지문 정보를 이용한 공개키 기반의 전자입찰시스템

박소아(So-Ah Park),채철주(Cheol-Joo Chae),조한진(Han-Jin Cho),이재광(Jae-Kwang Lee) 한국콘텐츠학회 2012 한국콘텐츠학회논문지 Vol.12 No.2

현재 전자입찰시스템에서 사용자 인증은 패스워드 기반의 PKI 기술을 사용하고 있다. 패스워드 기반 PKI 기술의 경우 개인키를 사용자가 기억하기 쉬운 패스워드를 이용하여 보호하고 있기 때문에 패스워드 노출에 대한 문제점을 가지고 있다. 또한 전자입찰시스템에서 타인의 공인인증서를 이용한 불법적인 사용이 증가하고 있다. 최근 이러한 문제점을 해결하기 위해 바이오 인식을 이용한 PKI 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 바이오 인증을 위해 사용자가 입력한 바이오 정보를 템플릿으로 변환하게 되면 기존의 인증기술보다 보안성이 강화된 사용자 인증 방식을 구축할 수 있다. 그러므로 본 논문에서는 바이오 인식에서 가장 많이 사용하고 있는 지문 정보를 이용하여, 지문보안토큰에 사용자 지문 정보와 인증서를 저장하여 사용자를 인증할 수 있는 전자입찰시스템을 설계 및 구현하였다. 본 논문에서 제안한 지문 정보를 이용한 공개키 기반의 전자입찰시스템을 사용할 경우 사용자 인증 강화뿐만 아니라 전자입찰시스템에서 타인의 인증서를 이용한 대리인 입찰 문제를 해결할 수 있다. In the case of the password-based PKI technology, because it protects by using the password which is easy that user memorizes the private key, he has the problem about the password exposure. In addition, in the system of electronic bidding, the illegal use using the authentic certificate of the others increases. Recently, in order to solve this problem, the research about the PKI technology using the biometrics is actively progressed. If the bio information which the user inputs for the bio authentication is converted to the template, the digest access authentication in which the security is strengthened than the existing authentication technology can be built. Therefore, in this paper, we had designed and developed the system of electronic bidding which it uses the most widely used fingerprint information in the biometrics, it stores the user fingerprint information and certificate in the fingerprint security token and can authenticate the user. In case of using the system of electronic bidding of the public key infrastructure using the fingerprint information proposed in this paper the agent bid problem that it uses the certificate of the others in not only user authentication intensification but also system of electronic bidding can be concluded.

콘빔 CT 및 MLC 로그데이터를 이용한 전달 선량 재구성 시 오차 분석

정광호,박소아,강세권,황태진,이미연,김경주,배훈식,오도훈,Cheong, Kwang-Ho,Park, So-Ah,Kang, Sei-Kwon,Hwang, Tae-Jin,Lee, Me-Yeon,Kim, Kyoung-Joo,Bae, Hoon-Sik,Oh, Do-Hoon 한국의학물리학회 2010 의학물리 Vol.21 No.4

