MedPhy Jinsung2012. 10. 22. 07:07

Tool for Particle Simulation 의 약자로

미국 UCSF의 B. Faddegon와 MGH의 H. Paganetti가 공동 PI로 시작한 NIH의 프로젝트입니다.


Geant4를 이용해서 좀 더 사용자들이 쉽게 particle simulation을 할 수 있도록 제작한.

예전의 BEAMnrc 와 같은 code라고 보면 됩니다.


이 프로젝트가 최근 Medical Physics에 첫 논문을 출판했습니다.

J. Perl와 신정욱 박사님이 실무적인 일을 많이 해서 더욱 반갑고.

또한 TOPAS 안에 저희 병원의 데이터와 노력도 들어가서 더 기대가 됩니다.


Medical Phycics에서도 무료로 배포되니까.

좋은 참고자료가 되리라 생각합니다. 

관심있으신 분들은 꼭 보시기 바랍니다. 


http://dx.doi.org/10.1118/1.4758060


시간이 되면 나중에 좀 더 자세히 설명하는 기회가 있으면 좋겠고.

허락하면 TOPAS의 key member인 신정욱 박사님의 설명도 언젠가 올려보도록 하겠습니다! :)

아래 그림은 논문에서 발췌! 공짜니까 별 문제 없겠죠? :) 







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Posted by jinsung
MedPhy Jinsung2012. 2. 20. 21:08

0. 벌써 2월 중반을 향해 달려가는군요! :)

1. 삼성서울병원 양성자치료센터(가칭, 언제 정확한 명칭이 나오려나)는 예정대로 진행되고 있습니다! :)

2. 양성자치료기 회사는 어떤 회사들이 있을까요?
   - 가장 시장 점유율이 높은 회사는 IBA 
   - 원래 IBA와 같은 시작을 했던 Sumitomo
   - 뒤늦은 Synchrotron 으로 시작한 Hitachi
   - 회사를 인수한 뒤 박차를 가하고 있는 Varian
   - Compact Proton의 대명사 Mevion
   - 요즘 새로 시작한 ProTom

   우리 병원이 도입하는 장비는 일본 장비인 Sumitomo. 각각의 회사들이 장단점이 있다고 생각이 됨.
   도입하려는 병원에서는 비교하느라 고생하시리라 생각됨! :)

3. 최근 Varian의 선전. http://www.dotmed.com/news/story/18103/
   몇일 전 러시아에도 2개의 Gantry 계약 성사 뉴스가! 
   그런데 가격은 좀 천차만별! :)

4. 국내의 병원들도. 추가적으로 도입을 고려하고 있는 것으로 알려져있습니다.
   가격만 좀 싸진다면 도입하지 않을이유가 없겠죠! :)

5. 입자치료학회 PTCOG
   올해 5월에 한국에서 개최되죠!
   관심있으신 분들의 많은 참여! :)

 

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Posted by jinsung
MedPhy Jinsung2011. 12. 22. 22:03
가끔 구글에 proton therapy 뉴스를 검색해본다.
몇가지 눈에 뜨이는 소식들. 트위터에 이미 올리긴 했지만.

1. IBA가 미국 Tennessee에 양성자치료기를 공급한다.
    Gantry 2개 Fixed 1개. 그리고는 2014년에 첫치료라고 하는데. 정말 빠른데? @.@
    http://www.reuters.com/article/2011/12/19/health-iba-provision-idUSL6E7NJ4BX20111219

2. 영국. 1st 양성자!
    영국이 선진국인 것은 아실테고 지금까지 양성자치료기는 없었는데,
    불황속이지만 영국에도 양성자치료기가 하나 생길 듯.
    http://www.bbc.co.uk/news/uk-england-16158814

3. Mayo Proton.
    미국의 유명한 센터중 하나인 Mayo Clinic - $182M 짜리 프로젝트! :)
    얼마전 Hitachi와 두개의 양성자 계약을 했다는 소식을 들었었는데 얼마전 Ground Breaking 소식!
    아래의 그림과 같을 것이라고 하는데.. :) 2015년에 치료 시작예정. 
    그리고 여기에만 19명의 의사와 19명의 physicist를 고용할 계획이라고 함.. 
    http://www.bizjournals.com/twincities/news/2011/12/14/mayo-proton-beam-cancer-facilities.html



4. PTCOG51
    양성자치료. 중입자치료를 하는 사람들의 모임. PTCOG가 2012년 한국에서 개최되는데 학회등록이 시작되었다는 소식.
    일산의 국립암센터와 삼성 코엑스에서 개최되는 학회.
    등록하시려면 http://www.ptcog51.com 으로! :)



자.. 점점 양성자치료센터가 늘어간다.
국내에도 관심있는 병원들이 있고. 세계적으로도 많아지고.
자.. 이제 나도 좀 더 집중이 필요한 시점! :)



 

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Posted by jinsung
MedPhy Jinsung2011. 5. 18. 09:19


PTCOG 50 을 마치고 돌아가는 길!
 


