• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제32권4호
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• pp.453-460
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• 2009

슬라이스 두께(slice thickness)와 선속시준(beam collimation, BC)의 변화에 따른 CT gantry aperture 내의 선량 분포와 영상의 질을 알아보고자 하였다. CT장치로는 64-slice MDCT 스캐너(Brilliance 64, Philips, Cleveland, USA)를 사용하였다. 피사체가 없는 경우(air scan)의 선량측정을 위해 CT용 전리함을 gantry aperture내의 회전중심점(isocenter)과 12시, 3시, 6시, 9시 방향에서 회전중심점으로부터 5 cm 간격으로 30 cm까지 BC를 변화시키면서 각각 측정 하였다. 또한 5개의 구멍(팬텀의 중심과 12시, 3시, 6시, 9시 방향)으로 구성된 CT head and body dose phantom을 gantry aperture 내에 위치시키고 각 지점에서 선량을 측정하였다. Gantry aperture 내 피사체의 위치변화에 대한 영상의 노이즈를 비교하기 위해서 AAPM CT용 팬텀의 물통을 회전중심점과 12시 방향으로 5 cm와 10 cm 이동시킨 후 BC를 변화시키면서 스캔한 후 팬텀의 중심과 12시, 3시, 6시, 9시 방향의 지점에서 노이즈를 측정하였다. 이 중에서 몇 군데의 위치는 영상 영역에서 벗어나서 측정 할 수가 없었다. 이때 노이즈 측정을 위해서 영상재구성의 슬라이스 두께는 5 mm로 하였다. 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다: 첫째, CTDIw는 회전중심점으로부터 멀어질수록, BC가 넓어질수록 감소하였다. 둘째, BC의 넓이가 비슷한 경우의 CTDIw는 거의 유사한 값을 보였다. 즉, CTDIw는 검출기 배열의 수나 화소의 크기 보다는 전체적인 BC의 넓이에 의존하고 있음을 알 수 있었다. 셋째, air scan과 phantom scan 경우 모두에서 CTDIw는 BC가 증가될수록 감소하였다. 그러나 air scan의 경우보다 head phantom scan 시 약 30%, body phantom scan 시 약 52% 정도 CTDIw의 값이 감소하였다. 넷째, BC와 팬텀의 위치 변화에 따른 노이즈 값은 $2{\times}0.5\;mm$의 BC을 제외하고는 head phantom scan한 경우 3.9~5.9, body phantom scan한 경우 5.3~7.4로 나타나, BC와 팬텀의 위치변화에 따라서 큰 차이가 없었다. 따라서 피사체의 위치가 gantry aperture 내 SFOV(scan field of view)에 포함될 경우 회전중심점에 정확하게 위치시키지 않아도 영상의 질에는 많은 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있었다.

• The Korean Journal of Pain
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• 제35권2호
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• pp.129-139
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• 2022

C-arm fluoroscopy is a useful tool for interventional pain management. However, with the increasing use of C-arm fluoroscopy, the risk of accumulated radiation exposure is a significant concern for pain physicians. Therefore, efforts are needed to reduce radiation exposure. There are three types of radiation exposure sources: (1) the primary X-ray beam, (2) scattered radiation, and (3) leakage from the X-ray tube. The major radiation exposure risk for most medical staff members is scattered radiation, the amount of which is affected by many factors. Pain physicians can reduce their radiation exposure by use of several effective methods, which utilize the following main principles: reducing the exposure time, increasing the distance from the radiation source, and radiation shielding. Some methods reduce not only the pain physician's but also the patient's radiation exposure. Taking images with collimation and minimal use of magnification are ways to reduce the intensity of the primary X-ray beam and the amount of scattered radiation. It is also important to carefully select the C-arm fluoroscopy mode, such as pulsed mode or low-dose mode, for ensuring the physician's and patient's radiation safety. Pain physicians should practice these principles and also be aware of the annual permissible radiation dose as well as checking their radiation exposure. This article aimed to review the literature on radiation safety in relation to C-arm fluoroscopy and provide recommendations to pain physicians during C-arm fluoroscopy-guided interventional pain management.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권1호
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• pp.12-17
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• 2015

