• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제45권5호
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• pp.449-455
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• 2022

This study is to present a Geant4 code for the simulation of the absorbed dose distribution given by a medical linac for 6 MV photon beam. The dose distribution was verified by comparison with calculated beam data and beam data measured in water phantom. They were performed for percentage depth dose(PDD) and beam profile of cross-plane for two field sizes of 10 × 10 and 15 × 15 cm². Deviations of a percentage and distance were obtained. In energy spectrum, the mean energy was 1.69 MeV. Results were in agreement with PDD and beam profile of the phantom with a tolerance limit. The differences in the central beam axis data 𝜹₁ for PDD had been less than 2% and in the build up region, these differences increased up to 4.40% for 10 cm square field. The maximum differences of 𝜹₂ for beam profile were calculated with a result of 4.35% and 5.32% for 10 cm, 15 cm square fields, respectively. It can be observed that the difference was below 4% in 𝜹₃ and 𝜹₄. For two field sizes of 𝜹_50-90 and RW₅₀, the results agreed to within 2 mm. The results of the t-test showed that no statistically significant differences were found between the data for PDD of 𝜹₁, p>0.05. A significant difference on PDD was observed for field sizes of 10 × 10 cm², p=0.041. No significant differences were found in the beam profile of 𝜹₃, 𝜹₄, RW₅₀, and 𝜹_50-90. Significant differences on beam profile of 𝜹₂ were observed for field sizes of 10 × 10 cm², p=0.025 and for 15 × 15 cm², p=0.037. This work described the development and reproducibility of Geant4 code for verification of dose distribution.

• 한국자기학회지
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• 제3권1호
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• pp.48-55
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• 1993

광전자분광법 (Photoelectron Spectroscopy : PES)을 이용하여, 차세대 광자기 기록매체로 유망한 Co/Pd 다층박막의 전자구조를 연구하였다. Co/Pd 다층박막의 Co 3d 전자 PES 스펙트럼에서는 페르미 에너지 ($E_{F}$) 근처에 폭이 좁은 피이크가 관찰되었고, 아울러 $E_{F}$로부터 약 2.5 eV 아래에 폭이 넓은 피이크도 관찰되었다. 그 중 $E_{F}$ 근처에 위치한 피이크의 폭은 bulk Co 3d 전자 PES 스펙트럼에서의 피이크폭에 비하여 훨씬 좁았는데, 이러한 차이는 Co 자기모멘트가 Co/Pd 다층박막에서 buik Co 에 비하여 증진되는 현상과 일치한다. 한편 $E_{F}$ 아래 2.5 eV에 의치한 피이크는 Pd의 valence band 구조와 유사함이 발견되었는데, 이는 Co 단층과 Pd 단층간에 상당한 상호작용 (hybridization)이 있음을 나타낸다고 볼 수 있다. Co/Pd 다층박막에 대하여 실험적으로 결정한 Co 3d 전자 Pes 스펙트럼을 국재스핀밀도함수이론을 이용하여 얻은 이론적 전자구조 계산결과와 비교하였다. 이상의 비교에 의하면 밴드이론계산에 의한 Co 3d 밴드폭은 실험과 잘 일치하였으나, PES 스펙트럼에서 관찰되어진 $E_{F}$ 근처의 폭이 좁은 피이크는 밴드이론이 잘 기술하지 못함이 발견되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.383-389
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• 2024

본 연구에서 전립샘암의 방사선치료기법 중 세기조절 방사선 치료 시 정상장기인 복부의 광중성자 피폭으로 인하여 2차 암이 발생할 확률을 분석하고자 한다. 전립샘암 방사선 치료계획의 설계는 일일 처방선량 220 cGy, 총 치료 횟수는 35회로 7700 cGy로 수립하였다. 실험장비는 Varian 사의 True Beam STx(Varian, USA) 선형가속기이다. 실험에 사용한 에너지는 15 MV로 치료 계획용 표적체적(Planning target volume; PTV)안에 광중성자 선량이 발생하도록 치료계획을 설계하였다. 방사선 치료계획은 Eclipse System (Varian Ver 10.0, USA)이며, 조사문수를 5 ~ 9개로 설정하였다. 조사각도는 0° ~ 320°에서 처방선량(prescription dose)영역에 95%가 설정되도록 설계하였으며, 각각의 조사문수당 소조사면(beamlet)은 100개로 설정하였다. 광중성자의 선량 측정을 위하여 본 연구에 사용한 광자극발광선량계는 알류미늄산화물 성분이 포함된 소자에 ⁶LiCO₃ 를 도포하여 중성자 선량이 측정 가능하도록 설계하였다. 세기조절 방사선 치료 시 복부의 광중성자 선량으로 인하여, 1,000명 기준으로 최소 7.07 ~ 11명이 2차 암의 발생확률이 있음이 연구되었다. 본 연구에서 세기조절 방사선치료 시 발생될 수 있는 2차 피폭선량의 위험성을 연구하여, 추후 방사선의 확률적 영향과 관련된 의미 있는 자료로 활용되기를 기대한다.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권3호
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• pp.185-192
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• 2014