나중에 정리할 시간이 없을테니까 지금 혼자서 정리를 해볼까해서 라운지에서 작성을 시작해본다.  필요한 사진들은 대부분 NEX5로 촬영을 했고, iPad 2로 연결해서 다운받아서 현재 MacBook Air로 작성중이다.  (이런 이야기는 굳이 할 필요는 없는데...ㅎㅎ)


전체적으로 먼저 느낌을 이야기하면 Upenn은 정말 교육에 대한 열정이 있다는 생각. 그리고 괜히 좋은 학교가 아니라는 생각이 들었고. 학회 중 Upenn Museum에서 만찬을 한 것은 기억에 남는다.  또한 참가인원이 많아졌고, Proton을 공급하는 업체도 IBA, Sumitomo, Hitachi,  Varian, Mitsubishi, Protom, StillRiver 등이 활발히 판매하는 것으로 봐서 앞으로 정말 많이 보급될 것 같다는 느낌을 받았다. (CPAC이 안 보여서 좀.. ) 또한 Scanning의 기술도 많이 발전을 하고 있어서 여전히 Scattering이 필요하다는 이야기를 하는 사람들도 있지만, 몇 사람은 앞으로 Scanning으로만으로도 가능할 것이라고 이야기를 하는 사람들도 있었다. 


학회 순서와는 상관이 없지만 먼저 학회 참석자 현황을 보면 다음과 같다. 




총 791명으로 정말 많이 늘어난 숫자라고 이야기할 수 있다.  참고로 양성자와 중입자치료기가 전세계적으로 늘고 있기 때문에 당연한 숫자라고 생각할 수 있지만, 이번 학회의 B. Chu, Ph.D (주동일) 의 ‘History of PTCOG’을 들었다면 왜 놀라운지 이해할 수 있을 것이다. 

이번 학회에서도 주동일 박사님과 식사를 같이 하면서 이야기를 들을 수 있는 기회가 있었는데,  역사적인 인물에게 듣는 뒷 이야기들은 언제들어도 재미있는 것 같다. 현재 PTCOG 미팅이 있기 전에 모였던 사람들에 대해 주 박사님이 발표하신 자료 중 1장. 이 사람들이 단순히 가속기만 존재했던 세상에서 의료용으로 응용시켜서 이 땅으로 가져온 사람들이라고 할 수 있다. 

 


학회 중간에도 들으면서 위의 소개된 초기 멤버들과 PTCOG에게 고마운 마음이 들었다. 정말 이들이 없었다면 지금의 양성자치료는 없었을 것이고, 우리 병원같이 새로 시작하는 사람들이 정말 힘들었을 것이다. 


다시 본론으로 돌아가면, 이번 PTCOG을 유치한 Upenn에 대해서 먼저 이야기하면 현재 운영중인 센터로는 가장 크다. 양성자 + 선형가속기로 합쳐도 가장 큰 기관이라고 할 수 있다. 규모는 아래에 나와있으니 참조! 

 


이번 학회에서 가장 인상적이었던 발표자료 중 하나가 MD Anderson Cancer Center에서 발표한 자료인데 one shoot으로 3개의 target에 다른 dose를 conformal하게 painting하는 것이었다. IMPT로 planning하고 치료한 것 같은데 정말 유용하게 사용될 것 같다. 그러기 위해서는 Field size가 커야할 것 같고, 움직이는 조직에 대한 치료기술이 더 발전해야할 것으로 생각된다. 





그 다음으로 기억나는 것은 TOPAS (Tools for Particle Simulation)! 우리 절친 신정욱 박사가 TOPAS의 키멤버라서가 아니라 세계 여러센터가 필요하는 일들 대신 쉽게 만들어서 보급하겠다는 아주 착한 생각으로 뭉쳐진 결과라고 할 수 있을 것이다. 게다가 우리 병원과 함께 협력을 하기로 결정을 하고 최종 사인을 앞두고 있으니 더 좋다고도 이야기할 수 있다. 나도 뭔가 기여을 할 수 있으면 좋으련만 내가 지금 할 수 있는 건 matlab 밖에 없어서 아쉬울 따름! 언젠가 오픈 쏘스에 도움이 되리라! ㅎㅎ

