• 제목/요약/키워드: 감마방사선

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폐암의 정위적체부방사선치료시 호흡 움직임에 따른 3D 선량 측정평가 (A study to 3D dose measurement and evaluation for Respiratory Motion in Lung Cancer Stereotactic Body Radiotherapy Treatment)

  • 최병걸;최창헌;윤일규;양진성;이동명;박주미
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.59-67
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    • 2014
  • 목 적 : 폐암의 정위적체부방사선치료시 실제 적용하고 있는 최대강도투사(MIP) 영상과 호흡위상별(0~90%)영상에서 3차원적으로 재구성된 선량 분포 차이를 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 정위적체부방사선치료를 시행한 비소세포성 폐암(NSCLC) 환자 5명을 대상으로 4차원 전산화단층영상을 시행하여 10개의 호흡위상별 영상을 획득한 후 최대강도투사 영상을 재구성하여 각 호흡위상별 치료계획을 수립하였고, 2차원 이온전리함과 선량분석프로그램 COMPASS(IBA dosimetry, Schwarzenbruck, Germany)을 이용하여 3차원적으로 재구성된 선량분포를 측정하였다. 이를 이용하여 치료계획 선량분포와 실제 측정 선량분포의 일치성 여부 및 최대강도투사 영상과 호흡위상별 영상에서 선량 분포의 차이를 정량적으로 비교 분석하였다. 결 과 : 최대강도투사 영상 및 호흡위상별 영상에서의 선량분포의 일치성을 알아보기 위한 감마분석 통과율은 대상 환자 모두 99%이상으로 평가기준을 만족 시켰으며, 각각의 환자들에 대한 최대강도투사 영상과 호흡위상별 영상에서 재구성된 선량의 HI(Homogeneity Index) 차이의 평균은 -0.03~0.04로 크지 않았으며, PTV(Planning Target Volume)의 Dmax 차이는 평균 3.30 cGy, 척수는 평균 40 cGy, 양측 폐, 우폐, 좌폐의 $V_{20}$, $V_{10}$, $V_5$ 차이는 평균 -0.04~2.32% 차이를 나타내었다. 또한 모든 환자에 대한 최대강도투사 영상과 호흡위상별 영상에서 재구성된 선량의 HI 차이의 평균은 -0.03~0.03로 크지 않았으며, PTV의 Dmax 차이의 평균은 10% 영상에서 가장 차이가 작았고, 70% 영상에서 가장 큰 차이를 나타내었다. 척수의 Dmax차이의 평균은 50% 영상에서 가장 차이가 작았고, 0% 영상에서 가장 큰 차이를 나타내었다. 폐 $V_{20}$, $V_{10}$, $V_5$의 차이의 평균은 호흡위상별로 일정한 경향성을 나타내지 않았다. 결 론 : 본 연구를 통해 최대강도투사 영상과 각 호흡위상별 영상에서 측정되어 3차원적으로 재구성된 선량분포차이는 일정한 경향을 나타내지는 않았지만 특정 호흡위상에서 선량 분포 차이가 상이한 경우를 볼 수 있었다. 종양의 위치 및 호흡 움직임이 유사한 대상환자군을 선정하여 체계적인 연구를 통해 데이터화 하게 되면 폐와 같이 움직임이 큰 장기의 정위적체부방사선치료시 특정 호흡위상에서 획득한 영상에서의 치료계획이 실제 치료에 적용되어야 하는지에 대한 적합성 여부를 판단 할 수 있을 것이라고 사료된다.

