• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권4호
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• pp.252-260
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• 2015

본 논문은 ICRP103 환경방호를 대비하여 국내에서 개발된 야생동식물 선량평가 코드 K-BIOTA의 기술적 배경 및 적용 사례를 기술한다. K-BIOTA는 스크리닝(screening) 선량평가(Level 1&2)와 부지 특성적 상세평가(Level 3)의 3단계의 단계적 평가방법을 적용한다. 스크리닝 단계평가는 상세평가의 필요성 여부를 판단하기 위한 예비적 평가 단계로 개별적인 생물종보다는 동식물을 그룹별로 구분하여 평가한다. Level 1 평가는 스크리닝 목적의 참조준위로부터 유도된 최대환경매체농도 값과 실제 환경매체농도 값의 비교로부터 위험도 지표(risk quotient)를 계산한다. Level 1 평가 결과 위험도 지표가 1보다 작으면 생태계의 건전성이 유지된다는 결론과 함께 평가를 종료하고, 1 보다 크면 동식물 그룹별로 평균적인 전이계수나 평형분배계수 값을 적용하여 조금 더 실제적인 Level 2 평가를 수행한다. 따라서 Level 2 평가가 Level 1 평가보다 덜 보수적이다. Level 2평가에서 위험도지표가 1 보다 작으면 생태계의 건전성이 유지된다는 결론을 내리고 평가를 종료하고, 1보다 크면 Level 3 평가를 수행한다, Level 3 평가는 부지 특성적 데이터를 고려하는 상세평가단계로, 동식물 그룹별 평가 대신 부지 대표적 동식물에 대한 개별적 선량평가를 수행하며, 대표적 동식물의 종류 및 크기, 거주인자, 전이계수, 평형분배계수에 대한 부지 특성적인 값을 사용한다. 또한 Level 3 평가 단계에서는 전이계수, 평형분배계수, 환경매체농도 (토양농도 또는 물의 농도)에 대한 개별 동식물의 피폭 선량률에 대한 불확실도 분석을 선택적으로 수행할 수 있다. 적용 가능한 확률밀도함수는 정규분포, 로그정규분포, 균일분포, 지수분포의 4가지이다. 국제원자력기구의 EMRAS II (Environmental Modeling for Radiation Safety) 모델 시나리오 비교 공동연구에 참가하여 K-BIOTA의 적용성을 검증하였다. 그 결과로 K-BIOTA는 다양한 오염 환경에서 거주하는 야생동식물의 방사선 영향을 평가하는데 유용함이 입증되었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제41권1호
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• pp.41-47
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• 2016

연구배경: 세기조절방사선치료와 같이 고선량을 암조직에 정밀하게 전달할 수 있는 방사선 치료기술이 개발됨에 따라, 보다 정확한 선량평가 기술의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 선형가속기에서 발생된 광자선의 물질투과율 정보를 통해 간접유도방식으로 에너지스펙트럼을 예측할 수 있는 기술의 개발을 목적으로 한다. 재료 및 방법: 의료용 선형가속기를 사용한 측정과 몬테칼로 전산모사를 통해 감쇠물질의 두께에 따른 X-선의 투과율이 평가되었으며, 이와 더불어 단일에너지에 의한 이온함의 반응함수가 결정되었다. 최종적으로 Unfolding 방법을 사용하는 HEOROW 프로그램을 통해 고선량률의 치료용 선형가속기에서 발생된 광자선의 에너지스펙트럼이 유도되었다. 본 연구에서 실험을 위해 Elekta Synergy Flatform 선형가속기가 사용되었으며, 몬테칼로 방법을 사용하는 Geant4 전산모사 프로그램이 사용되었다. 결과 및 논의: 감쇠물질의 두께에 따른 X-선 투과율과 몬테칼로 전산모사를 통해 계산된 X-선 투과율의 비교 결과 0.43%의 평균제곱근오차가 확인된다. 물질투과정보를 통해 간접적으로 유도된 에너지스펙트럼은 몬테칼로 전산모사를 통해 직접적으로 계산된 에너지스펙트럼과 비교분석 되었으며, 피크위치 및 평균에너지의 오차가 각각 0.066 MeV와 0.03 MeV로 평가되었다. 하지만 보다 정확한 에너지스펙트럼을 예측하기 위해서는 다양한 감쇠물질의 사용과 에너지스펙트럼 유도프로그램의 정밀도 향상을 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 결론: 본 연구를 통해 확인된 물질투과율 기반의 에너지스펙트럼 측정 기술은 에너지가 높고 선량률이 높기 때문에 광자선을 직접적으로 측정하는 것이 제한적인 의료용 선형가속기에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.193-200
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• 2015