발표를 했던 Joseph Peal도 재미있는 사람이고 발표자료 중에 눈에 익은 얼굴이 나오니 더 좋았다. 한국인의 위상을 떨쳐주시길! :)




 

또 하나 중요했던 것은 MDACC에서 Training과 operation의 경험에 대해서 이야기를 했었는데 결론적으로 이야기하면 양성자를 하기 위해서 자신들은 꽤 오랬동안 교육을 했었고, planning은 미리 연습을 할 수가 있었으며 이러한 것은 uncertainty를 확실히 이해하고 그것을 치료를 반영하는데 필요한 일들이었다. 라고 이야기를 했었고, 현재 MDACC를 운영하는데 있어서 가장 중요한 것은 time이라고 정의했고 환자치료, 환자 QA, machine QA의 균형을 맞추는 것이 쉽지 않다고 이야기해주었다. 함께 자신들의 현재 인력과 치료에 들어가는 시간 등을 이야기해주어서 다른 사람들에게 실제적인 많은 도움이 될 것으로 생각한다.
 


여기에서 보면 8 명의 clinical physicists가 정기적으로 토요일에 일한다고 해 놓은 항목을 보면 그다지 즐겁지만은 않다. ㅠ.ㅠ


그 다음은 뭐가 있을까 생각하다가, 일본 NIRS에서 발표한 OpenPET이 있는데, 이건 실시간으로 중입자 치료가 되는 것을 모니터링하다즌 아이디어로 시작되었다. 기존의 개념에서 좀 더 발전을 했는데 이번에는 소형 PET을 만들어서 실험한 결과를 내었는데, 치료하는 것을 실제로 모니터링하는 방법을 연구해봐야겠다는 생각을 잠시.. :) 어떻게 될지는 나중에~ ㅎㅎ




마지막 부분에 발표된 내용중에 재미있는 것들이 좀 있었는데 재작년 PTCOG을 개최했던 세계 유일은 carbon gantry를 가지고 있는 HIT에서 scanning해서 몇개의 결과를 보여주었다. 매일 말로 말하는 것보다 이렇게 결과를 보여주는 것이 가장 간결하고 확실한 방법이다! 




좌측은 HIT gantry를 그린 것이고 우측 그림은 scanning을 해서 치료할 때 움직이는 target에 대해서 gating을 통해 획득한 영상이다. 보면 VA11B라는 글자가 선명하게 나타나는 것을 볼 수 있다. 중간에 흐려보이는 것은 움직임 때문에 블러링이 된다는 의미고, 이것을 gating으로 하면 3번째 그림이 된다는 의미로 해석하면 된다. 


그 다음은 IBA가 PBS에 신경을 많이 쓰고 있는 독인 Essen에서 결과를 보여주었는데 궁금하던 것들에 대한 데이터를 보니 좋았다.  데이터는 각 방에서 측정한 PBS 빔의 spot size. 에너지에 따라 다르고 현재 1sigma로 표현되어있다! 또한 PBS dedicated nozzle과 universal nozzle이 다른 결과를 보이는 것도 알 수 있다. 학회가 이래서 좋은 것! 




마지막으로 소개하고 싶었던 내용은 Hanne Kooy, Ph.D가 발표한 Software Technologies for Pencil-beam Scanning Treatment Planning인데, 이런 동영상을 주로 찍어서 사진으로 나타내기가 좀 뭐하다. 중요한 것은 IMRT optimization을 하는 것처럼 플랜을 하는 것이 아니라 조금 더 신경을 쓰고 유저가 빨리 파악할 수 있도록 하자는 것이다. 언제 기회가 되면 다시~ :)


PTCOG 2011. 교육세션은 하루밖에 듣지 않았지만, 정말 재미있고 유익한 학회였다. 단점이라고 하면 작년에도 방문했던 Philadelphia 라서 조금 심심함이 있었다는 것. 할 일이 그다지 많지도 않고. :)


그런데 이걸 어쩌지? 내년엔 서울이다! ㅎㅎ  

내년에는 더 많은 내용과 참석자가 올 것 같으니 관심있으신 분들은 많이 참석하셔서 즐겁고 유익한 시간이 되시길 바라며 오픈쏘스 학회보고를 마쳐봅니다. :)

 

(깨끗한 사진이 없어서 죄송! )


원래 학회 오기 전에는 논문을 끝내는 것이 주요 목표였는데, 이거 적고 나니 생각보다 피곤해서 가는동안 집중하기가 쉽지 않을 듯. 흠. (혹시나 해서 시간을 체크해보니 이 글 여기까지 마무리하는데 걸린 시간 1.5시간. 이게 쉬운 게 아니야. ㅎㅎ)