진폭 기반 호흡연동 체적변조회전방사선치료의 선량학적 평가 (Dosimetric Evaluation of Amplitude-based Respiratory Gating for Delivery of Volumetric Modulated Arc Therapy)

  • 이창열;김우철;김헌정;박정훈;민철기;신동오;최상현;박승우;허현도
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제26권3호
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    • pp.127-136
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 진폭 기반 호흡연동 체적변조회전방사선치료의 선량학적인 평가를 하고자 한다. 이 치료를 받은 환자의 호흡 Log 파일을 획득하여 분석하였으며, 4D CT 호흡 형태의 40%~60% 위상 영상 구간 진폭을 기준으로 치료 Log 파일 호흡 진폭의 구간이 4D CT의 진폭 구간과 일치하는 호흡 형태(CBP)와 일치하지 않는 호흡 형태(IBP)로 구분하였다. 상대적인 등선량 분포는 EBT3 필름을 사용하여 측정하였으며, 절대 선량 측정은 PTW $0.6cm^3$ 이온전리함을 이용하여 측정하였다. 감마 인덱스 3%/3 mm을 적용한 환자 1, 2, 3의 CBP 호흡인 경우 각각 93.18%, 91.16%, 95.46%이며, 환자 1, 2, 3의 IBP 호흡인 경우 각각 66.77%, 48.79%, 40.36%으로 분석되었다. 또한 감마 인덱스 2%/2 mm을 적용한 환자 1, 2, 3의 CBP 호흡인 경우 각각 73.05%, 67.14%, 86.85%이며, IBP 호흡인 경우 각각 46.53%, 32.73%, 36.51%으로 분석되었다. 모든 CBP호흡인 경우의 이온전리함 측정값은 치료계획 시스템에서 계산된 값과 평균 3.5% 이내로 일치하였으며, 정적인 팬톰 조사와의 차이는 평균 2.0% 이내로 일치하였다. 환자 3의 IBP 호흡인 경우 이온전리함 측정값과 계산된 값과의 차이가 평균 56%로 큰 차이를 보였다. 이는 4D CT의 진폭 구간과 치료시의 진폭 구간의 차이가 크기 때문인 것으로 사료되며, 4D CT 모의 치료시와 환자 치료시의 진폭의 크기를 일정하게 유지하는 것이 중요하다고 판단된다.

유방암 절선조사 시 종속조사면 병합방법의 불균등한 선량분포 확인 (Verification of Non-Uniform Dose Distribution in Field-In-Field Technique for Breast Tangential Irradiation)

  • 박병문;배용기;강민영;방동완;김연래;이정우
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제33권3호
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    • pp.277-282
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 유방암 환자의 절선조사 시 종속조사면 병합(FIF) 치료방법을 2차원 이온전리함을 이용하여 불균등한 선량분포를 확인하고자하였다. 실험을 위해 2차원 이온전리함 배열(MatriXX, Wellhofer Dosimetrie, Germany)와 치료계획장치(Eclipse, ver 6.5, Varian, Palo Alto, USA)가 사용되었다. 불균등한 선량분포 확인을 위해 FIF 방법으로 치료계획 한 20명의 환자를 선택하여 각각 90 cGy를 처방하여 하이브리드계획을 수행하였으며, 측정값과 비교를 위해 동일한 기하학적 조건에서 MatriXX를 이용해 측정하였다. 정량적인 분석을 위해 상용화된 분석 소프트웨어(OmniPro IMRT, ver, 1.4, Wellhofer, Dosimetrie, Germany)를 이용하여 분석하였다. 실험 결과로 기준점에 선량처방 시 계산값과 측정값이 평균 1.6% 차이를 보였고, 선형프로파일(Line-Profile)을 통해 분석한 결과 종단면에서는 1.3-5.5%(평균 : 2.4%), 횡단면에서는 0.9-3.9%(평균 : 2.5%)로 변동을 보였다. 감마인덱스 히스토그람(기준 : 3 mm, 3%)로 분석한 결과 90.23-99.69%(평균 : 95.11%, 표준편차 : 2.81) 범위를 나타냈다(유효범위 ; $\gamma$-index $\geq$ 1). 본 실험에서는 MatriXX 이용하여 측정한 결과 치료계획 선량과 측정값이 오차범위 이내로 일치하였으며, 향후 다양한 종양치료에 있어 FIF방법의 활용도를 높이는 연구가 필요하다고 생각한다.

