• Radiation Oncology Journal
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• 제11권2호
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• pp.449-454
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• 1993

종양치료를 위하여 고에너지 X-선 또는 감마선을 인체에 조사할 경우 피부 표면 선량이 최대지점 선량의 $30~60\%$에 불과 함으로 피부보호 효과(Skin sparing effect)를 얻을 수 있는 장점을 갖고있다. 그러나 종양특성과 발병위치에 따라 조사면을 크게 하거나 선속내에 차폐물질 또는 보상여과판을 설치하여 치료할 경우 피부보호 효과가 감소되거나 없어지는 경우가 있고 이것은 종양치료에 중요한 요인이 되고 있다. 연세 암전문병원에 설치된 코발트 60원격치료기와 선형가속기에서 발생되는 4 MV및 10 MV x-선에 대한 피부선량을 측정하였으며 차폐물고정판(Tray) 구성 물질의 종류와 조사면의 크기 및 피부와 고정판간의 거 리에 따른 피부선량의 변화를 평가하였다. 방사선 조사면이 $15{\times}15\;cm^2$ 이상 넓고 피부와 collimator 간의 거리가 30 cm 이상일 때 피부 표면선량은 코발트 -60, 4, 10 MV에서 각각최대선량의 40, 30, $20\%$로 감소하였으며 조사면의 크기와 차폐 고정판의 물질에 따라 증감하였다. 차폐물을 고정시키는 고정판을 Lucite로 제작하고 고정판과 피부간의 거리를 약 15 cm 이상 간격을 주면 표면선량을 $50\%$로 줄일 수 있었고 주석, 구리, 납등을 부착시키면 전방산란 선량비율이 감소되어 피부선량은 $35\%$로 피부보호 효과를 얻을 수 있었다. 방사선의 전방산란비율은 에너지와 흡수물질의 원자번호에 관계되며 납과 주석 이 각각 코발트-60 감마선과 4~10 MV x-선의 전방산란비를 가장 크게 감소시켰다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권3호
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• pp.198-203
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• 2013

일반적으로 호흡연동방사선치료(gated radiation therapy)의 평가를 위해 호흡에 의한 장기의 움직임을 모사하는 움직이는 팬텀(moving phantom)을 사용한다. 표적(target)은 모든 방향으로 움직이기 때문에 모든 방향의 움직임을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 감마지표(gamma index) 분석을 통한 호흡연동방사선치료의 평가방법을 제시하고 움직임영역(motion range)에 따른 적절한 연동창(gating window)의 크기를 알아보고자 한다. 두미축(craniocaudal) 방향으로 움직임을 모사하는 팬텀을 제작하였다. 이 팬텀은 움직이는 받침대(moving platform), 2차원 이온전리함배열(I'm MatriXX, IBA Dosimetry, Germany), 및 고체물팬텀(solid water phantom)으로 이루어졌다. 6 MV 에너지의 광자선을 $4{\times}4cm^2$의 조사면(field size)으로 호흡연동방사선치료 시스템을 이용하여 팬텀을 각각 1, 2, 3, 4, 및 5 cm 만큼 움직이도록 하고 방사선을 조사하였다. 연동창은 각각 40~60%, 30~70%, 및 0~90%으로 설정하였다. 2차원 이온전리함배열은 각 시나리오에 따라 선량분포를 획득하였고 $4{\times}4cm^2$ 조사면으로 정지한 상태에서 조사한 선량분포와 비교하였다. 허용범위를 3%/3 mm로 설정하고 감마지표를 계산하였다. 연동창(gating window)의 크기가 클수록 합격률(pass rate)는 낮아졌고, 운동영역(motion range)이 커질수록 합격률은 낮아졌다. 호흡연동방사선치료를 시행하지 않고 운동영역이 2 cm의 병소를 치료할 경우 합격률은 96% 이하로 현저히 떨어졌다. 그러나 호흡연동방사선치료를 시행하면 합격률은 99% 이상으로 올릴 수 있었다. 운동영역이 4 cm 이상일 경우 호흡연동방사선치료를 하더라도 연동창을 30~70%로 선택할 경우 합격률이 97%를 넘지 못하였다. 그러나 연동창을 40~60%를 선택할 경우 합격률은 99% 이상이었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제7권1호
