• 치과방사선
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• 제9권1호
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• pp.25-31
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• 1979

The utilization of x-ray for diagnosis and examination is increasing by about 5-15% every year, therefore, it would be mandatory to protect the patients from exposures and so, studies in this field are performed even now. In dental field, the area of irradiation is limited any to the head and neck area, but the irradiated angle is varied following the objected tooth, so the adjacent structures lens and thyroid gland would be fragile to radiation. And the scattered radiation is one of the complicated problems in the protection because of specificity of dental x-ray and its object structures. The author, by using TLD (Thermo luminescent Dosimeter; Teledyne Isotopes-Model 7300, Element; TLD 200(CaF₂:Dy) and Capintec(Capintec Model 192, PM-30 Diagnostic chamber 28㎖ active volume), tried a measurement of air dose distribution of the scattered radiation and the irradiated dose of lens and thyroid gland under the condition of taking the film on the left maxillary molar. The results were as follows: 1. The half value layer of adapted dental x-ray machine was measured, and is 1.44㎜ Al. 2. The time of irradiation on the left maxillary molar in the Alderson Rando Phantom, the measured doses of left and right lens, and thyroid gland were 8,9mR, 1,2mR and 2,8mR. Under the same conditions, the scattered radiation at the distance of 1 meter from the phantom were 84 μR at the front side, 11μR at the back side, 18μR at the right side and 72μR at the left side. 3. Under the same conditions, the dose showed higher value by about 5% in the presence of object(phantom) than in the case of absence.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권9호
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• pp.211-216
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• 2017

중증외상 환자 CT(Computed Tomography)검사 시 검사 보조자의 방사선 피폭경감을 위하여 새로운 융합적 모델의 망토 차폐체를 제작하여 그 유용성을 평가하고자 한다. 실험 방법으로 뇌혈관 CT 검사와 동일한 조건에서 두부 팬텀과 인체 팬텀을 이용하여 기존 차폐체와 새롭게 개발된 망토 차폐체를 이용하여 심장, 양쪽 액와부 그리고 갑상샘 부위를 유리선량계로 피폭선량을 측정하였다. 새롭게 개발된 차폐체가 기존의 차폐체 보다 방사선 차폐율이 심장 61.9 %, 좌측액와부 46.2 %, 우측액와부 69.8 %, 그리고 갑상샘 71.1 % 로 각각 높게 측정되었다. 새롭게 개발된 망토 차폐체가 방사선 피폭을 감소시키는데 매우 유용하며 향후 새롭게 개발된 융합적 모델의 망토 차폐차가 방사선 피폭을 감소시키는데 있어 큰 기여를 할 것으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권2호
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• pp.525-532
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• 2016

High-energy linear accelerators are increasingly used in the medical field. However, the unwanted photo-neutrons can also be contributed to the dose delivered to the patients during their treatments. In this study, neutron fluxes were measured in a solid water phantom placed at the isocenter 1-m distance from the head of an18-MV linac using the foil activation method. The produced activities were measured with a calibrated well-type Ge detector. From the measured fluxes, the total neutron fluence was found to be $(1.17{\pm}0.06){\times}10^7n/cm^2$ per Gy at the phantom surface in a $20{\times}20cm^2$ X-ray field size. The maximum photo-neutron dose was measured to be $0.67{\pm}0.04$ mSv/Gy at $d_{max}=5cm$ depth in the phantom at isocenter. The present results are compared with those obtained for different field sizes of $10{\times}10cm^2$, $15{\times}15cm^2$, and $20{\times}20cm^2$ from 10-, 15-, and 18-MV linacs. Additionally, ambient neutron dose equivalents were determined at different locations in the room and they were found to be negligibly low. The results indicate that the photo-neutron dose at the patient position is not a negligible fraction of the therapeutic photon dose. Thus, there is a need for reduction of the contaminated neutron dose by taking some additional measures, for instance, neutron absorbing-protective materials might be used as aprons during the treatment.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권1호
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• pp.18-24
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• 2021

Purpose: Kilovoltage computed tomography (kV-CT) is essential for radiation treatment planning. However, kV-CT images are significantly distorted by artifacts when a metallic prosthesis is present in the patient's body. Thus, the accuracies of target delineation and treatment dose calculation are inevitably lowered. We evaluated the accuracy of the calculated doses using an image restoration method with hybrid CT, which was introduced in our previous study. Methods: A cylindrical phantom containing four metals, namely, silver, copper, tin, and tungsten, was scanned using kV-CT and megavoltage CT to produce hybrid CT images. We created six verification plans for three head and neck patients on kV-CT and hybrid CT images of the phantom and calculated their doses. The actual doses were measured with film patches during beam delivery using tomotherapy. We used the gamma evaluation method to compare dose distribution between kV-CT and hybrid CT with three gamma criteria, namely, 3%/3 mm, 2%/2 mm, and 1%/1 mm. Results: The gamma pass rates decreased as the gamma criteria were strengthened, and the pass rate of hybrid CT was higher than that of kV-CT in all cases. When the 1%/1 mm criterion was used, the difference in gamma pass rates between them was up to 13%p. Conclusions: According to our findings, we expect that the use of hybrid CT can be a suitable approach to avoid the effect of severe metal artifacts on the accuracy of dose calculation and contouring.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권4호
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• pp.367-373
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• 2021