스퍼터링 코팅기법을 이용한 중성자 검출용 B4C 박막 개발 (Development of B4C Thin Films for Neutron Detection)

  • 임창휘;김종열;이수현;조상진;최영현;박종원;문명국
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제40권2호
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    • pp.79-86
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    • 2015
  • 헬륨-3는 높은 반응효율, 장시간 사용가능성, 감마선에 대한 낮은 반응확률 등과 같은 장점들을 가지고 있기 때문에 대부분의 중성자 검출기의 반응물질로 사용되어 왔다. 그러나 지난 몇 년 사이 전세계적인 헬륨-3의 부족으로 인해 기체의 수급이 어려워지고 있고 이에 따라 가격이 급격히 증가하게 되었다. 이러한 이유로 헬륨-3 대체 물질들을 이용한 고효율의 중성자 검출기의 개발에 대한 연구가 많은 연구그룹에 의해 활발히 진행되기 시작하였다. 이러한 연구에서는 다양한 물질들을 이용하고 있으며, 이 중에서 붕소-10은 다른 대체물질과 비교할 때 상대적으로 높은 중성자 반응확률, 낮은 감마반응효율, 물질의 안정성, 가격적 이점 그리고 기존 헬륨-3를 이용한 검출기의 계측회로의 재활용 가능성 등과 같은 장점들 때문에 많은 연구그룹에서 붕소-10을 이용한 중성자 검출기 개발을 진행하고 있다. 본 논문에서는 중성자 검출기에 사용될 수 있는 붕소-10 박막을 개발하고 이에 대한 성능평가를 수행하였다. 중성자 검출기의 반응물질로 붕소-10을 사용하기 위해서는 중성자와 붕소-10이 반응하여 생성되는 이차방사선을 측정할 수 있어야 한다. 본 연구에서 활용한 기체충진형 중성자 검출기의 경우 붕소-10을 얇은 박막 형태로 제작하여 중성자와 반응하여 생성된 이차방사선이 기체를 이온화 시켜서 생성되는 이온쌍을 측정하는 방법을 이용한다. 그러므로 중성자 반응효율과 이차방사선의 재흡수율을 고려한 붕소-10(탄화붕소)의 적절한 두께를 선정할 필요가 있다. 이를 위해서 본 논문에서는 몬테칼로 기법을 이용하는 MCNP6를 이용하여 다양한 두께에 따른 중성자신호수집효율의 변화를 계산하였다. 또한, 스퍼터링 기법을 이용하여 다양한 두께의 박막을 제작하고 이를 이용하여 중성자 반응신호를 측정하였다. 그리고 제작된 박막의 2차원 모니터링을 위한 다중선 비례계수기의 적용가능성을 타진하기 위해 제작된 붕소박막이 설치된 2차원 다중선 비례계수기를 제작하고 중성자 응답 특성을 평가하였다.

PET/CT 검사에서 방사선 종사자 피폭선량 저감에 대한 방안 연구 (A Study to Decrease Exposure Dose for the Radiotechnologist in PET/CT)

