• 대한방사선치료학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.23-29
• /
• 1998

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제29권2호
• /
• pp.105-115
• /
• 2004

몬테칼로 모의실험을 이용하여 방사선 선량을 계산할 경우 원하는 정확도를 얻기 위해서는 계산입자(histories) 수가 많아야 하므로 시간이 오래 걸리게 된다. 그러므로 정확성을 유지할 수 있으면서 시간을 최소화할 수 있는 최적의 계산입자 수를 결정해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 계산입자 수에 따른 통계적 불확실성의 영향을 평가한 후 최적의 계산입자 수 결정을 위한 불확실성의 한계를 제시하고자 하였다. 몬테칼로 코드로는 BEAMnrc와 DOSXYZnrc를 사용하였으며, 모의 흉부 팬텀에 대하여 계산입자 수를 달리 하면서 광자선 선량을 계산한 후 통계적 오차가 적은 벤치마크와 비교하였다. 통계적 오차의 영향을 분석하기 위하여 임상적으로 널리 이용되는 등선량 곡선 비교, DVH, RMSD 방법을 이용하였다. 연구 결과 통계적 오차의 영향은 등산량 곡선 비교와 RMSD 비교에서 크게 나타났으나 DVH에서의 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 방사선치료를 위한 광자선 선량계산을 할 경우 전체 통계적 불확실성 $(\bar{{\Delta}D})$ 9% 또는 $D_{max}/2$ 이상을 갖는 체적소에 대한 통계적 오차 1%, 또는 최대 선량지점에서의 통계적 불확실성 1% 정도가 적정 수준임을 확인할 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.79-84
• /
• 2002

1.목적 : 작고 불규칙한 모양의 전자선 조사면에서 선원의 출력에 영향을 미치는 요인은 선형가속기의 collimation system, insert block diameter, energy 등이다. 때문에 이러한 조사면의 선량계산으로 LBR을 이용할 수 있는데 LBR(lateral build-up ratio)이란 동일한 incident fluence와 profile에 대해 circular field와 broad field의 선량비로서 나타낼 수 있다. 얻어진 LBR data는 elementary pencil beam 모형을 근거해 깊이와 에너지에 따른 함수(${\sigma}$)로 표현할 수 있다. 여기에서 얻어진 수식을 기초로 해서 만들어진 factor값이 작고 부정형의 전자선 조사면의 선량계산 유용성을 알아보고자 한다. 2.재료 및 방법: 심부선량은 water phantom에서 ion chamber로 측정하였다. Cerrobend와 electron applicator 에 따른 incident fluence의 변화를 알아보기 위해 Chamber를 0.5mm깊이에 놓고 측정하였다. 그리고 에너지와 electron applicator 크기에 따라 insert block diameter를 2-15cm로 변화시키며 심부선량을 측정하였고 이 값을 0.5mm 깊이에서 normalization 하였다. 이렇게 normalization 한 그래프로부터 LBR과 함수 (${\sigma}$)를 얻어했다. 3.결과 : 0.5mm 깊이에서 normalization한 심부선량-그래프로부터 LBR data와 그로부터 얻어낸 (${\sigma}$)함수 값을 기초로 하여 elementary pencil beam 모형의 깊이에 빠른 선량변화의 수식을 얻어낼 수 있었다. 4.결론 : 부정형 전자선 조사면에 대해 MU당 심부선량은 작은 circular field에서 측정된 LBR값, reference applicator와 insert block diameter 에 따른 incident fluence factor 그리고 reference broad field에서의 심부선량등 세 가지 data로 부터 계산할 수 있다. 이 방법을 이용하면 어떤 모양의 전자선 조사면에 대해서도 심부선량의 계산에 유용하다고 할 수 있다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
• /
• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
• /
• pp.55-55
• /
• 2003

본 연구에서는 최근 미래형 방사선치료 기술로서 관심이 집중되고 있는 자기장을 이용한 선량분포 변환 및 집중기술에 대하여 물리적 배경과 임상적 응용 가능성을 논의하였다. 먼저 물리적 이론으로부터 물질속 자기장에서 전자의 운동을 고찰하였으며 다음에는 몬테칼로 계산을 이용하여 임상에 이용되는 고에너지 광자와 전자선에 대하여 선량분포를 계산하였다. 물에 인가된 수 Tesla 자기장에 대하여 전자들의 기본 경로는 자기장과 수직방향으로 편향을 받으며 원궤도를 취하였으며 궤도반경은 에너지의 손실에 따라 점차 줄어드는 것으로 나타났다. 가로방향의 인가 자기장에 대한 몬테칼로 계산결과 광자 및 전자선에 대하여 자기장 인접영역에서 급격한 선량증가 현상이 발생하였는데 10 MV 광자선의 경우에 3T와 5T에서 각각 약 40%와 80%의 선량증가를 확인하였으며 전자선의 경우에도 유사한 결과가 나타남을 확인하였다. 또한 자기장 종단영역에서는 흡수선량의 급격한 감소가 발생하는 것으로 나타났는데, 본 연구에서는 이러한 특성들을 이용하여 종양에 방사선량을 집중시키고 주변 정상조직을 효과적으로 보호할 수 있는 미래형 최적화 방사선치료의 모델들을 제시하였다. 본 연구의 주요결과들은 최근 관련 실험들로부터 점차 명백해지고 있으며, 자기장을 병행한 방사선치료 기술의 국내 기반기술 확보에 기여할 것으로 기대한다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제5권6호
• /
• pp.377-381
• /
• 2011