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• pp.23-33
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• 1982

방사선(放射線)의 선질(線質) 및 고선량(高線量)의 변화(變化)에 따른 테프론 열형광선량계(熱螢光線量計)의 열형광감응특성(熱螢光感應特性)을 연구(硏究)하였다. 상이(相異)한 방사선(放射線)의 선질(線質)에 대한 TLD감도(感度)의 변화(變化)는 $^{60}Co$ 감마선(線), 유효(有效)에너지가 44keV, 69keV, 108keV인 X선(線) 및 0.044eV의 열중성자(熱中性子)에 조사(照射)시킴으로서, 광자(光子)에너지 의존성(依存性) 뿐만 아니라 이에 따른 초선형특성(超線形特性)의 변화(變化)도 조사하였다. 그 결과(結果)는 다음과 같다. $^{60}Co$감마선(線)에 대해서 흡수선량함수(吸收線量函數)로서의 $T-CaSO_4$:Dy 의 TL감응(感應)은 5Gy 까지는 선형적(線形的)이고, 5Gy 이상에 대해서 이 감응(感應)은 초선형적(超線形的)이었다. T-LiF-7 선량계(線量計)의 초선형특성(超線形特性)이 $T-CaSO_4$:Dy에 비해 현저(顯著)하였으며, 방사선(放射線)의 LET가 낮으면 낮을수록 초선형효과(超線形效果)가 더욱더 커짐을 알 수 있었다. $^{60}Co$ 감마선(線) 10Gy 에 등가(等價)하는 열중성자(熱中性子) 조사(照射)로 부터는 초선형특성(超線形特性)이 관찰(觀察)되지 아니하였다. TLD, T-LiF-7 및 $T-CaSO_4$:Dy 의 $^{60}Co$ 감마선(線)의 선량(線量)에 따른 상대감도(相對感度)(Rs)는 최소자승법(最小自乘法)으로 다음과 같은 실험식(實驗式). 즉(卽), $$R_{LiF}=1.021-0.04581\;logD+0.402(logD)^2-0.405(logD)^3,\;\;5{\times}10^3{\geq}D{\geq}1(Gy)$$ 및 $$R_{CaSO_4}=0.976-0.3241\;logD+0.262(logD)^2-0.298(logD)^3,\;5{\times}10^3{\geq}D{\geq}1(Gy)$$으로 각각(各各) 근사(近似)시킬 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권1호
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• pp.66-73
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• 2001

목적 : 붕소-중성자 포획치료법(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)을 위해 원자력병원 싸이클로트론에서 발생되는 최대에너지 34.4 MeV의 속중성자(Fast neutron)를 70 cm 파라핀으로 감속시킨 후 선량 특성을 조사하였다. 그 결과를 토대로 열외중성자(Epithermal neutron) 선량 측정법에 대한 프로토콜을 확립하여 원자로에서 방출되는 열외 중성자 선량 특성 평가의 기초를 삼고, 가속기를 이용한 BNCT 연구에 대한 타당성 여부를 조사하고자 한다. 대상 및 방법 : 공기 중 선량 및 물질 내 선량 분포 측정을 위해 Unidos 10005 (PTW, Germany) 전기계와 조직 등가 물질인 A-150 플라스틱으로 제작된 IC-17 (Far West, USA) 및 IC-18, ElC-1 이온함을 사용하였고, 감마선의 측정을 위해서는 마그네슘으로 제작된 IC-l7M 이온함을 이용하였으며 조직등가 기체와 아르곤 기체를 분당 5cc 씩 주입하며 측정하였다. 