  • 조석원;박훈희;김정열;반영각;임한상;오기백;김재삼;이창호
    • 핵의학기술
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    • 제14권2호
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    • pp.159-165
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    • 2010
  • 방사선 분야는 건강검진의 증가와 방사선 장치의 발달로 진단에서 치료까지 그 업무의 범위가 확대 및 급격히 증가하고 있으며 방사선 종사자의 방사선 피폭 관리가 중요하게 대두되고 있다. PET 검사에 이용되는 양전자 방출핵종은 511 keV의 감마선을 방출하기 때문에 종사자의 방사선 피폭의 증가로 피폭선량 저감을 위한 노력이 요구된다. 본 연구는 환자에게로부터 일정거리 외부선량률을 측정하고 거리에 따른 선량률 변화를 확인하고 차폐를 이용하여 외부선량률의 변화를 알아보았다. 2009년 12월부터 2010년 1월까지 PET/CT 검사를 위해 내원한 10명의 환자를 대상으로 하였다. Digital surveymeter를 이용하여 선량률을 측정하였다. 산란선에 대한 영향을 평가하기 위해서 이동식 방사선 차폐체를 설치하고 왼쪽, 중앙, 오른쪽 부분의 100 cm, 150 cm, 200 cm에서 총 12회 선량률을 측정하였다. 환자 선량률 측정은 $^{18}F$-FDG 5.18 MBq/kg을 주사하고 1시간이 지난 후에 선량이 안정되었을 때 즉시 1회를 측정하였다. 이동식 방사선 차폐체를 설치하기 전에 머리, 가슴, 복부, 무릎, 발끝 쪽의 위치에서 10 cm, 50 cm, 100 cm, 150 cm, 200 cm 위치로 총 80포인트에서 측정하였고 이동형 방사선 차폐체를 설치한 후 머리와 가슴, 복부 부분에서 100 cm, 150 cm, 200 cm 거리의 선량률을 측정하여 외부선량률을 확인하였다. 산란선 측정에 대해서는 위치별로 거리에 따라 분산분석을 시행하였다. 납 차폐를 하지 않았을 때와 차폐를 했을 때의 등선량곡선을 그렸으며 100 cm, 150 cm, 200 cm에 대하여 두 집단간에 상관분석을 시행하였다(SPSS ver. 12). 점 선원을 이용한 산란선 측정에서 100 cm, 150 cm, 200 cm에서는 p>0.05로 유의한 차이가 없었다. 거리가 멀어질수록 선량률이 낮아졌으며 머리 부분이 가장 높은 선량률이 나타났고 발 부분으로 갈수록 선량률이 떨어졌다. 또한 차폐를 하였을 경우 차폐를 하지 않았을 때보다 선량률이 낮아졌으며 100 cm에서 유의한 차이가 있었고(p<0.05) 150 cm, 200 cm에서는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 피폭을 줄이기 위해서는 방사선원에서 거리를 멀리하거나 적당한 차폐체를 이용하는 것이 피폭저감에 도움을 준다. 근무자의 동선을 파악하여 적당한 차폐체를 이용한다면 방사선 종사자의 방사선 피폭을 줄일 수 있을 것이다.

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PET-CT 검사에서 방사선 종사자 피폭선량 저감에 대한 방안 연구 (A Study of Decrease Exposure Dose for the Radiotechnologist in PET/CT)

