• Nuclear Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.239-250
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• 2006

Computational anthropomorphic phantoms are computer models of human anatomy used in the calculation of radiation dose distribution in the human body upon exposure to a radiation source. Depending on the manner to represent human anatomy, they are categorized into two classes: stylized and tomographic phantoms. Stylized phantoms, which have mainly been developed at the Oak Ridge National Laboratory (ORNL), describe human anatomy by using simple mathematical equations of analytical geometry. Several improved stylized phantoms such as male and female adults, pediatric series, and enhanced organ models have been developed following the first hermaphrodite adult stylized phantom, Medical Internal Radiation Dose (MIRD)-5 phantom. Although stylized phantoms have significantly contributed to dosimetry calculation, they provide only approximations of the true anatomical features of the human body and the resulting organ dose distribution. An alternative class of computational phantom, the tomographic phantom, is based upon three-dimensional imaging techniques such as magnetic resonance (MR) imaging and computed tomography (CT). The tomographic phantoms represent the human anatomy with a large number of voxels that are assigned tissue type and organ identity. To date, a total of around 30 tomographic phantoms including male and female adults, pediatric phantoms, and even a pregnant female, have been developed and utilized for realistic radiation dosimetry calculation. They are based on MRI/CT images or sectional color photos from patients, volunteers or cadavers. Several investigators have compared tomographic phantoms with stylized phantoms, and demonstrated the superiority of tomographic phantoms in terms of realistic anatomy and dosimetry calculation. This paper summarizes the history and current status of both stylized and tomographic phantoms, including Korean computational phantoms. Advantages, limitations, and future prospects are also discussed.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.651-660
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• 2020

본 연구에서는 보급형 3D 프린터를 이용하여 인체 Femur와 유사한 HU 값을 가진 팬텀을 제작하여 기존 돼지 뼈를 대체할 수 있는지 분석하고자 하였다. 인체 Femur의 HU 값을 알아보기 위해 연령별 총 372명의 데이터를 분석하였다. 보급형 3D 프린터를 이용하여 PLA-Cu 20%를 이용하여 인체 뼈 모형 팬텀을 제작하여 CT 검사하였다. 돼지 뼈는 생후 6개월 된 돼지로 도축된 지 2일이 지난 뼈를 이용하였다. 검사결과 내부채움 80%로 제작한 3D 프린팅 팬텀이 인체의 모든 데이터와 유사한 값이 나타났고(p<0.05) 돼지뼈와는 차이가 있었다(p>0.05). 또한 연령대별 Femur의 HU 값의 경우 연령대가 증가할수록 HU의 값은 줄어드는 것으로 확인 되었다(p<0.05). 3D 프린팅과 HU 값은 적층 높이에 대해서는 약한 음의 상관성을 확인 하였지만 내부 채움에서는 182.13±1.290으로 강한 양의 상관성(R²=0.996)을 확인하였다(p<0.05). 결론적으로 3D 프린팅을 이용한 인체 모형 팬텀이 기존 돼지뼈 팬텀에 비해 인체와 유사한 정도의 HU 값을 나타낼 수 있음을 확인할 수 있었으며 이에 본 연구가 3D 프린터를 이용한 인체 모형 팬텀의 제작에 기초자료를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.433-439
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• 2013

본 연구에서는 집속형 초음파를 이용하는 뇌 질환 치료의 연구를 위한 인체 두부 유사 팬텀을 개발하였다. 문헌 연구를 통하여 피부 조직, 두개골, 뇌 조직의 음향학적 및 물리적 특성을 조사하였으며 근사한 값을 가지는 적합한 각 조직 대체 물질을 제시하였다. 피부 조직의 경우 글리세롤 기반 연부 조직 유사 팬텀의 성분비를 조정하여 실제 조직과 유사한 음향학적 특성을 가지도록 하였으며 고분자 합성수지의 음향학적 특성을 측정하여 두개골 유사 물질로써의 적합성을 평가하였다. 뇌 조직은 투명한 egg white 팬텀을 이용하여 집속형 초음파의 가열 특성을 확인할 수 있도록 하였다. 또한 뇌 질환 치료 프로토콜 개발을 위한 시험 조사가 가능하도록 대체 물질들을 결합한 두부 유사 팬텀을 제작하였고 제작된 팬텀의 유효성 및 활용성 평가를 위해 초음파 조사 조건에 따른 팬텀의 변성을 관찰하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제30권3호
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• pp.237-243
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• 2007

