• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제14권2호
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• pp.1-9
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• 1989

방사선 방어를 위한 방안을 결정하는데 도움을 주기 위해서는 각종 방사선 방어 최적화 방안들 사이에 정량적인 비교를 할 수 있는 해석적 방법이 필요하다. 본 논문에서는 발전소에서 행해지고 있는 검사, 시험 및 보수가 방사선 방어에 미치는 영향을 평가할 수 있는 동적 마코프 모델의 개념을 도입하였다. 마코프 모델의 응용을 다루기 위해 예로 든 증기발생기 전열관 파열에서는 고리 2호기와 외국의 자료에 기초해 비용과 피폭 선량을 줄이기 위한 증기발생기의 최적 검사주기를 산출하였으며 그 결과 피폭 선량은 비용에 비해 그 기여도가 매우 낮은 것으로 나타났다. 예제 계산이 이용된 마코프 모델은 자료를 좀 더 보강함으로써 국내 발전소에도 쉽게 적용할 수 있으며 방사선 방어의 최적화를 위한 여러 가지 대안의 비교 우위를 평가하는 데에도 이용할 수 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제30권4호
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• pp.185-196
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• 2005

의료 목적으로 X선 촬영이나 CT, PET과 같은 진단방사선 피폭은 불가피하지만 선진국에서 의료 방사선이 최대의 인공 피폭원을 구성하고 있고 또 빠르게 증가하는 경향에 있음을 고려하면 의료상 피폭의 특성이나 그 결과로 인한 환자 선량 크기를 이해하는 것은 매우 중요하다. 이에 2002년도를 기준으로 단위 진료행위별 선량과 국내 의료보험 통계자료를 결합하여 방사선 진료절차별 집단선량과 1인당 유효선량 평가하였다. 절차의 유효선량 값은 NRPB 보고서, ICRP 80, MIRDOSE3.1 및 우리가 독립적으로 산출한 자료들로부터 편집하였다. 평가 결과 연간 집단선량은 진단방사선 22880man-Sv, 핵의학 4560man-Sv로서 총 27440 man-Sv로 나타났으며 따라서 인구 4770만 명을 나눈 1인당 연평균 의료상 피폭선량은 0.58mSv였다. 이 집단선량은 2002년 16기의 원전을 가동한 우리나라의 직업상피폭 70man-Sv보다 크게 많다. 특히 CT 촬영만의 집단선량도 9960man-Sv에 이름은 주목할 일이다. 이 결과는 국가의 방사선방호 정책이 의료에서 환자선량 최적화에 보다 주목해야 함을 시사한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권3호
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• pp.160-167
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• 2015