중성자, 광자, 전자가 혼합된 장의 모의 수송 해석을 위해 이용되는 Monte Carlo N-Particle (MCNP) transport code를 사용하여 2차원적 선량 분포 및 에너지 분포를 계산하였으며 이 결과를 측정값과 비교하였다. 결과 : BNCT에서의 유효 치료 깊이인 물 팬텀 4 cm에서의 선량은 치료기 1 MU 당 $6.47\times10^{-3}\;cGy$로 미세하였으며, 이때 감마 오염도(contamination)는 $65.2{\pm}0.9\%$로 중성자보다는 감마선에 의한 선량 기여분이 우세하였다. 깊이에 따른 선량 분포 특성에서는 중성자 선량은 선형적으로 감쇠 되었고, 감마선량은 지수적으로 보다 급격히 감쇠되는 경향을 보였으며 전체 선량의 $D_{20}/D_{10}$은 0.718 이었다. MCNP에 의한 에너지 분포 전산 계산의 결과 2.87 MeV 이하에서 중성자 피크가 나타났으며, 저에너지 영역에서는 감마선이 연속적으로 분포되는 양상을 보였다. 결론 : 벽 물질이 서로 다른 두 개의 이온함을 사용한 직접 선량 측정과 MCNP 전산 시뮬레이션을 이용한 공간 선량분포 계산으로 미세 속중성자 빔에 대한 선량 특성을 파악할 수 있었으며, 원자로 열외중성자 주(Epithermal neutron column)에 대한 선량 평가 자료로 확보하였다. 아울러 가속기에 대한 연구가 진행되어 고전압, 고전류를 발생시키는 전원 공급장치와 표적핵(Target) 물질이 개발되고 비스무스나 납 등에 의해 감마 오염도를 줄일 경우, 싸이크로트론에 의한 보론-중성자 포획치료도 가능해질 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.189-195
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• 2017

방사선 특히, 엑스선 또는 감마선으로부터 인체를 보호하기 위해 납(Pb)으로 된 보호 장구를 광범위하게 사용해왔다. 최근 납 중독 및 환경오염의 문제로 납을 대신하는 무연 방사선 차폐재의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 차폐재의 성능 확보를 위해서는 제작 및 평가의 순환 사이클을 반복하게 된다. 본 연구는 실제 무연 방사선 차폐소재의 제작에 앞서 차폐재의 성능을 몬테카를로 전산모사를 통해 확인함으로써 가능한 차폐소재의 조합을 연구하였다. 방사선 차폐소재의 평가에 사용되는 조건으로 엑스선관을 Geant4를 이용하여 전산모사하고 획득된 광자 스펙트럼을 이용하여 텅스텐과 비스무스의 조합에 따른 차폐소재의 성능을 평가하였다. 차폐소재의 공극에 따른 성능 저하도 평가하였다. 방사선 차폐 소재 개발 시 공극률을 줄이는 것이 중요한 인자라는 것을 알 수 있었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제18권3호
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• pp.294-301
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• 2011

중첩에너지(FGFE)가 방사선조사식품의 판별 특성에 미치는 영향을 연구하고자, 밀과 대두를 시료로 0-5 kGy의 감마선을 조사한 다음 FGFE 처리된 시료의 발광특성(광자극발광, 열발광)과 발아율의 변화를 처리직후와 6개월 저장 후 비교하였다. 조사식품의 스크리닝 방법으로서 두 시료에 대한 광자극발광(PSL) 분석 결과, 비 조사 시료(0 kGy)는 모두 700 photon counts/min 이하의 음성(negative)을 나타내었고, 1 kGy 이상 조사시료는 5,000 photon counts/min 이상의 양성(positive)을 나타내엇다. 그러나 FGFE 처리된 조사시료는 모두 700-5,000 사이의 중간값(intermediate)을 나타내어 FGFE 처리는 조사시료의 광자극 발광을 유의적으로 감소시켰으며, 6개월 저장 후에도 유사한 결과가 유지되었다. 