Development of the Reference Korean Female Voxel Phantom

The objective of this study is for development of the reference Korean female phantom, HDRK-Woman. The phantom was constructed by adjusting a Korean woman voxel phantom to the Reference Korean data. The Korean woman phantom had been developed based on the high-resolution color slice images obtained from an adult Korean female cadaver. There were a total of 39 organs including the 27 organs specified in ICRP 103 for effective dose calculation. The voxel resolution of the phantom was $1.976{\times}1.976{\times}2.0619\;mm^3$ and the voxel array size is $261{\times}109{\times}825$ in the x, y and z directions. Then, the voxel resolution was changed to $2.0351{\times}2.0351{\times}2.0747\;mm^3$ for adjustment of the height and total bone mass of the phantom to the Reference Korean data. Finally, the internal organs and tissue were adjusted using in-house software program developed for 3D volume adjustment of the organs and tissue. The effective dose values of HDRK phantoms were calculated for broad parallel photon beams using MCNPX Monte Carlo code and compared with those of ICRP phantoms.

한국인 기준여성 체적소형 모의체 개발

한국인 기준남성 체적소형 모의체 HDRK-Man은 서양인과는 구별되는 한국인에 대한 내 외부피폭 관련 방사선방호량을 계산하기 위하여 개발되었다. 하지만 유효선량을 그 정의에 맞게 계산하기 위해서는 반드시 남녀 한쌍의 인체 전산모의체가 필요하다. 이에 본 연구는 HDRK-Man과 한 쌍을 이루는 한국인 기준여성 체적소형 모의체 HDRK-Woman을 개발하였다. HDRK-Woman의 개발을 위하여 한국인 여성사체로부터 획득된 고해상도 연속절단면 컬러해부영상을 사용하여 제작된 체적소형 모의체의 키, 몸무게 및 장기무게를 한국인 기준자료에 맞게 조정하였다. 전반적인 조정 절차는 ICRP의 체적소형 기준모의체 개발 시 사용된 방법에 따라 키 조정, 뼈 무게 조정, 장기무게 조정, 몸무게 조정의 순으로 진행하였다. 특별히 기존에 사용되던 장기무게 조정 방법의 반복된 절차를 간소화하고 단점을 보완하기 위하여 장기무게 조정 프로그램을 자체적으로 개발하여 사용하였다. 최종 완성된 HDRK-Woman의 체적소 해상도는 x, y, z축 방향 순으로 $2.0351{\times}2.0351{\times}2.0747\;mm^3$이며, 체적소 행렬의 크기는 $261{\times}109{\times}825$이다. 또한 유효선량 계산 시 필요한 장기들을 포함한 총 39개의 장기 및 조직이 표현되어 있다. 본 연구는 HDRK-Woman을 MCNPX 몬테칼로 코드에 입력하여 외부에서 입사하는 광자빔에 대한 장기선량을 계산하였으며, HDRK-Man의 장기선량과 합산하여 한국인에 대한 유효선량 환산계수를 계산하고 ICRP 기준남녀 체적소형 모의체의 유효선량과 비교하였다. 고해상도 컬러해부영상을 기반으로 제작된 기준한국인 성인여성 체적소형 모의체 HDRK-Woman은 장기 및 조직이 정밀하게 표현되어 있으며, 일부 조정이 불가능한 장기를 제외한 대부분의 장기 및 조직들이 한국인 기준자료에 정확하게 일치하도록 조정되었다. 따라서 기준한국인 성인남성 체적소형 모의체 HDRK-Man과 함께 한국인에 대한 장기선량 및 유효선량을 정확하게 평가하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.