의료용 x선 촬영 장치에 있어서 환자에게 피폭되는 선량이 가장 중요한 관심사 중의 하나이다. 본 연구팀에서는 전 세계 최초로 입안에 삽입이 가능한 초소형 x-선 영상 장치가 개발되었는데 이러한 영상장치를 임상에서 사용하기 위해서는 피폭 선량의 평가가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 신개념 치과용 영상장치의 선량을 평가하기 위하여 1) 돼지 턱뼈 팬텀을 직접 제작하여 영상의 질을 평가 하였고, 2) 실제 임상에서 사용가능한 촬영 조건을 결정하였으며, 3) 결정된 촬영 조건에서의 선량을 평가 하였다. 한국 식약처에서 제시하는 치근단 촬영에 대한 환자 선량 권고량(DRLs) 기준에 근거하여 새 개발 장비의 입사표면선량(ESD)와 면적선량(DAP) 측정 방법을 고안하고 각각의 선량 값을 측정하였다. 관전압이 45~55 kV, 관전류가 300 mA 까지 사용 가능한 xoft 사의 초소형 x선 튜브를 사용하였다. 사용된 검출기는 active area가 $72{\times}72mm$ 이고 픽셀 사이즈는 $48{\mu}m$ 이다. 제작된 돼지턱뼈 팬텀은 1 frame/sec의 조건하에 영상을 획득 하였으며, 촬영 조건 최적화를 위하여 관전류를 $20{\sim}80{\mu}A$로 변화시키면서 50 frame씩 영상을 획득하였다. 또한, 상용화 치과용 영상시스템(모델명: CS 2100, 제조사: Carestream Dental LLC 및 모델명: EXARO, 제조사: HIOSSEN)을 이용하여 돼지턱뼈 팬텀의 비교영상 평가를 시행하였다. CS 2100는 60 kV, 7 mA (노출시간:0.125 s)로 하였으며, EXARO는 60 kV, 2 mA로 설정하였다. 선량 평가는 광자극 형광 선량계를 이용하여 입사표면선량을 측정하였으며, 팬텀은 PMMA 재질의 제작된 원통형 팬텀을 이용하였다. 선량계는 팬텀 표면상의 조사야 내부에 2개 및 소스와의 5 cm 거리상에 1개를 위치하여 측정하였다. 빔 조사 조건은 51, 101, 141, $196{\mu}As$로 설정하였다. 면적선량은 소스와 검출기간의 거리가 5 cm 위치에 배치하여 측정하였으며, 이 때 촬영조건은, 관전류 41, 99, 144, 207, $276{\mu}As$의 조건하에서 측정하였다. 임상에서 적용 가능한 관전압과 관전류는 X-선 세기 8000~9000인 지점에서의 관전류 값인 0.051 mAs 이다. 상용화 장비와 영상비교를 한 결과, 개발 장비의 조사야가 훨씬 작음에도 불구하고 치아 및 치아 주위 조직의 영상이 더 우수함을 확인하였다. 또한, 영상 최적화 조사조건인 $51{\mu}As$에서 입사표면선량(ESD)은 식약처 및 IAEA의 권고치보다 훨씬 낮은 1.369 mGy 이다. 조사야 내부의 선량 분포는 표준편차 5~10% 내외로 균일성이 우수 하였다. 측정된 면적선량(DAP)은 $82.4mGy*cm^2$으로 상용화 장비보다 조사야가 훨씬 작음에도 불구하고 식약처의 권고치보다 낮은 값을 보였다. 이러한 연구를 통해서 새 개발 장비의 영상의 우수성과 기존 장비 대비 방사선량에 대한 저감 효과를 확인 할 수 있었으며 치과 장비 개발에 있어서 X선 특성 연구에 대한 기술과 노하우를 축적할 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권1호
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• pp.13-17
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• 2016

모든 의료방사선 검사는 정당성과 최적화가 확보되어야 한다. 특히 질병의 예방과 조기 진단을 목적으로 하는 건강검진에서 방사선 피폭의 최적화를 위한 모니터링은 절대적으로 필요하다. 본 연구에서는 DICOM 규격을 이용하여 건강검진센터의 의료방사선 피폭 품질관리 사례에 대해 보고하고자 한다. 적용된 시스템을 이용하여 건강검진센터의 진단참고 값을 제정하고 이를 통한 품질관리를 시행하였다. CT에서는 전체 703명에 대한 진단참고 값으로 복부검사에서 $357.9mGy{\cdot}cm$, 두부검사에서 $572.38mGy{\cdot}cm$, 심장혈관 칼슘검사에서 $55.92mGy{\cdot}cm$, 저선량 폐 검사에서 $53.98mGy{\cdot}cm$, 경추 검사에서 $284.99mGy{\cdot}cm$, 요추 검사에서 $341.85mGy{\cdot}cm$를 도출 하였으며, 흉부 X선 검사 1955건에 대해 $274.0mGy{\cdot}cm$2과 유방 촬영에서는 6.09 mGy의 진단참고 값를 도출하였다. 본 연구에서 개발된 시스템은 건강검진센터에서 수검자에 조사되는 방사선의 피폭선량을 실시간으로 모니터링하고 이를 이용한 피폭선량의 최적화와 정당화를 위한 품질관리 도구로 활용될 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제38권1호
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• pp.29-36
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• 2013