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Posted by jinsung
MedPhy Jinsung2011. 3. 30. 19:46

간만에 업데이트한 양성자 + 중입자 치료기의 전세계현황. 
출처는 PTCOG 홈페이지 - http://ptcog.web.psi.ch/ 이고, 
빨간색이 Carbon, 연두색이 Proton. 두개 다 기존 X-ray보다 좋은 입자를 사용한 치료!  :)


2014년이 되면, 전세계 54개 정도의 센터가 된다. 
그림을 그릴 때 Carbon과 Proton을 같이 할 수 있는 센터는 각각 표시를 한 것을 참고하면 될 듯.
아. 원래 자료는 건설예정인데 '?'로 표시된 것은 그냥 2014년으로 포함시켜버린 것도 참고하시길. :)

2007년의 양성자치료기가 바로 우리나라 국립암센터의 치료기! 뿌듯~ :)
추가. 2011.03.30일자로 동아일보에 난 기사참조~ 
http://news.donga.com/3/all/20110329/35971196/1

데이터를 보면, 원래 오픈예정이었던 시기보다 지연되는 경우가 종종 있는데,
이건 PTCOG 홈페이지를 직접 방문해서 찾아보셔야할 듯.
 
그 예가 2010년! ㅎㅎ 
그림을 보면 원래 9개가 오픈예정이었으나, 실제로는 3개만 오픈을 했다! 

2010년 오픈 예정이었고, 예정대로 치료를 시작한 센터
 1. Upenn,  USA - Proton
 2. CDH Proton Center, IL, USA - Proton
 3. GHMC, Gunma, Japan - Carbon
  
2010년 오픈 예정이었으나 지연되어 아직 건설중인 센터
 4.  PSI, Villigen, Switzerland - Proton
 5. HIT, Heidelberg, Germany - Proton
 6. WPE, Essen, Germany - Proton
 7. CMHPTC, Ruzomberok, Slovak Rep - Proton
 8. Medipolis, Ibusuki, Kagoshima, Japan - Proton
 9. HIT, Heidelberg, Germany - Carbon

양성자, 중입자치료기는 앞으로 종종. 아니 가끔. 글을 올릴 예정. :)
오늘은 여기까지~ :)

새로 업데이트 한 그래프 - 우리 병원 양성자 계약식 때 사용한 데이터.
현재까지 치료환자와 센터 현황.


 

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Posted by jinsung
MedPhy Jinsung2010. 3. 13. 18:39

인터넷에서 위의 단어를 입력했을 때.
나의 홈페이지가 나오는 것이 나의 희망사항이다.
물론 영어로 적으면 영어로 나오겠지만. ㅋㅋ

생각해보니. 그렇게 되기 위해서는.
관련된 전문지식을 쉽게 적어두는 것이 필요하다는 생각이다.

전문지식이라는 것이 쉽지는 않겠지만.
그걸 쉽게 설명하는 사람이야말로.
전문가라 할 수 있지 않을까.?

해결해야하는 토픽들이 여러가지가 있을텐데.
앞으로 하나둘씩 새롭게 시도해 봐야겠다.

-

근데 요즘은 너무 분주하다.
예를 들어 어제 2010년 3월 12일은.

07:40~ 09:00 - 금요세미나
09:00~ 09:30 - 연구관련 미팅
09:30~ 12:00 - 회의록 정리 및 과제관련 업무, 식사
12:10~ 13:00 - 장비도입 미팅
13:20~ 14:00 - QA 미팅
14:00~ 17:00 - 장비 미팅

-

시간이 좀 나길 기다려야하는 건지.
저런 일정들 속에서 내가 더 시간을 만들어내야하는건지. ㅋㅋ

-

다음 주부터.
점점 바빠질 분위기인데.
홧팅해야겠다! ^^. 

-





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Posted by jinsung
MedPhy Jinsung2009. 11. 19. 10:58

얼마전 뉴스에서 기장에 중입자치료기가 생긴다고 보도하였다.
동남권 원자력의학원 (영어로는 Asia Cancer Center:  http://www.acc.re.kr ) 에 건립되는 것으로.
대략 치료기 설치비용만 2000억원이 넘는 고가의 치료장비다.

또한 요즘 정계가 시끄러운 첨단과학비지니스 밸트에 중입자가속기가 설치예정이고, 
이를 의료용으로도 이용하려고 한다는 소식이 들리고 있다.

한국에는 이미 국립암센터에서 세계에서 27번째정도로 가동한 양성자치료기를 보유하고 있다.
삼성서울병원도 양성자치료기를 도입하려고 하고 있으며, 
연세대 세브란스병원도 이를 위한 노력을 하고 있는 것으로 알려져있다. 

