• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권4호
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• pp.207-215
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• 1998

방사선의 측정방법으로 현재까지 여러 방법들이 쓰여져 왔다. 여기에는 필름을 이용하는 방법, TLD를 이용하는 방법, 전리함(ion chamber)을 이용하는 방법 등이 대체로 가장 많이 쓰여지는 방법이다. 그러나 본 연구에서는 새로운 방사선측정 방법이 시도되었다. 고분자 젤과 핵자기공명영상 (MRI)을 이용한 방법이 그 것이다. 본 연구의 목적은 방사선 측정을 위한 고분자 젤을 합성하고 합성된 젤을 사용하여 젤의 방사선 흡수선량과의 관계를 MRI 영상으로부터 구해서, 이 결과를 근접치료에 쓰이는 seed 선원의 선량분포를 측정하여 가시화 시키는데 있다. 이를 위해 지름 12 cm 원통형 팬텀에 젤을 합성하고, 이 젤을 뇌정위 방사선수술에 쓰이는 30 mm 콜리메이터를 이용하여 여러 단계의 선량을 젤에 조사하였다. 이렇게 조사된 젤은 MRI 을 촬영하였고 이렇게 촬영된 MRI 영상으로부터 젤팬텀의 각 위치의 횡이완시간 (T$_2$ time)을 영상분석 소프트웨어를 이용하여 계산하였다. 그 결과 젤의 홉수선량과 횡이완시간과는 17 Gy 근처까지는 거의 반비례 ($R^2$=0.993)하는 것을 알 수 있었으며, 이 보다 높은 흡수선량에 대해서는 또 다른 관계가 있음을 알 수 있었다. 또 이것을 이용하여 HDR afterloading system 의 Ir-192 seed 선원에 의한 선량분포와 2 mCi Ir-192 seed 선원에 의한 선량분포를 측정하였다. 그리고 이 것을 각각 치료계획컴퓨터에 의한 선량분포곡선과 비교하였다. 본 연구의 결과로는 고분자 젤을 이용한 방사선의 측정방법을 시도하여 홉수선량과 젤의 특성과의 관계를 밝혔으며, 실제로 그접치료에 쓰이는 seed 선원에 의한 선량분포 곡선을 얻는데 적용하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권2호
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• pp.83-88
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• 1999

목적 : 금속박막과 고체 팬텀이 선량 분포와 선량 측정에 미치는 영향을 연구하기 위하여 TLD 실험을 행하였다. 본 연구의 목적은 주어진 고체 팬텀 환경 내에서 TLD 기판 위에 놓인 금속박막의 build-up 효과와 깊이선량 분포를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 측정은 TLD 기판과 같은 면적 (3.2 $\times$ 3.2 $\textrm{mm}^2$)의 금속박막을 LiF TLD-100 위에 얹어서 행하였다. 여러 종류 (주석, 구리, 금) 의 다양한 두께 (0.1, 0.15, 0.2, 0.3 mm)를 가진 금속박막 중에 한 개를 TLD 기판 위에는 얹어서 각 각의 흡수선량을 측정하였다. 금속박막을 얹은 TLD 기판을 사용하여 고체 팬텀에서의 표면홉수선량과 최대 build-up 영역에서 흡수선량을 측정하였다. 결과 : 금속박막을 이용한 TLD 기판의 경우 표면흡수선량이 증가하였고, 물에 대한 금속의 등가 두께에 따른 표면흡수선량 곡선에는 build-up 이 뚜렷이 관측되었다. 최대 build-up 영역에서 관측한 흡수선량 측정값은 금속박막을 없지 않은 TLD의 경우보다 약 8% 에서 13% 정도의 보다 작은 값을 나타내었다. 결론 : TLD 선량 측정 시 금속 박막 법은 깊이에 따른 흡수선량 뿐 만 아니라 피부 표면으로부터 약 4.2mm 깊이까지의 홉수선량의 build-up 에 관련 정보를 의료진에 제공할 수 있으며, 금속박막을 얹은 TLD에 관한 실험 결과는 피부 특정 영역에서의 bolus 의 결정에 도움이 될 것으로 사료됨.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권1호
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• pp.1-7
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• 1999