CR과 DR 장비에서 팬텀을 이용하여 선량과 노출지수(exposure index, EI)의 변화를 관찰하고 처리된 영상에서 NSR(noise to signal ratio)과 CNR (contrast to noise ratio)을 측정하여 디지털 시스템에서 방사선량을 최적화하기 위한 인자들 간의 상관관계를 알아보고자 하였다. EI와 입사표면선량(entrance surface dose, ESD)는 CR과 DR 장비에서 모두 주어진 선량의 증가에 따라 비례하여 증가하였다. 적정범위 내 EI 산출시 CR의 경우 DR 보다 더 많은 선량이 요구되었으나 두 시스템에서 모두 EI 지표는 노출인자인 kVp, mAs의 증가에 대해 선형으로 비례하여 증가하였다. 특히, 검출기 효율이 우수한 DR 시스템에서는 선량 변화에 대해 더 안정된 감도를 나타내었고, 최소의 선량증가에도 영상의 유용한 대조도를 형성하여 화질의 향상에 쉽게 도달할 수 있었다. 이는 검출기 흡수선량과 밀접한 관련이 있는 EI 지표의 정확성을 예측 가능하게 하였다. EI의 물리적 특징과 영상평가를 위한 NSR 측정은 DR 시스템에서 CR 보다 더 낮은 NSR이 나타났으며 CR에서는 6 mAs이상의 관전류에서는 관전압의 값에 따른 영향이 상대적으로 적었다. 본 연구 결론은 디지털 시스템 검출기의 흡수선량 측정의 지표인 EI는 노출인자와 선형비례관계에 있었고 EI가 제조사에서 제공한 범위 내에 존재할 때 그 EI 지표가 우수할수록 최적의 영상화질을 얻을 수 있었다. 또한 디지털 방사선 영상 기술에서 EI의 물리적 특징의 활용은 실제 임상에서 영상의 화질향상에 도움을 주고 검출기의 품질관리를 통하여 환자의 불필요한 피폭선량을 줄이는 데 많은 기여를 할 수 있을 것이다.

• 핵의학기술
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• 제19권2호
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• pp.55-62
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• 2015

PET/CT 검사 시 피폭 선량 감소를 위한 방법들이 지속적으로 개발되고 있다. 본 논문에서는 사용자에 의해 parameter 변경이 가능한 3가지 방법인 automatic exposure control(AEC), automated dose-optimized selection of X-ray tube voltage(CAREkV), sinogram affirmed iterative reconstruction(SAFIRE) 적용 시 각 방법의 적용 시와 3가지 방법의 조합에 따른 피폭선량 감소효과와 영상의 질 그리고 SUV 변화 유무를 평가하였다. Bograph mCT64 (Siemens, Germany)장비를 사용하여 anthropomorphic head, chest, pelvis phantom을 torso 모형으로 접합하여 스캔하였다. 120 kV, 40 mAs 조건으로 AEC의 적용 유무와 120 kV, 40 mAs AEC 조건으로 CAREkV의 적용 유무에 따른 피폭 선량 감소 효과를 평가 하였다. 120 kV, 25 mAs SAFIRE 조건에서 영상을 획득하여 120 kV, 40 mAs SAFIRE 미적용 시 대비 노이즈와 피폭선량 감소효과가 평가되었다. 120 kV, 40 mAs AEC 적용, 120 kV, 25 mAs 3가지 방법의 조합 조건으로 AAPM perfomance, anthropomorphic, IEC body phantom을 스캔하여 노이즈, 공간 분해능, 피폭선량 감소효과 그리고 PET SUV의 변화 유무를 평가하였다. AEC 적용 시, 미적용 대비 CTDIvol 50.52%, DLP 50.62% 감소하였다. CAREkV 적용 시 100 kV가 적용됨에 따라 mAs가 61.5% 증가하였으나 CTDI 6.2%, DLP 5.5% 감소하였다. Reference mAs를 낮게 지정할수록, strength값을 높게 지정할수록 피폭선량 감소 효과는 증가하였다. SAFIRE의 경우 40 mAs에서 25 mAs로 tube current를 37.5% 감소시켰음에도 불구하고 mean SD 2.2%, DLP 38% 감소하였다. AAPM phantom에서는 3가지 방법의 조합 시 AEC 대비 SD는 5.17% 감소하였으며 공간 분해능의 경우 유의한 차이가 없었다. Torso phantom의 경우 3가지 조합에서 AEC 대비 mean SD 6.7% 증가, DLP 36.9% 감소하였으며 IEC phantom 실험에서 PET SUV는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(P>0.05). 본 논문에서 CT선량 감소를 위한 각 방법들 모두 피폭 선량 감소 효과를 보였으며 3가지 방법의 조합을 통하여 화질 저하와 PET SUV 변화 없이 AEC만 적용 시 대비 36.9%의 선량감소 효과가 있는 것으로 나타났다. 선량 감소 방법들의 최적화를 통하여 환자 피폭선량 저감화를 위한 지속적인 노력이 필요하며 특히 방사선 감수성이 높은 소아 환자에 적극적으로 적용되어야 할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권4호
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• pp.396-404
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• 2002

