• 한국방사선학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.791-799
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• 2019

선량 증강 현상에서 발생하는 물리적 특성과 증강 물질과의 상호 작용으로부터 발생하는 이차입자 생성을 평가하였다. Geant 4, MIRD 두부 팬텀을 이용한 몬테카를로 전산 모사를 진행하였으며, 선형가속기에서 발생되는 4, 6, 10, 15, 18, 25 MV X선을 선원으로 적용하였다. 10, 20, 30 mg/g의 금(aurum), 가돌리늄(gadolinium) 증강 물질을 팬텀 내부 종양에 모사하였으며, 물리적 상호작용의 변화와 이차입자 발생에 따른 입자플루언스와 초기 에너지로부터 방사선가중인자를 고려하여 등가선량을 평가하였다. 방사선 선량 증강 물질에 의한 상호작용은 고 원자번호에서 기인하여 광전효과에 의한 에너지 흡수를 높이는 것으로 나타났으며, 10 MV 이상의 에너지에서는 광핵반응의 증가를 나타내었다. 이로 인해, 팬텀 내부에서 양성자, 중성자와 같은 이차입자 발생의 증가를 보였으며, 중성자에 의한 등가선량이 최대 424.2배 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구는 선량 증강 현상에서의 에너지 전달, 흡수의 물리적 과정을 모사하여, 증강 현상에서 발생하는 물리적 특성을 분석하고자 하였다. 이러한 결과는 향후 in-vivo, in-vitro 선량 증강 실험을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제21권2호
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• pp.131-138
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• 1996

본 논문에서는 1995년에 시행된 우리나라 최초의 개인선량판독 성능시험에 대한 방법 및 결과들을 기술하고 있다 성능시험은 ANSI N13.11-1993의 방법중 중성자를 제외한 7개의 범주에 한하여 실시하였다. 시험에 참가한 개인선량계는 1:l개 판독기관으로 부터 15종류이었다 한 종류 별로 총129개의 선량계가 제출되었는데 이는 한 범주 별로 15개씩 7범주와.24개의 컨트롤을 합한 것이다. 재시험을 포함한 총 시험범주 수는 144개이었고 제출된 선량계 수는 컨트롤 400개를 포함하여 총 2560개이었다. 이는 한 범주별로 15개씩 7개 범주와 15종류에 소요된 것과 재시험을 위한 39범주에 소요된 선량계 수를 합한 것이다. 절차서에 따라 결정된 각 범주의 성능지수는 판독선량과 부여선량으로 편중 값의 절대치와 표준편차의 합으로 계산되었다. 만약 어느 범주의 심부 또는 표층 선량당량(흡수선량)의 성능지수가 0.5 미만일 경우에는 해당범주는 합격으로 평가되었다. 시험결과 첫 번째 성능시험에서 전 범주를 합격한 기관은 전체의 54%. 두 번째 시험에서는 전체의 33% 그리고 세 번째 시험에서는 전체의 13%로 나타났다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.233-242
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• 2014

본 논문에서는 전산화 단층검사 시 방사선 투과 물질로 방사선량을 흡수하여 피폭 선량을 감소시키는 물질로 알려진 차폐용 Bismuth(비스무스)와 CARE kV(Automated Dose-Optimized Selection of X-ray Tube Voltage)을 사용하여 유용성을 평가하였다. 방사선 감수성이 높은 기관인 수정체(안와), 갑상선, 가슴(유방), 생식기의 선량 감소 효과와 각 기관의 심부선량 차폐 효과를 평가하기 위해 Rando Phantom과 유리 선량계를 이용하여 Bismuth 사용 전 후와, CARE kV의 적용에 따른 선량 감소 효과를 비교해 보았다. 그 결과, 뇌혈관 검사 시 CARE kV을 단독 설정한 검사 방법의 선량이 가장 적었으며, CARE kV 사용여부에 따라 63%의 선량 감소 효과가 있었다. 경동맥 검사 시 CARE kV+Bismuth의 설정 방법에서 선량이 13% 증가하였다. 심혈관 검사 시 CARE kV+Bismuth의 설정 방법이 31% 선량 감소 효과가 있었다. 하지 혈관 검사 시 Bismuth 전체의 설정 방법이 가장 선량이 적게 측정되었지만, 영상 평가 기준에 부적합 하였다. CARE kV을 설정한 검사 방법과는 약 9%의 선량 감소 효과가 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권3호
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• pp.437-446
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• 1993

