• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제12권2호
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• pp.28-36
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• 1987

원자력 시설에서 대기중으로 방출되는 방사성 구름에 의한 환경선량계산에는 Gaussian plume model 주로 사용되고 있으나, 바람의 분포나 대기의 흐트러짐이 공간적으로 일정하지 않은 복잡 지형에의 적용에는 문제가 있다. 복잡 지형을 고려한 기류계산에는 MATTEW, WIND04 코드가 그 타당성을 인정받고 있다. 이러한 코드의 원리를 기초로 하여, 질량보존법칙을 만족하는 이류 확산 방정식을 유한차분법으로 계산하고 풍속장을 구하였다. 입자 농도와 피폭선량은 방사성 구름을 입자군으로 근사시키는 PIC model을 이용하여 계산하였으며, 입자의 대기 확산은 Random Walk법을 이용하였다. 계산 결과, 지형에 의한 풍속, 풍향의 변화를 알 수 있었으며, 피폭선량분포를 구할 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권1호
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• pp.1-7
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• 2003

본 연구에서는 팬텀에 인가된 강한 자기장에서 전자선에 대한 선량분포 계산을 위하여 EGS4 제어코드를 개발하였다. 이를 위하여 먼저 자기장에서 전자의 운동을 고찰하고 전자의 방향변화에 관한 수학적 결과를 EGS4 제어코드에 삽입하였다. 개발된 코드를 이용하여 6 MeV 전자선에 대하여 세로자기장 1-3T가 인가된 물팬텀 속에서 팬슬빔 전자들의 경로를 계산하였고 0.6-1 T가 인가된 물팬텀 속에서 직경 1cm의 조사면의 깊이선량율과 빔측면도를 계산하였다. 전자의 경로추적 계산결과 3 T의 자기장에서 전자들의 측면변위가 현저히 감소하는 것으로 나타났다. 직경 1 cm 전자선에 대한 깊이선량율은 비정근처에서 자기장의 세기에 따라 미소한 증가를 보였으며, 반음영은 1 T에서 약 0.15 cm 감소가 나타났다. 선량분포의 변화에 관한 계산결과들은 모두 이론적 해석이 가능하였으며 이로부터 본 계산코드의 신뢰성을 평가할 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권4호
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• pp.237-242
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• 2013

뇌병변 등의 방사선 치료에 있어 CT (Computed Tomography) 영상만을 이용한 종양 체적(Tumor volume) 윤곽의 정확한 설정은 CT 영상의 부족한 연부조직 대조도 특성에 의하여 한계를 가진다. 따라서 자기공명영상(Magnetic Resonance Images, MRI)이 보다 정확한 목표 체적의 윤곽을 그려내기 위해 광범위 하게 사용되고 있다. 치료계획을 위해 획득한 자기공명영상에 진단단계에서 얻어진 CT영상의 전자밀도를 융합하는 방법과 자기공명 영상으로부터 만들어진 가상의 CT를 이용하는 방법 등이 자기공명 영상장치를 기반으로 한 방사선 치료 계획의 선량계산을 위하여 소개되어 왔다. 본 연구는 MRI기반의 선량계산의 가능성을 확인 해보기 위해 15명 환자의 진단 MR 영상을 통하여 Look Up Table (LUT)을 만들어 MRI 기반 선량계산과 기존의 CT 기반 선량계산을 비교 검증 하였다. 여기서 lMRI는 획득한 MR 영상에 LUT를 이용한 전자밀도 보정을 한 것이며 wMRI는 획득한 MR영상을 물 밀도로 동일화 시킨 것이다. 6 MV anterial 방향의 조사가 CT, lMRI, wMRI에 적용되어 치료계획으로 비교되었으며 또한 환자의 병변위치에 따라 2문 조사에서 5문 조사의 치료계획이 비교되었다. CT기반 치료계획을 기준으로 하여 등선량 분포와 DVH의 차이는 wMRI 보다 lMRI에서 더 적었으며 최대선량 차이가 91 cGy vs. 57 cGy, 평균선량이 74 cGy vs. 42 cGy, 최소선량 차이가 94 cGy vs. 53 cGy로 측정되어 각각의 선량 평가 면에서 그 차이가 wMRI보다 lMRI에서 더 적었다. 이러한 결과는 wMRI의 경우 공동내 선량계산에서 CT기반 선량계산과 차이가 나기 때문이다. 따라서 본 연구의 결과는 lMRI 기반 선량계산의 가능성이 있음을 보여준다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제22권1호
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• pp.47-58
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• 1997

