유리선량계를 이용한 투과선량 기반 환자선량 평가 시스템 개발을 위한 가능성 연구

정성훈,윤명근,김동욱,정원규,정미주,최상현,Jeong, Seonghoon,Yoon, Myonggeun,Kim, Dong Wook,Chung, Weon Kuu,Chung, Mijoo,Choi, Sang Hyoun 한국의학물리학회 2015 의학물리 Vol.26 No.4

방사선치료는 수술, 항암치료와 함께 암의 3대 치료방법으로써 많은 암환자들이 방사선치료를 받게 된다. 최대한 많은 방사선을 암에 집중시키고 최대한 적은 방사선을 주변 정상 조직에 가해주기 위해 치료 전 치료계획을 철저히 세우고 품질 관리를 시행하지만 방사선치료가 잘못 시행되어 의도치 않은 방사선이 환자에게 전달되는 의료사고가 발생하기도 한다. 이를 해결하기 위해 환자 내부의 선량을 검증하기 위한 방법을 투과선량 측정을 통한 환자 내부선량의 역추정 방법이 제시되고 있다. 본 연구에서 제시한 투과선량을 이용한 환자선량 계산 방법을 거리역자승법칙, 심부선량백분율, scatter factor를 이용한 방법으로써 실제 환자 선량 평가 가능성에 대해 균질한 물등가 팬텀을 이용한 연구이다. 투과선량에 대한 이온함과 유리선량계의 교정 결과 유리선량계의 신호값이 이온함으로 측정한 선량값에 비해 6 MV에서 0.824, 10 MV에서 0.736배인 것으로 나타났고 scatter factor는 평균적으로 1.4정도인 것으로 확인되었다. 심부선량백분율 데이터를 사용하기 위해 Mayneord F factor를 적용하였으며 위의 정보들을 이용하여 균질한 팬텀에서 알고리즘을 검증한 결과 최대 오차 약 1.65%로 계산이 정확하게 실시됨을 확인하였다. As radiation therapy is one of three major cancer treatment methods, many cancer patients get radiation therapy. To exposure as much radiation to cancer while normal tissues near tumor get little radiation, medical physicists make a radiotherapy plan treatment and perform quality assurance before patient treatment. Despite these efforts, unintended medical accidents can occur by some errors. In order to solve the problem, patient internal dose reconstruction methods by measuring transit dose are suggested. As feasibility study for development of patient dose verification system, inverse square law, percentage depth dose and scatter factor are used to calculate dose in the water-equivalent homogeneous phantom. As a calibration results of ionization chamber and glass dosimeter to transit radiation, signals of glass dosimeter are 0.824 times at 6 MV and 0.736 times at 10 MV compared to dose measured by ionization chamber. Average scatter factor is 1.4 and Mayneord F factor was used to apply percentage depth dose data. When we verified the algorithm using the water-equivalent homogeneous phantom, maximum error was 1.65%.

RapidArc를 이용한 호흡연동 회전세기조절방사선치료 할 때 전달선량의 정확성 평가

성지원,윤명근,정원규,배선현,신동오,김동욱,Sung, Jiwon,Yoon, Myonggeun,Chung, Weon Kuu,Bae, Sun Hyun,Shin, Dong Oh,Kim, Dong Wook 한국의학물리학회 2013 의학물리 Vol.24 No.2