본 연구에서는 $\beta$선 방출 동위원소들 중에서 $^{32}$P으로부터 방출되는 $\beta$선에 의한 홉수선량 분포를 방사선원의 형태와 기하학적인 조건을 달리하여 컴퓨터를 이용한 모사실험을 통해 예측함으로써 balloon catheter 및 radioactive stent의 이용과 관련된 정보를 얻고자한다. $^{32}$p로부터 방출된 $\beta$선이 인체내에서 에너지를 전달하는 과정에 대한 모사실험은 EGS4 code system 을 이용하여 수행되었다. 인체내의 방사선 흡수선량은 선원의 형태와 위치를 고려하여 축방향과 반경방향으로 등간격으로 나누어 각 격자에서 계산되었다. $^{32}$P 에서 방출되는 $\beta$선 에너지는 Coulomb 포텐셜에 대한 Dirac방정식의 해를 이용하여 계산된 $\beta$선 스펙트럼의 결과를 사용하여 무작위로 선정되었다. 체적 선원과 표면선원에서 시료 표면으로부터 반경방향으로 깊이 0.5 mm내에 있는 표적체에서의 선량률은 각각 12.133 cGy/s per GBq (0.449 cGy/s per mCi, uncertainty: 1.51%)와 24.732 cGy/s per GBq (0.915 cGy/s per mCi, uncertainty: 1.01 %)이다. 선량률은 시료표면으로부터 축방향과 반경방향으로의 거리에 따라 감소한다. 본 연구 결과를 근거로하여 balloon catheter 및 radioactive stent에 $^{32}$P 핵종을 사용할 때 치료선량을 20 Gy로 할 경우 치료에 적합한 초기 방사능량은 각각 29.69 mCi(치료시간을 3분으로 제한할 때) 와 1.2278 $\mu$Ci (영구삽입)로 계산되었다. 또한 원통형 체적선원과 표면선원에 대하여 초기방사능의 크기를 1 mCi/ml의 방사능 체적 밀도와 0.1 mCi/$cm^2$의 방사능 면 밀도로 나타내었을 때 각 표적체에서의 흡수선량률을 계산하였다. 통일한 값의 방사능 체적 밀도와 방사능 면 밀도는 크기가 다른 모델에 대해서 비슷한 크기의 홉수선량을 유도하므로 $^{32}$p 방사선원의 초기 방사능 체적 밀도와 초기 방사능 면 밀도를 알고 있을 때 본 연구의 계산 결과를 이용하면 직경과 길이가 다른 $^{32}$P 핵종의 원통형 모델 주위의 홉수선량 분포를 쉽게 계산할 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권2호
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• pp.98-103
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• 2002

관상동맥 성형술 시행시 재협착률을 줄이기 위하여 풍선도자에 Ho-166을 주입하였을 때 혈관 주위에 전달되는 방사선의 흡수선량을 여러 가지 풍선 직경에 따라 평가하였다. 액체 상태의 Ho-166은 한국원자력연구소에서 중성자핵반응인(n, ${\gamma}$)반응으로 얻었다. 혈관 내벽의 흡수선량을 구하기 위하여 GafChromic film과 개조한 마이크로 메터를 이용하여 거리에 따른 홉수선량을 구하였다. 풍선내의 방사능 농도와 조사시간을 고려하여 흡수선량율의 단위를 Gy/min/GBq/ml 로 구하였다. 이는 단위체적당의 방사능 즉 방사능농도(GBq/ml)에 따른 분당 흡수선량 즉 흡수선량률(Gy/min)이다. 직경이 2.5, 3.0, 3.5, 4.0 mm인 풍선도자의 풍선의 표면에서의 흡수선량율은 각각 0.86, 1.01, 1.11, 1.24 Gy/min/GBq/ml 로 측정 되었다. 풍선표면에서부터 거리에 따라 급격히 감소하는 흡수선량을 정확하게 측정 할 수 있는 방법을 제시하였다. 또한 진공펌프를 이용하여 풍선내의 공기방울을 제거하여 균일한 흡수선량이 되도록 하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권3호
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• pp.155-162
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• 1998

