• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제26권2호
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• pp.93-99
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• 2001

해부학적으로 단순한 수학적인형팬텀의 한계를 극복하기 위한 voxel 머리팬텀을 제작하고 BNCT(Boron Neutron Capture Therapy) 시행 시 선량분포를 계산하였다. 일반목적 몬테칼로 코드인 MCNP4B의 반복구조 알고리즘을 이용하여 voxel 몬테칼로 계산체계를 수립하였고 두 가지 물질로 구성된 예시적 voxel 팬텀과 기하체조합팬텀의 계산값 비교를 통해 계산체계를 검증하였다. 미국 NLM(National Library of Medicine)에서 제공하는 VHP man 인체단층사진에 대한 분할 및 색인작업을 통해 voxel 머리팬텀을 제작하여 AP 및 PA 방향에서 입사하는 넓고 평행한 광자 및 중성자빔에 대한 선량값을 MIRD 팬텀의 계산값과 비교한 결과 중성자빔 AP 방향조사 시 MIRD 팬텀에서는 볼 수 없는 안구로 인한 중성자 감쇠현상을 확인할 수 있었다. 3차원 정밀계산이 필요한 BNCT 시술시 선량분포계산을 위해 뇌 중앙에 직경 5cm의 구형 뇌종양 체적을 정의하고 뇌와 종양의 붕소 함량을 조정하여 10keV 및 40keV 상부입사 중성자에 의한 장기별 흡수선량을 계산한 결과 종양에 $30{\mu}g/g$, 정상세포에 $3{\mu}g/g$의 붕소를 주입한 경우 붕소함량이 없을 때에 비해 2배 가량 큰 선량을 보였다. 본 연구를 통해 voxel몬테칼로기법을 이용한 선량평가체계를 수립하였고 정밀한 선량계산을 필요로 하는 치료방사선분야 선량계산에 실제 인체에 가까운 voxel팬텀의 응용가능성을 제시하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제34권
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• pp.73-82
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• 2022

목 적: 본 연구는 난소전위술을 시행한 가임기 여성의 자궁경부암 방사선치료 시 Halcyon^TM Fast kV CBCT를 사용하였을 때 난소에 미치는 흡수선량과 영상의 품질을 분석하여 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 인체모형 팬텀(Alderson Rando Phantom, USA)의 전산화단층촬영 영상에 측정에 필요한 자궁경부와 난소의 윤곽묘사(contouring)를 하였고, 해당 장기 단면에 광자극발광선량계(Optically Stimulated Luminescence Dosimeter, OSLD, InLight system, Landauer, USA)를 각각 3개씩 부착하였다. Truebeam^TM의 Pelvis mode(이하 TP)와 Halcyon^TM의 Pelvis mode(이하 HP) 그리고 Halcyon^TM의 Pelvis Fast mode(이하 HPF)에서 자궁경부와 난소에 들어가는 흡수선량을 측정하기 위해 촬영 범위를 17.5 cm와 12.5 cm로 촬영 범위를 축소한 영상을 촬영하였다. 총 10회의 누적선량을 합산하였고, 자궁경부암 치료 횟수인 23회의 값으로 치환하여 비교하였다. 또한 영상 장비 간의 CBCT 영상 품질을 비교하기 위해 Catphan 504 팬텀(The Phantom Laboratory, USA)을 이용하여 균일도(Uniformity), 저 대조도 가시(Low contrast visibility, LCV), 공간분해능(Spatial resolution), 기하학적 왜곡(Geometric Distortion)을 비교 분석하였다. 각각 3회 반복 측정하여 Doselab (Versions: 6.8, Mobius Medical Systems) 프로그램으로 분석 후 평균값을 구하였다. 결 과: CBCT에 의한 흡수선량을 OSLD로 측정한 결과 동일한 조건일 시 TP와 HP는 유의미한 결과를 얻지 못하였다. 가장 큰 감소 값을 보인 모드는 TP 대비 HPF였다. HPF는 17.5 cm의 촬영 범위에서 흡수선량이 TP보다 자궁경부가 약 39.82%, 난소에서 약 19.8% 감소 하였고, 12.5 cm 으로 촬영 범위를 축소할 경우 자궁경부는 34.2%, 난소 50.5%로 감소 시킬 수 있었다. 또한 위 실험에서 사용된 영상의 품질을 평가한 결과 Geometric Distortion 1mm 이내(SBRT 기준), Uniformity HU, LCV 2.0% 이내 Spatial Resolution 3 lp/mm 이상으로 장비사의 기준치를 준수하였다. 결 론: 본 실혐 결과에 따라 난소전위술을 시행한 가임기 여성의 방사선치료 시 CBCT로 인한 피폭선량을 낮추기 위해서는 Truebeam^TM 보다 다양한 조건을 선택 할 수 있는 Halcyon^TM이 유용할 것으로 평가 되며, 특히 낮은 mAs로도 영상의 품질을 유지하는 Halcyon^TM의 Fast kV CBCT를 권장한다. 다만 다른 치료 장비에서도 난소전위를 시행한 환자는 촬영 범위를 조정하는 것으로 저선량에 대한 추가적인 피폭 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제31권1호
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• pp.41-47
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• 2008