  • 김빛나;조석원;이주영;유광열;박훈희
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제38권1호
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    • pp.23-30
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    • 2015
  • 양전자 방출핵종은 511 keV의 감마선을 방출하기 때문에 기존 140 keV의 99mTc에 비해 종사자의 방사선 피폭의 증가로 피폭선량 저감을 위한 노력이 요구된다. 본 연구는 환자에게로부터 일정거리에 따른 선량률 변화를 확인하고 차폐를 이용하여 외부선량률의 변화를 알아보았으며 환자 주변의 외부선량 분포에 대한 영 향을 분석하여 방사선 종사자의 피폭 관리에 도움이 되고자 하였다. 10 명의 환자를 대상으로 하였으며 평균연령은 $47.7{\pm}6.6$ 세였다. 환자의 키는 평균 $165.5{\pm}3.8cm$, 몸 무게 평균은 $65.9{\pm}1.4kg$으로 비슷한 몸무게의 환자를 대상으로 하였다. 머리, 가슴, 복부, 무릎, 발끝 쪽의 위치에서 10 cm, 50 cm, 100 cm, 150 cm, 200 cm 위치에서 측정하였고 측정 후에 즉시 이동형 방사선 차폐체을 설치한 후 머리와 가슴, 복부 부분에서 100 cm, 150 cm, 200 cm 거리에서 선량률을 측정하였다. 거리에 따른 선량률 변화와 차폐 전, 후의 투과율을 구하였다. 평균 10 cm 거리에서는 머리 부분이 $105.40{\mu}Sv/h$로 가장 높게 나타났으며 발 부분에서 $15.85{\mu}Sv/h$로 가장 낮게 나타났다. 200 cm 거리에서는 머리, 가슴, 복부 부분에서 비슷한 선량률이 나타났다. 머리 부분에 서 차폐 전 100 cm에서 $9.56{\mu}Sv/h$, 150 cm에서 $5.23{\mu}Sv/h$, 200 cm에서 $3.40{\mu}Sv/h$로 나타났으며 차폐 후에는 100 cm, 150 cm, 200 cm 에서 각각 $2.24{\mu}Sv/h$, $1.67{\mu}Sv/h$, $1.27{\mu}Sv/h$로 측정되었다. 가슴 부분에 서 차폐 전 100 cm에서 $8.54{\mu}Sv/h$, 150 cm에서 $4.90{\mu}Sv/h$, 200 cm에서 $3.44{\mu}Sv/h$로 나타났으며 차폐 후에는 100 cm, 150 cm, 200 cm 에서 각각 $2.27{\mu}Sv/h$, $1.34{\mu}Sv/h$, $1.13{\mu}Sv/h$로 측정되었다. 복부 부분에 서 차폐 전 100 cm에서 $9.83{\mu}Sv/h$, 150 cm에서 $5.15{\mu}Sv/h$, 200 cm에서 $3.18{\mu}Sv/h$로 나타났으며 차폐 후에는 100 cm, 150 cm, 200 cm 에서 각각 $2.60{\mu}Sv/h$, $1.75{\mu}Sv/h$, $1.23{\mu}Sv/h$로 측정되었다. 투과율은 거리에 따라 증가함을 알 수 있었다. 거리가 멀어질수록 선량율이 낮아지는 것을 확인할 수 있었으며 차폐를 하였을 경우 차폐를 하지 않았을 때보다 1 / 4 정도 더 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 검사를 진행하는 근무자는 환자와의 거리를 멀리 할 수 없기 때문에 방사선 피폭이 증가할 수밖에 없다. 따라서 적절한 차폐를 한다면 방사선 종사자의 방사선 피폭을 줄 일 수 있을 것이다.

감마선 조사된 고춧가루 첨가 무생채의 저장 중 품질 변화 (Microbiological and Sensory Qualities of Musaengchae(Radish Salad) with Gamma-irradiated Red Pepper Powder added Prior to Storage)

  • 김선임;박재남;조원준;송범석;김재훈;변명우;손희숙;이주운
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.160-165
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    • 2009
  • 본 연구에서는 고춧가루에 오염된 미생물을 제거 또는 감소시키기 위해 감마선 조사기술을 이용하였고, 이를 이용하여 무생채를 제조한 후 저장 중 미생물학적 안전성과 품질특성을 평가하고자 하였다. 무생채용 원재료의 총세균수는 고춧가루, 무, 쪽파, 마늘의 경우 각각 6.71, 3.39, 2.21, 2.10 log CFU/g 수준인 것으로 나타났다. 대장균군의 경우 고춧가루에서만 2.15 log CFU/g 수준으로 나타났다. 방사선 조사된 고춧가루를 이용하여 제조된 무생채의 경우 저장 중 대장균군은 검출한계 이하로 나타났다. pH와 색도의 경우 대조구와 실험구간 유의적 차이는 없었으며, 관능적 품질 역시 모든 평가항목에서 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 10 kGy 이하로 조사된 고춧가루를 이용한 무생채는 관능적 품질변화 없이 미생물학적 안전성을 향상시키는 것으로 판단된다.

사이버나이프 실시간 종양추적 시스템을 이용한 방사선수술 시 주요 장기의 선량분포 분석 (Analysis of Dose Distribution on Critical Organs for Radiosurgery with CyberKnife Real-Time Tumor Tracking System)

