Feasibility Study of Phosphor Particle Blended Hybrid Dosimeter for Quality Assurance in Radiation Therapy

In the field of radiotherapy, the Quality Assurance(QA) procedure to verify the safety of treatment is considered to be very important. However, due to various problems of the conventional dosimeters used for the QA, researches on these dosimeters have been actively carried out to replace them. In this study, to maximize the sensitivity by visible light(VL) emitted from phosphors, blended hybrid sensors were fabricated by blending various weight percent(wt%) of $Gd_2O_2S:Tb$ which is a phosphor with excellent fluorescence efficiency into $PbI_2$. Then, the electrical properties to high energy radiation from the blended sensors and the pure $PbI_2$ sensor were compared and evaluated. As a result of the sensitivity evaluation, the sensor of 3wt% showed the highest value with more than 40% difference from the other sensors, and gradual decreasing in sensitivity was observed with increasing wt% except for the sensor of 3wt%. Also, in the reproducibility evaluation, the pure $PbI_2$ sensor exhibited a large variation in coefficient of variation(CV)>0.015, while all the blended sensors showed CV<0.015.

Phosphor Particle 혼합형 Hybrid 선량계의 방사선치료 Quality Assurance에 대한 적용가능성 평가

방사선치료 분야에서는 치료의 안전성을 검증하기 위한 Quality Assurance(QA) 절차가 매우 중요하게 여겨진다. 그러나 일반적으로 이에 사용되는 선량계들의 다양한 문제점 때문에, 이를 대체하기 위한 선량계 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 형광체로부터 방출된 visible light(VL)에 의한 Sensitivity 극대화를 위해, 뛰어난 형광 효율을 가지는 형광체인 $Gd_2O_2S:Tb$를 요오드화납(Lead(II) Iodide; $PbI_2$)에 다양한 weight percent(wt%)로 혼합한 Blended hybrid sensor를 제작하였다. 이후 Blended sensor 및 Pure $PbI_2$ sensor의 고에너지 방사선에 대한 반응특성을 비교 및 평가하였다. 민감도 평가결과, 3wt%는 sensor에서 타 sensor들과 40% 이상 차이나는 최댓값이 나타났으며, 이를 제외한 센서에서 wt%의 증가에 따른 점차적 민감도 감소추세를 확인하였다. 또한, 재현성 평가에서는 Pure $PbI_2$ sensor가 coefficient of variation(CV)>0.015의 큰 편차를 보인 반면, blended sensor는 모두 CV<0.015 이하의 결과를 보였다.