• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권1호
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• pp.12-17
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• 2015

본 연구에서 한국형 중이온 가속기 RAON에서의 의생물 실험을 위하여 요구되는 빔 조건을 만족할 수 있도록 Monte Carlo 전산모사를 통한 노즐 설계를 최적화하고자 하였다. 의생명 실험을 위한 빔 조건으로 최대 조사면 크기, 선량균일도 그리고 빔 오염도의 특정 조건을 만족하는 $C^{12}$ 빔 생산이 요구되었다. 이때 최적화된 빔 노즐 설계를 위하여 Monte Carlo 시뮬레이션인 GEANT4 toolkit이 사용되었다. $15{\times}15cm^2$ 이상의 빔 조사면 크기와 3% 이내의 선량 균일도 그리고 전체 선량의 5% 보다 낮은 빔 오염도를 기본적인 조건으로 설정 되었다. 조사면 크기는 쌍극자 자석에 의해서 빔의 각도를 기울여 원형으로 회전하면서 쌍극자 자석의 아래쪽에 위치한 산란판의 두께를 조정하여 최적화 하였다. 빔 스캐닝 각도와 산란판의 두께는 Monte Carlo 시뮬레이션 분석에 의해서 각각 $0.5^{\circ}$와 0.05 cm로 최적의 값을 나타내었다. 선량 균일도와 최대 조사면 크기를 만족하기 위하여 static과 scanning beam을 복합하는 기술을 이용한 새로운 빔 전달 방법을 소개하였다. 중앙 고정용 빔과 빔 축으로부터 $0.5^{\circ}$ 경사각을 가지고 회전하는 빔과 경사각이 없이 바로 들어오는 빔을 조합하여 선량균일도가 1.1%와 빔 조사면의 최대크기가 $15{\times}15cm^2$가 되는 것을 확인하였다. 빔 오염도는 $C^{12}$ 이온과 다른 입자들에 의해서 전달된 흡수선량의 비율로 나타내었다. 물등가 깊이(water equivalent depth) 5 cm에서 17 cm 사이에서의 빔 오염도는 전체 선량에서의 2.5% 미만임을 확인하였으며 이와 같은 결과를 바탕으로, 본 연구에서는 의생명 실험을 위하여 요구되는 빔 조건을 만족하는 노즐 구조를 설정할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제10권1호
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• pp.107-113
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• 1992

4-5MeV의 전자선은 피부표면의 흡수선량을 증가시키고 표면하 10mm 내외에서 급속히 감소함으로 Mycosis fungoides, Kaposi's sarcoma등 전신피부암에 대한 가장적당한 치료방사선으로 알려져왔다. 그러나 평면이 아니고 굴곡이 심한 인체표면에 균일한 선량을 계획하기는 많은 어려움이 있었다. 연세암센터에서는 1980년부터 시행하여왔던 6MeV 전자선의 마름모형, 네방향 조사방법을 개량하고 많은 문헌을 참고하여 상하 양방향의 조사면과 환자위치를 각각 여섯가지 자세로 나누어 조사(Six-Dual-Field)하는 방법을 사용하였으며 이에따른 전신피부표면의 선량과 선량분포를 측정하였다. 선형가속기에서 발생되는 6MeV 전자선을 0.5 cm 두께의 아크릴판으로 감약시키고 콜리메터가 완전히 열린 조사면을 상하 $19^{\circ}$씩 옮기므로서 타겟트에서 3m 거리에 약 $2m{\times}1m$의 균일한선량의 조사면(평탄도 $+3\%$)과 10 mm 내외의 실효깊이 ($80\%$, 선량지점) 및 산란선에 의한 피부표면선량을 증가시킬 수 있었다. 환자는 일부피부가 가려지지 않도록 팔과 다리를 적당한 자세로 고정시키고 전자선을 여섯방향에서 각각 2회씩 상하로 조사시키므로서 피부표면에 균일한 선량분포(표준편차 $5\%$)가 가능하였으며 $80\%$,의 심부율이 $8\~10mm$에서 측정되었다. 모든 측정은 인체등가팬텀과 폴리스틸렌팬텀을 사용하였으며 필름, 평형전리측정기 및 표준전리측정기를 이용하였다. 특히 환자피부표면의 흡수선량분포를 확인하기 위하여 열형광측정기와 반도체측정기를 이용하였으며 $6\~20$개의 소형 측정기를 환자 피부표면에 부착시킨후 전자선 치료과정 동안 피폭 시켜 측정하였고 그결과 차폐된 부위를 제외하고 평균 $10\%$, 이 내의 균일한 선량분포를 얻을수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권2호
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• pp.233-241
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• 1994

연구목적 : 전신방사선조사시 인체내에 균등한 선량분포를 얻기 위하여 조직보상체를 제작하고 그에따른 선량 분포를 확인하고자 하였다. 대상 및 방법 : 0.8mm두께의 납판을 이용한 조직보상체와, 1mm 및 5mm 두에의 알루미늄판을 이용한 조직보상체를 두경부와 하지 두 부분에 대하여 각각 제작하였다. 좌우 대향전신조사시 각 신체부위에 따른 선량분포의 측정을 위하여 파라핀으로 성인 크기의 인체 모형을 실제 치료시의 체위와 비슷하게 만들어 사용하였다. 방사선은 10MV X-ray(CLIAC 1800. Varian Co., USA)를, 측정기구는 exposure/exposure rate meter(model 192, Capintec, Inc., USA)with ionization chamber(PR 05)를 이용하였고 SAD 360cm에 파라핀 팬텀의 정중선을 맞추고 기하학적 방사선조사야는 $144{\times}144cm^2$으로하여 전신이 포함되도록 하였으며 head, mouth, mid-neck, sternal notch. mid-mediastinum, xiphoid, umbilicus. pelvis. thigh. knee 및 ankle부위에서 midline absorbed dose를 각각 측정하였다. 흉부의 선량 측정에는 조직등가물질로 제작된 상업용 humanoid 팬텀에서 $1{\times}1{\times}6mm^3$부피의 TLD rod(LiF, Harshaw Co.. Netherland)를 이용하였다. 결과 : Umbilicus를 기준으로 하였을때 조직보상체를 적용하지 않은 경우 흡수선량은 $-11.8\%$에서 $21.1\%$까지의 차이를 보였다. 어깨가 포함되는 sternal notch에서의 선량은 $11.8\%$감소하였다. 조직보상체를 적용한 경우의 흡수선량은 0.8mm 납보상체의 경우 mid-neck에서 $-7.9\%$, 그외 다른 부위는 $+1.3\%$에서 $-5.3\%$가지 였다. 그리고 1mm 및 5mm 알루미늄 보상체를 적용한 경우 ankle부위에서 $5.3\%$. 그외 다른 부위는 $-2.6\%$에서 $2.6\%$가지의 흡수선량 차이를 보였다. 결론 : 납과 알루미늄으로 제작한 전신방사선조사용 조직보상체는 선량기준점인 umbilicus선량에 비교하였을 때 두경부와 하지에 있어서 비교적 만족할만한 보상효과를 나타내었다. 어깨가 있는 상흉부에서는 선량이 $11.8\%$ 정도 감소하므로 환자의 lateral thickness 차이에 따라 선량기준점을 sternal notch로 선택하거나 boost irradiation이 고려되어야함을 알 수 있었다.