이 연구의 목적은 일반방사선촬영에서 입사표면선량에 대하여 나노도트선량계의 측정값과 Non Dosimeter Dosimetry-Method(NDD-M)의 계산값과 비교 평가하는 데 있다. 입사표면선량들의 측정과 계산은 두부(AP), 복부(AP), 골반(AP), 흉추(AP)와 요추(AP)에 대하여 수행하였다. 결과로서, 계산값에 대한 측정값의 상대비들은 각 부위에 대하여 1.5-2.1을 얻었다. 재현성은 변동계수로서 0.035를 얻었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제15권4호
• /
• pp.210-214
• /
• 2004

PET에 사용되는 조영제는 생산과정 중에 다량의 중성자가 발생한다. 발생된 중성자는 주로 콘크리트 구조물로 차폐를 하게 되며 가속기 시설의 차폐 평가는 구조물 외부로 방출되는 방사선의 선량을 측정하게 된다. 즉 콘크리트를 통과하면서 에너지를 잃은 중성자와 콘크리트를 이루는 물질과 중성자간의 상호작용으로 생성되는 광자의 선량을 측정하여 선량을 평가하게 된다. MCNPX 코드2)를 이용하여 가속기 시설의 콘크리트 구조물 외부로 방출되는 중성자 선량과 광자선량을 계산한 결과, 원자력법에서 정한 법정 제한 선량에 훨씬 못 미치는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2014년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.807-810
• /
• 2014

로봇 시스템의 제어 및 이를 이용한 환경 인식에는 많은 전자 광학 소자들이 사용되고 있다. 로봇 제어회로에 사용되고 있는 Si CMOS 공정의 CPU, ASIC, FPGA 소자는 고 선량의 감마선에 취약하다. 환경정보 수집용으로 로봇에 탑재되는 CMOS/CCD 카메라의 관측영상에는 고선량 감마선으로 인한 speckle (백색잡음, white noise) 들이 나타나며, 이들이 카메라의 관측성능을 저하시킨다. 후쿠시마 원자력발전소 사고와 같이 원자력시설에서 제어불능의 심각한 사고가 발생되면 고선량 감마선이 방출된다. 이러한 고선량 감마선방출은 사람에 의한 사고수습을 불가능하게 하며, 사고 수습을 위해서는 로봇의 활용이 불가피하다. 그러나, 방출되는 고선량 감마선의 세기(선량율)가 지나치게 높을 경우, 로봇 전자회로가 장애를 일으키기 때문에 로봇의 적절한 임무수행이 가능한 감마선 세기에 대한 고려가 필요하다. 본 논문에서는 고선량 감마선 환경하에서의 로봇 탑재 CCD/CMOS 카메라의 관측 성능을 고려하여 100 Gy/h 를 감마선 선량율 제한조건으로 설정한다. 그리고, 재 가동 승인심사를 받기 위해 일본의 원전 운영자들이 제시한 PWR (가압경수로) 원전의 중대사고 대책 적합성 평가문서에 나타난 노심용융개시 시점의 원자로 격납건물내 감마선 선량율 추이 계산결과를 활용하여 로봇의 대응시간을 계산하였다. 문서 (PDF) 에 표현된 감마선 선량율 추이 그래프를 영상 판독하여, 격납건물내 감마선 선량율이 100 Gy/h 제한조건에 도달하는 시간을 계산하였다. 이를 로봇의 대응시간으로 설정한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제12권2호
• /
• pp.133-140
• /
• 2001

본 연구에서는 차폐 조사면의 선량계산에 대해서 논의하였다. 이를 위하여 콜리메이터 조사면 r$_{c}$와 차폐 조사면 r$_{b}$의 함수로서 차폐블록 보정인자 $K_{b}$ 를 측정하였다. 측정결과로부터 두 조사면에 의존하는 $K_{b}$ 를 $A_{r}$ (r$_{b}$와 r$_{c}$의 A/P비)의 함수로서 단순화하였으며 또한 이것과 잘 일치하는 관계식도 제시하였다. 측정결과에 의하면 차폐 조사면에 대한 선량계산에서, 일반적인 경우에 Ar\ulcorner1 이므로 $K_{b}$ 의 보정을 무시할 수 있지만, $A_{r}$ = 0.5와 같은 특수한 경우에는 $K_{b}$ 를 보정하지 않으면 약 3.5%의 오차가 발생할 수 있다 이 결과는 차폐 조사면에서 정확한 선량 즉 MU계산을 위하여 $K_{b}$ 의 보정이 반드시 고려되어야 함을 의미한다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제13권3호
• /
• pp.285-289
• /
• 1995