한국 성인 남성 표준인(Korean Reference Adult Male)의 기초 자료를 이용하여 수학적 모의 피폭체(Mathematical Phantom)를 제작하였다. 또한 이를 이용하여 방사성옥소($^{131}I$)의 각 장기별 S-value를 산출 하였다. 산출된 S-value는 기존 ICRP-23표준인에 근거하여 산출한 MIRD 5, 및 ORNL-TM 8381자료와 비교해 보았다. 그 결과 S-value는 한국 성인 남성 표준인에 기초한 모의 피폭체가 높은 값을 나타냈다. 이는 몸통이라는 특수한 공간에 위치하게 되는 선원장기(source organ) 및 표적장기(target organ)가 함유하고 있는 구성물질도 중요하지만 그에 못지않게 이들이 차지하고 있는 위치 및 방사성핵종의 특성 또한 중요하게 작용한다는 것을 알 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제34권2호
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• pp.105-116
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• 2011

두경부(Head & Neck) CT(Computed Tomography)검사에서 환자가 받는 피폭선량 측정을 위하여 인체등가물질로 만든 Rando phantom과 유리선량계를 이용하여 두경부 검사에 따른 환자의 흡수선량의 변화를 실험을 통하여 연구하였다. 인체두부모형을 안와신경(optic nerve), 교뇌(pons), 소뇌(cerebellum), 갑상선(thyroid)으로 나누어, 두경부(Head & Neck) 부위의 검사를 단독검사(Brain, 3D Facial, Temporal, Brain Angiography, 3D Cervical Spine)와 복합검사(Brain+Brain Angiography, Brain+3D Facial, Brain+Temporal, Brain+3D Cervical spine, Brain+3D Facial+Temporal, Brain+3D Cervical Spin+Angiography)로 구분하여 유효선량의 변화를 실험한 후 결과를 측정하였다. 단순 Brain검사와 Brain Angio검사에는 optic nerve에 유효 선량이 높게 분석되었으며, 또한 Temporal검사에는 Pons에, 3D facial 검사와 3D Cervical Spin검사에는 thyroid의 유효선량 값이 높게 나타났다. 복합적으로 이루어는 검사 중 두경부의 Brain+Brain Angio의 검사는 cerebellum의 부위, Brain+3D facial 검사와 Brain+3D Cervical Spin의 복합검사는 thyroid의 부위, Brain+Temporal의 검사에는 pon's 부위 유효 선량 값이 높게 나타났다. Brain +3D facial +Temporal의 복합검사와 Brain+3D Cervical Spin+Angio의 복합검사는 thyroid의 부위에 유효 선량 값이 높게 분석 되었다. 본 연구 결과 Brain+3D Cervical Spin+Brain Angio 복합검사인 경우의 유효 선량은 2.51858 mSv로 일반인의 연간 유효선량한도 1 mSv의 피폭을 초과하는 결과가 나왔다. 또한, Brain 단순 검사 시 optic nerve는 0.31312 mSv의 유효선량으로 향후 방사선학 검사가 이루어질 경우, 두경부의 일반인의 연간 유효선량을 훨씬 초과할 것이라 사료된다. 따라서 진료의 필요성에 의해서 시행되는 CT검사일지라도 질환 병변의 특성에 맞게 CT촬영조건 변화를 주면서 환자의 피폭선량을 최소한으로 할 수 있는 다양한 검사방법의 연구가 필요하다고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권2호
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• pp.89-95
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• 2006

본 연구의 목적은 다양한 전압 값과 전류 값에 따른 CT 투과 스캔 동안의 방사선 선량을 측정하고, 우리 기관에서 사용하는 임상 전신 PET/CT 환자 영상 획득 방식 중 감쇠 보정을 위해 사용하는 $^{137}Cs$ 투과 스캔과 환자의 진단용 고화질 CT 투과 스캔에 대한 방사선 선량을 평가하는 것이다. 방사선 선량 측정을 위해 Philips GEMINI 16 슬라이스 PET/CT시스템을 이용하였다. 다양한 튜브 전압 값과 시간에 따른 전류 값에 대해 표준 CTDI 머리 팬텀과 몸 팬텀을 이용하여 선량을 측정하였다. 이때 100 mm의 유효 길이를 가지는 펜슬 이온 전리함과 전기계를 선량 측정에 이용하였다. 측정은 공기 중, 팬텀의 중심, 그리고 팬텀의 가장 자리에서 각각 이루어졌다. 평균 흡수선량인 가중 CTDI ($CTDI_w=1/3CTDI_{100,c}+2/3CTDI_{100,p}$) 값을 계산하고 이를 이용하여 등가 선량을 계산하였다. 본 연구자가 속한 기관에서의 전신 임상 PET/CT 영상 획득 방식을 이용한 투과 스캔에서의 방사선 선량 측정을 위해 Alderson 팬텀과 TLD를 이용하여 $^{137}Cs$ 투과 스캔과 고화질 CT투과 스캔을 각각 수행하여 각 인체 기관별 선량을 측정하였다. 측정에 사용한 TLD는 10 MeV X-선을 이용하여 교정한 후 ${\pm}5%$ 이내의 정확도를 가지는 것만 측정에 사용하였다. 장기 또는 조직은 ICRP 60을 참고로 선택하였다. 표준 CTDI 머리 팬텀과 몸 팬텀을 이용한 CT 투과 스캔에 대한 선량 측정 결과, 선량 값이 튜브 전압과 전류에 의존하는 것을 확인할 수 있었다. $^{137}Cs$ 투과 스캔과 고화질 CT 투과 스캔에 대한 유효 선량 측정 결과는 0.14 mSv와 29.49 mSv였다. PET/CT 시스템에서 표준 CTDI 팬텀과 이온 전리함, 그리고 Alderson 인체 팬텀과 TLD를 이용하여 투과 스캔에 대한 방사선 선량을 평가할 수 있었다. PET/CT 영상 획득 시, 우리가 원하는 영상의 화질을 유지하면서 환자에 대한 피폭을 최소화하기 위한 영상 획득 방식의 최적화가 추가적으로 이루어져야 할 것으로 생각한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.460-463
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• 2004