본 연구에서는 콘빔 단층촬영영상(cone beam CT; CBCT) 및 다엽 콜리메이터(multileaf collimator;MLC) 로그데이터를 이용한 적응형 방사선치료기법의 체계를 구축하고, 그 과정에서의 선량 계산 오차의 양상을 팬텀을 이용하여 분석하고자 하였다. Catphan-600 (The Phantom Laboratory, USA) 팬텀을 CT와 CBCT 촬영 후 CT 영상을 이용하여 간단한 단계별조사(step-and-shoot) 방식의 세기조절방사선치료(intensity-modulated radiation therapy; IMRT) 계획을 수립하였다. 이후 빔전달 시 생성된 MLC 로그데이터(Dynalog)를 이용하여 실제 전달된 세그먼트 별 모니터단위(MU) 가중치와 MLC 엽(leaf)의 위치를 구한 후 이를 다시 Pinnacle3에 넣고 선량을 재계산하였다. 초기 치료 계획은 치료 계획용 CT 영상($CT_{plan}$) 및 CBCT 영상($CBCT_{plan}$)에 대하여 계산되었으며, 재구성된 선량 역시 치료 계획용 CT 영상($CT_{recon}$) 및 CBCT 영상($CBCT_{recon}$)에 대하여 계산되었다. 각 선량 계산을 $CT_{plan}$을 기준으로 하여 2차원 선량분포, 감마 인덱스, 선량-부피 히스토그램(dose-volume histogram; DVH)을 이용하여 분석하였다. 2차원 선량분포 및 DVH 분석 모두에서 원래의 치료 계획보다 실제 전달된 선량이 다소 많은 것으로 나타났으나 임상적인 의미는 미미했다. 감마 인덱스의 경우 CBCT에 선량을 계산했을 때 치료 계획 정보나 재구성된 선량 정보를 이용한 경우 모두 오차가 크게 발생했다. 재구성된 선량은 빔의 경계 부분에서 오차가 크게 발생하였으나 그 영향은 CT 및 CBCT 영상 간 차이에 의한 것보다 작았다. CBCT 영상에 전달된 선량을 재구성하게 되면 두 영향이 복합적으로 작용하여 오차는 더 줄어들게 되지만 $CT_{plan}$과 $CBCT_{plan}$의 차이에 비하여 $CBCT_{plan}$과 $CBCT_{recon}$ 차이는 상대적으로 작아 전달된 선량의 오차를 평가할 때 불확실성이 커졌다. 그러므로 선량 계산 오차의 양상은 셋업 오차, CBCT 영상을 이용한 선량 계산 오차 및 재구성된 선량 계산의 오차로 나누어 분석될 필요가 있을 것이다. We aimed to setup an adaptive radiation therapy platform using cone-beam CT (CBCT) and multileaf collimator (MLC) log data and also intended to analyze a trend of dose calculation errors during the procedure based on a phantom study. We took CT and CBCT images of Catphan-600 (The Phantom Laboratory, USA) phantom, and made a simple step-and-shoot intensity-modulated radiation therapy (IMRT) plan based on the CT. Original plan doses were recalculated based on the CT ($CT_{plan}$) and the CBCT ($CBCT_{plan}$). Delivered monitor unit weights and leaves-positions during beam delivery for each MLC segment were extracted from the MLC log data then we reconstructed delivered doses based on the CT ($CT_{recon}$) and CBCT ($CBCT_{recon}$) respectively using the extracted information. Dose calculation errors were evaluated by two-dimensional dose discrepancies ($CT_{plan}$ was the benchmark), gamma index and dose-volume histograms (DVHs). From the dose differences and DVHs, it was estimated that the delivered dose was slightly greater than the planned dose; however, it was insignificant. Gamma index result showed that dose calculation error on CBCT using planned or reconstructed data were relatively greater than CT based calculation. In addition, there were significant discrepancies on the edge of each beam while those were less than errors due to inconsistency of CT and CBCT. $CBCT_{recon}$ showed coupled effects of above two kinds of errors; however, total error was decreased even though overall uncertainty for the evaluation of delivered dose on the CBCT was increased. Therefore, it is necessary to evaluate dose calculation errors separately as a setup error, dose calculation error due to CBCT image quality and reconstructed dose error which is actually what we want to know.

공공기관의 IT 아웃소싱 모델 연구

오연칠,박소아,이영석,양해권,Oh, Yeon-Chil,Park, So-Ah,Lee, Young-Seok,Yang, Hae-Kwon 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.10