조사식품의 판별확증방법으로서 두 시료에 대한 열발광(TL) 분석 결과, 조사시료와 조사 후 FGFE 처리시료 모두 $150-250^{\circ}C$ 사이에서 발광곡선이 나타났고, TL ratio ($TL_1/TL_2$) 또한 0.1 이상을 보여 조사여부 판별에는 큰 차이가 없었다. 그러나 발광곡선의 온도범위는 FGFE 처리에 따라 $150-200^{\circ}C$에서 $180-230^{\circ}C$로 shift 현상이 나타났으며, 조사시료의 TL 강도 또한 FGFE 처리로써 37-60%의 감소를 보였다. 저장 6개월 후에는 모든 시료구에서 TL 강도가 다소 감소하였으나 조사여부의 판별은 가능하였다. 밀과 대두의 발아율에서 조사시료(5 kGy)는 비 조사 시료 대비 72%를 나타내었으나 FGFE 처리로써 85%로 증가되었다. 저장 6개월 후 조사시료(5 kGy)의 발아율은 63%로 감소하였으나, 조사 후 FGFE 처리시료는 91%의 발아율 증가를 나타내어 이에 대한 보다 구체적인 연구가 필요한 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권1호
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• pp.33-39
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• 2010

목 적: 세기변조방사선수술 및 세기변조방사선치료 시 치료계획과 실제 조사에 의해 형성된 선량분포의 일치성 확인은 필수적이다. 하지만 매트릭스형 팬톰의 특성 상 조사면이 작아질수록 큰 조사면에 비해 그 정확도가 떨어진다. 본 연구는 축선원거리(source-axis distance, SAD)를 조절하여 기하학적으로 조사면 크기를 변화시키고 이에 대한 선량분포를 측정 및 분석함으로써 정확도를 개선하고 그 유용성을 평가해보고자 한다. 대상 및 방법: 실험은 본원에서 보유하고 있는 노발리스 선형가속기(BrainLAB, Germany)의 6 MV 광자선을 이용하였으며, 대체적으로 조사면 크기가 작은 IMRS 환자 25명을 대상으로 하였다. 이들을 조사면의 크기에 따라 3그룹으로 분류하였다. 조사면 크기 변화에 따른 선량분포 확인을 위해, SAD를 80에서 130 cm로 변화시킨 후 각각 매트릭스형 팬톰(MatriXX, Scanditronix Wellhofer, IBA, Germany)을 이용하여, 선량분포를 측정하였다. 측정된 값은 분석프로그램(Omnipro-ImRT, Scanditronix Wellhofer, IBA, Germany)을 통해 치료계획장치(I-Plan3.0, BrainLAB, Germany)로부터 획득된 각 환자의 선량분포와 비교 및 분석하고, 감마값(gamma value)으로 나타내었다. 결 과: SAD 80, 100, 그리고 120 cm에서 감마값은 조사면의 크기가 $3\;cm^2$ 이하의 환자에서는 평균 0.939, 0.969, 그리고 0.979 로 각각 나타났으며, 그 이상 $5\;cm^2$ 이하의 환자는 0.962, 0.983, 그리고 0.988이었다. $5\;cm^2$ 이상의 환자는 0.982, 0.990, 그리고 0.992이었다. 결 론: $3\;cm^2$ 이상의 조사면은 SAD 100, 120 cm에서 정확도를 신뢰할 만큼 충분히 많은 전리함들을 포함하므로 그 값에 큰 변화가 없다. 하지만 80 cm로 했을 경우 조사면 크기가 $3\;cm^2$ 이하가 되어 정확도가 감소하였다. 그 이하의 작은 조사면은 SAD를 변화시켜 기하학적 크기가 $3\;cm^2$ 이상이 되게 측정하는 것이 그 정확도가 증가하는 것으로 나타났다. 따라서, 작은 조사면의 경우에는 SAD의 따른 조사면 크기를 증가시켜 측정하는 것이 좀 더 정확한 결과를 도출할 것으로 판단된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권2호
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• pp.91-97