  • 허현도;최상현;김우철;김헌정;김성훈;지영훈;김금배;이상훈;최진호;이레나;신동오
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제20권1호
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    • pp.14-20
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    • 2009
  • 본 연구에서는 복부 전용 팬톰을 이용하여 폐 종양을 모델로 실시간 종양 추적 치료 시 종양에 대한 선량 분포와 종양 부근에 인접하여 상대적으로 움직임이 작은 주요장기인 척추의 선량 분포를 3차원과 4차원 전산화 치료계획을 통하여 나타난 선량분포에 대하여 Gafchromic 필름을 이용하여 선량을 비교평가 하였다. 비교 결과 종양의 선량 분포는 감마 지표 3%, 1 mm를 기준으로 일치도가 3차원 및 4차원에서 각각 90.6%, 97.64%이었고, 척추에서는 감마 지표 3%, 2 mm를 기준으로 3차원 및 4차원에서 각각 57.13%, 90.4%로 나타났다. 종양 및 척추에서 4차원 전산화치료계획 계산값은 측정값과 비교할 경우 근소한 차이를 보였으나 3차원 전산화 치료계획 시 종양에 근접하여 움직임이 작은 척추에서는 계산값과 측정값의 차이가 크게 나타났다. 따라서 사이버나이프와 같은 장비를 이용하여 호흡에 따라 움직이는 종양을 대상으로 실시간 종양추적 치료 시 4차원 전산화 치료계획이 반드시 필요하다고 사료된다.

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Cs-137 감마선에 대한 생물학 연구용 시료의 흡수선량 결정에 관한 연구 (Absorbed Dose Determination for a Biological Sample Irradiated by Gamma Rays from a Cs-137 Source)

  • 정동혁;김정기;양광모;주민수;김민영;이창열;김진호
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제22권3호
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    • pp.124-130
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    • 2011
  • 본 연구에서는 생물학 연구용 방사선 조사기(Gamma Irradiator, Chiyoda Technol Co., Japan)에서 방출되는 Cs-137 감마선에 대하여 선량자료 구축을 위한 선량평가를 수행하였다. 대상 시료는 직경 3 cm인 구형의 물로 가정하였으며 공기커마로부터 선량계산 체계에 따라 흡수선량을 결정하였다. 측정값의 평가를 위하여 이론적 계산 및 몬테칼로 계산(MCNPX)을 이용하여 상호 비교하였다. 측정한 공기커마는 선원과 200 cm 이내에서 이론적 계산과 3.1% 이내로 일치하였다. 최종 결정된 흡수선량은 몬테칼로 계산과 100 cm와 200 cm에서 각각 1.9% 및 3.7%의 차이를 보였다. 본 결과는 비록 단편적이지만 생물 실험용 자료구축을 위한 기초 결과로서 타당하며 추후 다양한 형태의 시료 조건에 대해서 연구를 진행해야 할 것이다.

유방암진단에서의 단일광자검출을 위한 검출기 전단부의 설계와 성능평가 (Design of the Detector Head for Single Photon Detection in Breast Cancer Diagnosis and Its Performance Evaluation)

  • 김광현;조규성;정운관
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제28권4호
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    • pp.263-270
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    • 2003
  • 유방암 진단에 필요한 감마카메라 검출전단부의 최적변수 유도와 유방암 진단조건 하에서의 평가를 위한 몬테카를로 모사를 수행하였다. 모사를 위해 픽셀화된 포토센서에 상응하는 $3mm{\times}3mm$의 구멍과 0.25 mm의 격막두께를 갖는 격자배열구조의 텅스텐 콜리메이터를 이용하였다. 최적변수를 도출하기 위해 검출전단부의 구성 요소를 변화시키면서 기하효율과 공간분해 능의 Trade-Offs 절차를 사용하였다. 최적화된 검출전단부의 사전 성능평가를 위해, 펜텀의 중앙부에 크기가 각기 다르며 콜리메이터 표면으로부터 25 mm 떨어져 있는 유방암이 있고 다른 장기들로부터 나오는 방사선원에 의한 백그라운드 계수를 고려하였다. 유방암의 실제 진단 조건 하에서는 최적화된 검출전단부의 성능이 유방암의 크기와 백그라운드 계수에 따라 저하될 수 있음을 보여 주었다. 따라서 유방암 크기를 변별하는 지표로 쓰이며 검출전단부의 특성에 종속적인 공간분해 능은 유방암의 조기 진단시에는 의미가 없다는 결론을 얻었다.