국내 IT아웃소싱은 제조기업 및 금융기관을 중심으로 활발하게 이루어지고 있고, 공공기관의 IT아웃소싱도 일반화되고 있다. IT 개발 및 운영 관리 업무는 IT의 급격한 기술변화, 전문가 수요 증가 등의 요인으로 인해 아웃소싱이 가장 먼저 도입된 분야이다. 특히 공공기관의 핵심 업무는 공공서비스이므로, 핵심 업무에 전념하고 기타 업무는 과감히 아웃소싱 함으로써 조직을 슬림화하고, 업무효율을 향상시키며 의사결정속도를 증가시켜 결과적으로 IT아웃소싱은 공공서비스의 품질을 높일 수 있는 혁신적인 방안이 될 수 있다. 작은 정부, 효율적 행정, 공공서비스 품질 향상 등을 실현하기 위한 공공기관의 IT 멀티 소싱 모델의 개발이 시급하다 하겠다. 그러므로 본 논문에서는 선진국에서 그 성공 사례가 드문 서비스수준협약(SLA: Service Level Agreement)을 국내 공공기 관으로서는 최초로 도입하여 혁신적 아웃소싱 모델을 선도하고 있는 조달청과 서비스 공급업체인 삼성 SDS가 구체적으로 어떤 문제에 직면하고 어떻게 그러한 난관들을 극복해 왔는가 또 어떤 성과를 거두었는가 등을 분석하여 추후 선진적 IT아웃소싱 모델을 구현하려는 공공기관과 IT서비스 제공업체에게 새로운 제도를 도입하면서 겪어야 하는 시행착오를 최소화하고 IT아웃소싱을 성공적으로 구현하기 위한 요소들을 관리하기 위한 실무 가이드라인을 제시한다. The national IT outsourcing is actively achieved centering around the manufacturing enterprise and financial institution. The If outsourcing of the public institution is generalized. The IT development and operation management task are the field in which first an outsourcing is introduced due to a factor including the technological change, the efper increase in demand, and etc. Particularly, the core business of the public institution is the public service. Therefore, the core business of the public institution can concentrate on the core business and by drastically outsourcing the etc task ran improve an efficiency. Therefore, as to the IT outsourcing, the innovative method that can enhance the quality of the public service can become. In this paper, We analyze how the Supply Administration introducing the service level agreement (SLA: Service Level Agreement) and the problem that the Samsung SDS is faced with were solved. And the practical affairs guide-line for managing elements which can minimize trial and error and successfully implement the IT outsourcing is presented.

Implementation and Evaluation of the Electron Arc Plan on a Commercial Treatment Planning System with a Pencil Beam Algorithm

강세권,박소아,황태진,정광호,이미연,김경주,오도훈,배훈식,Kang, Sei-Kwon,Park, So-Ah,Hwang, Tae-Jin,Cheong, Kwang-Ho,Lee, Me-Yeon,Kim, Kyoung-Ju,Oh, Do-Hoon,Bae, Hoon-Sik Korean Society of Medical Physics 2010 의학물리 Vol.21 No.3

현재 이용되고 있는 상용 치료 계획시스템은 대부분의 치료용 선형가속기가 제공하는 전자선 회전 방식의 치료 기능을 제공하지 않고 있으며, 이것은 전자선 회전 치료가 널리 이용되지 못하는 한 가지 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 Varian 21-EX에 대해, pencil beam 기반의 Pinnacle3 (ver. 7.4f)를 이용한 전자선 회전 치료를 위한 커미셔닝을 한 후, 치료 계획을 세웠으며, 그 정확도를 평가해 보았다. 회전 빔은 폭이 일정한 조사빔을 규칙적으로 반복해서 구현하였으며, 필름과 점 선량을 측정하였다. 치료계획 시스템의 모델링 단계에서, 측정된 깊이 선량분포는 모델링의 계산과 1% 내에서 일치하였으나, 가로 선량분포의 경우에는 모델링 계산이 측정보다 작아서, 50% 선량값을 기준으로 할 때, 6 MeV는 distance-to-agreement (DTA) 값이 5.1 mm, 12 MeV의 경우에는 6.7 mm이었다. 인체모형 팬텀을 대상으로한 점 선량 및 필름 측정의 경우, 계산과 측정은 10% 이상의 차이를 보였다. Pencil beam 기반의 전자선 회전 치료 계획은 정량적인 기준으로 삼기에는 부족해서 선량 분포에 대한 정성적인 참고에만 머물러야 하며, 환자 치료 전에 측정을 통해 선량 확인이 필요하다. Less execution of the electron arc treatment could in large part be attributed to the lack of an adequate planning system. Unlike most linear accelerators providing the electron arc mode, no commercial planning systems for the electron arc plan are available at this time. In this work, with the expectation that an easily accessible planning system could promote electron arc therapy, a commercial planning system was commissioned and evaluated for the electron arc plan. For the electron arc plan with use of a Varian 21-EX, Pinnacle3 (ver. 7.4f), with an electron pencil beam algorithm, was commissioned in which the arc consisted of multiple static fields with a fixed beam opening. Film dosimetry and point measurements were executed for the evaluation of the computation. Beam modeling was not satisfactory with the calculation of lateral profiles. Contrary to good agreement within 1% of the calculated and measured depth profiles, the calculated lateral profiles showed underestimation compared with measurements, such that the distance-to-agreement (DTA) was 5.1 mm at a 50% dose level for 6 MeV and 6.7 mm for 12 MeV with similar results for the measured depths. Point and film measurements for the humanoid phantom revealed that the delivered dose was more than the calculation by approximately 10%. The electron arc plan, based on the pencil beam algorithm, provides qualitative information for the dose distribution. Dose verification before the treatment should be mandatory.