방사성 동위원소의 치료에 베타 방출 선원이 많이 이용되고 있다. 베타 방출 핵종 들은 투과력이 약해 방사선 도달거리 (range)가 짧아 병소내에 직접 주입하여 선택적으로 병소만을 조사하여 치료 의 효과를 얻을 수 있고 주변 정상 조직의 방사선 피폭을 줄일 수 있다. 최근 한국 원자력연구소의 원자로인 하나로를 이용하여 베타 입자 방출체인 Ho-l66 용액을 만들어 여기에 키토산 화합물을 표지 하였다. Ho-l66 은 고 에너지 베타 방출체라는 점과 일부 감마선이 방출됨으로써 감마카메라로 쉽게 영상을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 감마카메라로 얻은 평면 영상을 이용하여 Ho-l66으로 치료한 부위와 그 주변의 정상 장기들의 방사선 홉수선량을 구하였다. 감마카메라는 Siemens 의 2중 head를 가진 Multispect2 시스템이 이용되었고, 콜리메이터는 medium energy, 최대 에너지는 80 keV, 창은 20%로 5분간 영상을 획득하였다. Ho-166 에 대한 투과인자 (transmission factor)는 환자 있을 때와 없을 때의 영상으로 관심영역의 ROIs 의 비로 구하였다 .3일간의 평면 영상으로 유효반감기를 구하여 Marinelli 공식과 MIRD 공식으로 베타입자에 대한 방사선 흡수선량을 구하였다. 감마선에 의한 흡수선량은 매우 적으므로 무시하였다. Transmission factor는 환자에 따라 다르지만 1110 MBq(30 mCi)을 주입하여 치료에 임한 간암 환자의 경우 간은 4.6, 비장은 4.65, 폐는 3.34, 뼈는 5.65 의 값을 보였다. 방사선 홉수선량은 tumor 에는 179.7, 정상간에는 16.3, 비장은 18.5, 폐에는 7.0, 뼈에는 9.0 Gy 가 각각 계산되었다. 이를 tumor dose 에 100%로 normalization 시킬 경우 정상간, 비장, 폐, 뼈에 각각 9.1, 10.3, 3.9, 5.0%로 분포되었음을 알았다. 본 연구를 통하여 tumor dose 뿐만이 아니고 주변 주요 위험장기 (critical organ) 에 대한 방사선 흡수선량을 전ㆍ후면 평면영상으로 얻을 수 있음을 보여 줌으로써 평면영상법을 이용한 dosimetry 의 가능성을 보았다. 또한 주변 주요 위험 장기의 한계선량에 맞는 주입할 양을 결정하는데 기초 자료가 될 수 있음을 보여준다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권3호
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• pp.185-192
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• 1998

의료용 가속기에서 방출되는 고 에너지 X-선의 정확한 흡수선량을 결정하기 위해서는 방출된 X-선의 에너지에 대한 평가가 필요하다. 의료용 가속기에서 방출되는 X-선의 에너지를 직접 측정하는 방법은 매우 어려울 뿐만 아니라 현실적이지 못하다. 따라서 고 에너지 X-선의 에너지 평가에는 선질 지표들을 사용하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다. 선진 각 국 및 각 학회의 표준측 정법들에서는 에너지 결정 인자로서 방사선 중심축에서의 최대선량깊이, 선량곡선의 경사 및 선량 레벨과 같은 다양한 선질 지표들이 사용되고 있으며, 의료용 가속기 제작사에 따라서도 X-선 에너지 결정 인자로서 상이한 선질 지표를 사용하고 있는 실정이다. 본 연구는 위에서 언급한 다양한 선질 지표들 중에서 우리에게 가장 적합한 것을 선택하기 위하여 실시하였다. 국내에서 사용중인 11개 기관의 의료용 가속기 4종류(Mitsubishi, Scanditronix, Siemens, Varian) 18대에 대한 명목상 에너지 (4, 6, 10, 15, 21 MV) 30개에 대하여 선진 각 국 및 각 학회의 표준측정법들의 권고 및 제작사들에서 기준으로 채택하고 있는 선질 지표들로 구한 에너지를 상호 비교 분석하였다. 그 결과 명목상의 에너지가 동일하여도 가속기의 기종 및 선질 지표에 따라 에너지 분산을 보이고 있으며, 선질 지표들 중 10cm 깊이에서의 심부선량백분율을 나타내는 D$_{10}$(%)이 에너지의 분포 및 편차가 가장 적게 나타났다. 모든 선질 지표들에서 에너지가 증가함에 따라 에너지 편차는 커지는 경향을 보였다. 정확한 흡수선량 결정에 필요한 에너지 결정에 있어 명목상의 에너지와 중심축에서의 심부선량이 1대 1로 대응하는 물리적인 의미가 있는 통일된 선질 지표를 사용하는 것이 시설간의 자료 비교 및 선질 평가에 가장 바람직하다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권1호
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• pp.17-22
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• 1999