환자 호흡할 때 흉 복부 내부에 있는 장기의 위치는 주기적으로 변한다. 이에 따라 방사선치료 동안 종양에 대한 선량불확도가 발생하게 되며, 불확도를 줄이기 위한 여러 방사선치료방법이 제시되고 있다. 호흡연동방사선치료는 특정 위상 또는 진폭에만 방사선을 조사하는 방법으로 불필요한 피폭선량은 줄일 수 있는 장점이 있지만 긴 치료 시간과 노력이 필요하다는 단점이 있다. 호흡연동방사선치료 중 회전세기조절방사선치료(respiratory gated Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT)는 다른 호흡연동치료시스템에 비해 치료 시간이 짧다는 장점이 있기 때문에 본 연구는 respiratory gated VMAT 치료 선량의 정확성을 검증하여 임상 적용의 적절성을 평가하고자 한다. 본 연구는 총 6개의 VMAT 치료계획(Eclipse, ver. 8.6, Palo Alto, USA)을 토대로 수행되었으며, 각각의 치료계획은 AAA 알고리즘을 이용해서 선량이 계산되었다. 환자의 호흡운동을 구현하기 위해 환자 테이블 위에 1차원운동팬텀이 사용되었으며, 영상 기반 추적 시스템(Real-time Position Management, RPM, Varian Medical Systems, Palo Alto, USA)을 통해 운동 주기 신호를 획득하였다. 또한, 2차원-이온함-배열(MatriXX, IBA, Germany) 측정기를 이용하여 특정 호흡 신호 위상에 따른 전달 선량을 측정하였다. 측정된 선량과 치료 계획된 선량을 정성적인 분석을 위해 상용화되어 있는 선량분석용 프로그램(I'mRT, IBA, Germany)을 통해 2차원 선량분포를 0에서 1사이의 감마지표(Gamma index) 비교 결과 모든 케이스에서 97% 이상의 일치함을 확인하였다. 따라서 호흡연동 회전세기조절 방사선치료는 호흡연동방사선치료의 단점인 시간적인 제약을 일정 부분 해소할 수 있었으며 2차원 선량분포 비교 결과 오차값 3%이내의 정확도에서 환자정도관리 수준을 만족하였고 임상적용이 가능함을 확인하였다. The position of the internal organs can change continually and periodically inside the body due to the respiration. To reduce the respiration induced uncertainty of dose localization, one can use a respiratory gated radiotherapy where a radiation beam is exposed during the specific time of period. The main disadvantage of this method is that it usually requests a long treatment time, the massive effort during the treatment and the limitation of the patient selection. In this sense, the combination of the real-time position management (RPM) system and the volumetric intensity modulated radiotherapy (RapidArc) is promising since it provides a short treatment time compared with the conventional respiratory gated treatments. In this study, we evaluated the accuracy of the respiratory gated RapidArc treatment. Total sic patient cases were used for this study and each case was planned by RapidArc technique using varian ECLIPSE v8.6 planning machine. For the Quality Assurance (QA), a MatriXX detector and I'mRT software were used. The results show that more than 97% of area gives the gamma value less than one with 3% dose and 3 mm distance to agreement condition, which indicates the measured dose is well matched with the treatment plan's dose distribution for the gated RapidArc treatment cases.

유방 크기가 큰 유방암 환자의 방사선 치료 시 환자의 자세에 따른 선량 비교

문선영,윤명근,정원규,정미주,신동오,김동욱,Moon, Sun Young,Yoon, Myonggeun,Chung, Weon Kuu,Chung, Mijoo,Shin, Dong Oh,Kim, Dong Wook 한국의학물리학회 2015 의학물리 Vol.26 No.4

유방암 환자에 대한 방사선치료에서 유방의 크기가 큰 경우에 바로 누운 자세와 엎드린 자세 간의 선량학적 효과의 비교를 통하여 치료 최적화를 위한 효과적인 방식을 탐구 해보고자 한다. 본 연구에서는 왼쪽 유방에 종양이 있고 거대유방을 가진 환자가 바로 누운 자세와 엎드린 자세로 입체조형방사선치료를 받았을 때의 차이를 부피-선량 히스토그램을 통해 비교하였다. Planning target volume (계획표적체적, PTV)은 왼쪽 유방이고 Homogeneity index (균질성지표, HI), Conformity index (적합성지표, CI), Coverage index (조사범위지표, CVI)의 값을 확인하였다. Organ at risk (관심장기, OAR)는 오른쪽 유방, 양쪽 폐 그리고 심장이며 평균선량, 최대선량 및 장기 특성에 따른 기타 지표들을 비교하였다. 엎드린 자세로 치료 시 바로 누운 자세보다 PTV인 왼쪽 유방의 HI, CI 값이 21.7%, 6.49% 감소하였고 CVI 값이 10.8% 증가하였다. 관심장기 중 왼쪽 폐에서는 평균선량, 최대선량이 91.6, 87.0% 감소하였고 부피지표 또한 99% 이상 감소하였다. 오른쪽 폐에서는 자세와 관계없이 동일한 수치를 나타냈고 심장에서는 최대선량이 14.2% 감소했고 평균선량과 이와 관련된 이상이 발생할 확률은 모두 51.6% 감소하였다. 오른쪽 유방에서는 앞선 관심장기와는 달리 평균선량과 최대선량이 증가함을 보였다. Lifetime attributable risk (LAR)의 경우 왼쪽과 오른쪽 폐에서는 엎드린 자세를 취했을 때 80.3, 24.2% 감소함을 보였지만 오른쪽 유방에서는 두 배정도 증가함을 보였다. 유방암 환자의 유방 크기가 클 경우 엎드린 자세를 취했을 때 별다른 합병증 없이 대부분의 지표에서 더 나은 결과를 보이기에 예외적인 상황이 아니라면 엎드린 자세로 치료받는 것을 추천한다. The purpose of this study is to analyze dosimetric parameters of patient with large and pendulous breast receiving breast radiotherapy in the prone versus supine position. The patient underwent computed tomography simulation in both prone and supine position. The homogeneity index (HI), conformity index (CI), coverage index (CVI) to the left breast as planning target volume (PTV) and the doses to the lung, heart, and right breast as organ at risk (OAR) were compared by using dose-volume histogram. The lifetime attributable risk (LAR) according to the prone and supine position was measured for the lung and right breast. The HI, CI of the PTV decreased 21.7%, 6.49%, respectively and the CVI increased 10.8% with the prone position. The mean and maximum dose to the left lung decreased 91.6%, 87.0%, respectively and the volume parameters also decreased over 99% with the prone position. The parameters to the right lung were same regardless of the position. The mean and maximum dose to the heart decreased 51.6%, 14.2% with the prone position. But the mean and maximum dose to the right breast increased unlike the other OARs. The LARs to the lung decreased 80.3% (left), 24.2% (right) but the LAR to the right breast doubled with the prone position. The prone position is a favorable alternative for irradiation of breast in patients with large and pendulous breasts.