Estimation of Jaw and MLC Transmission Factor Obtained by the Auto-modeling Process in the Pinnacle3 Treatment Planning System

황태진,강세권,정광호,박소아,이미연,김경주,오도훈,배훈식,서태석,Hwang, Tae-Jin,Kang, Sei-Kwon,Cheong, Kwang-Ho,Park, So-Ah,Lee, Me-Yeon,Kim, Kyoung-Ju,Oh, Do-Hoon,Bae, Hoon-Sik,Suh, Tae-Suk Korean Society of Medical Physics 2009 의학물리 Vol.20 No.4

세기조절방사선치료(IMRT)뿐만 아니라 3차원 입체조형치료(3D-CRT)와 같이 광자선을 이용한 방사선 치료 기술은 방사선을 받아야 하는 표적의 면적을 충분히 증가시키면서, 동시에 정상 조직은 방사선으로부터 보호하기 위하여 정확한 선량 계산을 필요로 한다. Jaw 콜리메이터와 다엽 콜리메이터가 그러한 목적을 위해서 사용되어 왔다. 우리 기관에서 사용하는 피나클 치료계획시스템은 모델기반의 광자선량 알고리듬을 사용하기 때문에 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)와 같은 모델변수들의 집합이 측정된 데이터로부터 결정된다. 그러나, 이러한 자동모델화과정에 의해서 얻어진 모델변수들이 직접 측정하여 얻은 것들과 다를 수 있는데, 이는 선량분포에 영향을 줄 수 있다. 그래서, 이 연구에서 우리는 피나클 치료계획시스템에서 자동모델화과정에 의해 얻은 JTF와 MLCTF를 평가하였다. 먼저 우리는 이 연구에서 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)를 직접 측정하여 얻었는데, 이것은 물팬톰 내 기준깊이에서 조사면이 $0{\times}0\;cm^2$일 때의 선량과 $10{\times}10\;cm^2$일 때의 선량의 비로 얻었다. 또한, JTF와 MLCTF는 치료계획시스템내 자동모델화 과정에 의해서도 얻어서, 이 값들이 3차원 입체조형치료시에 선량에 어떠한 영향을 끼치는지 팬톰 연구와 환자 연구를 통해서 평가하였다. 직접 측정한 경우 JTF는 6 MV의 경우에 0.001966, 10 MV의 경우에는 0.002971이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.01657, 10 MV의 경우에 0.01925이었다. 한편, 자동모델화 과정에 의해 얻은 경우, JTF는 6 MV의 경우에 0.001983, 10 MV의 경우에는 0.010431이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.00188, 10 MV의 경우에 0.00453이었다. JTF와 MLCTF의 경우에 직접 측정한 것은 자동모델화 과정에 의해 얻은 값과 큰 차이를 보였으나, 6 MV와 10 MV의 선질을 고려하면, 보다 합리적이었고, 이러한 값의 차이는 낮은 선량의 영역에서 선량에 영향을 미쳤다. JTF와 MLCTF의 잘못된 값은 선량의 오차를 다소 발생시킬 수도 있기 때문에, JTF와 MLCTF를 자동모델화과정에 의해서 얻은 값과 직접 측정하여 얻은 값을 비교하는 것은 빔커미셔닝 단계에서 도움이 될 것이다. Radiation treatment techniques using photon beam such as three-dimensional conformal radiation therapy (3D-CRT) as well as intensity modulated radiotherapy treatment (IMRT) demand accurate dose calculation in order to increase target coverage and spare healthy tissue. Both jaw collimator and multi-leaf collimators (MLCs) for photon beams have been used to achieve such goals. In the Pinnacle3 treatment planning system (TPS), which we are using in our clinics, a set of model parameters like jaw collimator transmission factor (JTF) and MLC transmission factor (MLCTF) are determined from the measured data because it is using a model-based photon dose algorithm. However, model parameters obtained by this auto-modeling process can be different from those by direct measurement, which can have a dosimetric effect on the dose distribution. In this paper we estimated JTF and MLCTF obtained by the auto-modeling process in the Pinnacle3 TPS. At first, we obtained JTF and MLCTF by direct measurement, which were the ratio of the output at the reference depth under the closed jaw collimator (MLCs for MLCTF) to that at the same depth with the field size $10{\times}10\;cm^2$ in the water phantom. And then JTF and MLCTF were also obtained by auto-modeling process. And we evaluated the dose difference through phantom and patient study in the 3D-CRT plan. For direct measurement, JTF was 0.001966 for 6 MV and 0.002971 for 10 MV, and MLCTF was 0.01657 for 6 MV and 0.01925 for 10 MV. On the other hand, for auto-modeling process, JTF was 0.001983 for 6 MV and 0.010431 for 10 MV, and MLCTF was 0.00188 for 6 MV and 0.00453 for 10 MV. JTF and MLCTF by direct measurement were very different from those by auto-modeling process and even more reasonable considering each beam quality of 6 MV and 10 MV. These different parameters affect the dose in the low-dose region. Since the wrong estimation of JTF and MLCTF can lead some dosimetric error, comparison of direct measurement and auto-modeling of JTF and MLCTF would be helpful during the beam commissioning.

