly 80% and 90%, respectively, compared to the breast board without the fixation device. Conclusion: It was verified that the developed devices were effective for positioning the patients and for avoiding inclination of the breast board.

두개저 종양에서 분할 정위방사선요법 (Fractionated Stereotactic Radiotherapy)의 적용

박석원,허순녕,우홍균,김일한,하성환,박찬일 대한두경부종양학회 1998 대한두경부종양학회 학술대회 논문집 Vol.1998 No.2

자궁경부암용 팬톰을 이용한 HDR (High dose rate) 근접치료의 선량 평가

장지나,허순녕,김회남,윤세철,최보영,이형구,서태석 한국의학물리학회 2003 의학물리 Vol.14 No.1

High dose rate (HDR) brachytherapy for treating a cervix carcinoma has become popular, because it eliminates many of the problems associated with conventional brachytherapy. In order to improve the clinical effectiveness with HDR brachytherapy, a dose calculation algorithm, optimization procedures, and image registrations need to be verified by comparing the dose distributions from a planning computer and those from a phantom. In this study, the phantom was fabricated in order to verify the absolute doses and the relative dose distributions. The measured doses from the phantom were then compared with the treatment planning system for the dose verification. The phantom needs to be designed such that the dose distributions can be quantitatively evaluated by utilizing the dosimeters with a high spatial resolution. Therefore, the small size of the thermoluminescent dosimeter (TLD) chips with a dimension of <1/8"and film dosimetry with a spatial resolution of <1mm used to measure the radiation dosages in the phantom. The phantom called a pelvic phantom was made from water and the tissue-equivalent acrylic plates. In order to firmly hold the HDR applicators in the water phantom, the applicators were inserted into the grooves of the applicator holder. The dose distributions around the applicators, such as Point A and B, were measured by placing a series of TLD chips (TLD-to-TLD distance: 5mm) in the three TLD holders, and placing three verification films in the orthogonal planes. This study used a Nucletron Plato treatment planning system and a Microselectron Ir-192 source unit. The results showed good agreement between the treatment plan and measurement. The comparisons of the absolute dose showed agreement within $\pm$4.0 % of the dose at point A and B, and the bladder and rectum point. In addition, the relative dose distributions by film dosimetry and those calculated by the planning computer show good agreement. This pelvic phantom could be a useful to verify the dose calculation algorithm and the accuracy of the image localization algorithm in the high dose rate (HDR) planning computer. The dose verification with film dosimetry and TLD as quality assurance (QA) tools are currently being undertaken in the Catholic University, Seoul, Korea.

주파수 도약 통신 장비에서의 복합코드를 이용한 고속동기장치 ( Fast Synchronization Unit in Frequency-Hopped System with a Composite code )

김용철,허순녕,윤창익 대한전자공학회 1984 대한전자공학회 학술대회 Vol.1984 No.1

원격방사선치료 기록부의 QA 에서 물리적 측면의 고찰

강위생,허순녕 한국의학물리학회 1999 의학물리 Vol.10 No.2

The aims of this report are to classify the incorrect data of patients and the errors of dose and dose distribution observed in QA activities on teleradiotherapy chart, and to analyze their frequency. In our department, radiation physicists check several sheets of patient chart to reduce numeric errors before starting radiation therapy and at least once a week, which include history, port diagram, MU calculation or treatment planning summary and daily treatment sheet. The observed errors are classified as followings. 1) Identity of patient, 2) Omitted or unrecorded history sheet even though not including the item related to dose, 3) Omission of port diagram, or omitted or erroneous data, 4) Erroneous calculation of MU and point dose, and important causes, 5) Loss of summary sheet of treatment planning, and erroneous data of patient in the sheet, 6) Erroneous record of radiation therapy, and errors of daily dose, port setup, MU and accumulated dose in the daily treatment sheet, 7) Errors leading inexact dose or dose distribution, errors not administerd even though its possibility, and simply recorded errors, 8) Omission of sign. Number of errors was counted rather than the number of patients. In radiotherapy chart QA from Jun 17, 1996 to Jul 31, 1999, no error of patient identity had been observed. 431 Errors in 399 patient charts had been observed and there were 405 physical errors, 9 cases of omitted or unrecorded history sheet, and 17 unsigned. There were 23 cases (5.7%) of omitted port diagram, 21 cases (5.2%) of omitted data and 73 cases (18.0 %) of erroneous data in port diagram, 13 cases (3.2 %) treated without MU calculation, 68 cases (16.3 %) of erroneous MU, 8 cases (2.0%) of erroneous point dose, 1 case (0.2 %) of omitted treatment planning summary, 11 cases (2.7%) of erroneous input of patient data, 13 cases (3.2%) of uncorrected record of treatment, 20 cases (4.9%) of discordant daily doses in MU calculation sheet and daily treatment sheet, 33 cases (8.1%) of erroneous setup, 52 cases (12.8%) of MU setting error, 61 cases (15.1%) of erroneous accumulated dose. Cases of error leading inexact dose or dose distribution were 239 (59.0 %), cases of error not administered even though its possibility were 142 (35.1 %), and cases of simply recorded error were 24 (5.9 %). The numeric errors observed in radiotherapy chart ranged over various items. Because errors observed can actually contribute to erroneous dose or dose distribution, or have the possibility to lead such errors, thorough QA activity in physical aspects of radiotherapy charts is required.