MEMS 가속도 센서를 이용한 환자 호흡동작 모니터링 체계 연구

성지원,윤명근,정원규,김동욱,신동오,Sung, Jiwon,Yoon, Myonggeun,Chung, Weon Kuu,Kim, Dong Wook,Shin, Dong Oh 한국의학물리학회 2013 의학물리 Vol.24 No.1

본 연구팀은 호흡 훈련을 통해 호흡의 안정성과 재현성을 증대시킴으로써 환자 적용 범위를 넓히고자 미세전자기계시스템(micro-electro-mechanical system, MEMs) 가속도 센서를 이용한 새로운 호흡훈련시스템을 개발하고자 한다. 본 연구는 호흡동작 모니터링의 선형연구로 MEMS 센서의 성능평가를 Respiratory Gating Platform (RGP)을 이용하여 2.5, 3.0, 3.5 s/cycle의 속도와 4.0, 3.0, 2.0 cm을 진폭으로 하는 1차원 왕복운동에 대한 MEMS 가속도 센서의 순간중력가속도에 대한 반응을 측정하였고 이를 Varian RPM (real time patient monitoring system) 시스템과 비교하였다. RGP의 운동 주기에 대한 MEMS 가속도 센서의 주기 오차는 0.6~6.0%로 측정되었으며 RPM 시스템과 MEMS 가속도 센서에 대한 진폭 감도오차는 1%와 3.6~11.5%로 측정 되었다. 본 연구를 통하여 MEMS 가속도 센서에 대한 환자 호흡 훈련용으로서의 가능성을 확인할 수 있었다. In this study, we developed and evaluated the patient respiration training method which can help to avoid the problems for the limitation of RGRT applicable patient cases. By using the MEMS (micro-electro-mechanical-system) acceleration sensor, we measured movement of motion phantom. We had compared the response of MEMS with commercially introduced real time patient monitoring (RPM) system. We measured the response of the MEMS with 1 dimensional motion phantom movement for 2.5, 3.0, 3.5 second of period and the 2.0, 3.0, 4.0 cm of the amplitudes. The measured period error of the MEMS system was 0.6~6.0% compared with measured period using RPM system. We found that the shape of MEMS signals were similar with RPM system. From this study, we found the possibility of MEMS as patient training system.