이 연구의 목적은 본원이 보유하고 있는 선형가속기들의 출력 특성을 Shewhart-type Chart, EWMA Chart, 공정능력지수 $C_p$와 $C_{pk}$을 이용한 통계적 분석으로 품질보증에 대한 결과를 평가하고자 한다. 측정값은 의학물리사에 의하여 2012년 9월부터 2014년 4월까지 매월 측정된 각각 치료기들(21EX, 21EX-S, Novalis Tx)의 출력측정값을 사용하였다. 치료기들의 출력 특성은 IAEA TRS-398의 가이드라인을 따랐으며, 측정 에너지는 광자선 6 MV, 10 MV, 15 MV와 전자선 4 MeV, 6 MeV, 9 MeV, 12 MeV, 16 MeV, 20 MeV였다. 매월 측정하여 교정한 출력특성에 대한 통계학적 분석이며, 가중인자와 측정값의 관리한계의 폭은 ${\lambda}=0.10$, L=2.703로 계산되었으며, 공정능력 $C_p$와 $C_{pk}$는 모든 선형가속기(21EX, 21EX-S, Novalis Tx)의 모든 에너지에서 1이상이었다. Shewhart-type Chart를 통하여 출력선량의 측정값의 큰 변화점을 찾을 수 있었고, EWMA Chart를 통하여 출력선량의 측정값의 미세한 변화점을 알아 볼 수 있었다. 본원의 치료기의 공정능력지수 $C_p$와 $C_{pk}$를 통하여 21EX가 2.384와 2.136, 21EX-S가 1.917과 1.682, Novalis Tx가 2.895와 2.473으로 Novalis Tx가 가장 안정적이고 정확한 출력특성을 나타내고 있었다.

• 대한핵의학회지
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• 제35권1호
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• pp.33-42
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• 2001

목적: 본 연구에서는 게이트 심근관류 SPECT영상에서 산란보정이 심근관류와 좌심실 기능 평가에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 연구대상은 정상인 지원자 11명(A군), 흉통을 호소하였으나 관상동맥질환을 발견할 수 없었던 20명(B군), 관상동맥질환이 확인된 13명(C군)이었으며, A군과 B군을 정상군으로, 그리고 C군을 질환군으로 분류하였다. 연령은 A군 43세($40{\sim}67$세), B군 63세($31{\sim}77$세), 그리고 C군이 62세($48{\sim}79$세)였으며, 각 군간의 남녀비는 A군에서 7:3, B군은 10:10, 그리고 C군은 9:4로 정상군과 질환군간의 성별 및 연령의 차이가 없었다. 산란보정을 하기 위해서 이중에너지창 감산법을 사용하였으며 산란감산인자 k는 0.4를 적용하였다. 모형실험에서 산란보정 전후의 단축단면상과 선 프로화일을 얻어 보정의 효과를 확인하였으며, 보정전후의 영상대비를 구하여 영상의 질의 향상유무를 확인하였다. 대상군에 대해 산란보정 전후의 획득계수, 영상대비, 좌심실 기능지표, 그리고 CEqual 분석을 통한 관류 결손부위 등에 대한 비교 및 심근 대 간 계수비와 심근전벽과 하벽의 보정된 상대계수와의 관계 등에 대해 분석하였다. 결과: 산간보정 후 획득계수는 보정 전 계수에 비해 $18{\pm}3%$ 감소하였다. 산란보정 영상을 얻기 위한 자료처리과정에 3분이 소요되었고, 자료저장에 필요한 용량도 휴식기와 부하기 각각 512 KB만이 추가되었다. 보정 전후 영상대비는 정상군과 질환군 모두에서 향상되었으나 좌심실 기능지표를 통한 산란보정 전후의 비교는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. 관류결손부위에 대한 산란보정의 영향을 평가하기 위하여 'CEqual 분석' 프로그램을 이용해 분석한 결과 관류결손의 크기에는 유의한 차이가 없었으나 관류감소의 정도가 심해짐을 알 수 있었다. 간 대 심근 계수비가 심근전벽 및 심근하벽에 미치는 영향은 심근하벽에 인접한 간 방사능이 강할수록 심근하벽에 산란되는 광자가 심근전벽에 비해 많았다. 결론: Tc-99m 방사선원을 사용한 심근관류 SPECT 영상에서 이중에너지창 감산법을 이용한 산란보정은 임상적 적용이 용이하고, 좌심실 기능의 변화없이 영상대비를 향상시켜 관류이상영역을 더욱 명확히 함으로써 영상의 질을 향상시킨다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제21권2호
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• pp.75-82
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• 2009