New Fiduciary Plate and Orientation Marker forHigh Energy Radiation Therapy

우홍균,허순녕,김학재 대한방사선종양학회 2004 대한방사선종양학회지 Vol.22 No.1

Purpose: A new fiduciary plate and orientation marker have been devised to assist the quality assurance (QA) procedures for port films in radiation therapy department. The plate is used in conjunction with the film/cassette combination during weekly QA procedures, at Seoul National University Hospital (SNUH), in order to verify treatment fields in high energy radiation therapy. Materials and Methods: A new fiduciary plate was fabricated using an acrylic plate, cerrobend, standard blocking tray and mercury. The acrylic plate had the dimension of 1×25×25 cm, with two fiduciary markers. The plate was rigidly attached onto the standard blocking tray, thus making it easier to set the fiduciary plate to the center of the radiation field of the linear accelerator. The plate had two 2-mm vertical and horizontal lines, with the minor scales in 2-cm steps. The orientation marker was a small mercury filled disk, which was inserted into the plate. Results: The geometrical structure of the lines in the plate makes it easier to correlate two different images between the simulation and port films. The marker clearly indicated the orientation of the film, for example, the anterior, posterior, left, right and various oblique orientations, without the placement of a conventional orientation marker. Also, the new orientation marker could easily be applied to the simulator by placing the small orientation marker onto the image intensifier or in front of the film/cassette holder. Conclusions: The new fiduciary plate appears to be useful in verifying the treatment fields, and the new orientation marker makes the film orientation simple, which is expected to lower the block fabrication errors. 목 적: 선형가속기를 이용한 방사선 치료시 치료부위의 확인을 위한 하나의 방법으로 port film이 사용되고 있다. 서울대학병원에서는 port film 촬영 시 기계적 변수를 port film상에 나타내기 위하여 방향성 표시기(orientation marker)를 갖는 fiduciary plate를 개발하였다. 대상 및 방법: Fiduciary plate의 제작에는 아크릴 plate와 cerrobend, 수은이 사용되었다. 아크릴 plate의 크기는 1 cm×25 cm×25 cm로 그 내부에 두 개의 방향성 표시기가 내재되었고, 선형가속기의 blocking tray slot에 삽입이 가능하도록 제작되었다. Plate 내부에는 2 cm 간격으로 2 mm 두께의 수평과 수직으로 만들어진 cerrobend line이 위치해 있고, 방향성 표시기 내부에는 수은으로 채워져 있다. 결 과: 아크릴 plate의 cerrobend line은 simulation films과 port films간의 치료 영역의 비교를 용이하게 한다. 수은을 이용하여 만들어진 방향성 표시기는 납으로 만들어진 일반적인 표시기가 없이도 전후좌우와 다양한 각도로 경사진 방향을 구분할 수 있게 한다. 또한 방향성 표시기는 film/cassette holder에 부착함으로써 simulation 시에도 이용될 수 있다. 결 론: Fiduciary plate는 치료 영역 확인에 유용하고, 수은을 이용한 방향성 표시기내의 혼합액의 기하학적인 모양에 따라 port film의 촬영 parameter를 용이하게 파악할 수 있어 치료과정에서 촬영한 port film 간의 임상정도관리에 유용한 방법이 될 수 있다.