본 연구는 뷰레이 시스템의 커미셔닝 결과에 대한 보고이다. 먼저, 시스템 안전장치의 적절한 작동을 확인했다. 영상시스템에 대한 평가를 위해 신호 대 잡음비와 영상의 균질도, 공간적 무결성을 확인했다. 카우치 동작의 정확성 및 축교점의 일치성을 평가했다. 미국의학물리학회 특별업무단51규약 프로토콜에 따라 절대선량을 측정했다. BJR supplement 25에서 제공하는 심부선량백분율과 측정한 값의 차이, 치료계획에서 계산한 값과 측정한 심부선량백분율의 차이를 확인했다. 더불어, 출력인수에 대하여, 측정값과 계산값의 차이를 구했다. 최종 검증 단계로, 8개의 세기변조방사선치료계획을 사용하여 감마평가를 수행하였다. 커미셔닝을 수행한 결과, 모든 안전장치는 적절히 구동함을 확인했다. 신호 대 잡음비 값과 영상 균질도 값은 허용범위 이내임을 확인했다. 공간적 무결성 확인 결과, 반지름 10 cm 및 17.5 cm 안의 모든 지점에 대하여 각각 1 mm 및 2 mm 이내의 오차를 확인했다. 카우치는 x, y, z 방향으로 각각 0.2 mm, 0.1 mm, 0.2 mm의 오차를 보였다. 방사선 축교점과 가상 축교점 사이에는 x, y, z 방향으로 0 mm, 0 mm, 0.3 mm의 오차를 보였다. 영상 시스템의 축교점과 가상 축교점 사이에는 0.6 mm, 0.5 mm, 0.2 mm의 오차를 보였다. 다엽콜리메이터의 평균적 구동 오차는 0.6 mm였다. 측정한 출력의 오차는 0.5% 이내, 심부선량백분율 오차는 1% 이내, 출력인수 오차는 2% 이내였다. 세기조절방사선치료 감마평가 결과값이 $99.9%{\pm}0.1%$였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권3호
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• pp.166-176
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• 2010

목 적: 직장 내 풍선삽입을 하는 전립선 암 환자의 3차원 입체조형방사선치료(3D CRT)와 세기조절치료에 대한 적절한 계획표적부피 마진을 구하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 대상 및 방법: 환자는 반듯이 누운 자세에서 치료계획용 CT 촬영과 매 치료 전에 환자의 직장에 풍선이 삽입되었고 70 mL의 공기로 풍선을 팽창시켰다. Anterior-posterior (AP)와 측면에서의 전자식 조사문영상 이미지와 디지털 화재구성사진을 이용하여 치료간 환자 치료위치 및 풍선의 위치 변화를 분석하였다. 두 이미지를 정합하기 위하여 Visual $C^{++}$ 기반의 프로그램을 개발하여 사용하였다. 기존의 방법을 기반으로 풍선에 의한 선량 흐려짐 효과를 고려한 계획표적부피 마진을 구하는 방법 고안하였다. 결 과: 환자치료위치의 치료간 변화는 모든 방향에서 평균 1 mm 이내로 나타났다. 풍선의 치료간 변화는 left-right (LR) 방향에 비해 superior-inferior (SI)와 AP 방향으로 크게 나타났다. 풍선의 무작위오차를 포함시켜 새로 고안된 1차원 계획표적부피 마진 구하는 방법을 사용하여 마진을 구한 결과, 3D CRT의 경우에는 LR 방향으로 3.0 mm, SI 방향으로 8.2 mm, AP 방향으로 8.5 mm로 계산되었다. Intensity modulated radiation therapy의 경우, LR 방향으로 4.1 mm, SI 방향으로 7.9 mm, AP 방향으로 10.3 mm로 마진이 계산되었다. 결 론: 풍선의 무작위오차는 전립선 모양의 변형을 일으켜서 선량분포에 영향을 준다. 따라서, 새로 고안된 계획표적부피 마진을 구하는 방법에는 풍선에 의한 선량 흐려짐 효과가 고려되었다. 이 방법은 풍선의 무작위오차만 계산에 포함하기 때문에 풍선의 계통오차에 대한 보정을 전제로 한다.