한국의 방사선치료 기기 품질관리 현황에 관한 설문 결과

정성훈,윤명근,이현호,Jeong, Seonghoon,Yoon, Myonggeun,Lee, Hyunho 한국의학물리학회 2015 의학물리 Vol.26 No.3

방사선치료는 수술, 항암치료와 함께 암의 3대 치료방법으로 많은 암환자들이 방사선치료를 받게 된다. 방사선은 눈에 보이지 않아 방사선 치료기계에서 나가는 방사선의 질과 양을 확인하기 쉽지 않고 산란되는 특성 때문에 다른 장기에 2차암이 유도할 수 있고 최근 치료기술의 발달로 치료 방사선에 대한 보다 정밀한 검증이 필요하게 되었다. 따라서 방사선 치료기기에 대한 품질관리를 철저히 해야만 한다. 국제원자력기구, 미국의학물리학회 등 해외에서는 보고서들을 제시하여 각 지역적인 차원에서 방사선 치료기기의 품질관리에 대한 권고를 제시한다. 하지만 국내는 외국에 비해 규모가 작아 각 병원에서 국외의 권고 중 일부를 선택적으로 사용한다. 국내 병원을 대상으로만 한 방사선치료의 품질관리 권고가 존재하지 않지만 국외의 권고들이 갱신되고 있으며 향후 국내 품질관리 권고를 제작하기 위해 국내 품질관리의 현황 역시 조사 및 갱신 될 필요성이 있으므로 본 연구에서는 방사선치료기에 대한 품질관리 설문지를 제작하여 국내 품질관리 경향에 대한 조사를 실시하였다. 초본으로 제작된 설문지를 국내 5개 기관의 의학물리학자에게 배포하여 설문지의 부족한 점을 파악하고 보충하여 최종 설문지를 제작한 후 이를 전국 72개 병원의 방사선 종양학과에 배포하여 조사를 실시하였다. 72개 병원 중 37개 병원에서 요청에 응답해주었으며 이들 중 97.3%의 병원이 선형가속기를 보유하고 있으며 40.54%, 18.92%, 24.32%의 병원이 각각 근접치료장치, 토모치료장치, 방사선수술장치를 보유하고 있는 것으로 나타났다. 이 밖에 품질관리 인력 및 장치, 국내의 환자 품질관리 현황, 각 치료기별 품질관리 현황에 대한 설문이 실시되었으며 이 결과는 향후 표준 품질관리 절차서가 제작될 경우 사용되기에 좋은 자료가 될 것이다. As radiation therapy is one of three major cancer treatment methods, many cancer patients get radiation therapy. Because of the invisible and scattering characteristics of radiation, it is impossible to identify the quality and the amount of radiation and secondary cancer could be induced by scattered radiation. Because of advanced technique of radiation therapy and the reasons mentioned above, quality assurance of radiotherapy machine should be performed completely. International organizations such as International Atomic Energy Agency (IAEA), American Association of Physicists in Medicine (AAPM) suggest report of quality assurance to recommend united method of radiotherapy machine quality assurance. Domestic society of medical physics, however, is too small to make such a report, domestic hospitals selectively choose some of contents in global suggestions. As there are no suggestions for domestic hospitals and global suggestions are being updated, we did a survey about quality assurance for radiotherapy machine. The questionnaire is composed of possession of radiotherapy machine, items performed for quality assurance and manpower, etc. 37 of 72 hospitals answered to survey. These results could be used for making domestic standard quality assurance procedure.

ROSIS 자료 기반 방사선 사고 사례 분석 : 경향과 빈도

구지혜,윤명근,정원규,김동욱,Koo, Jihye,Yoon, MyongGeun,Chung, Won Kuu,Kim, Dong Wook 한국의학물리학회 2014 의학물리 Vol.25 No.4