고정기구 재질로써 탄소 섬유와 아크릴의 방사선량 감쇄 영향 비교

김인아,강위생,허순녕,박석원,우홍균,김재성,김일한,지의규,박장필,박찬일,하성환,홍세미 대한방사선방어학회 2005 방사선방어학회지 Vol.30 No.1

- 방사선치료용 고정기구 재질로 사용되는 아크릴을 탄소 섬유로 대체할 목적으로 양 재질의 특성을 방사선량 감쇄와 모의촬영 및 고에너지 확인 영상 측면에서 비교 분석하였다. 30x30cm 크기의 2mm 두께의 탄소 섬유판과 6mm 두께의 아크릴판을 선형가속기의 차폐 선반 위치 및 폴리스티렌 팬톰 표면에서 0cm, 5cm, 10cm에 위치시키고, 0.6cc Farmer형 이온전리함으로 측정을 시행하였다. 10x10cm 조사야에 4MV 광자선을 이용하여 선량율 300MU/min로 50MU를 조사하였다. 선원-팬톰 거리는 120cm였으며, 선량보강은 1cm이었다. 각각의 위치에서 각 재질을 두께를달리하는 중첩 조건에서 3회 반복측정 하였으며, 각각의 경우 대조군인 개방 조사야에 대한 투과율을 얻었다. 영상소견은 통상적 모의촬영조건에서 비교하였다. 동일 두께의 탄소 섬유는 아크릴보다 방사선 감쇄율이 약 1% 정도 높으나, 동일 강도에서는 방사선 감쇄율이 낮았다. 탄소 섬유는 아크릴과 비교하여 팬톰 표면에 밀착된 경우 선량을 약 2%정도 증가시키나, 표면에서 떨어져 있는 경우에는 아크릴에 의하여 작게는 2~3% 많게는 5~7.5% 정도 감소된 체내 방사선량 분포를 97~99% 정상화시켰다. 임상적으로 아크릴판 20 mm 판 2장이 중첩된 고정기구 부분을 방사선이 통과하는 상황이 존재하며, 이 경우 탄소 섬유 8 mm의 방사선 투과율은 폴리스티렌 팬톰 표면 0, 5, 10 cm에서 각각 1.008, 0.991, 0.976이며 아크릴 40mm는 각각 0.916, 0.855, 0.815으로, 아크릴에 의해 8~18.5% 정도 감소된 체내 방사선량 분포를 2.4% 이내 감소로 호전시켜 87~100% 정상화시킴을 확인하였다. 탄소 섬유의 모의촬영 영상이 통상 영상소견에 주는 악영향은 없었다. 탄소 섬유는 아크릴에 비하여 고정기구 재질로서의 두께 및 무게 감소, 강도유지, 체내 방사선량 감쇄 측면에서 월등하므로 향후 적극 이용되어야 하겠다.

Inhomogeneity correction in on-line dosimetry using transmission dose

Lee,Hyoung-Koo,Wu,Hong-Gyun,Huh,Soon-Nyung,Ha,Sung-Whan 대한방사선 방어학회 1998 방사선방어학회지 Vol.23 No.3