목적 : 자궁암의 방사선치료시 호발하는 직장 부작용은 직장 방사선량과 관계가 있다는 보고들이 많다. ICRU 38에 따른 직장 선량을 측정함으로 강내 방사선치료 시에 조사되는 직장선량의 정도 관리에 기여할 수 있다고 생각하여 전산상 계산된 선량과 강내치료시 다이오드 검출기로 직접 측정된 직장 선량의 차이를 비교해 보고자 하였다. 대상 : 2001년 6월-2002년 2월까지 고선량율 Iridium-192 동위원소를 이용하여 고선량율 강내 방사선치료를 시행 받은 자궁경부암 환자 9명을 대상으로 하였다. 강내치료는 주 2회씩 A점에 총 $6\~8$회간 총 $28\~32\;Gy$ 시행되었다 9명에서 총 44회의 강내치료 중 선량 측정이 가능하였고, 모의치료 계획시의 필름 및 분할 고선량율 강내 방사선치료 시에 촬영한 필름을 기준으로 전산화 계획 시스템상 계산한 직장 기준점 선량과 강내치료를 하면서 다이오드 직장 검출기에서 측정된 선량을 각각 분석하였다. 결과 : 모의치료시 필름을 기준한 직장의 전산화 계획상의 선량과 강내치료 시마다 촬영한 필름으로 다시 전산화 계획상 계산한 직장선량값 사이에는 상당한 차이가 있었다. 강내치료시에 촬영한 사진을 기준으로 전산화 설계에서 계산된 값과 강내치료 중에 검출기로 측정한 직장 선량 사이에도 차이가 많았다. 직장 검출기 표시점의 치료계획 선량을 5개 점에서 계산해 보았을 때 ICRU 38 직장 기준점이 최대 직장 선량점과 일치하는 경우는 $22.2\%$ (2/9)에 불과하였다. 결론 : 자궁암에서 고선량율 강내 방사선치료 선량을 계획할 때 모의 치료시 촬영한 필름만 가지고 직장 선량을 최적화하는 것이 가장 적절한 방법이라고 볼 수는 없다. 본 연구를 통해 고선량율 강내치료시의 직장 선량이 치료시마다 상당히 변화가 많다는 사실을 확인하였으므로 가능하면 직장선량을 실측하거나 아니면 최소한 직장표지기를 삽입하고 측방 투시를 함으로 직장 위치를 파악하는 것이 자궁암의 고선량을 강내 방사선치료에서 정도관리 면에서 중요한 과정이라 생각한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.707-712
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• 2018