방사선치료안전보고시스템(ROSIS)을 기반으로 방사선치료 중 발생하는 사고의 경향성 및 유형별 빈도를 살펴보고 빈발사고의 유형과 발생원인, 발견 방법에 따라 향후 사고 유발인자 제어방법 연구의 발전방향을 살펴보고자 한다. 이에 따라 본 연구에서는 2003년부터 2013년까지 최근 11년간 1163건에 달하는 ROSIS 사고 자료에 대하여 분석을 수행하였다. 분석을 위하여 치료법, 발견 시점, 발견 방법, 발견자의 직종 등으로 규격화한 후, 각 항목별로 분류 및 백분율화 하였다. 근접사고(Near Miss)를 포함한 1163건의 사고 사례에 대하여 외부방사선치료가 97%이고 근접방사선치료가 2%로 조사되었으며 그 외 기타로 1%가 분류되었다. 계획 선량이 잘못 전달된 사례가 44% (497건)에 달했고 이중 대부분을 차지하는 429건(86%)이 3회 분할치료이전에 발견되었고 13건의 경우는 11회 분할치료 이후에 발견된 것으로 조사되었다. 또한, 발견 시점은 다양하게 분포되는 것으로 조사되었는데, 약 42%가 환자 치료 중에 발견되었고 29%는 차트 검사 중에 발견되었다. 방사선 사고 발견빈도가 가장 높은 직업군은 치료실에서 근무하는 방사선사(53%)인 것으로 조사되었다. 1163건의 사고 사례 중에서 환자치료 이전에 오류를 발견한 경우가 24% (273건)로 조사 되어 대부분의 사고(70%, 813건)는 사고가 발생한 이후에 발견된 것으로 조사되었다. ROSIS 분석을 통해 획득한 이러한 경향은 한국의 경우에서도 크게 다르지 않을 것으로 사료되므로 사고 예방과 조기 발견을 위한 보다 다양하고 체계적인 연구가 필요할 것으로 예상된다. In this study, we examine the trends and types of incidents frequently occur during radiation therapy by using the data from the radiation oncology safety information system (ROSIS), according to discovery method explores the development direction of future research accident cause factor control method. This study was carried out analysis of incident data in ROSIS nearly 1163 cases in last 11 years from 2003 to 2013. We categorized into treatment methods, found the time, discoverer of occupations and finding ways to analyze the data. Then, we calculate the percentage and the classification for each item. About 1163 cases of incident cases including the near miss cases, external radiation therapy, brachytherapy and other were 97%, 2% and 1%. In the case was improperly planned dose delivery was 44% (497 cases) which 429 cases (86%) was found before 3 fractions and 13 cases were found after 11 fractions. The investigation was found to be distributed in various a found times. Approximately 42% of found time was during treatment and 29% of patients were found the problem during inspection chart. Occupation to discover the most radiation accidents was the radiation therapist (53%) who works in treatment room. Among 1163 incidence cases, 24% cases were found the accident before the treatment, therefore most of accident were found after of during the treatment (70%, 813 cases). This trend is acquired through ROSIS analysis, is expected to be not significantly different in the case of Korea, so it is necessary more diverse and systematic research for the prevention and early detection by using the ROSIS data.

방사선치료에서 투과선량을 이용한 체내선량 검증프로그램 개발

황의중,백태성,윤명근,Hwang, Ui-Jung,Baek, Tae Seong,Yoon, Myonggeun 한국의학물리학회 2014 의학물리 Vol.25 No.1

방사선치료에서는 환자 체내에 전달된 선량이 원래 의도한 데로 분포되는 지 확인하기 위하여 균질한 팬텀을 이용한 정도 관리를 치료 전에 주로 시행하고 있다. 하지만 균질한 팬텀을 이용한 정도 관리는 표면이 불규칙적이고 불균질한 인체에 대한 선량분포를 완전히 보증해 주지는 못하고 있다. 본 연구에서는 환자를 투과하는 선량의 분포를 측정하여 역으로 환자체내 선량 분포를 계산하는 투과선량 기반 체내선량 검증프로그램을 개발하였다. 투과선량은 주방사선과 산란방사선으로 이루어져 있는데, 본 연구에서는 전자포탈영상장치로 측정한 선량분포로부터 주방사선만을 이용한 간단한 식으로 환자체내선량분포를 계산하는 프로그램과 감마값 분포를 평가하여 두 선량분포를 서로 비교할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 계산한 팬텀의 등중심점을 지나는 관상면의 체내선량 분포는 치료계획시스템에서 제공하는 동일 평면의 선량분포와의 비교결과 균질팬텀에서 평균 95%, 비균질팬텀에서 81.8%의 감마통과율을 보였다. The purpose of this study is to evaluate the developed dose verification program for in vivo dosimetry based on transit dose in radiotherapy. Five intensity modulated radiotherapy (IMRT) plans of lung cancer patients were used in the irradiation of a homogeneous solid water phantom and anthropomorphic phantom. Transit dose distribution was measured using electronic portal imaging device (EPID) and used for the calculation of in vivo dose in patient. The average passing rate compared with treatment planning system based on a gamma index with a 3% dose and a 3 mm distance-to-dose agreement tolerance limit was 95% for the in vivo dose with the homogeneous phantom, but was reduced to 81.8% for the in vivo dose with the anthropomorphic phantom. This feasibility study suggested that transit dose-based in vivo dosimetry can provide information about the actual dose delivery to patients in the treatment room.

