• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권3호
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• pp.151-157
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• 1999

심장 혈관 협착증 환자의 경우 수술후 재협착을 방지하기 위하여 혈관내 방사선 조사를 실시하여 혈관내벽의 세포증식을 억제하는 방법이 시도되고 있다. 이를 위해 여러 가지 방사성 동위원소가 사용되고 있지만 한국원자력연구소에서 생산되는 Ho-166 도 그 중의 하나의 원소이다. 따라서 이 Ho-166 을 이용하여 혈관내 방사선조사를 할 경우 선량분포를 측정해 보았다. 혈관 내벽을 방사선 조사하는 방법은 풍선 혈관 카테터를 혈관내에 위치시키고 풍선 안에 액체 상태인 Ho-l66 동위원소를 채우고 일정시간 머물게 함으로써 시행된다. 선량분포를 측정하기 위하여 Solid water phantom 과 방사선 흡수선량에 따라 현상기에 현상을 하지 않아도 바로 필름 흑화도 변화를 볼 수 있는 GafChromic Film 을 사용하였다. 필름 흑화도 측정은 Videodensitometer를 이용하였으며 Co-60 빔에 검교정된 GafChromic 필름의 흑화도로 부터 풍선 혈관 카테터 안에 있는 Ho-166 동위원소에 의한 선량분포플 측정하였다. 먼저 Co-60 빔을 이용한 GafChromic Film 의 calibration curve를 얻었다. 흡수선량 대 필름 흑화도 곡선 (H-D curve)은 직선을 이루지 않았으며 이는 densitometer에 쓰이는 광원으로 부터 짐작되는 결과이다. H-D 곡선을 이용하여 Ho-l66이 채워진 풍선 혈관 카테터로 부터의 거리에 따른 선량분포를 얻었으며 카테터 표면으로 부터 1 mm 떨어진 거리에서의 선량은 풍선 표면에서의 약 20% 정도 였으며 5mm 떨어진 거리에서는 풍선 표면 선량의 약 1% 정도로 급속히 떨어짐을 볼 수 있었다. 혈관내 방사선 조사시 중요한 것은 혈관 내 벽에는 원하는 만큼의 방사선량을 주어야 하지만 주변의 정상조직에는 최소한의 손상을 유지해야 하므로 선량분포가 동위원소로 부터 떨어졌을 때 급속히 감소해야 한다는 것이다 따라서 이와같은 이유 때문에 베타선 방출 핵종 들이 많이 시도되고 있으며 동위원소 Ho-l66 도 혈관내벽 방사선조사를 위한 하나의 좋은 핵종으로 이용할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.2624-2628
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• 2011

치과 진료시 파로라마 장치를 이용한 검사에서 유리선량계를 사용하여 피검자의 피폭선량을 측정하였다. 수정체의 피폭선량 영향을 평가하기 위하여 안경의 재질에 따라 수정체의 피폭선량을 측정하였다. 치아위치별 피폭선량 측정결과 $82.4-2,340\;{\mu}Sv$ 선량분포로 나타나 최대 300% 이상의 피폭선량 차이를 보였다. 따라서 효과적이고 정확한 진단과 피폭선량 관리를 위해서는 장치제조 시 예열시간 단축 과 차폐 등의 조치가 필요할 것으로 생각된다. 안경을 착용하였을 때 착용하지 않았을 때 비하여 수정체의 피폭선량이 안경의 재질에 따라서 1회 검사 시 $20-75\;{\mu}Sv$ 증가되는 것으로 측정되었다. 그러므로 피폭선량을 최소화하고 효율적인 검사를 위해 치과 파노라마 검사 시 안경을 벗고 검사할 것을 권고 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.242-247
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• 2014