가동중 원자력 시설에서 방출되는 방사성 핵종의 년간 인체 흡수량을 보다 현실적으로 평가하기 위한 계산 모델을 수립하였다. 이 모델을 적용하기 위해서는 평가년도 중에 소비되는 식량 및 사료 작물의 수확년도와 실제 가동된 전기간내 매년의 공기중 및 수중 평균농도가 고려되어야 한다. 한국인에 대한 평형 섭식경로 평가코드인 KFOOD 코드를 수립된 계산모델에 따라 수정하였다. 가상적인 10 년간의 균일방출에 대하여 개선된 방식, KFOOD 방식, 그리고 또다른 현존 방식에 의한 평가가 이루어 질 수 있도록 입력 데이타 파일을 차례로 변경하여 수정된 코드를 실행시키고 세가지 결과들을 비교하였다. Mn-54, Co-60, Sr-90, I-131 그리고 Cs-137의 흡수를 통한 한국 성인의 년간 예탁실효선량을 개선된 방식으로 계산한 결과는 KFOOD 방식에 비해 각각 11, 2, 5, 60, 3%정도 낮았다. 개선된 방식에 따른 평가에 있어서는 Sr-90을 제외한 핵종들의 인체흡수에 대해서는 엽면흡수 경로의 기여가 훨씬 컸으나 Sr-90의 경우에는 뿌리흡수 경로의 기여가 훨씬 컸다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제24권1호
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• pp.100-106
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• 2017

본 연구는 환자용 균형영양식으로 제조하여 감마선 조사처리를 통해 살균한 모델식품의 유전독성 여부를 평가하기 위해 수행되었다. 4 kGy 이상의 흡수선량으로 감마선 조사 처리한 시료에서 생균수가 1 log CFU/g의 검출한계 이하로 나타났기 때문에 살균을 위한 조사처리 선량으로 4 kGy를 설정하였다. 복귀돌연변이 유발성 평가 결과, 모델식품의 열수 추출물과 메탄올 추출물은 처리한 용량과 대사활성계 존재 여부와는 상관없이 음성대조구(멸균증류수 또는 DMSO)와 유사한 수준의 복귀돌연변이 발생빈도를 나타내었다. 염색체 이상 시험에서 실험군들의 정상 염색체의 수는 음성대조군과 유사하였으며, 용량 및 대사활성계에 대한 비의존성을 나타내어 염색체 이상 유발능은 없는 것으로 판단하였다. 또한 최고 2,000 mg/kg 체중의 농도로 모델식품을 경구 투여한 마우스의 골수세포에서도 소핵 다염성적 혈구의 발생빈도는 음성대조군에 비해 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 따라서 4 kGy의 흡수선량으로 감마선 조사처리한 환자용 균형영양식은 본 실험 조건하에서 유전독성을 나타내지 않는 것으로 사료된다.