목적 : 6 MeV의 전자선에 대하여 Monte-Carlo기법을 이용한 모의계산(simulation)과 측정을 함으로써 측정값과 계산값을 서로 비교하고, 이러한 모의계산이 측정을 대신할 수 있을 만큼의 정확도가 있는지를 확인하고자 하였다. 방법 : 선형가속기에서 출력되는 전자선의 심부량 백분율(percent depth dose)을 물팬톰에서 반도체 검출기를 이용하여 조사야 $50{\times}50,\;100{\times}100,\;150{\times}150,\;200{\times}200\;mm^2$에 대하여 측정하였다. 전자선에 대한 선량을 결정하기 위한 모의계산은 EGS4 프로그램을 사용하였다. 결과 : 측정값과 계산값은 유사한 형태로 나타났는데 $100{\times}100\;mm^2$ 조사야 에서 선축상최대선량은 측정값과 계산값이 각각 14mm 와 15mm, 표면선량율은 각각 $76.94\%$ 와 $65.52\%$였다. 모의계산에서 표면선량율의 조사야에 따른 변화는 $64.43\%-66.99\%$이고 선축상최대선량은 15mm-18mm 였다. 결론 : 모의계산을 한 결과, 계산값이 측정값과 비교적 잘 일치한다는 것을 알았다. 표면선량율의 차이만을 제거하고 결과를 살펴보면 선축상 최대치등 방사선 치료에 주로 이용되는 부츤의 선량율에서는 모의계산이 측정을 대신할 수 있을 만큼의 정확도가 있다는 것을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제21권4호
• /
• pp.332-339
• /
• 2010

본 연구에서는 콘빔 단층촬영영상(cone beam CT; CBCT) 및 다엽 콜리메이터(multileaf collimator;MLC) 로그데이터를 이용한 적응형 방사선치료기법의 체계를 구축하고, 그 과정에서의 선량 계산 오차의 양상을 팬텀을 이용하여 분석하고자 하였다. Catphan-600 (The Phantom Laboratory, USA) 팬텀을 CT와 CBCT 촬영 후 CT 영상을 이용하여 간단한 단계별조사(step-and-shoot) 방식의 세기조절방사선치료(intensity-modulated radiation therapy; IMRT) 계획을 수립하였다. 이후 빔전달 시 생성된 MLC 로그데이터(Dynalog)를 이용하여 실제 전달된 세그먼트 별 모니터단위(MU) 가중치와 MLC 엽(leaf)의 위치를 구한 후 이를 다시 Pinnacle3에 넣고 선량을 재계산하였다. 초기 치료 계획은 치료 계획용 CT 영상($CT_{plan}$) 및 CBCT 영상($CBCT_{plan}$)에 대하여 계산되었으며, 재구성된 선량 역시 치료 계획용 CT 영상($CT_{recon}$) 및 CBCT 영상($CBCT_{recon}$)에 대하여 계산되었다. 각 선량 계산을 $CT_{plan}$을 기준으로 하여 2차원 선량분포, 감마 인덱스, 선량-부피 히스토그램(dose-volume histogram; DVH)을 이용하여 분석하였다. 2차원 선량분포 및 DVH 분석 모두에서 원래의 치료 계획보다 실제 전달된 선량이 다소 많은 것으로 나타났으나 임상적인 의미는 미미했다. 감마 인덱스의 경우 CBCT에 선량을 계산했을 때 치료 계획 정보나 재구성된 선량 정보를 이용한 경우 모두 오차가 크게 발생했다. 재구성된 선량은 빔의 경계 부분에서 오차가 크게 발생하였으나 그 영향은 CT 및 CBCT 영상 간 차이에 의한 것보다 작았다. CBCT 영상에 전달된 선량을 재구성하게 되면 두 영향이 복합적으로 작용하여 오차는 더 줄어들게 되지만 $CT_{plan}$과 $CBCT_{plan}$의 차이에 비하여 $CBCT_{plan}$과 $CBCT_{recon}$ 차이는 상대적으로 작아 전달된 선량의 오차를 평가할 때 불확실성이 커졌다. 그러므로 선량 계산 오차의 양상은 셋업 오차, CBCT 영상을 이용한 선량 계산 오차 및 재구성된 선량 계산의 오차로 나누어 분석될 필요가 있을 것이다.