MCNP4A 코드를 이용하여 MIRD 인형팬텀의 정면과 후방에서 입사하는 넓고 평행한 감마선빔에 대한 단위 공기커마당 유효선량 환산계수와 단위 플르언스당 장기의 등가선량을 계산하였다. 본 연구에서 고려한 감마선은 0.03-10 MeV 에너지 구간에서 20개의 단일에너지에 대해 수행되었다. 환산계수의 계산결과를 ICRP/ICRU의 연구결과 발표예정 출판물에 주어진 해당되는 값과 비교한 결과 편차 10%이내에서 일치하고 있다. 결과의 차이가 발생한 이유는 MIRD 팬텀과 ADAM/EVE 팬텀의 기하학적 차이가 주원인이며 또한 계산에 사용된 전산코드와 단면적 차이 등으로 판단된다. 특정 식도 모델을 사용한 결과로부터 얻어진 유효선량과 흉선과 췌장에 대한 등가선량을 채택함으로써 얻어지는 유효선량은 약간(최고 5%)의 차이를 보인다. 기타장기로부터 상부대장을 제외했을 때 본 연구에서 다루었던 감마선 선량학적 측면의 경우에서는 중요하지 않은 것으로 나타났다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제6권1호
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• pp.13-18
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• 1995

고선량의 RALS(Remote Afterloding Syetem)를 이용한 근접조사에서 선원의 위치에 따라 선량분포는 거리제곱의 반비례 형태로 변화되므로, 관심점의 흡수선량은 선원의 교정에 의해 크게 영향을 받는다. 자궁경부암 강내치료시 정확한 흡수선량을 결정하고자 선원을 교정하고, 선원의 위치에 따른 선량분포도에 의한 계산값과 반도체 검출기와 전리함을 이용한 설측값과 차이를 비교하고 보정 방법을 논의 하였다. Bulcher-RALS를 이용하여 치료에 사용된 선원의 교정은 공기커마와 사각형 아크랄 팬톰을 이용하여 r 인자에 의한 거리 역자승법칙으로 계산하였고, Co-60 선원의 8cm 거리에서 검교정된 측정기를 이용한 선량율을 비교치로 이용하였다. 선량측정치의 재현성은 팬톰내에서 0.3~1.1% 였으며, 측정치의 분포는 Bulcher-RALS 선량분포도에 의한 계산값과 팬톰측정치의 비교에서 -3~17%, 강내치료를 받은 18 명의 환자를 대상으로한 직장내 흡수선량에서 체내 실측값과 차이는 환자와 선원의 위치에 따라 -6~＋21%로 측정값이 평균 6.3% 높게 나타났다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.443-450
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• 2018

Geant4 코드는 직선 가속기의 헤드 구조를 사용하여 이전에 구현된 BEAMnrC 데이터를 기반으로 선형가속기 (VARIAN CLINAC.)를 시뮬레이션하였다, 10MV 광자 선속에서 물팬텀의 심부선량백분율과 측면선량의 측정값과 Geant4를 비교 평가하였다. 선량 계산을 인체부위에 적용하기 위해 실제 환자의 Lung 부위를 5mm 간격으로 스캔하였다. Water phantom의 조사야($5{\times}5cm^2$), SAD 100cm에서 10MV 광자를 조사하여 Geant4 선량분포를 구하였다. 이 결과는 실제 환자의 폐(lung)에 흡수되는 선량을 측정하기는 어렵다 그래서 치료계획 시스템에 의한 선량을 비교하였다. 물 팬텀에서 측정된 심부선량 곡선과 Geant4에 의해 계산된 심부선량 곡선은 build-up 영역을 제외한 대부분의 깊이에서 ${\pm}3%$ 이내로 잘 일치하였다. 그러나 5cm와 20cm 지점에서 2.95%와 2.87%로 Geant4를 사용한 선량 계산에서 다소 높은 값을 보이고 있다. 이 두 지점은 Genat4의 geometry 파일을 통해 확인할 수 있었으며, 흉추와 흉골이 위치되어 선량이 증가된 것으로 알 수 있었다. 또한, cone beam CT를 적용한 결과에서 폐(lung)의 선량분포 오차는 3% 이내로 유사한 값을 얻었다. 따라서 Geant4를 이용하여 선량을 계산할 때 DICOM 파일에 직접 선량의 contour map이 표현될 수 있다면 Geant4의 임상적 적용이 다양하게 사용될 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제31권2호
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• pp.97-104
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• 2006

