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보고서 상세정보

방사선 치료계획시스템(RTP) 검증 프로그램 개발
Development of a MU calculation program for verification of RTP

  • 사업명

    의료기기방사선안전관리

  • 과제명

    방사선치료계획(RTP)시스템 검증 프로그램 개발

  • 주관연구기관

    서울대학교병원
    Seoul National University Hospital

  • 연구책임자

    예성준

  • 참여연구자

    지의규   정진범   박양균   박종민   김희정   이제희  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2007-11

  • 과제시작년도

    2007

  • 주관부처

    식품의약품안전청

  • 사업 관리 기관

    식품의약품안전청
    Korea Food & Drug Administration

  • 등록번호

    TRKO201000015005

  • 과제고유번호

    1475003446

  • 키워드

    치료계획시스템.모니터 유니트.빔 데이터.RTP.Monitor Unit.Beam data.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    Radiation treatment planning systems (RTPS) are routinely used for calculating patient’s dose distributions. Despite their superi...

    Radiation treatment planning systems (RTPS) are routinely used for calculating patient’s dose distributions. Despite their superior computing power and accuracy, miscalculation of prescribed dose and misadministration might be caused by operator’s mistakes during RTPS commissioning, as well as hardware malfunction and software glitches during RTPS upgrade and update. Further, planner’s errors and inconveniency of beam data management in RTPS are additional causes of such accidents. Therefore, independent verification of radiation dose (Monitor Unit, MU) of RTPS is very important for both safety and accuracy of radiation therapy. These manners are broadly accepted as an international standard. However in Korea such important aspects have been overlooked due to the lack of the perception and professional personnel. In order to resolve these problems, we developed a MU calculation program that shares the same beam data with RTPS. Thus the program can be used to validate RTPS by verifying MU of RTPS independently. The program is very comprehensive and applicable to most of 2D or 3D patient-specific treatments. The specifications of the developed MU verification program are as follows:
    1) The MU calculation program shares the same beam data with RTPS to be validated.
    2) By facilitating a commercially available spread sheet, the MU calculation program enhanced user's friendly environment for comparing, analyzing and evaluating the beam data and MU.
    3) This program adopted GUI (graphic user interface) to provide users the conveniency and error-free environment of MU calculation. It also generates the relevant documentation in clinic.
    4) To enhance the accuracy of calculation, wedge hardening factors, off axis ratio and inhomogeneity correction were incorporated into the program. Thus, the result is more accurate than manual hand calculations.
    5) This program can guarantee errors less than 2%, except for cases of 3D complecated geometry of extreme inhomogeneity.
    Calculation accuracy was tested with our valid RTPS (XIO, CMS, Pinnacle) and measurements in various calculation conditions. This program will be distributed in no charge to dosmestic or international institutions if they provide the relevant beam data. We expect the program to be useful for monitoring the beam data of national radiotherapy centers.


    현재 대다수의 방사선 치료기관에서 방사선 치료계획 시스템 (radiation treatment planning system)을 이용하여 환자치료를 위한 방사선량을 계산하고 있다. RTPS는 뛰어난 계산능력 및 정확도에도 불구하고, ...

    현재 대다수의 방사선 치료기관에서 방사선 치료계획 시스템 (radiation treatment planning system)을 이용하여 환자치료를 위한 방사선량을 계산하고 있다. RTPS는 뛰어난 계산능력 및 정확도에도 불구하고, commissioning 과정에서 입력자의 실수에 의해 야기되는 오류의 위험이 존재하고, 적절히 commission 된 RTPS의 경우에도 환자 치료과정에서 planner의 사소한 실수에 의한 계산오류의 위험이 항시 존재한다. 따라서, 방사선치료계획시스템의 계산 결과를 독립적인 제3의 방법으로 교차 검증하는 것은 방사선치료의 안전과 정확성을 위해 매우 중요하고 이는 국제적인 표준으로 정착되고 있다. 본 연구에서는 이러한 RTPS 검증에 대한 인식 및 전문 인력 부족으로 취약할 수밖에 없는 국내 현실에서, RTPS에 대한 독립적인 MU 검증 프로그램을 제작함으로써 RTP commissioning 검증 및 2차원 또는 3차원 입체조형 방사선 치료 등의 임상적 상황에서 환자 특이적(patient specific)인 독립적 MU 검증 방법론을 구현하였다. 개발된 MU검증 프로그램의 특징은 다음과 같다
    1) 본 프로그램은 검증할 RTP 설치 및 업그레이드 과정에서 사용되는 동일한 방사선 측정데이터(방사선발생장치의 commissioning beam data)를 사용한다.
    2) 본 프로그램은 상용 스프레드 시트의 user interface를 이용함으로써 빔데이터에 대한 비교, 분석, 평가가 용이하다.
    3) 본 프로그램은 전문가가 아니더라도 쉽게 이용할 수 있도록 graphic user interface를 구현하였으며, 실제 임상에서 환자치료기록으로 사용할 수 있도록 디자인하였다.
    4) 본 프로그램은 축이탈인자, 쐐기빔 경화효과, 비균질보정 등에 의한 factor를 계산에 반영하여 일반적인 수계산 (hand calculation)보다 정확한 계산을 구현하였다.
    5) 본 프로그램은 RTPS에 대하여 극단적인 계산 상황이 아닌 경우 2% 이내의 오차로 계산할 수 있도록 하였다.
    프로그램의 효용성은 주관연구기관 및 참여기관에서 다양한 조건하에서 RTPS의 계산결과 및 측정 결과를 사용하여 검증되었다. 본 프로그램을 필요로 하는 국내외 기관에 대하여 식품의 약안전청과의 공조로 빔데이터를 제공받는 조건으로 배포할 예정이며, 이는 향후 계획하는 국내 치료기관에 대한 빔데이터 모니터링을 위해 유익한 방법론이 될 것으로 기대된다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지...1
    2. 용역연구사업 연구결과보고서...4
    3. 제 출 문...5
    4. 목 차...6
    5. Ⅰ. 연구개발결과 요약문...7
    6. 방사선 치료계획시스템(RTP) 검증 프로그램 개발...7
    7. Development of a MU calculation program for verification...
    1. 표지...1
    2. 용역연구사업 연구결과보고서...4
    3. 제 출 문...5
    4. 목 차...6
    5. Ⅰ. 연구개발결과 요약문...7
    6. 방사선 치료계획시스템(RTP) 검증 프로그램 개발...7
    7. Development of a MU calculation program for verification of RTP...9
    8. Ⅱ. 총괄연구개발과제 연구결과...11
    9. 제1장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...11
    10. 1.1 총괄연구개발과제의 목표...11
    11. 1.2 총괄연구개발과제의 목표달성도...15
    12. 1.3 국내.외 기술개발 현황제...17
    13. 2장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 방법...18
    14. 2.1 빔 데이터의 수집...18
    15. 2.2 MU계산 알고리듬의 고찰 및 개발...24
    16. 2.3 프로그램 개발...27
    17. 제3장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 결과...39
    18. 3.1 프로그램 개발 결과...39
    19. 3.2 PDD 보정을 통한 측정 데이터의 호환성 보장...42
    20. 3.3 MU 검증 프로그램의 정확도 평가...44
    21. 3.4 워크시트 템플릿을 이용한 solution 개발...50
    22. 3.5 미국 알라바마 의과대학 방사선종양학과와의 연구협의사항...53
    23. 제4장 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...54
    24. 제5장 총괄연구개발과제의 연구성과 ...55
    25. 제6장 기타 중요변경사항...57
    26. 제7장 참고문헌...58
  • 참고문헌

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