방사성의약품을 이용한 핵의학적 영상기록에 있어 장기가 함유하고 있는 정보량을 최대한 묘출시켜 양질의 진단정보를 제공해야 한다는 것은 매우 중요하다. 그것을 위한 기술적인 문제를 비롯하여 장비성능의 유지관리에 많은 노력을 기울이고 있으며, 다양한 종류로 상업화되어 이용되고 있는 우수한 phantom들이 사용되고 있다. 본 연구에서 인체의 연부조직과 매우 흡사한 물리적 조건을 가지고 있으며 구입하기 쉬운 Paraffin을 이용하여 기존에 사용되고 있는 acryl thyroid phantom과 동일하게 paraffin phantom을 제작하였으며, 판매되고 있는 acryl thyroid phantom에서 측정할 수 있는 것 보다 더 높은 분해능을 측정할 수 있도록 작은 3mm와 6mm 직경의 cold area를 삽입한 paraffin thyroid phantom을 수작업으로 제작하였다. 방사성의약품 $^{99m}TcO_4$를 이용하고 pinhole collimator를 이용하여 상업화되어 사용되고 있는 acryl thyroid phantom과 본 연구를 위하여 제작한 paraffin thyroid phantom의 특성을 비교 분석한 결과 paraffin을 이용한 phantom도 상업화되어 사용 중인 acryl thyroid phantom과 동일한 물리적 특성을 유지하고, 오히려 분해능이 높은 부분을 측정할 수 있고 연부조직의 특성을 연구할 수 있는 등가물질로서 구입하기 쉽고 제작이 수월한 장점을 비롯하여 경제성이 있음을 증명하는 계기가 되었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제41권4호
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• pp.289-295
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• 2018

When using a mobile X-ray unit, primary radiation creates medical images and secondary radiation scatters in many directions, which reduces image quality and causes exposure to patients, care givers and medical personnel. The purpose of this study was to develop a radiation shielding system for effectively shielding secondary radiation and evaluate its effectiveness. Using a mobile X-ray unit, spatial dose according to presence of human equivalent phantom and spatial dose using the developed shielding device were measured, and the phantom at 80 cm equidistance from center of X-ray was compared with spatial dose according to use of a shield. Measurements were taken at intervals of 10 cm every $30^{\circ}$ from the head direction($-90^{\circ}$) to the body direction($+90^{\circ}$). In the spatial dose measurement with and without the phantom, when the human equivalent Phantom was used, the spatial dose was increased by 40% in all directions from 40 cm to 100 cm from the central X-ray, and about 88% of the space dose was reduced when using the developed shields with the phantom. The equidistance dose at 80 cm from the central X-ray was increased by 39% from $5.1{\pm}0.26{\mu}Gy$ to $7.1{\pm}0.15{\mu}Gy$ when the human equivalent phantom was used, and when phantom was used and shielding was used, the spatial dose was reduced by about 90% from $7.1{\pm}0.15{\mu}Gy$ to $0.7{\pm}0.07{\mu}Gy$. The spatial dose of natural radiation was measured to be about $0.2{\pm}0.04{\mu}Gy$ when using the developed shielding with Phantom at a distance of 1 m or more. It is expected that by using the developed shielding system, it will be possible to effectively reduce secondary radiation dose received in all directions and to ensure safe imaging.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제26권4호
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• pp.27-32
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• 2003