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• 2007

목 적: 세기변조방사선치료 시 선행되는 품질관리에서 선량분포와 절대선량 값을 비교하여 2차원 이온전리함의 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 본 실험은 선형가속기(CL 21EX, Varian, Palo Alto, USA)의 6 MV 광자선을 이용하여 비인두암 환자를 대상으로 하였다. 세기변조방사선치료를 위한 품질관리에는 2차원 이온전리함 배열(MatriXX, Wellhofer Dosimetrie, Germany)을 사용하였다. 비인두암 환자의 치료를 위해 역방향치료계획을 시행하였다. 고체팬톰에 삽입된 MatriXX를 전산화단층 촬영하여 환자 치료계획과 동일한 플루언스로 하이브리드(갠트리 각도 0$^\circ$) 치료계획을 실시하였다. 실험적 선량분포의 측정은 하이브리드 치료계획과 동일한 기하학적 조건으로 MatriXX와 고체팬톰을 이용하여 측정하였다. 선량분포에서 고선량 저변위(High Dose Low Gradient: HDLG) 점을 선정하여 절대선량을 비교하였으며, 선량분포 일치성분석을 위해 감마 인덱스 히스토그람($\gamma$-index, Dose difference: 3%, Distance to agreement: 3 mm)을 이용하여 정량화하였다. 결 과: 감마 인덱스 히스토그람 분석결과 인정허용범위(${\gamma}{\leq}$1) 비율을 모든 조사면에서 각각 확인하였다. 갠트리 각도 0$^\circ$에서 95.08%, 55$^\circ$에서 97.52%, 110$^\circ$에서 96.28%, 140$^\circ$에서 98.2%, 220$^\circ$에서 97.78%, 250$^\circ$에서 96.64%, 305$^\circ$에서 92.7%로 나타났다. HDLG에서 절대선량은 $\pm$3% 이내의 일치도를 보였다. 결 론: MatriXX를 이용한 세기변조방사선치료의 품질관리는 필름이나 단일 이온전리함을 이용한 일반적인 세기변조방사선치료 품질관리에 비해 시간, 인력을 최소화하면서 보다 효율적인 접근이 가능하였으며, 선량분포일치성 분석 및 절대선량확인에 매우 유용한 장치임을 알 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제34권1호
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• pp.51-58
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• 2011

본 연구의 목적은 회전조사 시 표적종양의 위치변위와 갠트리의 조사반경에 의한 치료깊이 변화에 따른 모의치료계획 결과와 선량전달 결과상의 오차를 분석하고자 하였다. 깊이 변위가 가장 이상적인 경우, 즉 팬텀의 중심에 표적이 위치한 경우와 한쪽으로 2.5 cm, 5 cm씩 치우친 경우로 나누어 모의실험하였다. 표적의 위치 변화에 따른 모의치료계획을 실시하기 위하여 IMRT Body 팬톰(I'mRT Phantom, Wellhofer Dosimetry, Germany)를 이용하여 전산화단층촬영장치(Computed Tomography, Light speed 16, GE, USA)로 데이터를 획득하였다. 획득된 영상을 이용하여 치료계획장치(Treatment Planning System, Eclipse, ver. 6.5, VMS, Palo Alto, USA)를 이용하여 정중앙, 2.5 cm, 5 cm에 가상의 치료표적을 만들어 모의치료계획을 수립하였다. 선형가속기(CL21EX, VMS, Palo Alto, USA)의 6 MV 광자선과 최근 개발된 Gafchromic 필름(EBT2, ISP, Wayne, USA)을 이용하여 선량분포를 측정하였고, 선량분석프로그램(OmniPro-IMRT, ver. 1.4, Wellhofer Dosimetry, Germany)을 이용하여 모의치료계획 데이터와 측정 데이터를 정량적으로 분석하였다. 