호흡연동방사선치료(respiratory-gated radiation therapy)법을 적용한 세기조절방사선치료(intensity-modulated radiation therapy, IMRT) 시 환자의 호흡에 의한 장기 움직임 크기에 따른 계산된 선량분포와 측정된 선량분포의 차이를 분석하고자 한다. 치료를 완료한 폐암과 간암 환자 4명을 선택하였다. 한 환자당 5개의 조사면 총 20개의 조사면을 갠트리 각도를 모두 $0^{\circ}$로 변경하여 치료계획시스템(Eclipse Ver. 8.1, Varian Medical Systems, Inc., USA)으로 다시 계산하였다. 치료계획과 동일한 조건으로 각 IMRT 조사면을 2차원 이온전리함배열(MatriXX, IBA Dosimetry, Germany)을 자체 제작한 호흡모 플랫폼(respiratory simulating platform)위에 놓고 0, 1.0, 2.0, 및 3.0 cm 씩 호흡 움직임을 모사하여 일반적으로 치료에 사용되는 연동창 범위인 30~70% 위상을 선택하여 호흡연동방사선치료법으로 조사하여 선량분포를 측하였다. 계산된 선량분포와 측정된 선량분포의 2차원적 비교를 위해 소프트웨어(Omni-pro I'mRT, IBA Dosimetry, Germany)를 이용하여 3 mm/3%의 기준으로 감마 지표(gamma index)로 비교하였다. 움직임이 없을 때 감마 지표의 합격률이 평균 98.63% 였으며, 움직임을 1.0, 2.0, 3.0 cm으로 모사할 경우 합격률이 각각 평균 98.59%, 97.82%, 95.84%로 낮아졌다. 따라서 실제 환자에 대해 호흡연동방사선치료법을 적용한 세기조절방사선치료 시 병소의 움직임이 2 cm가 넘을 경우 ITV (internal target volume) 여유분을 크게 설정하거나 연동창을 좁게 선택하여야한다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.33-33
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• 2003

목적 : 현재 국내에서 사용되고 있는 방사선치료계획 장비는 거의 모든 방사선종양학과에서 외국 회사의 제품을 사용하고 있는 실정이다. 본 연구는 국내 기술로 개발된 3 차원 조형 방사선치료계획 장비인 Core Plan의 선량계산 알고리즘의 정확성 및 방사선 치료계획 장비로서의 유용성에 관해 평가하고 본 장비의 특징에 대해 간략히 소개하고자 한다. 재료 및 방법 : 본 연구는 2002 년 11 월에 가톨릭대학교 성모병원 방사선종양학과와 서울씨앤제이의 연구계약에 의해 시행되었다. 본 장비에 대한 평가는 방사선분포 및 계산상의 정확성과 임상적용시의 유용성의 관점에서 시행되었다. 본 장비에서 이용된 광자선 선량계산은 Clarkson-Cunningham 모델이며 전자선 선량계산은 2.5D Hogstrom 알고리즘이다. 방사선분포 및 계산상의 정확성 평가를 위하여 방사선치료 장비는 본 병원이 보유한 Clinac 2100CD (Varian, USA)를 이용하였고 폴리스티렌 팬텀과 필름 및 이온 전리함을 이용하여 방사선분포 및 계산상의 정확성을 평가하였다. 방사선분포의 평가 방법은 필름을 이용한 방사선분포의 중심부단면 선량분포와 CorePlan 에서 재현된 방사선분포의 동일면 선량분포를 비교하였다. 임상적용은 2003 년 3 월부터 7 월까지 방사선치료를 받은 50 명의 환자를 대상으로 분석하였다. 본 시험에 적용된 환자는 본 병원이 보유한 3 차원 방사선치료계획 장비인 Prowess 3D (SSGI Inc., USA)를 이용하여 실제 치료된 환자들이며 이 환자를 대상으로 CorePlan에서 동일하게 재현하여 비교하였다. 결과 및 결론 : 방사선분포 및 계산상의 정확성 평가에서는 실제 측정된 결과와 CorePlan에서 재현된 결과가 모두 $\pm$3% 이내로 평가되었다. 50 명의 환자를 대상으로 시행한 임상시험 결과 Prowess 3D에서 나타낸 결과와 비교하여 두경부에서는 1.678%, 흉부 1.578%, 복부 1.271%의 선량값의 오차를 보였다. 본 연구를 진행하는 과정에서 많은 부분의 프로그램 수정이 있었으며 실제임상에 필요한 부분에 대한 추가 및 보완이 이루어졌다. 앞으로 진행될 과정은 실제임상의 사용에 필요한 부분의 계속적인 업그레이드와 전자선에 대한 방사선분포 및 계산정확성 평가, 임상적용에 있어서 Prowess3D 뿐만 아니라 다양한 방사선 치료계획 장비와의 비교를 할 예정이다.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권1호
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• pp.42-51
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• 2015