목 적: 방사선 치료 시 치료실 내에서 발생하는 오존량을 측정하여 오존 발생으로 인한 오염 정도를 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 선형가속기(Clinac 21EX, Varian, USA)와 오존 측정기(series-200, aeroQual, New Zealand)를 이용하여 water phantom (Wellhofer, IBA, Germany)에 방사선을 조사하여 MU, 선량율, 선원-표면간 거리(SSD), 조사야, 에너지, 경과 시간에 따라 발생되는 오존량을 측정 분석하였으며, 실제 환자치료 시 치료실 내에 오존 측정기를 위치하여 일일 오존 변화량을 측정하였다. 결 과: 방사선 발생 중 생성되는 오존의 오염도는 에너지에 따른 영향을 크게 받지 않지만 대체로 광자선보다 전자선 조사 시(0.016~0.028 ppm/hr) 많이 발생하였다. 또한, Dose-Rate가 높을수록(0.016~0.025 ppm/hr), SSD가 멀어지고(0.018~0.030 ppm/hr), 조사야가 넓어지고(0.016~0.025 ppm/hr), MU가 많을수록(0.018~0.046 ppm/hr) 오존 농도가 높아졌다. 시간 경과에 따른 오존의 감소량은 방사선을 조사한 후 10분이 경과된 후부터 background 농도(0.016 ppm/hr)로 변화하였다. 그리고 방사선 치료실 내의 일일 발생하는 오존의 농도는 실내의 오존 허용기준인 0.1 ppm/hr (측정 평균 0.06 ppm/8 hr) 이하이지만, 냄새에 민감한 환자들이 감지할 수 있는 수준인 0.02 ppm/hr 이상의 농도(최대: 0.038 ppm/hr)를 포함하는 것을 확인할 수 있었다. 결 론: 일정한 조건의 변화에 따른 오존 농도를 통하여 실제 치료실 내 오존 발생량은 환자나 작업종사자에 대해 유해한 작용을 미치는 수준은 아니었다. 흔히 오존을 해로운 기체라고 생각하지만 방사선 치료 시 발생되는 미량의 치료실 내 오존은 오히려 병원성 세균이나 바이러스 살균 등의 공기 정화 작용을 함으로써 치료실 내 이로운 오존의 역할을 할 것이라 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.77-83
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• 2020

본 논문은 방사선 조사 후 치료실 내부의 공간선량률을 엑스선 에너지 및 MU값 변화를 기준으로 측정하여 치료방사선사의 방사선 방호에 대해 연구해보고자 하였다. 선형가속기를 이용하여 6MV, 10MV, 15MV 광자선을 300MU, 600MU, 1000MU를 기준으로 치료실 내부에 방사선을 노출시킨 후 측정기를 통하여 30초 단위로 5분간 기록하고 시간별로 평균값을 산정하였으며 동일 조건으로 10회 반복 하였다. 실험결과 6MV 300MU인 경우 0.1555 μSv/h, 300sec가 경과된 시점에서는 0.157 μSv/h, 600MU은 0.152 μSv/h, 0.156 μSv/h, 1000MU에서는 0.157 μSv/h 0.152 μSv/h로 측정되었다. 10MV의 300MU는 각각 0.468 μSv/h, 0.309 μSv/h, 600MU인 경우는 0.69 μSv/h, 0.416 μSv/h이었으며 1000MU는 0.977 μSv/h, 0.478 μSv/h로 측정되었다. 15MV의 300MU는 3.02 μSv/h, 1.2 μSv/h이며 600MU에서는 5.459 μSv/h, 1.836 μSv/h 1000MU에서는 7.34 μSv/h, 2.709 μSv/h로 측정되었다. 6MV의 평균 공간선량률은 치료실 내부의 자연 공간선량률과 큰 차이가 없었으며, 10MV, 15MV 의 경우는 높은 공간선량률이 측정되었으며 시간에 따라 감약됨을 확인할 수 있었다. 따라서, 일정 시간(60초 이상)이 지난 이후 치료실 내부로 입장하는 것이 방사선 작업종사자의 피폭선량 방지에 효과적일 것이라 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.597-602
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• 2016

현 임상에서는 저에너지 광자를 감소시키기 위한 알루미늄 재질의 부가필터를 이용하고 있다. 하지만, 부가필터의 이용은 X-ray 경화현상으로 인하여 발생하는 산란선량이 화질에 악영향을 미칠 수 있다. 또한, 부적절한 필터 두께를 이용은 환자에게 불필요한 노출이 발생하는 선량 크리프 현상이 나타날 수 있다. 이에 본 연구에서는 부가필터 사용 시 X선 빔 경화현상으로 인한 평균 에너지 증가에 따른 전방 산란선량 발생이 영상 화질에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위하여 RMS 및 RSD를 측정하였다. 연구 결과, 부가필터 두께가 증가할수록 전방산란율과 더불어 상대표준편차가 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 상대표준편차는 평균값에 대한 표준편차가 상대적 크기를 의미한다. 평균값을 신호로 표준편차를 노이즈 성분으로 판단할 때 영상의 해상력에 지표인 신호 대 잡음비가 감소하는 것으로 이해할 수 있다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 부가필터 사용에 따른 전방산란율과 화질의 상관관계가 있음을 정량적으로 검증하였다. 결과적으로, 북미방사선방호측정위원회에서 70 kVp 이상의 관전압에서 권고하는 2.5 mmAl 두께의 필터 사용 시 사용하지 않았을 때에 비해 14.6%가 증가되었다. 이러한 연구 결과는 영상 품질 개선을 위한 필터 연구 시 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 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.