간암환자에 대한 세기조절방사선치료에서의 2차 산란선량평가

김동욱,성지원,이현호,윤명근,정원규,배선현,신동오,정광주,임영경,신동호,이세병,Kim, Dong Wook,Sung, Jiwon,Lee, Hyunho,Yoon, Myonggeun,Chung, Weon Kuu,Bae, Sun Hyun,Shin, Dong Oh,Chung, Kwangzoo,Lim, Young Kyung,Shin, Donho,Lee, Se Byeo 한국의학물리학회 2013 의학물리 Vol.24 No.4

간암 환자에 대한 세기조절방사선치료(IMRT, intensity modulated radiotherapy) 및 세기조절회전방사선치료(VMAT, volumetric arc therapy)와 나선식토모치료(TOMO, Helical Tomotherapy)에서 2차 암의 원인이 될 수 있는 산란 및 누출선량률을 평가하였다. 5명의 간암 환자에 대해 IMRT와 VMAT, TOMO 치료계획을 실시하여 등중심(iso-center)으로부터 20, 40, 60, 80 cm 위치에서 유리선량계(RPLGD, radiophotoluminescence glass dosimeter)를 이용하여 선량을 측정하였다. 계획표적체적(Planning Target Volume, PTV)에 조사된 단위 선량(Gy)당 측정된 산란 및 누출선량은 IMRT의 경우, 최소 0.01에서 최대 3.13 Gy로 측정 되었고 VMAT에 대해서는 최소 0.03에서 최대 2.35 Gy까지, TOMO에 대해서는 최소 0.04에서 최대 1.30 Gy 까지 측정 되었다. 각 치료법에 대한 평균장기등가선량은 세기조절방사선치료에 대해 세기조절회전방사선 치료와 나선식단층토모치료가 각각 갑상선에서 75%와 51%, 대장에서 75%와 41%, 직장에서 72%와 48%, 전립선에서 76%와 50%로 나왔다. 본 측정을 통하여 산란 및 누출선량은 치료 중심으로부터의 거리에 따라 감소함을 보았으며 TOMO 치료의 경우, 환자치료를 위해 사용하는 모니터단위(MU, monitor unit)가 타 치료법에 비해 상대적으로 큼에도 불구하고 산란 및 누출선량은 크지 않는 것으로 평가되었다. We estimated secondary scattered and leakage doses for intensity-modulated radiotherapy (IMRT), volumetric arc therapy (VMAT) and tomotherapy (TOMO) in patients with liver cancer. Five liver patients were planned by IMRT, VMAT and TOMO. Secondary scatter (and leakage) dose and organ equivalent doses (OEDs) are measured and estimated at various points 20 to 80 cm from the iso-center by using radiophotoluminescence glass dosimeter (RPLGD). The secondary dose per Gy from IMRT, VMAT and TOMO for liver cancer, measured 20 to 80 cm from the iso-center, are 0.01~3.13, 0.03~2.34 and 0.04~1.29 cGy, respectively. The mean values of relative OED of secondary dose of VMAT and TOMO for five patients, which is normalized by IMRT, measured as 75.24% and 50.92% for thyroid, 75.14% and 40.61% for bowel, 72.30% and 47.77% for rectum, 76.21% and 49.93% for prostate. The secondary dose and OED from TOMO is relatively low to those from IMRT and VMAT. OED based estimation suggests that the secondary cancer risk from TOMO is less than or comparable to the risks from conventional IMRT and VMAT.

방사선치료 관련 연구를 위한 선량 체적 히스토그램 분석 프로그램 개발

김진성(Jin Sung Kim),윤명근(Myonggeun Yoon),박성용(Sung Yong Park),신정석(Jung Suk Shin),신은혁(Eunhyuk Shin),주상규(Sang-Gyu Ju),한영이(Youngyih Han),안용찬(Yong-Chan Ahn) 대한방사선종양학회 2009 Radiation Oncology Journal Vol.27 No.4