• 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.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.303-311
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• 2020

일반영상 검사 시 발생되는 산란선은 검사목적 부위 외 다른 장기 및 조직에 대해 2차적인 피폭을 유발할 수 있다. 현재 방사선 피폭을 저감하기 위해 사용되는 차폐기구는 종사자들의 방사선 방호 목적으로 대부분 사용되며, 환자의 방사선 방호는 거의 이뤄지지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 모의실험을 통해 일반 영상 검사 시 산란선에 의한 장기 선량과 3D 프린팅 재료를 통한 방사선 차폐기구로의 효용성을 평가하고자 한다. 그 결과, 검사 시 장기별 흡수선량은 선원과의 거리가 인접하고, 피부표면에 근접한 장기일수록 2차 산란선에 의해 높은 영향을 나타내었다. 이를 방호하기 위한 3D 프린팅 차폐기구 사용에 따른 선량감소효과는 플라스틱 계열에 비해 혼합 프린팅 재료의 경우 더 높은 차폐효과를 나타내었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.87-92
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• 2017

소동물을 대상으로 방사선을 이용한 비임상 연구에서 소동물 선량평가의 역할은 계속적으로 증가하고 있다. 본 연구는 최근 들어 사용 및 연구가 계속적으로 증가하고 있는 3차원 프린터를 이용하여 3차원 소동물 팬텀을 제작하였으며, 제작된 소동물 팬텀을 대상으로 필름계측을 이용하여 감마선 조사 시 소동물 팬텀내 흡수되는 선량을 평가하였다. 선행적으로 3차원 소동물 팬텀 제작에 사용된 재료에서 필름에 대한 방사선의 반응 관계식을 획득하였으며, 방사선치료 시 조직등가물질로 사용되고 있는 bolus와 비교하였다. 0.5 Gy에서 6 Gy까지 감마선을 조사하였을 때, 0.5 Gy의 선량을 제외하고 1% 이내의 작은 차이가 있음을 확인하였다. 또한 제작된 3차원 소동물 팬텀 내에 필름을 삽입하여 5 Gy의 선량을 조사하였을 때, 조사된 선량과 필름을 통하여 계산된 선량과의 차이는 2% 이내의 차이였다. 본 연구를 기반으로 실제 소동물을 대상으로, 3차원 소동물 팬텀을 제작하여 선량을 평가한다면, 소동물을 대상으로 방사선 조사하는 비임상 연구 선량에 대한 신뢰성을 높여 줄 수 있을 것이라 사료된다.

• 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.

• Radiation Oncology Journal
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• 제11권2호
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• pp.449-454
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• 1993

종양치료를 위하여 고에너지 X-선 또는 감마선을 인체에 조사할 경우 피부 표면 선량이 최대지점 선량의 $30~60\%$에 불과 함으로 피부보호 효과(Skin sparing effect)를 얻을 수 있는 장점을 갖고있다. 그러나 종양특성과 발병위치에 따라 조사면을 크게 하거나 선속내에 차폐물질 또는 보상여과판을 설치하여 치료할 경우 피부보호 효과가 감소되거나 없어지는 경우가 있고 이것은 종양치료에 중요한 요인이 되고 있다. 연세 암전문병원에 설치된 코발트 60원격치료기와 선형가속기에서 발생되는 4 MV및 10 MV x-선에 대한 피부선량을 측정하였으며 차폐물고정판(Tray) 구성 물질의 종류와 조사면의 크기 및 피부와 고정판간의 거 리에 따른 피부선량의 변화를 평가하였다. 방사선 조사면이 $15{\times}15\;cm^2$ 이상 넓고 피부와 collimator 간의 거리가 30 cm 이상일 때 피부 표면선량은 코발트 -60, 4, 10 MV에서 각각최대선량의 40, 30, $20\%$로 감소하였으며 조사면의 크기와 차폐 고정판의 물질에 따라 증감하였다. 차폐물을 고정시키는 고정판을 Lucite로 제작하고 고정판과 피부간의 거리를 약 15 cm 이상 간격을 주면 표면선량을 $50\%$로 줄일 수 있었고 주석, 구리, 납등을 부착시키면 전방산란 선량비율이 감소되어 피부선량은 $35\%$로 피부보호 효과를 얻을 수 있었다. 방사선의 전방산란비율은 에너지와 흡수물질의 원자번호에 관계되며 납과 주석 이 각각 코발트-60 감마선과 4~10 MV x-선의 전방산란비를 가장 크게 감소시켰다.