IT 아웃소싱 어플리케이션 운영 계약모델에 대한 실증적 연구

김흥식(Heung shik Kim),박소아(So ah Park) 한국IT서비스학회 2017 한국IT서비스학회지 Vol.16 No.2

The study suggests a contract model of application operation through case study of A bank s IT outsourcing application contract based on workload. The IT outsourcing order form has a problem in that the scope of work is ambiguous due to the integration of operation and maintenance. In this study, application operation and maintenance were separated by referring to application operation history provided in ISO/IEC15504-5 standard. The scope of the IT outsourcing service was clarified by organizing the definition and detail activities of the application operation business. Application operation contract method has generally applied estimation method by the number of input manpower and period by agreement between buyer and client. As there is no activity to calculate the number of input manpower based on the operational work history and based on the standard workload per activity. In this case is not guaranteed due to the simple agreement between the contractors. In this paper, we propose an application operating cost estimation model that measures the size of the operating software using function point analysis that is the basis of application operation tasks. In order to verify the validity of the application operation cost model, we verified the correlation between the application size and the labor cost through regression analysis using SPSS.

Dose Verification Study of Brachytherapy Plans Using Monte Carlo Methods and CT Images

정광호,이미연,강세권,배훈식,박소아,김경주,황태진,오도훈,Cheong, Kwang-Ho,Lee, Me-Yeon,Kang, Sei-Kwon,Bae, Hoon-Sik,Park, So-Ah,Kim, Kyoung-Joo,Hwang, Tae-Jin,Oh, Do-Hoon Korean Society of Medical Physics 2010 의학물리 Vol.21 No.3