본 연구에서 한국형 중이온 가속기 RAON에서의 의생물 실험을 위하여 요구되는 빔 조건을 만족할 수 있도록 Monte Carlo 전산모사를 통한 노즐 설계를 최적화하고자 하였다. 의생명 실험을 위한 빔 조건으로 최대 조사면 크기, 선량균일도 그리고 빔 오염도의 특정 조건을 만족하는 $C^{12}$ 빔 생산이 요구되었다. 이때 최적화된 빔 노즐 설계를 위하여 Monte Carlo 시뮬레이션인 GEANT4 toolkit이 사용되었다. $15{\times}15cm^2$ 이상의 빔 조사면 크기와 3% 이내의 선량 균일도 그리고 전체 선량의 5% 보다 낮은 빔 오염도를 기본적인 조건으로 설정 되었다. 조사면 크기는 쌍극자 자석에 의해서 빔의 각도를 기울여 원형으로 회전하면서 쌍극자 자석의 아래쪽에 위치한 산란판의 두께를 조정하여 최적화 하였다. 빔 스캐닝 각도와 산란판의 두께는 Monte Carlo 시뮬레이션 분석에 의해서 각각 $0.5^{\circ}$와 0.05 cm로 최적의 값을 나타내었다. 선량 균일도와 최대 조사면 크기를 만족하기 위하여 static과 scanning beam을 복합하는 기술을 이용한 새로운 빔 전달 방법을 소개하였다. 중앙 고정용 빔과 빔 축으로부터 $0.5^{\circ}$ 경사각을 가지고 회전하는 빔과 경사각이 없이 바로 들어오는 빔을 조합하여 선량균일도가 1.1%와 빔 조사면의 최대크기가 $15{\times}15cm^2$가 되는 것을 확인하였다. 빔 오염도는 $C^{12}$ 이온과 다른 입자들에 의해서 전달된 흡수선량의 비율로 나타내었다. 물등가 깊이(water equivalent depth) 5 cm에서 17 cm 사이에서의 빔 오염도는 전체 선량에서의 2.5% 미만임을 확인하였으며 이와 같은 결과를 바탕으로, 본 연구에서는 의생명 실험을 위하여 요구되는 빔 조건을 만족하는 노즐 구조를 설정할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제11권2호
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• pp.421-430
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• 1993

The calculation of dose distribution in multiple arc stereotactic radiotherapy is a three-dimensional problem and, therefore, the three-dimensional dose calculation algorithm is important and the algorithm's accuracy and reliability should be confirmed experimentally. The aim of this study is to verify the dose distribution of stereotactic radiosurgery experimentally and to investigate the effect of the beam quality, the number of arcs of radiation, and the tertiary collimation on the resulting dose distribution. Film dosimetry with phantom measurements was done to get the three-dimensional orthogonal isodose distribution. All experiments were carried out with a 6 MV X-ray, except for the study of the effects of beam energy on dose distribution, which was done for X-ray energies of 6 and 15 MV. The irradiation technique was from 4 to 11 arcs at intervals of from 15 to 45 degrees between each arc with various field sizes with additional circular collimator. The dose distributions of square field with linear accelerator collimator compared with the dose distributions obtained using circular field with tertiary collimator. The parameters used for comparing the results were the shape of the isodose curve, dose fall-offs fom $90\%$ to $50\%$ and from $90\%\;to\;20\%$ isodose line for the steepest and shallowest profile, and $A=\frac{90\%\;isodose\;area}{50\%\;isodose\;area-90\%\;isodose\;area}$(modified from Chierego). This ratio may be considered as being proportional to the sparing of normal tissue around the target volume. The effect of beam energy in 6 and 15 MV X-ray indicated that the shapes of isodose curves were the same. The value of ratio A and the steepest and shallowest dose fall-offs for 6 MV X-ray was minimally better than that for 15 MV X-ray. These data illustrated that an increase in the dimensions of the field from 10 to 28 mm in diameter did not significantly change the isodose distribution. There was no significant difference in dose gradient and the shape of isodose curve regardless of the number of arcs for field sizes of 10, 21, and 32 mm in diameter. The shape of isodose curves was more circular in circular field and square in square field. And the dose gradient for the circular field was slightly better than that for the square field.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제30권1호
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• pp.49-58
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• 2013

ARGO-M is a satellite laser ranging (SLR) system developed by the Korea Astronomy and Space Science Institute with the consideration of mobility and daytime and nighttime satellite observation. The ARGO-M optical system consists of 40 cm receiving telescope, 10 cm transmitting telescope, and detecting optics. For the development of ARGO-M optical system, the structural analysis was performed with regard to the optics and optomechanics design and the optical components. To ensure the optical performance, the quality was tested at the level of parts using the laser interferometer and ultra-high-precision measuring instruments. The assembly and alignment of ARGO-M optical system were conducted at an auto-collimation facility. As the transmission and reception are separated in the ARGO-M optical system, the pointing alignment between the transmitting telescope and receiving telescope is critical for precise target pointing. Thus, the alignment using the ground target and the radiant point observation of transmitting laser beam was carried out, and the lines of sight for the two telescopes were aligned within the required pointing precision. This paper describes the design, structural analysis, manufacture and assembly of parts, and entire process related with the alignment for the ARGO-M optical system.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제38권2호
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• pp.121-126
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• 2015