중재 시술용 기능성 기관-기관지 팬텀을 제작하고, 스텐트 삽입술을 시행하여 그 유용성을 평가하고자 한다. 중재 시술용 기능성 기관-기관지 팬텀은 실리콘으로 제작하였으며, 기관을 통하여 스텐트 삽입술이 가능하도록 삽입구를 제작하였다. 팬텀은 지점토를 이용하여 인체와 동일한 형태로 기관, 기관지 분지부와 양쪽 상부 기관지를 재현하였고, 사각형의 틀에 지점토를 고정시킨 후 액상의 실리콘을 채워 건조시킨 후 지점토를 제거하여 제작하였다. 인체, 동물, 팬텀에서 기관지스텐트 삽입 후 흉부 촬영 필름의 농도와 기관지 분지부의 각도를 측정하여 비교하였다. 기관지스텐트는 세선의 교차가 다른 2가지(X-type, Y-type) 형태를 삽입하였으며, 스텐트 삽입술 후 기관 상부, 기관 분지부, 좌기관지, 우기관지, 스텐트 삽입부의 필름농도를 측정하였다. 필름농도는 기관 상부의 경우, 인체 0.76(${\pm}0.011$), 동물 0.97(${\pm}0.015$), 팬텀 0.45(${\pm}0.016$)이었고, 기관 분지부의 경우는 인체 0.51(${\pm}0.006$), 동물 0.65(${\pm}0.005$), 팬텀 0.65(${\pm}0.008$)이었고, 우기관지의 경우는 인체 0.14(${\pm}0.008$), 동물 0.59(${\pm}0.014$), 팬텀 0.04(${\pm}0.007$)이었고, 좌기관지의 경우는 인체 0.54(${\pm}0.004$), 동물 0.54(${\pm}0.008$)로 팬텀 0.08(${\pm}0.008$)이었고, 스텐트 삽입부의 경우는 인체 0.54(${\pm}0.004$), 동물 0.59(${\pm}0.011$), 팬텀 0.04(${\pm}0.007$)이었다. 기관 분지부가 이루는 각도는 인체의 좌기관지에서 $42.6({\pm}2.07)^{\circ}$, 우기관지에서 $32.8({\pm}2.77)^{\circ}$이었으며, 동물에서 각각 $43.4({\pm}2.40)^{\circ},\;34.6({\pm}1.94)^{\circ}$, 팬텀에서 각각 $35({\pm}2.00)^{\circ},\;50.2({\pm}1.30)^{\circ}$이었다. 본 연구팀이 제작한 기관-기관지 팬텀은 기관지 스텐트 삽입술의 재현이 가능하여 중재시술의 술기연습용이나 스텐트를 평가하기 위한 체외실험에 사용이 가능할 것으로 사료된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.368-373
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• 2009

초음파 의료용 탄성 영상 시스템의 성능을 평가하기 위한 인체 조직 모사 팬텀을 제작하였다. 인체에서 종양이나 암 조직은 주위의 정상조직보다 단단한 특성을 가진다. 이러한 조직의 단단함을 영상화하는 기법이 탄성 영상 기법이다. 인체의 병변 조직의 기계적인 특성을 모사하기 위하여 플라스틱 경화제와 연화제를 이용하여 탄성도가 다른 균일 탄성 팬텀을 제작하였다. 제작된 균일 탄성 팬텀은 시료의 비율에 따라 $11.1{\sim}79.6$ kPa 범위의 탄성계수 값을 얻었다. 이를 바탕으로 외부 매질과 내부 매질의 탄성계수 차이가 5배와 7배 정도인 초음파 병변 모사 팬텀을 제작하여 탄성 영상을 획득하였다. 본 논문에서는 제작된 플라스틱 기반의 탄성 팬텀이 인체의 탄성 특성을 모사하는 탄성 팬텀으로서 유용함을 확인하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제43권6호
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• pp.443-451
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• 2020

This study is to evaluate absorbed dose from right lung for brachytherapy and to estimate the effects of tissue heterogeneities on dose distribution for Iridium-192 source using Monte Carlo simulation. The study employed Geant4 code as Monte Carlo simulation to calculate the dosimetry parameters. The dose distribution of Iridium-192 source in solid water equivalent phantom including aluminium plate or steel plate inserted was calculated and compared with the measured dose by the ion chamber at various distances. And the simulation was used to evaluate the dose of gamma radiation absorbed in the lung organ and other organs around it. The dose distribution embedded in right lung was calculated due to the presence of heart, thymus, spine, stomach as well as left lung. The geometry of the human body was made up of adult male MIRD type of the computational human phantom. The dosimetric characteristics obtained for aluminium plate inserted were in good agreement with experimental results within 4%. The simulation results of steel plate inserted agreed well with a maximum difference 2.75%. Target organ considered to receive a dose of 100%, the surrounding organs were left the left lung of 3.93%, heart of 10.04%, thymus of 11.19%, spine of 12.64% and stomach of 0.95%. When the statistical error is performed for the computational human phantom, the statistical error of value is under 1%.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권2호
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• pp.175-181
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• 2015

