• 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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.62-69
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• 2014

본 논문에서는 WBAN(Wireless Body Area Network) On-body 시스템에서 표면 지향 안테나를 사용하여 인체 내부 기관에 의한 영향을 분석하였다. 인체 내부 기관의 영향을 확인하기 위하여 인체 상반신 모델과 실제 인체에 안테나를 부착하여 수신 신호의 세기를 측정하였다. 실험은 인체에 대한 고유 영향을 보기 위하여 무반향실에서 움직임 없이 수행하였고, VNA(Vector Network Analyzer)를 이용하여 수신 신호 세기를 측정하였다. 측정된 데이터를 이용하여 인체 모델과 상반신 모델의 수신 신호 세기를 비교하였고, 인체 내부 기관이 안테나 수신 신호 세기에 미치는 효과를 분석하였다.

• 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.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제49권2호
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• pp.68-77
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• 2024

Background: Cone beam computed tomography (CBCT) is essential for correcting and verifying patient position before radiation therapy. However, it poses additional radiation exposure during CBCT scans. Therefore, this study aimed to evaluate radiological safety for the human body through dose assessment for CBCT. Materials and Methods: For CBCT dose assessment, the depth dose was evaluated using a cheese phantom, and the dose in the orbital area was evaluated using a human body phantom self-fabricated with a three-dimensional printer. Results and Discussion: The evaluation of radiation doses revealed maximum doses of 14.14 mGy and minimum doses of 6.12 mGy for pelvic imaging conditions. For chest imaging conditions, the maximum doses were 4.82 mGy, and the minimum doses were 2.35 mGy. Head imaging conditions showed maximum doses of 1.46 mGy and minimum doses of 0.39 mGy. The eyeball doses using a human body phantom model averaged at 2.11 mGy on the left and 2.19 mGy on the right. The depth dose ranged between 0.39 mGy and 14.14 mGy, depending on the change in depth for each imaging mode, and the average dose in the orbit area using a human body phantom was 2.15 mGy. Conclusion: Based on the experimental results, CBCT did not significantly affect the radiation dose. However, it is important to maintain a minimal radiation dose to optimize radiation protection following the as low as reasonable achievable principle.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1095-1103
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• 2014

WBAN은 다양한 응용 가능성 때문에 최근 들어 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 기기의 위치에 따른 WBAN 통신 환경에 적합한 몇 가지 안테나와 모의 인체 제작에 대하여 소개하고자 한다. WBAN 시스템은 인체 내부 및 인체 표면에서 동작하므로 고유전율 및 고도전율을 갖는 인체 매질에 대한 영향을 고려해야 하며, 특히 안테나는 근역장 매질 특성에 따라 안테나의 방사 특성 및 반사 손실 특성이 변하게 되므로, 이를 고려한 안테나 설계가 요구된다. 또한, 안테나의 인체 영향을 고려하기 위해 모의 인체를 이용해 안테나를 설계하고 측정하였다. 서론에서는 WBAN 통신 채널의 분류를 소개하고, 각각의 통신 채널에 적합한 안테나의 특성에 대해 간단히 언급하였다. 제안된 몇 가지 안테나 사례 및 모의 인체 구현에 대하여 논의하였다. 결론에서는 안테나 설계 시 고려해야 할 사항과 향후 연구에 대해 언급하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.895-900
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• 2019

초음파는 인체에 무해하다고 알려져 산부인과에서 태아의 진단 및 발육상태 확인을 위해 널리 이용되고 있다. 진단 초음파의 장시간 사용은 체온 변화를 야기할 수 있지만 초음파로 인한 임신부의 자궁온도 변화에 대한 연구가 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 자체 제작한 자궁모형팬텀을 이용하여 초음파 주사시간에 따른 온도 변화를 알아보고자 하였다. 조직등가 물질인 아크릴과 돼지 자궁을 이용하여 인체 자궁과 유사한 자궁모형팬텀을 자체 제작하였으며 초음파 장비와 4MHz convex probe를 사용하였다. 아크릴 수조 내부, 자궁내부, 대기온도 측정을 위해 3개의 탐침형 온도계를 설치하였고 측정대상의 온도를 분단위로 6시간, 총 361회 측정 한 결과 자궁모형팬텀의 온도가 상승되었음을 확인하였다. 본 연구를 통해 초음파로 인한 인체 체온 상승의 가능성을 확인 할 수 있었고 본 연구가 초음파 열 흡수효과 연구의 기초자료로 활용 될 것이라 사료된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제6권4호
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• pp.239-247
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• 1974