목 적: 방사선치료 관련 연구를 수행함에 있어서 선량 체적 히스토그램(dose volume histogram, DVH)을 분석하는 것이 필수적이나 상용 방사선치료계획시스템에서 수행할 수 없다. 본 연구는 이러한 선량 체적 히스토그램의 정보를 쉽게 분석할 수 있도록 소프트웨어를 제작하였다. 대상 및 방법: 방사선치료계획 시스템에서 치료계획 후에 환자의 DVH 데이터를 텍스트로 저장하여 이를 이용해서 DVH 상에서의 필요한 특정 값들(Vx, Dx)을 지정하여 획득할 수 있도록 하였고, Niemierko의 generalized equivalent uniform dose (EUD), Lyman-Kutcher-Burman 모델을 이용한 normal tissue complication probability (NTCP) 및 방사선치료의 2차 암유발 위험도 인자인 organ equivalent dose (OED)를 계산하는 프로그램을 개발하였다. 결 과: 환자의 데이터를 가지고 실제 방사선치료계획 시스템 상에서의 Vx, Dx와 NTCP 비교를 통해 개발된 프로그램의 계산 알고리즘을 검증하였고 0.1% 내의 오차를 보였으며 EUD 및 OED도 성공적으로 계산되었다. 결 론: 선량 체적 히스토그램을 분석하는 프로그램을 개발하였으며 다양한 방사선치료 관련 연구에 활용할 수 있을것으로 예상된다. Purpose: To provide a simple research tool that may be used to analyze a dose volume histogram from different radiation therapy planning systems for NTCP (Normal Tissue Complication Probability), OED (Organ Equivalent Dose) and so on. Materials and Metohds: A high-level computing language was chosen to implement Niemierko’s EUD, Lyman-Kutcher-Burman model’s NTCP, and OED. The requirements for treatment planning analysis were defined and the procedure, using a developed GUI based program, was described with figures. The calculated data, including volume at a dose, dose at a volume, EUD, and NTCP were evaluated by a commercial radiation therapy planning system, Pinnacle (Philips, Madison, WI, USA) for comparison. Results: The volume at a special dose and a dose absorbed in a volume on a dose volume histogram were successfully extracted using DVH data of several radiation planning systems. EUD, NTCP and OED were successfully calculated using DVH data and some required parameters in the literature. Conclusion: A simple DVH analyzer program was developed and has proven to be a useful research tool for radiation therapy.

CCD기반의 방사선치료 중 실시간 자동 환자 위치보정 시스템 개발: 타당성 연구

신동호,정광주,김미영,손재만,윤명근,임영경,이세병,Shin, Dongho,Chung, Kwangzoo,Kim, Meyoung,Son, Jaeman,Yoon, Myonggeun,Lim, Young Kyung,Lee, Se Byeong 한국의학물리학회 2013 의학물리 Vol.24 No.3

방사선 치료 시 방사선이 조사되는 동안 환자의 움직임을 모니터링하는 것은 치료의 성공을 결정 하는 중요한 요인이다. 따라서 방사선이 조사되는 동안 환자의 움직임을 실시간으로 감시하고 움직인 치료위치를 자동으로 보정 할 수 있는 시스템을 개발 하였다. 원점을 중심으로 직교하게 위치한 2개의 CCD 카메라를 이용하여 3차원적 환자의 위치를 확인 하고, 틀 맞춘 상호교차 비교법(normalized cross-correlation method)을 이용한 영상 본 맞춤(image pattern matching) 방법을 이용한 환자위치 모니터링 시스템을 개발하였다. CCD카메라로부터 촬영된 영상을 컴퓨터로 전달하여 위치 변화를 정량적으로 분석 하여 빔 켜고 끔(beam on and off)를 위한 방아쇠신호(trigger signal)를 발생시키고, 이동치료대(moving couch)의 모터를 제어할 수 있는 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 0.5 mm 이하의 분해능으로 환자의 위치를 자동으로 보정할 수 있었다. Upon radiation treatment, it is the important factor to monitor the patient's motion during radiation irradiated, since it can determine whether the treatment is successful. Thus, we have developed the system in which the patient's motion is monitored in real time and moving treatment position can be automatically corrected during radiation irradiation. We have developed the patient's position monitoring system in which the patient's position is three dimensionally identified by using two CCD cameras which are orthogonal located around the isocenter. This system uses the image pattern matching technique using a normalized cross-correlation method. We have developed the system in which trigger signal for beam on and off is generated by quantitatively analyzing the changes in a treatment position through delivery of the images taken from CCD cameras to the computer and the motor of moving couch can be controlled. This system was able to automatically correct a patient's position with the resolution of 0.5 mm or less.