CT의 검사 건수는 크게 증가하고 있으며, 이에 따른 방사선 피폭도 늘어나고 있는 실정이다. 반복된 두부 CT검사는 수정체 및 갑상선에 영향을 줄 수 있다. 대부분의 병원에서는 두부 CT검사로 영상 정보 증가와 영상 질 향상에 대한 관심에 비해 주요장기 방사선 피폭에 대한 관심은 부족한 경향이 있다. 사용 프로토콜은 병원마다 다른 경향이 있고 업무과중으로 피폭선량을 고려할만한 여건은 부족한 편이다. 피폭감소를 고려한 저관전압 CT를 사용할 경우 임펄스 잡음이 발생한다. 본 연구에서는 잡음이 발생한 CT 영상에 대해 제안한 방법을 적용하여 화질 개선 정도를 분석하였다. 제안하는 영상개선 방법은 임펄스잡음후보 화소에 대해서만 총변량 최적화 방법을 적용하였다. 실험결과 에지 정보가 잘 보존되는 특징이 있었고 임펄스 잡음을 효과적으로 제거 할 수 있었다. 관전압과 회전시간에 따라 획득된 영상들에 대해서 매우 잘 작동하였다. 본 연구에서 제안하는 방법을 적용한다면 화질 걱정 없이 검사 프로토콜을 피폭 최저조건으로 설정하여 사용할 수 있고 CT에 적용시 도움이 될 것으로 판단한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권3호
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• pp.162-168
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• 2012

양성자 치료에서 치료의 목표를 달성하고 환자의 안전을 제고하기 위해 인체 내 양성자 빔의 분포를 확인하는 것이 중요하다. 양성자 선량분포와 밀접한 관계가 있는 즉발감마선의 2차원 분포 측정을 위하여 본 연구팀에서는 다수의 CsI(Tl) 섬광체가 1차원 종형으로 배열된 검출기 배열과 집속장치 및 다채널 신호처리 장치로 이루어진 측정장치를 개발하고 있다. 이에 본 연구에서 몬테칼로 기반의 MCNPX 코드를 이용하여 최적화된 측정 장치를 설계하고자 하였다. 즉발감마선을 효과적으로 측정하기 위해 CsI(Tl) 섬광체의 크기를 $6{\times}6{\times}50mm^3$로 결정하였으며, 배경감마선의 영향을 최소화하고 빔의 진행방향에서 수직방향으로 발생하는 즉발감마선만 측정하기 위해 집속장치의 구멍 크기는 면적 $6{\times}6mm^2$, 길이 150 mm로 최적화되었다. 150 MeV 양성자 빔에 대한 성능 예측 전산모사연구를 수행한 결과, 본 연구에서 최적화된 측정 장치를 통해 즉발감마선 2차원 분포를 측정할 수 있었으며, 1 mm 오차범위에서 양성자 빔의 비정을 결정할 수 있었다. 이를 바탕으로 현재 다채널의 신호처리 장치를 개발하고 있으며 실제 양성자 빔을 이용한 즉발감마선 분포측정을 통해 측정 장치의 성능을 검증할 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.555-564
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• 2017

직업상 피폭에 대한 현행 방사선 위험성 평가는 종사자의 피폭선량 평가 및 건강진단에 중점을 두고 있다. 이러한 개인 중심의 위험성 평가는 선량계 미착용 및 개개인의 기호로 인한 건강영향 문제 등 정확한 데이터 확보의 어려움으로 인한 오류의 가능성이 있다. 또한 평가의 기준이 되는 선량한도는 법적 최대 상한값으로 방사선 방호에 최적화된 값을 의미하지는 않는다. 이에 선원적, 환경적 및 인적 측면을 복합적으로 고려할 수 있고 방사선방호의 최적화를 이행할 수 있는 국가적 차원의 새로운 위험성 평가 모델이 요구되고 있다. 본 연구에서는 고용노동부의 위험성 평가에 기반하여 개인이 아닌 작업장 중심의 위험성 평가 모델을 연구하였다. 이를 위해 여러 분야의 위험성 추정 방법을 분석하여 방사선 분야에 적용하기 적합한 모델을 도출하고, 모델에 적용하기 위한 데이터 획득 방법 및 절차에 대해 기술하였다. 본 연구에서 도출한 작업장 중심의 다차원적 위험성 평가 모델은 위험성을 점수화하고 Rader Plot을 이용하여 표현함으로서 보다 정확한 방사선 위험성 평가를 가능하게 하며, 결론적으로 효율적인 종사자 관리, 선제적 종사자 보호 및 방사선 방호의 최적화 이행에 기여할 것으로 판단된다.