• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제43권5호
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• pp.337-341
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• 2020

Although the screening with a mammography has been shown to be economical, simple and effective in detecting breast cancer, it is accompanied by the risk from radiation. Therefore, this study analyzed the glandular dose and organ dose according to the target-filter combination and the presence and absence of implants using Monte Carlo simulation. The results indicate that at a tube voltage of 30 kV and a tube current of 50 mAs, the dose increased in the order of Mo/Mo. Mo/Rh, Rh/Rh and W/Rh in proportion to the atomic number of the target-filter. In addition, in phantom without implant a reduction in dose was seen when compared to the phantom with implant. The organ dose was highest in the lens except for the breast on the examination side regardless of the presence or absence of the implant. These results may contribute to use basic data for the diagnostic reference level of breast plastic surgery patients.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권7호
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• pp.1545-1556
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• 2020

Recently, the International Commission on Radiological Protection (ICRP) has developed the Mesh-type Reference Computational Phantoms (MRCPs) for adult male and female to overcome the limitations of the current Voxel-type Reference Computational Phantoms (VRCPs) described in ICRP Publication 110 due to the limited voxel resolutions and the nature of voxel geometry. In our previous study, the MRCPs were used to calculate the dose coefficients (DCs) for idealized external exposures of photons and electrons. The present study is an extension of the previous study to include three additional particles (i.e., neutrons, protons, and helium ions) into the DC library by conducting Monte Carlo radiation transport simulations with the Geant4 code. The calculated MRCP DCs were compared with the reference DCs of ICRP Publication 116 which are based on the VRCPs, to appreciate the impact of the new reference phantoms on the DC values. We found that the MRCP DCs of organ/tissue doses and effective doses were generally similar to the ICRP-116 DCs for neutrons, whereas there were significant DC differences up to several orders of magnitude for protons and helium ions due mainly to the improved representation of the detailed anatomical structures in the MRCPs over the VRCPs.

• Radiation Oncology Journal
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• 제10권1호
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• pp.121-123
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• 1992

판톰 산란 인자($S_{p}$) 측정을 위한 새로운 방법을 소개한다. 측정용 전리함을 가릴 수 있는 블럭을 이용하여 $S_{p}$인자를 구할 수 있음을 이론적으로 증명하였으며, 이의 검증을 위해 $^{60}Co$을 이용하여 실험하였다. 이론값과 실험값과의 차이는 1%를 넘지않았다. 이 새로운 방법을 이용하면 고에너지 광자선측정에서 문제로 대두되고 있는 공기중 측정이 필요 없으며, 작은 블럭 차폐물만을 이용하여 $S_{p}$인자를 구할 수 있음을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권4호
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• pp.252-260
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• 2012