다중검출기전산화단층촬영장치(Multi-Detector Computed Tomography; MDCT)를 이용한 뇌혈관 진단을 위해 뇌혈관전산화단층촬영검사(Brain Computed Tomography Angiography; BCTA)검사 시 동일한 조영제 주입 후 관전압 변화에 따라 변화되는 뇌동맥의 CT Number 값을 통해 방사선량과 영상의 질 변화를 알아보고자 하였다. BCTA검사를 받기 위해 내원한 환자 50명을 대상으로 각 25명씩 두 그룹으로 나누어 관전압(A그룹: 80kVp, B그룹: 120kVp)을 제외한 모든 조건을 동일한 조건[Beam Collimation $128{\times}0.6mm$, Pitch 0.6, Rotation Time 0.5s, Slice Thickness 5.0 mm, Increment 5.0 mm, Delay Time 3.0s, Care Dose 4D(Demension ; D)]으로 하여 검사를 실시하였다. 얻어진 모든 영상에서 좌 대뇌동맥, 우대뇌동맥, 후 대뇌동맥, 뇌 실질조직 등 네 부위에 관심영역(Region of Interest; ROI)을 설정하여 의료영상 저장 전송 시스템(Picture Archiving Communications System; PACS, G3, Infinitt, Korea)에서 CT Number 값을 측정하여 정량적 평가와 정성적 평가, 유효선량을 비교 하였다. BCTA검사에서 얻어진 각각의 영상에서 CT Number를 이용한 영상평가 결과 80kVp로 검사한 영상이 120kVp 검사에 비해 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio; SNR) 18%, 대조도 대 잡음비(Contrast to Noise Ratio; CNR)가 19%이상 높게 나타났다. 그리고 피폭선량의 경우 관전압 80kVp에서 120kVp를 적용한 영상에 비해 50% 이상 감소됨을 확인할 수 있었다. A그룹(25명)은 관전압 80kVp로 촬영을 하였으며 B그룹(25명)은 관전압 120kVp로 검사를 하여 영상의 화질 및 선량을 비교 평가하였다. 기존의 고관전압과 비교하여 관전압을 낮게 설정하여 검사할 경우 진단에 영향 없이 방사선량을 감소시킬 수 있어 매우 유용하리라 판단된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.814-821
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• 2011

256 다중 검출기 전산화단층촬영 (multi detector computed tomography, MDCT)에서 두개부 전용 팬톰을 이용하여 분해능 파라메터와 재구성 필터의 영상 품질을 평가하고자 하였다. 사용한 장비는 256 MDCT 을 사용하였으며 philips system head phantom을 이용하여 Extended Brilliance Workspace에서 영상의 질 평가를 측정하였다. 장비에서 지원하고 있는 분해능 파라메터와 재구성 필터가 화질에 미치는 영향을 알아보기 위해서 검사조건을 $512{\times}512$ matrix, $128{\times}0.625$ mm beam collimation, 120 kVp, 250 mAs, 0.5 sec, 250 mm field of view (FOV), 절편 두께와 절편 간격은 5 mm, 1.0 pitch로 동일하게 적용하였다. 분해능 파라메터은 'Standard', 'High', 'Ultrahigh'로 구분하여 적용하였으며, 재구성 필터는 'A', 'B', 'C', 'D', 'UA', 'UB', 'UC' 등으로 바꿔가면서 영상을 재구성하여 노이즈, 균일도, 직선성, 변조전달함수 (modulation transfer function, MTF)의 50%와 10%를 측정하였다. 그 결과 'High' 분해능은 균일도, 직선성, MTF 50%와 10%에서 우수하였다. 'UA', 'UB' 재구성 필터는 균일도와 노이즈 평가에서 양호했으며 'C'재구성 필터는 직선성과 MTF 50%와 10%에서 양호하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권6호
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• pp.1942-1946
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• 2021

Gadolinium oxysulfide (GOS) is regarded as a novel scintillator for the realization of ultra-high spatial resolution in neutron imaging. Monte Carlo simulations of GOS scintillator show that the capability of its spatial resolution is towards the micron level. Through the time-of-flight method, the light output of a GOS scintillator was measured to be 217 photons per captured neutron, ~100 times lower than that of a ZnS/LiF:Ag scintillator. A detector prototype has been developed to evaluate the imaging solution with the GOS scintillator by neutron beam tests. The measured spatial resolution is ~36 ㎛ (28 line pairs/mm) at the modulation transfer function (MTF) of 10%, mainly limited by the low experimental collimation ratio of the beamline. The weak light output of the GOS scintillator requires an enormous increase in the neutron flux to reduce the exposure time for practical applications.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권3호
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• pp.151-156
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• 2014