그럼 왜 이런 고가의 방사선치료장비가 필요한 것인가.
여러가지 이유가 있을 수 있지만, 일단 3개의 그림으로 대표할 수 있으리라 생각한다. 


첫번째는 새로 도입되는 양성자, 중입자(Carbon)와 기존의 전자선과 X-선과의 비교그림이다. 
방사선치료는 기본적으로 종양에 높은 선량을 주변 정상조직에 낮은 선량을 주기 위한 것이 목적이다.

종양이 피부 근처에 있으면 상관없지만, 
몸 속 깊은 곳에 있을 때 (사실 대부분이 몸 속에 존재한다) 
위 그림에서는 대략 20cm 정도에 종양(전립선암)이 있다고 가정해 보기로 한다.

1. X선(photon, 파란색)은 피부 근처에서 많은 에너지를 전달하고 점점 전달하는 에너지가 줄어든다. 
   또한, 종양이 존재하는 20cm 이후에도 에너지를 전달한다. 
   -> 이것을 그림을 참조하여 다른 말로 하면, 20cm에 위치한 종양에 100%의 에너지를 주기 위해서, 
        피부근처에는 대략 250%의 에너지를 전달하게 되며 이로 인해 정상조직이 많이 손상된다.
        또한 종양을 지난 뒤에서 50% 이상의 방사선을 주게 된다.
2. 전자선(electron, 연녹색)은 깊은 곳까지 에너지를 전달할 수 없어서 많이 사용되지 않는다.
3. 양성자(Proton, 빨간색)은 입자의 성질을 가지고 있어서 
    종양의 존재하는 위치에서 에너지가 100% 전달되며 피부 근처에는 50%정도의 에너지를 전달한다.
    또한 종양을 지나서는 에너지가 사라져서 정상조직의 손실을 최소화할 수 있다.
4. 중입자(Carbon, 보라색)은 양성자와 기본적으로 비슷하지만, 생물학적 효과가 높아서 종양에만 집중적으로     에너지를 전달하는 효과를 볼 수 있다. 

정리하면, 양성자나 중입자는 정상조직에 최소의 선량을 주고, 
종양조직에 최대의 선량을 줄 수 있는 방사선 치료의 목적에 정확하게 부합되는 치료기술이라고 할 수 있다. 



두번째는 세계적인 현황이다.
이미 X선을 이용한 치료는 상당히 많이 이루어지고 있으며 방사선치료의 기준이 되었다.

하지만 입자가속기를 이용한 치료는 번외로 조금씩 진행되어왔으며(일본, 독일, 미국 중심으로), 
2009년 현재는 전세계에 총 32개의 기관에서 치료하고 있다.
2007년 내가 국립암센터에 있을 때에 오픈했던 양성자치료센터가 세계에서 27번째라고 했던 기억이 난다. 
그런데 중요한 것은 지금까지 해마다 1~2개 설치해오면 치료시설이 
2009년을 기점으로 굉장히 늘어나게 되었다. 
보통 설치에 2~3년이 걸리는 것을 감안하고, 한화로 800억여원 이상의 설치비용을 생각할 때, 
방사선치료의 방향이 이러한 입자치료를 향해서 가고 있다고 할 수 있을지 않을까 생각한다. 

장애물은 설치비용인데, 만약 기술의 발전으로 비용이 줄어든다면
저 그림보다 훨씬 많은 기관에서 도입할 것으로 예상된다. 



마지막으로는 현재까지 치료성적은 어떤가.. 하는 것인데 
아직 다른 치료방법(X선)들과 비교해서 절대적인 우위라고 이야기할 수 있을 만한 결과는 눈치료외에는 없다.

종양조직에는 같은 효과를 준다는 것은 이미 알려진 일이지만 
정상조직이 덜 피해가 받는다는 것을 증명하는 것은 쉽지 않은 것이다.

하지만, 현재까지 전세계에서 60000명이 넘는 사람들이 치료받았고, 
현재 많은 연구들이 진행중이며, 대부분 긍정적인 연구결과를 나타내고 있어서
앞으로 더 활발한 치료가 이루어질 것이라고 기대가 되고 있다. 

-

결론적으로.
이러한 입자가속기를 이용한 환자치료가 필요할 것으로 생각되며.
물론 설치비용이 크지만, 그만큼의 혜택을 국민들이 받게 되는 것을 감안하면.
좀 더 좋은 나라가 되는 하나의 길이 되지 않나.. 생각된다.

-


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