대다수의 근접치료용 방사선치료계획장치는 AAPM TG-43의 계산식에 기반을 둔 선량계산 알고리듬을 적용하고 있으나 이는 조직의 비균질성을 적절히 고려하지 못한다. 본 연구에서는 몬테칼로 방법을 이용하여 강내고선량근접치료계획을 검증하는 체계를 구축하고자 하였으며, 특히 환자의 CT 영상을 이용하여 물질정보로 변환한 후 직접 몬테칼로 계산을 수행하는 방법의 타당성에 초점을 맞추었다. 판형 팬텀 및 자궁경부암 환자의 CT 영상을 Plato (Nucletron, Netherlands) 치료계획장치를 이용하여 근접치료계획을 수행한 후 여기서 얻어진 인자들을 이용하여 EGSnrc 기반의 DOSXYZnrc 코드로 몬테칼로 계산을 수행하였으며, EBT 필름측정 결과와 비교하였다. DOSXYZnrc 코드의 선원 모델링 특성 상 후장전 장치의 $^{192}Ir$ 선원들을 직육면체 형태로 근사화하여 모델링하였으며 계산 시 체적소의 크기는 $2{\times}2{\times}2\;mm^3$로 하였다. 균질 매질 내에서는 TG-43 기반의 선량계산 결과와 몬테칼로 선량계산 결과가 잘 일치함을 확인할 수 있었으나 고밀도 물질이 포함된 비균질 매질 내에서는 오차가 커졌다. 환자의 경우 A점 및 B점의 오차는 3% 이내, 평균선량 오차는 5% 정도였다. 그러나 기존 선량계산 알고리듬의 경우 고밀도 물질의 영향을 적절히 고려하지 못하여 표적의 선량을 과대평가하여 실제로는 더 적은 선량이 들어갈 우려가 있다. 본 연구에서 제안된 선량계산 검증체계는 타당하며 선량 계산 결과도 실제와 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 또한 기존의 선량계산 알고리듬으로 계산된 치료계획결과를 확인할 경우에는 주의가 필요하며, 몬테칼로 방법과 같은 독립적인 검증 시스템이 유용할 것이다. Most brachytherapy treatment planning systems employ a dosimetry formalism based on the AAPM TG-43 report which does not appropriately consider tissue heterogeneity. In this study we aimed to set up a simple Monte Carlo-based intracavitary high-dose-rate brachytherapy (IC-HDRB) plan verification platform, focusing particularly on the robustness of the direct Monte Carlo dose calculation using material and density information derived from CT images. CT images of slab phantoms and a uterine cervical cancer patient were used for brachytherapy plans based on the Plato (Nucletron, Netherlands) brachytherapy planning system. Monte Carlo simulations were implemented using the parameters from the Plato system and compared with the EBT film dosimetry and conventional dose computations. EGSnrc based DOSXYZnrc code was used for Monte Carlo simulations. Each $^{192}Ir$ source of the afterloader was approximately modeled as a parallel-piped shape inside the converted CT data set whose voxel size was $2{\times}2{\times}2\;mm^3$. Bracytherapy dose calculations based on the TG-43 showed good agreement with the Monte Carlo results in a homogeneous media whose density was close to water, but there were significant errors in high-density materials. For a patient case, A and B point dose differences were less than 3%, while the mean dose discrepancy was as much as 5%. Conventional dose computation methods might underdose the targets by not accounting for the effects of high-density materials. The proposed platform was shown to be feasible and to have good dose calculation accuracy. One should be careful when confirming the plan using a conventional brachytherapy dose computation method, and moreover, an independent dose verification system as developed in this study might be helpful.

두경부암 환자에 대한 선량체적 히스토그램에 따른 토모치료외 선형가속기기반 세기변조방사선치료의 정량적 비교

김동욱,윤명근,박성용,이세병,신동호,이두현,곽정원,박소아,임영경,김진성,신정욱,조관호,Kim, Dong-Wook,Yoon, Myong-Geun,Park, Sung-Yong,Lee, Se-Byeong,Shin, Dong-Ho,Lee, Doo-Hyeon,Kwak, Jung-Won,Park, So-Ah,Lim, Young-Kyung,Kim, Jin-Sung,Sh 한국의학물리학회 2008 의학물리 Vol.19 No.2