• 대한핵의학회지
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• 제28권3호
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• pp.364-370
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• 1994

원자력병원에 설치된 MC-50 싸이클로트론에서 생산된 무담체 $^{51}Cr$-EDTA의 합성법 및 정상 성인 남자자원자를 대상으로 무담체 $^{51}Cr$-EDTA 주사후 사구체여과율을 측정하고, 이 검사 중 피검자가 받는 방사능 흡수선량을 MIRD system의 계산법으로 계산하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) $^{51}Cr$-EDTA는 bicarbonate 촉매하에 합성하였으며 이 방법은 기존의 방법보다 짧은 시간내에, 상온에서 반응이 완결되는 장점이 있으며 이 연구를 통하여 국내에서도 비방사능이 월등히 높은 무담체 $^{51}Cr$-EDTA의 사용이 가능하게 되었다. 2) GFR 측정시 $^{51}Cr$-EDTA 주사후 두경부 방사능 계측으로 혈액채취를 대신 할 수 있고, 경험적 공식이 아닌 2-compartment model에 의한 계산법을 이용할 수 있어 간편하게 임상이용이 가능하며 한국인의 체형에 맞는 새로운 공식의 유도가 가능할 것으로 기대된다. 3) $50{\mu}Ci$ $^{51}Cr$-EDTA의 전신방사능 흡수선량은 무시할 수 있는 정도임을 알 수 있었으며, MIRD system은 아주 적은 방사능 오염의 피폭 선량측정에 유용함을 알 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제18권4호
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• pp.277-282
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• 2000

목적 : 방사선간염(radiation hepatitis)의 발생에는 방사선 조사량, 조사체적 등의 요인이 작용하는 것으로 알려져 왔으나 이러한 요인들의 관계를 양적으로 나타내지는 못하였다. 그러나 최근 3차원 입체조형 치료계획체계의 발전으로 간암의 방사선조사시 간의 선량-체적에 대한 분석이 가능하게 되었고 나아가 이를 이용한 수학적 변수인 정상조직손상확률을 계산할 수 있게 되었다. 이에 저자들은 정상조직손상확률값을 연계시켜서 방사선간염의 예측 가능성을 평가하고자 본 연구를 진행하였다. 대상 및 방법 : 1992년 3월부터 1994년 12월 사이에 방사선 치료를 받은 환자중에서 간암 환자 10명, 담도암 환자 10명을 대상으로 하였다. 치료 전 혈청학적 검사에서 간암 환자 2명에서 간경화가 있었고 (각각의 prothrombin time 73$\%$, 68$\%$) 다른 18명의 간기능은 정상이었다. 조사된 방사선량은 1일 1.8$\~$2.0 Gy씩 22회에서 30회를 시행하여 39.6$\~$60.0 Gy (중앙값은 50.4 Gy)였으며, 조사면수는 2$\~$6 ports (중앙값은 4 ports)였다. 이 환자들의 치료 전 전산화단층촬영을 이용하여 간의 선량체적분석 및 Lyman의 공식을 적용하여 정상조직손상확률값을 구하였다. 방사선간염은 alkaline phosphatase의 값이 2배이상 증가 되고 비암성 복수가 동반된 경우로 정의하였으며 환자의 병력 기록을 이용하여 방사선간염 발생여부를 파악하여 정상조직손상확률값과 상관 관계를 분석하였다. 결과 :정상조직손상확률값은 0.001$\~$0.840까지 분포하였고 중앙값은 0.05였다. 방사선간염은 방사선 치료후 약1주에서 5주사이에 20명중 3명에서 발생하였으며, 이들의 정상조직손상확를값은 각각 0.390, 0.528, 0.844 (평균값 0.58$\pm$0.23)이었고, 방사선간염이 생기지 않은 환자의 정상조직손상확률값은 0.00l$\~$0.308 (평균값 0.09$\pm$0.09) 사이에 분포하였다. 정상조직손상확률을 체적인자가 0.32로 계산한 경우에는 비교적 높은 값인 0.39이상에서 방사선 간염이 발생한 것을 알 수 있으나, n 을 0.69로 하여 계산한 경우에는 비교적 낮은 정상조직손상확률(0.03, 0.18)에서도 방사선 간염이 발생하는 것을 보여 체적인자 0.32가 비교적 임상적 결과와 일치하는 값이었다. 결론: 정상조직손상확률값이 일정값 이상의 환자에서 방사선간염이 발생하는 것으로 보아 정상조직손 상확률값으로 방사선간염의 발생을 예측할 수 있을 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권2호
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• pp.106-111
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• 2009