목적 : 환자를 통과한 투과선량ㅇ로부터 알고리즘을 이용하여 종양선량을 계산하는 새로운 개념의 온라인 선량측정시 인체조직내의 폐 등 불균질조직의 존재는 인체내 종양선량 및 투과선량에 영향을 미친다. 인체내에 불균질조직이 존재하는 경우 측정된 투과선량으로부터 종양선량 환산시 밀도를 이용한 보저의 정확도를 확인하기 위하여 실험을 시행하였다. 방법 : 폐조직의 밀도와 유사한 재질인 코르크 (밀도 0.202 gm.cm³) 팬톰 (CP)과 연부조직의 밀도와 유사한 재질인 폴리스티렌 (밀도 1.040 gm.cm³) 팬톰 (PP)을 사용하였으며 인체의 흉부와 유사한 조건에서 측정하였다. 즉 흉부에 방사선이 전후 방향에서 조사될 경우에 해당하는 팬톰은 3 cm 두께의 PP를 CP 상하에 위치하였으며 CP의 두께는 5, 10, 20 cm으로 하였다. 흉부에 방사선이 측면에서 조사되는 경우에 해당하는 팬톰은 중앙에 종격동에 해당하는 6 cm 두께의 PP를 위치하고 좌우에 10 cm 두께의 CP 을 위치하였으며 조사면의 크기는 3 ×3 내지 20 ×20 cm의 범위, 팬톰-전리함간 거리 (phantom-chamber distance, PCD) 는 10-50 cm으로 하였다. 또한 두 물질에 대한 밀도차를 이용하여 CP과 동일한 방사선 감쇄를 나타낼 것으로 예상되는 두께의 PP를 CP 대신 위치하여 동일한 방법으로 측정하여 비교하였다. 결과 : 밀도를 이용하여 보정한 CP 와 등가두께의 PP를 사용한 경우의 투과선량은 CP 을 사용한 경우에 비하여 CP 의 두께 5 cm 인 경우 4, 6, 10 MV에서 각각 평균 0.18(±0.27)%, 0.10 (±0.43)%, 0.33(±0.30)% 의 오차를 보였다. CP의 두께 10 cm 인 경우에는 에너지 별로 0.23 (±0.73)%, 0.05 (±0.57)%, and 0.04 (±0.40)%, 20 cm 인 경우에는 0.55 (±0.36)%, 0.34 (±0.27)% 0.34 (±0.18)% 의 오차를 보였다. 중간에 6 cm의 PP를 위치한 경우에는 에너지별로 1.15 (±1.86)%, 0.90 (±1.43)%, 0.86 (±1.01)% 의 오차를 나타내었다. 이경우에는 PCD 10 cm 의 경우에 비교적 큰 오차를 보였으며 PCD 10 cm 의 경우를 제외하면 에너지별로 0.47 (±1.17)%, 0.42 (±0.96)%, 0.55(±0.77)% 의 오차로 크게 감소하였다. 결론 : 방사선이 통과하는 경로에 불균질조직인 폐가 존재할 경우에도 불균질조직에 대하여 조직의 밀도를 이용하여 보정하는 방법을 사용하여 투과선량을 계산할 수 있음을 알 수 있었다. Purpose : Tissue inhomogeneity such as lung affects tumor dose as well as transmission dose in new concept of on-line dosimetry which estimates tumor dose from transmission dose using the new algorithm. This study was carried out to confirm accuracy of correction by tissue density in tumor dose estimation utilizing transmission dose. Methods : Cork phantom (CP, density 0.202 gm/cm³) having similar density with lung parendhyme and polystyrene phantom (PP, density 1,040 gm/cm³) having similar density with soft tissue were used. Dose measurement was carried out under condition simulating human chest. On simulating AP-PA irradiation, PPs with 3 cm thickness were placed above and below CP, which had thickness of 5, 10 and 29 cm. On simulating lateral irradiation, 6 cm thickness of PP was placed between two 10 cm thichness CPs additional 3 cm thick PP was placed to both lateral sidesw. 4, 6 and 10 MV x-ray were used. Field size was in the range of 3 ×3cm through 20 ×20 cm, and phantom-chamber distance (PCD) was 10 to 50 cm. Above result was compared with another sets of data with equivalent thickness of PP which was corrected by density. Result : When transmission dose of PP was compared with equivalent thickness of CP whcih was corrected with density, and average eror was 0.18 (±0.27)% for 4 MV, 0.10 (±0.43)% for 6 MV, and 0.33 (±0.30)% for 10 MV with CP having thicnknss of 5 cm. When CP was 10 cm thick, the error was 0.23 (±0.73)%, 0.05 (±0.57)%, and 0.04 (±0.40)%, while for 20 cm, error was 0.55 (±0.36)%, 0.34 (±0.27)%, and 0.34 (±0.18)% for corresponding energy. With lateral irradiation model, difference was 1.15 (±1.86)%, 0.90 (±1.43)%, and 0.86 (±1.01)% for corresponding energy. Relatively large difference was found in case of PCD having value of 10 cm. Omitting PCD with 10 cm, the difference was reduced to 0.47 (±1.17)%, 0.42 (±0.96)%, and 0.55(±0.77)% for corresponding energy. Conclusion : When tissue inhomogeneity such as lung is in fact of x-ray beam, tumor dose could be calulated from transmission dose after correction utilizing tissue density.

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.