목 적 : 좌측 유방암 환자의 방사선 치료 시 바로 누운 자세 및 엎드린 자세 에 따른 환자 자세변화 시 발생하는 반대편 유방의 산란선량을 사방향 조사방법에 따라 측정하여 분석하고자 한다. 대상 및 방법 : Human Phantom (Anderson Rando Phantom. USA)을 대상으로 실제 좌측 유방암 환자로 가정한 후, Supine용 Breast Board와 본원에서 주문 제작된 Prone Breast Board를 이용하여 처방선량 50 Gy/25회로 치료계획(Conventional technique, Field-in-Field, IMRT)을 수립하였다. 치료 계획 수립 후 Human Phantom 의 중심축을 기준점으로 하여 우측방향으로 0 mm, 10 mm, 30 mm, 50 mm 떨어진 위치에 유리 선량계(GD-302M, SRS Technol, Japan)를 부착한 후 환자 자세에 따른 치료 방법에 따라 산란선량을 측정하였다. 이 때 각각의 자세 측정 시 모의치료 계획과 동일한 자세를 유지하기 위해 측정 전 EPID를 이용하여 L-gram 촬영을 실시하였으며 Prone-Device를 이용한 측정 시에는 동일한 입사 점을 확인하기 위해 Human Phantom 에 입사점을 표시하여 5회 측정된 평균값으로 각각의 치료계획 선량과 비교 분석하였다. 결 과 : 각각의 자세에 따른 치료방법에 따라 반대 측 유방의 산란선량을 측정한 결과 바로 누운 자세가 엎드린 자세에 비하여 평균 1.2%~1.8% 이상 치료계획 선량 보다 증가함을 보였고 엎드린 자세일 때는 오히려 치료계획 선량보다 평균 0.81~0.9% 이상 감소함을 보였다. 그러나 엎드린 자세 일 때 반대 측 유방의 위치 별 흡수선량 값은 바로 누운 자세일 때 비하여 총 처방선량의 평균 2.7%로 최대 4% 이상 나타났으며 Conventional technique이 Field-in-Field나 IMRT 비하여 평균 3.3%이상 높게 나타남을 보였다. 결 론 : 본 연구는 Human Phantom 을 이용하여 좌측 유방암 환자의 방사선 치료 시 환자의 자세 변화에 따른 반대편 유방의 산란선량을 치료 방법 별로 비교분석 하였다. 실제 환자의 자세 변화에 따른 유방변화를 가정하여 Human Phantom을 위치시켰으나 실제 환자의 개별적 특성에 따라 차이가 발생할 수 있으며 특히 엎드린 자세 시 환자의 자세 재현의 어려움에 따른 오차가 더욱 크게 발생할 수 있다. 이런 오차로 인하여 좌측 폐 및 심장 등의 선량을 급격히 줄여주는 장점에도 불구하고 반대측 유방에 산란선량을 증가시킬 수 있는 가능성이 있음을 확인하였다. 따라서 실제 환자를 대상으로 prone position을 적용할 경우, 치료방법 및 환자 자세확인을 위한 정확한 검증과정의 임상적 노력이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.60-71
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• 2014

현실과 가상을 오고가는 텔레비전의 모습은 이미 오래 전부터 문제시 되어왔다. 그럼 텔레비전은 실재와 가상의 메시지를 과연 어디에 어떠한 모습으로 배치시키며, 어떤 상황에 모습을 드러내는 것일까? 이러한 질문에 처음으로 답을 한 사람은 독일의 비평가, 귄터 안더스이다. 안더스는 실재와의 혼동에서 오는 실재와 가상의 혼동 세계를 팬텀(Phantom)이라고 했으며, 그 팬텀이 가져오는 세상은 암울하고 혼란스러울 것이고 결국 인간은 미디어기계가 만든 복제 세상에 살게 된 것이라고 한다. 미디어 스스로가 이미지가 되고 그 이미지가 또 다른 이미지를 만들어 내고, 이런 과정을 통해서 우리 인간들은 실재가 과연 어떤 형상을 지녔는지 모르게 되었다. 자꾸만 텔레비전은 이런 상황을 조장하고 이런 상황의 옳고 그름을 논하기 전에 벌써 우리들은 깊은 팬텀의 세계에 빠져들어 가고 있다. 물론 이제는 미디어현실과 현실이 엄격하게 구분 될 수는 없다. 미디어는 더 이상 실재와 가상을 나누지 않고, 인간은 스스로 미디어가 보여주는 세상을 판단할 필요가 없는 것이 지금의 미디어현실이다.