본 연구에서는 얇은 엠엘씨 등을 사용하여 불규칙한 모양의 조사면으로 방사선수술을 시행하거나 필수적으로 소조사면을 포함할 수 밖에 없는 세기조절 방사선치료를 위해 중요한 요소인 소조사면의 출력인수 $S_{cp}$를 측정하였고 동일한 위치의 공기중에서 물등가 재질로 만든 선량증가두겁을 이용하여 제한기산란인수 $S_c$를 측정함으로서 이 결과를 이용하여 팬톰산란인수 $S_p$를 계산하였다. $S_{cp}$의 측정에서 기준 측정기인 0.125 cc 부피의 이온전리함과 이극소자측정기의 결과는 잘 일치하고 있으나 0.015 cc 부피의 소형 이온전리함의 결과는 $4.2{\times}4.2\;cm^2$ 이상의 조사면에서는 1~4% 정도 낮게 나타났고 $1.8{\times}1.8\;cm^2$, 이하의 소조사면에서는 이극소자측정기에 비해 8~16% 낮게 측정되었다. 물등가 재질로 만든 선량증가 두겁을 덮은 이극소자 측정기를 이용한 Sc의 측정은 전자오염 등으로 인해 약간의 오차를 보여주고 있으나 전체적인 추세는 잘 일치하고 있음을 확인하였고 이 결과들을 이용하여 계산한 Sp는 다른 연구결과들의 범주에 포함되는 결과를 얻었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제13권1호
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• pp.55-61
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• 2015

방사선검출기를 이용한 고방사성물질의 측정이나 방사선사고 등의 신속한 대응을 위하여 주위의 선량률 준위에 따라 크기별로 여러 종류의 콜리메이터들을 구비해야 하며, 이는 무거운 콜리메이터의 특성상 효율적인 현장 측정에 심각한 장애가 될 수 있다. 본 연구에서는 콜리메이터의 모양을 카메라의 렌즈 조리개 형식으로 제작하여 사용자가 직접 카메라 렌즈를 돌려 초점을 맞추듯이 콜리메이터의 내경을 조절하고 방사선의 감쇄율을 쉽게 알아볼 수 있도록 IRIS형 콜리메이터를 제작하였다. 먼저, 콜리메이터를 위상을 달리한 2 중의 텅스텐 셔터 구조로 제작하여 기계적 공차에 의한 방사선의 침투를 차단하고자 하였다. 그리고 셔터의 재질별로 콜리메이터 내경에 따른 방사선 감쇄율을 MCNP 코드를 이용하여 계산함으로써 이론적인 성능평가를 수행하였다. 계산된 내경의 크기별 감쇄율을 콜리메이터 외부 눈금링에 표시함으로써, 카메라 렌즈에 표시된 배율과 같은 방법으로 사용자가 해당 표시지점으로 콜리메이터 내경을 조절하였을 때, 방사선의 세기가 얼마만 큼 감소되는지 쉽게 알아볼 수 있도록 구현하였다. 끝으로 개발된 IRIS형 콜리메이터를 장착한 소형 방사선검출기를 현장 측정에 활용할 경우, 콜리메이터의 교체 없이 주위 방사선의 세기에 따라 콜리메이터 내경을 적절한 크기로 신속히 교체가 가능하며, 방사선 세기의 감쇄 정도를 쉽게 알아보게 함으로써 신속하고 정확한 대처가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.825-830
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• 2007