A quality assurance of computed tomography(CT) have done seven items that were water attenuation coefficient, noise, homogeneity, spatial resolution, contrast resolution, slice thickness, artifact using by standard phantom. But there is no quality assurance items and methods for CT simulator at domestic institutions yet. Therefore the study aimed to access the CT dose index(CTDI), table tilting, image distortion, laser accuracy, table movement accuracy and CT seven items for CT simulator quality assurance. The CTDI at the center of the head phantom was 0.81 for 80 kVp, 1.55 for 100 kVp, 2.50 for 120 mm, 0.22 for 80 kVp at the center of the body phantom, 0.469 for 100 kVp, and 0.81 for 120 kVp. The table tilting was within the tolerance range of ±1.0° or less. Image distortion had 1 mm distortion in the left and right images based on the center, and the laser accuracy was measured within ±2 mm tolerance. The purpose of this study is to improve the quality assurance items suitable for the current situation in Korea in order to protect the normal tissues during the radiation treatment process and manage the CT simulator that is implemented to find the location of the tumor more clearly. In order to improve the accuracy of the CT simulator when looking at the results, the error range of each item should be small. It is hoped that the quality assurance items of the CT simulator will be improved by suggesting the quality assurance direction of the CT simulator in this study, and the results of radiation therapy will also improve.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.216-224
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• 2009

$^{99m}Tc$은 핵의학 영상 획득 물리적 특성이 우수하지만 유기화 작용이 일어나지 않아 갑상선 호르몬의 합성능력이 없는 결절을 진단하는데 제한을 받는다. 이와는 달리 $^{131}I$은 유기화 작용으로 인하여 갑상선의 기능을 평가하는데 활용됨은 물론 높은 에너지의 베타선과 감마선을 방출함으로써 암의 치료에도 널리 사용되고 있는 방사선 핵종이다. 그러나 $^{131}I$은 단일에너지의 감마선을 방출하는 $^{99m}Tc$ 등과는 달리, 다양한 에너지의 감마선을 방출함으로써 핵의학 영상의 정량화가 어려운 단점이 있으며, 특히 고에너지 영역의 감마선에 의한 격벽투과와 산란선은 핵의학 진단영상에 악영향을 미치게 되는 단점이 있다. 본 연구에서는 팬텀 내에서 선원의 위치 변화에 따른 산란의 영향을 알아보기 위해 GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) 시뮬레이션 도구로 dual-head 감마카메라(ECAM), PMMA 팬텀(RADICAL, USA), 점선원 0.1 mCi를 사용하여 모사하였다. 팬텀 내에서 $^{131}I$ 점선원을 X축, Y축으로 위치를 변화시키며 영상을 획득하였다. 또 산란 매질의 유무에 따른 영향을 확인하기 위해 같은 위치에서 점선원이 팬텀 안에 있을 때와 공기 중에 있을 때를 비교 하였다. 저에너지 선원과 비교를 위해 같은 방법으로 $^{99m}Tc$으로도 시뮬레이션 하였다. 또한 시뮬레이션과 똑같은 환경에서 측정 실험을 통해 시뮬레이션의 타당성을 검증 하였다. 이 연구에서는 한 팬텀 내에서도 위치 변화에 따라 산란의 영향이 달라진다는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이러한 분포 변화는 시뮬레이션과 측정 실험 모두에서 동일한 경향을 나타내었으므로 시뮬레이션이 타당함을 확인할 수 있었다. 시뮬레이션을 이용하면 X축, Y축 위치 변화만 아닌 다양한 경우에 대해서도 위치 변화에 따른 산란 영향의 예상이 가능할 것이며 나아가 산란 보정 연구의 기초 자료로 사용될 것이라 생각한다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제27권1호
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• pp.1-10
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• 2002