양성자 치료 시 양성자 빔을 사용하여 정밀한 치료를 수행하고 환자의 안전을 제고하기 위해서는 인체 내 양성자 빔의 선량 분포를 확인하는 것이 중요하다. 이를 위해 본 연구팀은 이전 연구에서 1차원 배열형 검출기를 종형으로 배치하여 빔 진행방향으로 이동시켜가면서 2차원적인 즉발감마선 분포를 측정하여 양성자 선량 분포와 유사한 분포를 갖는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 이를 바탕으로 즉발감마선 이차원분포를 실시간으로 측정하기 위해 이차원 평행다공형 집속 장치, 이차원 배열의 NaI(Tl) 섬광체와 MA-PMT로 이루어진 즉발감마선 이차원분포 측정 장치를 개발하였다. 개발한 즉 발감마선 이차원분포 측정 장치의 성능을 평가한 결과 $^{22}Na$ 감마선원의 에너지 분해능은 $10.9%{\pm}0.23p%$ (0.511 MeV)와 $6.4%{\pm}0.24p%$ (1.275 MeV)로 평가되었으며, $^{137}Cs$은 $9.8%{\pm}0.18p%$ (0.662 MeV)로 평가되었다. 고에너지 Am-Be 선원의 double escape 피크인 3.416 MeV의 에너지 분해능은 $11.4%{\pm}3.6p%$로 평가되었다. 본 측정 장치를 이용하여 45 MeV 양성자 빔을 PMMA에 조사하여 발생한 즉발감마선 이차원분포를 측정한 결과 0.5 nA의 세기의 양성자 빔에서 $9{\times}10^9$ 양성자 조사 시 양성자 선량 분포와 유사한 즉발감마선 이차원분포를 측정할 수 있음을 확인하였다. 추가로 측정한 즉발감마선 이차원분포의 프로파일 분포를 이용하여 양성자 빔의 비정을 평가해 본 결과 $17.0{\pm}0.4mm$로 평가되었고, 실제 비정인 17.4 mm과 굉장히 밀접한 관련이 있음을 확인하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권1호
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• pp.7-17
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• 2007

목 적: 최신 방사선 치료에서는 환자 치료계획 시 종양체적에 분포한 3차원 공간적 선량분포의 검증이 중요시 되고 있는 추세이다. 기존의 선량계로는 공간상의 선량분포를 알 수 없어 이러한 문제점을 극복하고자 조직등가 겔 내에서 방사선에 의해 변화된 화학적 변화를 자기공명영상을 이용하여 3차원적 선량 분석을 시행하는 겔 선량계를 개발하고자 하였다. 대상 및 방법: 겔 합성 시료의 조성비에 따른 정상산소 중합체 겔의 특성 연구를 위해 다섯 개 조합의 중합체 겔을 합성하였다. 이후 방사선량과 자기공명영상의 횡이완 시간과의 상관관계를 구하기 위해 겔로 채워진 후 밀봉된 선량측정용 바이알을 제작하였고, 방사선을 조사하였다. 그리고 방사선 조사 후 선량측정용 바이알의 자기공명영상을 획득하였다. 선량특성 평가 항목으로는 자기공명영상과 R2 지도, 조성비 별 선량-R2 반응곡선 및 선량분포 등의 인자를 분석, 평가하였다. 결 과: 각 조성비 별 정상산소 중합체 겔의 선량-R2 반응 곡선에서 set 1, 3, 4, 5 의 기울기는 각각 0.60, 0.775, 0.683, 0.954이며 절편은 각각 0.322, 0.473, 0.611, 1.032이었다. Set 3의 경우 선형성도 다른 조합보다 비교적 우수한 0.9491이며 선량 반응이 일어나는 문턱 값 또한 0.473으로 0.5 Gy 정도에서 반응이 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 결 론: 본 연구에서는 임상에서 실용적으로 사용할 수 있는 정상산소 중합체 겔(normoxic gel)을 항산화제를 사용하여 정상산소 조건에서 합성하였고, 이상적인 조성비를 얻을 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권3호
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• pp.261-268
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• 2010