본 논문은 고에너지 방사선 검출을 위한 흔합형 구조의 방사선 센서를 제작, 반응 특성을 평가하였다. 먼저, 스크린 인쇄법을 이용하여 형광체 필름을 제작하였으며, 발광스펙트럼(PL, Photoluminescence) 및 잔광 시간(decay time) 측정을 통하여 형광체의 발광 특성을 조사하였다. 제작된 혼합구조의 방사선 센서는 $2{\mu}m$ 두께의 $HgI_2$와 $150{\mu}m$ 두께의 형광체 필름으로 제작되었으며, 면적은 $2\;cm\;{\times}\;2\;cm$이다. 방사선에 대한 전기적 검출 신호의 특성을 조사하기 위해 인가전압에 따른 암전류 및 방사선민감도, 선량에 따른 검출신호를 측정하였다. 측정결과, 제작된 $HgI_2$ 필름은 방사선에 의해 형광체에서 방출된 가시광 파장을 잘 흡수하였으며, 진단영역의 저에너지 방사선에 의해 직접 전기적 신호를 발생시켜 높은 방사선 민감도를 보였다. 뿐만 아니라, 인가전압에 대해 $10\;pA/mm^2$이하의 낮은 암전류를 가졌으며, 넓은 조사선량에서 우수한 선형성을 보였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권2호
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• pp.118-123
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• 2015

최근 의료기관에서의 진단방사선검사 빈도는 2011년 2억 2천만건, 연간 일인당 피폭선량은 1.4 mSv로 2007년 대비 각 51%, 35% 증가하였다. 여기서 흉부촬영건수는 일반촬영 중 가장 높은 빈도인 27.59%로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 흉부 방사선 촬영 시 영상판독에 불필요한 신체부위를 차폐하여 피폭선량을 최소화 시키는 차폐기구를 개발하고, 그 유용성 평가를 위해 국제 표준 소아(10세) 팬텀과 유리선량계를 사용하여 기구 사용 전, 후의 입사표면선량(entrance surface dose; ESD)과 장기의 흡수선량 차를 측정하였다. 또한 몬테카를로 시뮬레이션 기반 프로그램(PCXMC 2.0.1)을 이용하여 유효선량을 산출하였고 암발생의 생애귀속위험도(lifetime attributable risk of cancer incidence; LAR)를 비교하여 그 감소율을 간접적으로 평가하였다. 방어기구를 사용할 때, 입사표면선량(감소율)은 비강 $0.55{\mu}Sv$ (74.06%), 갑상선 $1.43{\mu}Sv$ (95.15%), 식도 $6.35{\mu}Sv$ (78.42%)로 평균 86.36% 감소되었고, 심부선량(감소율)은 경추 $1.23{\mu}Sv$ (89.73%), 침샘 $0.5{\mu}Sv$ (92.31%), 식도 $3.85{\mu}Sv$ (59.39%), 갑상선 $2.02{\mu}Sv$ (73.53%) 흉추 $5.68{\mu}Sv$ (54.01%) 로 평균 72.30%로 감소되어 차폐기구의 유용성을 확인할 수 있었다. 또한, 유효선량은 착용 전 $8.33{\mu}Sv$에서 착용 후 $7.35{\mu}Sv$로 11.76% 감소하였고, LAR 평가에서는 갑상선 암은 10세 소아 백만 명당 남아 0.14명(95.12%), 여아 0.77명(95.16%), 모든 암은 남아 0.14명(11.70%), 여아 0.25명(11.70%)의 감소(감소율)를 확인할 수 있었다. 진단방사선검사는 질병과 치료 등 건강을 위해 꼭 필요한 검사이지만, 가능한 진단에 불필요한 부위에 이러한 차폐기구를 적극적으로 사용하여 ALARA 개념에 입각한 의료방사선 최적화를 도모해야 할 것이다.