의료용 선형가속기에서 발생되는 고 에너지 광자선은 콜리메이터에 의하여 누출되며 치료두부(head), 콜리메이터, 환자를 포함한 치료실내의 모든 벽과 구성 물질들에 의하여 많은 산란선이 발생된다. 방사선치료는 종양에 따라서 최소한 40 Gy에서 80 Gy까지 조사되기 때문에 주위건강조직 특히 생식가능한 사람에 대한 생식선의 피폭선량을 평가하여야하며 종양치료에 영향을 주지 않은 범위에서 가능한 방법을 동원하여 피폭선량을 줄여야한다. 방사선 안전관리등의 기술기준에 관한 규칙(과학기술부령 제17호) 제3절 의료분야의 특별기준, 제44조(진료환자의 방사선 피폭)에 의하면 진료를 위한 환자 피폭선량을 합리적으로 달성 가능한 최소의 수준으로 유지하기 위한 절차를 구비하여야 하며 과학기술부 장관은 이에 준하는 의료시설 및 장비취급의 기술기준을 정하고 고시하여야한다고 명시 되어있다. 고 에너지방사선은 악성종양환자들의 치료성과를 향상시키는 동시에 치료후 방사선에 의한 만성효과가 발생 될 수 있기 때문에 주선속의 다양한 산란선과 누출선의 선질변화와 선량을 측정하고 생식선과 같은 주요장기를 산란선으로부터 차폐할 수 있는 기구를 제작 사용함으로서 방사선 피폭선량을 최대한으로 감소시킬 수 있었다. 고 에너지 방사선은 의료용 선형가속기(CLINAC 2100C/D. 2100C. 600C)에서 발생시킨 4, 6, 10 MV x-ray와 코발트원격치료장치(ALCYON II)의 코발트선원에서 방출되는 1.25 MV의 감마선을 이용하였다. 선량측정은 폴리스틸렌과 인체팬텀(Rando)사용하였으며 측정기는 이온함, TLD 및 필름을 사용하였다. 고 에너지 방사선에 의한 산란선은 장치의 콜리메이터 뿐만 아니라 치료실 벽 인체내부등 모든 방향에서 방사됨으로 납 벽돌에 의한 차폐율측정은 많은 변수를 가졌으며 고환인 경우에는 3면이 모두 차폐되도록 항아리모양으로 제작하였다. 태아인 경우 태아가 위치하고 있는 골반위에 육교모양의 선반을 만들고 그 위에 납 벽돌을 장치하도록 고안하였다. Co-60 감마선, 4 MV x-선, 10 MV x-선에서 발생되는 누출선량과 산란선량에 의한 평균 피폭선량은 조사면 중심으로부터 10, 30, 60cm 거리에서 조사면내 최대선량에 대하여 각각 $10^{-2},\;10^{-3},\;10^{-4}$의 비율로 측정되었으며 거리에 따라 지수함수로 줄어들었다. 흉부에 국한된 종양을 10 MV x-ray, $12{\times}12 cm^2$ 조사면으로 치료하였을 때 자궁에 받는 피폭선량은 0.9 mGy/Gy이며 고환이 받는 피폭선량은 0.6 mGy/Gy 이었으며 체장과 신장은 각각 4.8 mGy/Gy 와 2.5 mGy/Gy이다 10 MV x-선, $14{\times}14cm^2$ 조사면 경계로부터 10 cm 밖에서 납벽돌의 반가층 두께는 약 9.0 mm 이였고 20cm 밖에서는 반가층 두께가 약 6.5 mm로 측정되었다. 복부에 위치한 악성종양을 60 Gy 조사하였을 경우 태아가 위치하고 있는 자궁의 피폭선량은 약 370 mGy이고 이곳을 10 mGy이하가 되도록 차폐하려면 약 6.2 cm두께의 납 벽돌을 자궁위에 장착하여야 하며 골반치료시 고환에 10 mGy이하가 되도록 차폐하려면 약 5 cm 두께의 납 항아리가 요구된다. 고 에너지 고 준위 방사선치료시 고환은 3면을 항아리모양으로 차폐할 수 있어 피폭선량을 상당히 줄일 수 있으며 자궁인 경우 체내에서 산란된 선량의 차폐는 불가능하였다.

• 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.

• Journal of Computational Design and Engineering
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• 제2권3호
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• pp.176-182
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• 2015

Head-and-neck cancer is often treated with intensive irradiation focused on the tumor, while delivering the minimum amount of irradiation to normal cells. Since a course of radiotherapy can take 5-6 weeks or more, the repeatability of the patient posture and the fastening method during treatment are important determinants of the success of radiotherapy. Many devices have been developed to minimize positional discrepancies, but all of the commercial devices used in clinical practice are operated manually and require customized fixtures for each patient. This is inefficient and the performance of the fixture device depends on the operator's skill. Therefore, this study developed an automated head-and-neck immobilizer that can be used during radiotherapy and evaluated the positioning reproducibility in a phantom experiment. To eliminate interference caused by the magnetic field from computed tomography hardware, Ni-Ti shape-memory alloy wires were used as the actuating elements of the fixtures. The resulting positional discrepancy was less than 5 mm for all positions, which is acceptable for radiotherapy.