임상에서 사용되는 가속기의 설계특성변화가 빔 출력변화에 미치는 영향을 알아봄으로써 보다 효율적인 정도관리를 수행하고자 한다. 선형가속기를 구성하고 있는 여러 가지 요소 중에서 빔 조정 인자들인 이온원부의 입사전류 (INJ-I), 이온원부의 입사전압 (INJ-E), 가속전압 (PFN), 휨자석 전류 (BMI), 펄스반복주파수 (PRF)를 선택하여 디지털 메바트론 제어프로그램 상에서 선형가속기가 자동 제어되는 허용범위를 조사한 후 그 영역내에서 전류값들을 변화시켜가면서 선량에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 이온함을 사용하여 홉수선량을 측정하고 오실로스코프를 사용하여 빔 출력의 파형을 분석하였으며 방사선 계측장치로 대칭성과 평평도를 계측하였다. 방사선 가속 장치는 선형가속기 (Mevatron MD, Siemens, Germany)를 이용하였으며, 계측장치로는 RFAplus (Scanditronix, Sweden)를 사용하였다. 그리고 가속기의 설계특성변화 즉 , 빔 조정 인자들의 변화가 선량분포특성에 변화를 주는 것을 측정하기 위해 0.6cc 이온함(Capintec PR06C, USA), 미소전위계(Capintec192, USA)와 오실로스코프 (Tektronix, USA)를 사용하였다. 선형가속기의 선량률과 에너지변화에 영향을 미치는 인자들인 INJ-I, INJ-E, PFN, BMI, PRF의 전압과 전류값들을 변화시켰을 때 인자들마다 차이는 있었지만, 이온함을 사용하여 측정했을 때와 오실로스코프로 출력펄스의 변화를 보았을 때는 선량률의 변화를 확인할 수 있었다. 그러나 RFAplus로 에너지와 대칭성 등에 관한 그래프를 그렸을 때는 거의 동일한 결과를 나타내었다. 인자 INJ-I, INJ-E, PFN, BMI, PRF 들의 D10/D20은 0∼0.02, 대칭성은 0.1-0.2%, 평평도는 0.1∼0.4%의 미세한 변화를 보였다. 디지털화 된 각 인자들의 전류와 전압값들을 변화시킬 때 선량률에는 미세한 영향을 미치게 되지만, 기계자체에서 기준값에 맞추기 위해 자동 제어가 되어 선량분포에는 크게 영향을 미치지는 못하는 것으로 평가되어졌으나 빔 조정 인자들의 특성을 파악함으로써 정도관리의 기초자료를 확보하였다.

• 환경생물
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• 제20권2호
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• pp.158-164
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• 2002

합성화학물질의 몇몇은 고등동물의 내분비계를 교란하는 물질로 작용하는 것이 알려져 있다. 다이옥신, 디디티, 피시비 및 비스페놀 에이 등이 내분비계 장애물질로 분류되어 선진 각국에서는 엄격한 통제하에 관리되고 있다. 본 연구는 자주달개비 미세핵 분석법을 이용하여 염색체이상 유발에 있어서의 BPA와 방사선의 상대적 효과를 비교하기 위하여 시행되었다. 홉수처리를 위하여 자주달개비 4430클론의 절취화서를 각각의 농도로 조제된 BPA용액에 여섯시간 동안 침지하고 폭기를 실시하였다. 한편 방사선의 영향을 평가하기 위하여 동일 식물체의 화서군을 양액에 침지한 상태로 0-0.5 Gy까지 선량별로 조사하였다. 실험선량의 범위에서 미세핵 생성률은 분명한 선량-반응 관계를 나타내었으며 BPA 실험농도 범위에 대해서도 농도-반응 관계를 나타내었다. 이들 두 가지 반응 관계식을 이용하여 동일한 미세핵 빈도를 유발하는 방사선량과 비스페놀 에이 농도를 산출할 수가 있는데, BPA $ll.8\mu{M}$은 방사선 피폭 후 임상증상이 나타나기 시작하는 선량인 0.25 Gy에 상응하는 염색체 이상을 유발하는 것으로 확인되었다 본 연구의 결과를 통하여 자주달개비 화분모세포는 비스페놀 에이, 옥틸페놀 또는 노닐페놀 등의 내분비계 장애물질의 생물학적 독성을 평가하는데 유용하게 활용할 수 있는 생물말단 점이라는 것이 입증되었다.