사면에서 발생되는 강우유출과정에 기여하는 대공극의 영향은 그 중요성에도 불구하고 잘 알려져 있지 않다. 특히 대공극의 공간적분포특상에 대한 현장측정은 이뤄지지 않았다. 본 연구의 실험지역은 경기도 포천시 광릉수목원에 있는 작은 소유역이다. 이 지역의 정밀한 측량을 하여 수치고도모형(DEM)을 얻었다. 이 수치고도모형을 바탕으로 수치지형분석을 통해 흐름선을 파악하여 총 20지점을 선정하였다. 각 지점에서의 대공극을 통한 수직적인 유동들은 장력침투계를 사용하여 지표면아래 깊이 10cm에서 측정하였다. 공간적 토양의 특성분포를 파악하기 위해 각 지점에서의 체적밀도와 점토함량을 조사하였다. 토양수분의 공간적 분포 특성은 TDR(Time Domain Reflectometry)방식인 TRASE를 이용하여 토양수분 값을 얻었다. 이러한 다양한 공간적 특성들은 대공극발달의 공간적 분포특성을 파악하는 중요자료가 된다. 소유역을 크게 기여사면 면적을 기준으로 상부, 중부, 하부로 나누어 대공극의 유효 공극율과 대공극흐름율을 계산하였다. 상부에서의 유효 대공극율의 평균값과 변동계수는 각각 4.3%, 42.1%이고, 대공극흐름율의 평균값과 변동계수는 각각 45.0%, 26.6%이다. 중부에서는 유효 대공극율의 평균값과 변동계수는 6.8%, 37.3%이고, 대공극흐름율의 평균값과 변동계수는 56.2%, 14.4% 이다. 그리고 하부에서의 유효공극율의 평균값과 변동계수는 12.5%, 58.3% 이고 대공극흐름율의 평균값과 변동계수는 64.5%, 24%이다. 이는 유효 대공극율과 대공극흐름율의 비율은 기여사면 면적이 증가할수록 증가하였다. 이는 대공극을 통한 물 이송 능력이 원두부로 갈수록 증가한다는 것을 보여주고 있다.e, taurine, methionine, phenylalanine은 함량(含量)이 적었다. 5. 일건(日乾)중 총유리아미노산의 변화(變化)는 생시료(生試料)의 경우 2,041.2 mg%였으나 1일(日) 건조(乾燥) 후는 1,784.0 mg%로 감소(減少)하다가 그 이후 계속 증가(增加)하여 20일(日) 건조(乾燥) 후는 5,277.0 mg%였다. 6. 일건(日乾)중 leucine, isoleucine, valine은 대체로 증가(增加)하는 경향(傾向)을 나타내었으나 aspartic acid, proline, taurine은 대체로 감소(減少)하는 경향(傾向)을 나타내었다. 436.59mg%로 가장 많았고 군유산(軍有山) 차엽(茶葉)이 146.94mg%로 가장 적었으며 일반차엽(一般茶葉)의 평균치(平均値)는 264.59mg%, 용장(龍欌) 차엽(茶葉)이 223.10mg%, Yabukita 차엽(茶葉)이 256.49mg%였다. 7) 이상(以上)의 결과(結果)를 종합(綜合)할 때 용장(龍欌) 차엽(茶葉)은 일반차엽(一般茶葉)과 형질(形質) 뿐만 아니라, 성분(成分)도 다르므로 품종(品種)이 다른 수종(樹種)으로 추정(推定)되며 와운(臥雲) 차엽(茶葉)은 일반차엽(一般茶葉)과 형질(形質)은 다르나 성분상(成分上)의 비슷한 점으로 보아 동일계통(同一系統)의 변이(變異)된 대엽종(大葉種)으로 추정(推定)된다.5(${\pm}0.77$0.77) % 의 오차로 크게 감소하였다. 결론: 방사선이 통과하는 경로에 불균질조직인 폐가 존재할 경우에도 불균질조직에 대하여 조직의 밀도를 이용하여 보정하는 방법을 사용하여 투과선량으로부터 종양선량을 계산할 수 있음을 알 수 있었다.X>로 평균$43.26{\m