분석프로그램으로 횡축방향 선량분포 프로파일(Cross-plane profile)과 선량분포를 정량적으로 분석하기 위하여 감마인덱스(DD: 3%, DTA: 2 mm) 히스토그람을 이용하였다. 표적과 표적주변의 선량분포는 Conformity index(CI), Homogeneity index(HI)를 이용하여 정량적으로 분석하였다. 치료표적 전체체적에 대한 100% 선량분포에 포함되는 체적을 비교하여 분석하였다. 표적의 위치가 5 cm 에 있는 경우 다문동적회전조사(Multiple Conformal Arc Therapy, MCAT)는 23.8%, 단일동적회전조사(Single Conformal Arc Therapy, SCAT)는 35.6%, 고정조사는 37%였고, 표적이 2.5 cm에 있는 경우 MCAT 61%, SCAT 21.5%, 고정조사 14.2%로 분석되었다. 표적의 위치가 중앙에 있는 경우 MCAT 70.5%, SCAT 14.1%, 고정조사 36.3%로 나타났다. 표적의 위치가 5 cm 치우쳐 있는 경우를 제외하고 MCAT의 100% 선량분포에 포함되는 체적이 가장 크게 나타났다. 감마인덱스 히스토그램 분석결과, SCAT의 경우 37.1, 27.3, 29.2로 MCAT의 경우 9.2, 8.4, 10.3에 비해 최소 2.8배, 최대 4배 오차가 크게 나타났다. 결론적으로, 동적조형회전조사 시 표적종양의 위치변이와 조사반경의 변화에 따라 선량전달오류의 가능성을 알 수 있었으며 치료표적의 위치가 정중앙이 아닐 경우, 깊이와 회전반경을 최적화함으로써 정확한 선량 전달을 할 수 있다고 생각한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제1권1호
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• pp.31-42
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• 1990

방사선치료에 가장 널리 사용하고 있는 Co-60 감마선과 6, 10 MV X-선등 다양한 에너지와 2 Gy 에서 10 Gy 의 조사선량 범위에 대한 정확한 선량측정은 방사선치료효과를 더욱 높힐수 있고 휴유증에 대한 선량평가에 도움을 줄 수 있다. 지금까지 방사선치료 범위에 속하는 방사선 계측은 주로 전리함을 사용하였으며 Build up cap 이나 팬텀을 이용하여 노출선량을 계측하고 계측된 값에 에너지에 따른 흡수선량 변환계수 , 측정기의 구성물질에 대한 저지능등 많은 변수를 고려해야하는 복잡성이 있으며 인체내의 선량분포측정이 어려웠다. 본실험에 사용한 Alanine 측정기는 아미노산의 일종인 유기물질로서 인체조직과 등가이고 부피가 작으므로 (0.5$\times$1cm) 조직내에 많이 삽입하여 방사선을 동시에 측정할 수 있었다. 방사선에 노출된 Alanine 은 구성분자의 일부분이 전리되어 장기간 Free radical 상태로 존재하며 마이크로파를 투과시키면 전자의 고유진동수와 일치된 전파를 흡수하는 전자스핀공명(Electron spin resonance) 이 일어나고 흡수된 전파의 강도를 측정함으로서 흡수선량을 추측할 수 있다. 방사선흡수선량 측정은 Co-60 원격치료장치의 선원에서 80cm 거리에 3개의 Alanine 측정기를 Build up holder 에 넣어 고정시키고 방사선치료 선량범위인 0.1Gy 에서 100 Gy 까지 조사하였으며 이때 ESR Spectra 의 진폭은 흡수선량에 비례하였고 선량 균일성의 표준편차는 2 Gy 에서 1% 이었으며 4 Gy 이상에서는 0.5% 이었다. 조직내 선량분포를 측정하기 위하여 인체구성과 같은 Rando phantom 내에 Alanine 측정기를 삽입하고 조사면과 에너지에 따른 방사선 흡수선량분포및 섬부율을 측정한 결과 표준 심부율과 일치하였다. 특히 Alanine 측정기는 온도 습도에 대한 변화가 적고 시간 경과에 대한 변화도 거의 없었으며 (년간 약 1% 감소 ) 에너지에 따른 변화도 없었기 때문에 치료방사선 영역의 선량 측정과 조직내 선량분포에 적당한 것으로 생각된다.