토모치료기는 선형가속기에서 사용되는 세기 변조방사선치료와 Mega-voltage Computed Tomography (MVCT) 3차원 영상정보에 의한 영상유도방사선치료(Image Guide Radiation Therapy, IGRT)가 가능하고 나선식 빔 조사를 통해 표적과 정상조직에 효율적으로 선량(dose)을 집중하고 분산할 수 있다는 장점을 가진다. 이에 본 논문에서는 2006년 9월부터 운용을 시작한 국립암센터의 토모치료기를 이용하여 10명의 두경부암 환자를 대상으로 토모치료계획과 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획의 선량분포를 비교하였으며 또한, 영상유도 방사선치료장치가 구비되지 못하여 환자의 위치보정이 부정확한 구형 세기변조방사선치료기에 대해 표적의 움직임에 따라 균일성(Homogeneity)과 정상조직부작용율(Normal Tissue Complication Probability, NTCP)이 상대적으로 어떻게 변화하는지 연구하였다. 이 연구를 위하여 토모치료기의 치료계획용 시스템인 Hi-Art (Hi-Art2_2_4 2.2.4.15, TomoTherapy Incorporated, 1240 Doming Way, Madison, WI S3717-1954, USA)와 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획용 시스템인 CadPlan (CadPlan R.6.4.7, Varian Medical System Inc. 3100 Hansen Way, Palo Alto, CA 94304-1129, USA)을 이용한 역치료계획(inverse Planning)이 수행되었으며 치료계획은 각각의 환자에 대해 같은 표적과 최적화조건을 가지도록 고려되었다. 총 10명의 환자를 대상으로 한 연구결과, 환자의 신체내 외부가 완전히 고정되어 있는 이상적인 경우에 대해서 토모치료기를 이용한 치료계획이 선형가속기에 의한 세기 변조 방식보다 표적에 대해 보다 높고 일정한 선량분포를 주면서도 주변 장기의 선량이 선량체적 히스토그램(Dose Volume Histogram, DVH)에서 오히려 감소함을 보여 주었다 또한 토모치료기의 MVCT를 이용하여 한 달간 토모 환자의 표적위치변화를 측정하였고, 이를 토대로 평균 표적위치변화를 고려하였을 경우 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획인 CadPlan에서 표적의 등가균질선량(Equivalant Uniform Dose, EUD)이 감소하고 정상조직의 부작용율의 발생가능성이 상대적으로 증가함을 발견하였다. TomoTherapy has a merit to treat cancer with Intensity modulated radiation and combines precise 3-D imaging from computerized tomography (CT scanning) with highly targeted radiation beams and rotating beamlets. In this paper, we comparing the dose distribution between TomoTherapy and linear accelerator based intensity modulated radiotherapy (IMRT) for 10 Head & Neck patients using TomoTherapy which is newly installed and operated at National Cancer Center since Sept. 2006. Furthermore, we estimate how the homogeneity and Normal Tissue Complication Probability (NTCP) are changed by motion of target. Inverse planning was carried out using CadPlan planning system (CadPlan R.6.4.7, Varian Medical System Inc. 3100 Hansen Way, Palo Alto, CA 94304-1129, USA). For each patient, an inverse IMRT plan was also made using TomoTherapy Hi-Art System (Hi-Art2_2_4 2.2.4.15, TomoTherapy Incorporated, 1240 Deming Way, Madson, WI 53717-1954, USA) and using the same targets and optimization goals. All TomoTherapy plans compared favorably with the IMRT plans regarding sparing of the organs at risk and keeping an equivalent target dose homogeneity. Our results suggest that TomoTherapy is able to reduce the normal tissue complication probability (NTCP) further, keeping a similar target dose homogeneity.

Dosimetric Influence of Implanted Gold Markers in Proton Therapy for Prostate Cancer

곽정원,신정욱,김진성,박성용,신동호,윤명근,박소아,김동욱,임영경,이세병,Kwak, Jung-Won,Shin, Jung-Wook,Kim, Jin-Sung,Park, Sung-Yong,Shin, Dong-Ho,Yoon, Myong-Geun,Park, So-Ah,Kim, Dong-Wook,Lim, Young-Gyeung,Lee, Se-Byeong Korean Society of Medical Physics 2010 의학물리 Vol.21 No.3

본 연구에서는 양성자 치료에서 치료부위에 금 마커를 삽입하였을 때 양성자 빔의 선량과 그 분포에 미치는 영향을 평가하였다. 1.2 mm 직경에 3 mm 길이의 원통형 금 마커가 사용되었고 양성자 빔의 여러 위치에서 각각의 선량에 미치는 영향을 조사하였다. 3차원 moving 팬텀과 유효 반경이 0.5 mm인 정위적 방사선 치료용 다이로드 검출기를 이용하여 금마커의 방사선 선량으로의 영향을 결정하였다. Gafchromic film을 이용한 필름에 의한 선량 평가도 시행하였다. 그리고 선량-체적관계 히스토그램을 통한 분석을 위하여 GEANT4 전산 모의 도구 모음을 이용한 전산모의를 실시하였다. 마커의 움직임에 대한 영향성을 평가하기 위하여 직장 풍선을 적용하고 금 마커를 삽입한 10명의 환자에 대한 MV 영상을 이용하였다. 하나의 금 마커에 의하여 처방선량의 95% 이하가 들어간 체적은 0.15 cc로 작지만 그 체적은 치료부위 안쪽에 위치하고 평행이동에 대하여 발려져서 없어지지 않았다. 금 마커의 위치와 양성자 빔의 상태에 따라서 선량분포에 각각 다른 영향을 미치고 이는 임상치료에서 충분히 고려되어야 할 것으로 사료된다. This study examined the dosimetric influence of implanted gold markers in proton therapy and the effects of their positions in the spread-out Bragg peak (SOBP) proton beam. The implanted cylindrical gold markers were 3 mm long and 1.2 mm in diameter. The dosimetric influence of the gold markers was determined with markers at various locations in a proton-beam field. Spatial dose distributions were measured using a three-dimensional moving water phantom and a stereotactic diode detector with an effective diameter of 0.5 mm. Also, a film dosimetry was performed using Gafchromic External Beam Treatment (EBT) film. The GEANT4 simulation toolkit was used for Monte-Carlo simulations to confirm the measurements and to construct the dose-volume histogram with implanting markers. Motion data were obtained from the portal images of 10 patients to investigate the effect of organ motions on the dosimetric influence of markers in the presence of a rectal balloon. The underdosed volume due to a single gold marker, in which the dose was less than 95% of a prescribed amount, was 0.15 cc. The underdosed volume due to the presence of a gold marker is much smaller than the target volume. However, the underdosed volume is inside the gross tumor volume and is not smeared out due to translational prostate motions. The positions of gold markers and the conditions of the proton-beam field give different impacts on the dose distribution of a target with implanted gold markers, and should be considered in all clinical proton-based therapies.