방사선 안전관리의 효과적인 연구를 위해 유사인체 모형을 설계, 제작하였다. 이 모형의 치수는 한국인의 체격과 근사하게 맞추었으며 두께 2.5cm인 포리에칠렌판 35매로 구성되었다. 유사인체모형의 표면에 착용한 열형광 설량계(Disc type TLD)로써 외부 ${\gamma}$-방사선에 의한 신체특정부위의 피폭선량을 측정하였으며, 아울러 깊이에 따른 흡수선량에 대해서 열형광 선량계(micro rod type TLD)로써 측정하여 결정장기 부위의 각단면에 대한 등가선량선을 얻었다. 선량측정은 방사선 작업자의 작업환경조건에 유사하도록 유사인체 모형에 대해 배치하고 여러 입사방항에 대해서 실시하였다. 그 결과 Cs-137, ${\gamma}$-방사선에 대하여 두께 20cm인 유사인체 모형에서의 감쇄는 0.439였으며 이는 보고된 자료들과 잘 일치하였다.

• International Journal of Contents
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• 제8권2호
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• pp.52-59
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• 2012

This study uses digital imaging and communications in medicine (DICOM) files acquired after CT scan to obtain the absorbed dose distribution inside the body by using the patient's actual anatomical data; uses geometry and tracking (Geant)4 as a way to obtain the accurate absorbed dose distribution inside the body. This method is easier to establish the radioprotection plan through estimating the absorbed dose distribution inside the body compared to the evaluation of absorbed dose using thermo-luminescence dosimeter (TLD) with inferior reliability and accuracy because many variables act on result values with respect to the evaluation of the patient's absorbed dose distribution in diagnostic imaging and the evaluation of absorbed dose using phantom; can contribute to improving reliability accuracy and reproducibility; it makes significance in that it can implement the actual patient's absorbed dose distribution, not just mere estimation using mathematical phantom or humanoid phantom. When comparing the absorbed dose in polymethly methacrylate (PMMA) phantom measured in metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) dosimeter for verification of Geant4 and the result of Geant4 simulation, there was $0.46{\pm}4.69%$ ($15{\times}15cm^2$), and $-0.75{\pm}5.19%$ ($20{\times}20cm^2$) difference according to the depth. This study, through the simulation by means of Geant4, suggests a new way to calculate the actual dose of radiation exposure of patients through DICOM interface.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제41권2호
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• pp.141-148
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• 2018

This study examined the properties of photons and the dose distribution in a human body via a simulation where the total body irradiation(TBI) is performed on a pediatric anthropomorphic phantom and a child size water phantom. Based on this, we tried to find the optimal photon beam energy and material for beam spoiler. In this study, MCNPX (Ver. 2.5.0), a simulation program based on the Monte Carlo method, was used for the photon beam analysis and TBI simulation. Several different beam spoiler materials (plexiglass, copper, lead, aluminium) were used, and three different electron beam energies were used in the simulated accelerator to produce photon beams (6, 10, and 15 MeV). Moreover, both a water phantom for calculating the depth-dependent dosage and a pediatric anthropomorphic phantom for calculating the organ dosage were used. The homogeneity of photon beam was examined in different depths for the water phantom, which shows the 20%-40% difference for each material. Next, the org an doses on pediatric anthropomorphic phantom were examined, and the results showed that the average dose for each part of the body was skin 17.7 Gy, sexual gland 15.2 Gy, digestion 13.8 Gy, liver 11.8 Gy, kidney 9.2 Gy, lungs 6.2 Gy, and brain 4.6 Gy. Moreover, as for the organ doses according to materials, the highest dose was observed in lead while the lowest was observed in plexiglass. Plexiglass in current use is considered the most suitable material, and a 6 or 10 MV photon energy plan tailored to the patient condition is considered more suitable than a higher energy plan.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제41권3호
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• pp.215-221
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• 2018

Cone beam Computed Tomography(CBCT) is an increasing trend in clinical applications due to its ability to increase the accuracy of radiation therapy. However, this leaded to an increase in exposure dose. In this study, the simulation using Monte Carlo method is performed and the absorbed dose of CBCT is analyzed and standardized data is presented. First, after simulating the CBCT, the photon spectrum was analyzed to secure the reliability and the absorbed dose of the tissue in the human body was evaluated using the MIRD phantom. Compared with SRS-78, the photon spectrum of CBCT showed similar tendency, and the average absorbed dose of MIRD phantom was 8.12 ~ 25.88 mGy depending on the body site. This is about 1% of prescription dose, but dose management will be needed to minimize patient side effects and normal tissue damage.