최근 방사선 치료 및 진단 분야에서 선량 측정을 위하여 다양하게 사용되고 있는 MOSFET 선량계는 검출부위가 실리콘으로 이루어져 있으며 다른 검출기들과 마찬가지로 어느 정도의 에너지 의존도와 방향 의존도를 보인다. 따라서 MOSFET 선량제가 공기 중이 아닌 모의피폭체 내에서 선량 측정에 사용될 경우 낮은 에너지를 갖는 산란 광자 등 이차 광자들로 인하여 선량을 실제보다. 높게 평가하게 된다. 본 연구에서는 MOSFET 선량계의 에너지 의존도와 방향 의존도로 인하여 발생하는 오차를 보정하기 위한 선량보정인자를 몬테카를로 전산모사 기법을 이용하여 계산하였다. 먼저 사용되는 인형 모의 피폭체의 체적소 모의피폭체(Voxel Phanom)를 CT 영상을 이용하여 제작하였으며 제작된 체적소 모의 피폭체를 몬테카를로 전산코드로 구현한 후, 모의피폭체 내 각 선량계 지점에서 입사하는 광자의 에너지 및 방향별 에너지 스펙트럼을 계산하였다. 각각의 선량계 지점에서 0.662 MeV와 1.25 MeV의 광자빔을 고려하였으며 또한 MOSFET 선량계의 방향은 실리콘 베이스 방향과 에폭시 방향을 고려하였다. 주어진 선량제 지점에서의 선량보정인자는 계산된 에너지 의존도들의 중간간을 이용하여 결정하였으며 이렇게 결정된 각 선량계 지점에서 선량보정인자는 0.89-0.97 범위의 값들을 나타내었다. 본 연구결과에 따르면 MOSFET 선량계를 이용하여 인형 모의피폭체 내에 선량을 측정할 때 에너지 의존도와 방향 의존도를 고려하지 않을 경우 측정 위치에 따라 $3{\sim}11%$ 정도의 측정오차가 발생할 수 있다. 그러므로 인형 모의피폭체 내의 선량을 정확하게 측정하기 위해서는 선량보정인자를 각 선량계에 필히 적용해주어야 한다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제36권2호
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• pp.86-92
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• 2011

본 연구는 최근 생체내선량측정에서 유용성을 재평가 받고 있는 광자극발광선량계(optically stimulated luminescence dosimeters. OSLDs)와 다이오드 검출기를 병행하여 직장암 방사선치료 환자의 피부선량을 측정하고 치료계획시스템 에서 계산 선량과 측정 선량을 비교하여 OSL 선량계의 임상적 유용성을 평가하고자 하였다. 각 OSL 선량계의 고유한 교정상수를 측정하고 10 명의 직장암 환자를 대상으로 3 부위를 설정하여 측정하였다. 기준 흡수선량 100 cGy에 대하여 OSL 선량계의 교정상수는 6 MV X-선의 경우 1.17, 10 MV X-선의 경우 1.28 이었다. 또한 직장암 환자들의 피부선량은 측정 부위별로 치료계획시스템에서 계산 선량과 비교하여 다이오드 검출기는 1.16 ~ 2.83%의 선량증가를 보였고 OSL 선량계는 1.36 ~ 2.17%의 선량증가를 보였다. 특히 피부면의 굴곡이 심한 회음부(perineum)에서 계산된 선량과 전달 선량간 차이가 증가되었으며 다이오드 검출기보다 OSL 선량계가 측정값의 변화가 상대적으로 작았다. 따라서 OSL 선량계는 기존에 사용하던 이온함 및 다이오드 검출기를 대신하여 방사선량학적 오차의 검증 및 생체내선량측정에서 임상적으로 적용이 가능하였으며 직장암 환자의 굴곡이 심한 회음부 주변의 선량 평가에 대한 연구가 계속되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권1호
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• pp.37-45
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• 2014