본 연구의 목적은 붕소 중성자 포획 치료 시 집적된 붕소 영역에서 중성자 선속의 변화와 그에 따른 방출된 즉발 감마선의 검출 시뮬레이션을 통하여 치료 영역에 대한 영상화의 가능성을 확인하고자 함이다. 전산 모사를 통하여 (1) 붕소 유무에 따른 중성자의 영향, (2) 내부와 외부에서의 즉발 감마선량 검출, (3) 즉발 감마선에 대한 에너지 스펙트럼 검출을 수행하였다. 모든 전산 모사는 Monte Carlo n-particle extended (MCNPX, Ver.2.6.0, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA)를 이용하여 가상의 물 팬텀과 열중성자(thermal neutron) 소스, 붕소 영역을 지정하였다. 열중성자의 에너지는 1 eV 이하의 에너지였으며 선속은 2,000,000 n/sec.로 설정하였다. 이 때, 발생된 즉발 감마선의 검출은 물 팬텀과 수직 방향으로 위치시키고 납으로 둘러싸인 lutetium-yttrium oxyorthosilicate (Lu0,6Y1,4Si0,5:Ce; LYSO) 섬광체 검출기를 이용하였다. 붕소가 존재하는 영역인 5 cm 깊이에서의 28 분할로서 대략 0.18 cm의 bin을 도출하여 붕소 영역의 얕은 깊이에서부터 급격하게 저하되는 것을 확인하였다. 또한 붕소 영역이 시작되는 지점인 9 cm 깊이에서 감마선의 피크 레벨을 확인하였다. 그리고 478 keV 지점에서 정확한 즉발 감마선 피크가 관찰되는 것을 확인하였다. 478 keV의 즉발 감마선 피크는 41 keV의 반치폭으로 에너지 분해능 값은 8.5%로 측정되었다. 결론적으로 붕소 중성자 포획 치료 시 발생되는 즉발 감마선의 계측으로 치료가 행해지는 부위를 감마 카메라 또는 단일 광자 방출 단층 촬영 기기에서 영상화할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제32권3호
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• pp.299-306
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• 2009

MDCT의 시간분해능 향상과 등방성 해상능(isotrophic resolution) 영상의 획득, 그리고 지능적인 심전도 동조를 바탕으로 하여 심혈관 질환의 효과적인 진단검사로 인정받고 있는 후향적 심전도 동조화(retrospective ECG gating) 하의 coronary CT angiography는 상대적으로 많은 환자선량을 제공함으로 인해 우수한 진단방법으로서의 장점을 반감시키고 있다. 이에 각 장치 제조사에서는 환자선량을 감소시키는 방법의 연구가 활성화되어 왔으며, 이의 일환으로 지능적인 cardiac dose modulation 기술과 전향적 심전도 동조화(prospective ECG gating)를 사용한 sequential scan이 도입되고 있다. 이에 본 연구에서는 64 채널 MDCT에서 54 kg, 163 cm인 여성 인체모형팬텀을 대상으로 하고 형광유리선량계를 사용하여 후향적 심전도 동조화 하의 coronary CT angiography 프로토콜에서 환자선량의 정량적 평가와 환자선량 감소를 위해 본원에서 선택적으로 적용하고 있는 5가지 검사 프로토콜을 적용하였을 경우의 effective dose와 중요 부위의 organ dose를 측정 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) Dose modulation없이 120 kVp와 210 mAs의 노출조건으로 retrospectively ECG gated helical scan으로 시행한 conventional coronary CT angiography 프로토콜의 effective dose는 17.8 mSv였으며, 심장의 organ dose는 103.8 mGy였다. 2) 관전압을 120 kVp에서 100 kVp로 낮추었을 경우 effective dose는 11.0 mSv로 conventional coronary CT에 비해 38.2%가 감소하였으며, 심장은 67.3 mGy로 45.2%가 감소하였다. 3) Cardiac dose modulation을 적용한 경우 effective dose는 13.3 mSv로 conventional coronary CT에 비해 25.3%가 감소하였으며, 심장은 80.0 mGy로 22.9%가 감소하였다. 4) 100 kVp의 저관전압과 cardiac dose modulation을 적용한 경우 effective dose는 8.1 mSv로 conventional coronary CT angiography에 비해 54.5%가 감소하였으며, 심장은 49.5 mGy로 52.3%가 감소하였다.