양성자치료용 보상체의 영상기반 정도 관리 기반 프로그램 개발

김진성,윤명근,김동욱,임영경,곽정원,박소아,신동호,신정욱,이세병,박성용,조관호,Kim, Jin-Sung,Yoon, Myong-Geun,Kim, Dong-Wook,Lim, Young-Kyung,Kwak, Jung-Won,Park, So-Ah,Shin, Dong-Ho,Shin, Jung-Wook,Lee, Se-Byeong,Park, Sung-Yong,Cho, 한국의학물리학회 2008 의학물리 Vol.19 No.1

양성자치료는 양성자의 물리적 특성으로 인해 인체 내의 특정범위에 모든 에너지를 전달하고 감쇠되어 타겟조직 뒤에 존재하는 정상조직에는 방사선이 조사되지 않는 큰 장점을 가진 치료법이다. 이 방법은 인체 내의 암 조직을 타겟으로 했을 때, 빔 방향에서의 타겟의 2차원적인 모양은 황동으로 제작된 블럭을 통해 정상조직에 들어가는 방사선을 차폐하고 마진을 주어서 GTV (eross Tumor Volume)에 90% 이상의 선량이 전달되도록 조절한다. 그리고, 양성자 빔의 날줄방향 (longitudinal)에서의 타겟의 3차원적인 모양을 고려하여 PMMA로 이루어진 보상체(compensator)를 밀링머신으로 조각하여 타겟에 방사선이 정확하게 분포되도록 한다. 이러한 보상체의 정확한 정도 관리를 위해 현재 사용되는 수동적인 방법을 보완하여 X선 영상으로 해당하는 보상체의 영상을 획득하여 이 영상을 기반으로 정도관리를 할 수 있는 방법을 제안하였고, 제안한 방법으로 보상체의 각각의 깎여진 평면의 모양과 두께를 정성적으로 비교 및 평가할 수 있었으며 두 영상의 차이가 80% 이상 맞는 것으로 확인되었다. 이를 바탕으로 영상을 이용한 정도관리 프로그램을 보완하여 추후 실제 양성자치료 정도관리에 사용될 예정이다. The main benefit of proton therapy over photon beam radiotherapy is the absence of exit dose, which offers the opportunity for highly conformal dose distributions to target volume while simultaneously irradiating less normal tissue. For proton beam therapy two patient specific beam modifying devices are used. The aperture is used to shape the transverse extension of the proton beam to the shape of the tumor target and a patient-specific compensator attached to the block aperture when required and used to modify the beam range as required by the treatment plan for the patient. A block of range shifting material, shaped on one face in such a way that the distal end of the proton field in the patient takes the shape of the distal end of the target volume. The mechanical quality assurance of range compensator is an essential procedure to confirm the 3 dimensional patient-specific dose distributions. We proposed a new quality assurance method for range compensator based on image processing using X-ray tube of proton therapy treatment room. The depth information, boundaries of each depth of plan compensatorfile and x-ray image of compensator were analyzed and presented over 80% matching results with proposed QA program.