ConeBeam Computed Tomography (CBCT) 영상을 기반으로 한 선량계산에서는 Fanbeam Computed Tomography (FBCT)와 비교하여 산란에 의한 영향이 크고 그 양상이 다양하게 나타나 오차의 주요한 요인으로 작용하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 골반 방사선 치료에서 산란이 CBCT 기반으로 한 선량계산에 미치는 영향을 평가하여 오차를 최소화 할 수 있는 조건에 대하여 연구하였다. 다양한 산란조건에서의 CBCT 영상 취득을 위하여 전자밀도 교정용 팬텀에 크기가 각기 다른 산란물질을 추가하여 "산란부족", "산란과다", 그리고 "산란충분"의 3가지 조건을 정하였다. 산란조건에서 취득된 CBCT 영상에서 팬텀 중심부와 주변부의 위치에 따른 CT number값의 차이와 분포를 분석하여 균질도를 평가하였으며 FBCT 영상 기반의 선량 분포를 기준으로 하여 다양한 산란조건에서의 전자밀도 교정관계를 적용하였을 때 팬텀 및 전립선암 환자 5명의 CBCT 영상에서 계산된 선량분포의 감마합격률 및 상대적 오차를 구하였다. 팬텀 CBCT 영상에 대한 CT number들의 히스토그램에서의 분포에서 물 등가 물질에 해당하는 피크의 폭(FWHM)은 산란부족(685 HU)이나 산란과다(264 HU)보다 산란충분(146 HU)의 조건에서 가장 작게 나타나 균질도가 제일 좋은 것으로 평가되었고 팬텀의 중심부와 주변부에서 동일 성분에 대한 CT number의 차이 역시 같은 결과를 나타내었다. 또한 팬텀의 CBCT 영상을 취득할 때와 동일한 산란조건에서의 교정조건을 적용한 경우 선량계산이 가장 정확하였으며 산란충분의 교정곡선 조건을 적용하였을 때 5명의 전립선암환자(평균 등가지름 27.2 cm)의 CBCT 영상 기반의 선량분포는 FBCT의 경우와 대비하여 1%/3 mm의 감마지표에서 감마합격률 98% 이상을 나타내었다. 이때 FBCT 선량에 대한 CBCT 선량오차는 처방선량 대비 2% 이하(평균 0.2%, -1.3%~1.6%)로 평가되었다. CBCT 골반 촬영을 할 때 일반적인 성인 골반의 원통 등가지름(ECD, Equivalent Cylindrical Diameter)의 산란조건에서 동일 성분에 대한 HU 값이 가장 균질하게 나타나 골반 촬영모드가 최적화되었음을 확인하였으며 일반적인 골반부위와 ECD가 유사한 산란조건, 즉 산란충분조건에서 취득된 전자밀도 교정관계를 적용하여 골반 CBCT 기반에서 선량을 계산하였을 때 최적의 선량 정확성을 확보할 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권4호
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• pp.161-165
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• 2005

CT 기종에 따라서 전자밀도에 대응하는 CT 수의 변화와 치료계획 시 선량계산에 미치는 영향을 분석하였다. 5종의 CT를 이용하여 전자밀도 교정 팬톰의 영상을 얻어 기종에 따른 CT 수의 변화를 알아보았다. 조직등가물질의 밀도에서 CT 수는 ${\pm}2\%$ 내의 차이를 보였으나 밀도가 큰 영역에서는 최대 $9.5\%$의 차이를 나타냈다. CT 수의 변화가 치료계획의 선량계산에 미치는 영향을 알아보기 위하여 환자의 흉부 영상을 이용하여 장기별로 선량의 차이를 분석한 결과 최대 $0.48\%$로 거의 차이를 보이지 않았다. 밀도가 큰 물질이 인체 내에 삽입되어 있을 경우를 가정하여 물팬톰에 CT 수가 2,000인 고밀도 물질을 삽입한 팬톰 영상을 치료계획장치에 그려 넣었다. 고밀도 물질 아래 20 cm 깊이에서 선량 계산을 비교한 결과 $2.1\%$의 차이를 보였다. 치료계획 단계에서 선량 불확도를 최소화하기 위해서는 사용되는 CT 기종에 따른 CT수와 전자밀도의 정확한 환산이 필요하며, 특히 한 기관에서 여러 종류의 CT를 이용하는 경우 각 CT 별로 전자밀도에 대응하는 CT 수를 입력하고 서로 구별하여 사용하여야한다. 또한 CT수의 재현성을 확인하기 위해 주기적인 점검이 요구된다.