고 에너지 광자선 치료 시 공동의 존재로 인한 실험적 선량분포와 치료계획상의 선량분포의 변화를 비교, 평가 하고자 하였으며, 선형가속기의 6 MV 광자선을 이용해서 폴리스틸렌 팬텀, 자체 제작한 아크릴 팬텀으로 공동을 만들고 표면에서 공동까지의 거리는 3 cm로 하고 선원-측정기간 거리는 100 cm로 고정하였고 공동의 크기는 가로 $\times$ 세로 $\times$ 높이로 정하였다. 공동의 넓이, 높이, 존재 유무, 그리고 조사면과 공동의 크기비율에 따른 깊이에 대한 선량변화를 평판형전리함과 미소전류계를 이용하여 측정하였다. 치료계획상의 선량분포는 불균질 보정을 하고 치료계획을 하여 비교하였다. 그 결과 공동의 넓이가 커짐에 따라 선량은 점차 감소하였다. 공동의 존재 시에, 공동후면 이후 깊이선량은 공동의 비존재시보다 크게 나타났다. 공동의 크기를 $5{\times}5{\times}3\;cm^3$로 고정했을 때 조사면이 $4{\times}4\;cm^2$, $5{\times}5\;cm^2$, $6{\times}6\;cm^2$일 경우에 rebuild-up이 일어났다. 그러나 조사면이 $10{\times}10\;cm^2$에서는 선량감소만이 나타났다. 또한 조사면을 $5{\times}5\;cm^2$로 고정했을 때, 공동의 넓이가 $4{\times}4\;cm^2$, $5{\times}5\;cm^2$일 경우에는 rebuild-up현상이 일어났지만, $2{\times}2\;cm^2$, $3{\times}3\;cm^2$일 경우에는 일어나지 않았다. 모든 경우에서 치료계획상의 선량분포에서 rebuild-up 현상이 나타나지 않았다. 따라서 공동이 위치한 곳에 종양이 존재할 때는 치료계획상의 선량분포에 차이가 있으므로 주의를 할 필요가 있다.

• 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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• 제10권3호
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• pp.133-140
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• 1999

본 연구에서는 외부조사 전자선에 대한 3 차원 선량계산 알고리즘 모델을 개발하기 위한 기초연구로서 기존의 2D 펜실빔 알고리즘을 확장시켜 3 차원 geometry를 적절히 고려할 수 있는 선량계산 모델을 개발하고자 한다. 선량계산 모듈은 IDL5.2(Reseach Systems Inc. 미국)를 사용하여 프로그램하였으며, Hogstrom의 펜실빔 모델에 의한 선량계산에 필요한 중심축 상의 깊이선량분포는 Siemens M6740의 12MeV 전자선에 대한 측정치를 사용하였고, 전자선의 공기 및 불에서의 선형저지능 (linear stopping power), 선형산란능 (linear scattering power) 은 ICRU 보고서 35로부터 인용하여 사용하였다. 선량계산의 정확도를 확인하기 위하여 정형 조사면에 대한 선량분포 공기 간격 효과 인체 외곽 보정에 대해 전리함, 필름 등을 사용하여 얻은 측정값과 비교, 분석하였다. PC(Pentium III 450MHz) 상에서 프로그램 실행 결과 단일 조사 빔에 대한 선량계산에 약 120초가 소요되어, 선량계산 알고리즘의 최적화를 통한 선량계산 시간 단축이 필요하다 하겠다. 선량 평가에 대한 비교 결과, 정형 및 비정형 조사변에 대한 선량분포는 선량변화가 급격한 반음영 (penumbra) 영역에서 $\pm$3mm 이내의 오차를 보였으며, 측방 선량분포에 따른 비교 결과, 측정치와 5% 이내에서 일치하였다. 또한 공기 간격 및 인체 외곽선 보정의 경우, $\pm$10% 내외에서 측정값과 일치하였다. 결론적으로, 전자선에 대한 2 차원 펜실빔 모델을 확장하여 3 차원 치료계획에 적합하게 3 차원상의 임의의 단변 선량계산이 가능하도록 구현되었다. 또한 비정형 조사변에 대한 선량계산 뿐만 아니라, 인체외곽 및 공기 간격 등과 같이 3 차원적 geometry에 대한 보정이 필요한 경우에 대하여도 이를 선량계산 시 적절히 고려함을 확인할 수 있었다. 추후, CT를 통한 비균질 보정방식을 구현할 계획이며, 이들 선량계산 모듈은 교육 및 연구용으로 적절히 활용할 수 있을 것으로 기대된다.