최근 Computed tomography (CT) 조사선량의 인체에 대한 부정적 영향이 부각됨에 따라 선량을 줄이는 연구가 활발히 진행되고 있고, 이로 인하여 소 동물에 관한 연구는 점점 임상전의 연구로서 필수적으로 여겨지고 있다. 최근에는 피폭 선량을 줄일 수 있는 방법으로서 이론적으로 투영 데이터가 충분하지 않을 때 정확하게 영상을 재구성 하는 것이 가능한 Total Variation (TV) minimization 알고리즘이 각광받고 있다. 이에 본 연구에서는 micro-CT (DRGem, Harmony80H series, Korea) 시스템에서 획득한 적은 수의 투영 데이터를 가지고 TV minimization에 기초한 반복적 영상 재구성 알고리즘과 기존의 Feldkamp-Davis-Kress (FDK) 알고리즘을 사용하여 영상을 재구성하고 두 알고리즘의 영상 화질을 비교 및 평가하였다. TV minimization 알고리즘의 효과를 평가하기 위해서, 먼저 서로 다른 농도의 조영제, 물, 공기가 들어있는 원통형 팬톰을 제작하였고, micro-CT를 사용하여 영상을 획득하였다. Tube와 검출기 일회전 당 최대 400개의 투영 데이터를 획득할 수 있으며, TV minimization 알고리즘의 영상 복원의 정도를 평가하기 위해서 20, 50, 90, 180장의 적은 투영 데이터를 추출하였다. 영상 비교평가를 위한 참고 영상(FDK-reference 영상)은 마찬가지로 400개의 투영데이터를 이용하여 FDK 알고리즘으로 재구성하였고, 20, 50, 90, 180장의 투영데이터를 가지고 TV minimization 알고리즘, FDK 알고리즘을 이용하여 재구성한 영상과 FDK-reference 영상의 프로파일, Contrast-to-noise ratio (CNR), Universal quality index(UQI)를 각각 비교평가 하였다. 또한, 소 동물에 관한 연구를 위하여 mouse 영상에 관하여 프로파일과 UQI를 분석하여 비교평가 하였다. 결과적으로 90개의 투영데이터를 사용하여 재구성한 원통형 팬톰 영상을 분석하였을 때, TV minimization 영상(TV-90) 및 FDK 영상(FDK-90)의 CNR과 UQI를 비교하였을 때 FDK-90보다 TV-90에서 CNR이 0.21, UQI가 0.18 증가하였다. 원통형 팬톰 영상과 같은 조건에서 mouse 영상을 사용하였을 때, UQI는 FDK-90보다 TV-90에서 0.08 증가하였다. 결론적으로 본 연구결과는 기존의 micro-CT의 투영 데이터의 사분의 일이 되는 투영데이터를 사용하여 영상을 재구성하여 비교평가 한 결과 투영영상 데이터의 수가 제한되는 경우에 FDK 알고리즘보다 TV minimization 알고리즘이 X-ray 조사시간을 줄임으로서 피폭선량을 줄이는데 효과적으로 기여할 것으로 기대된다. 특히, 조사시간의 단축은 물체의 움직임으로 인한 영상 화질의 저하를 감소시키는데 기여할 것으로 사려된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.1008-1016
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• 2013

한국전파법에서 휴대전화에만 적용되었던 전자파흡수율(SAR: Specific Absorption Rate) 측정 대상기기가 2012년 1월 이후 인체로부터 20 cm 이내에 위치하는 휴대용 송신 무선통신기기로 확대됨에 따라 150 MHz 대역의 무전기가 포함되어 이에 대한 SAR 적합성 평가를 위한 SAR 측정방법이 필요하다. 그러나 현재 SAR 측정방법에 대한 국제표준(IEC 62209-2)에서는 300 MHz 대역 이상의 주파수에 대해서 적용하고 있으며, 상용 SAR 측정시스템에서도 300 MHz 대역 이상의 주파수에 대해서만 측정이 가능하도록 되어 있는 실정이다. 본 논문에서는 150 MHz 대역의 SAR 측정 유효성 평가를 위한 기준 다이폴 안테나(복사체 길이: 760 mm, 반사 손실 : -25.48 dB) 및 평면형 모의인체의 크기($1,300 mm(L){\times}900 mm(W){\times}200 mm(H)$), 수치해석 SAR 목표값(1 g: 1.08 W/kg, 10 g: 0.77 W/kg)을 제시하였다. 제시된 기준 다이폴 안테나 및 평면형 모의인체를 제작하여 상용 SAR 측정시스템의 적합성 여부를 확인하였다. 측정된 1 g 및 10 g SAR 값은 각각 1.13 W/kg, 0.81 W/kg으로, IEC 국제 표준의 유효 범위인 ${\pm}10$ % 이내를 만족하였다. 본 연구를 통해 도출된 규격들은 국내 SAR 측정방법 및 IEC 국제 표준으로 반영될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권2호
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• pp.43-51
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• 2017

목 적: 유방암 환자의 방사선치료 시 엎드린 자세를 적용하면 폐와 심장에 들어가는 선량을 줄일 수 있다. 하지만 빔 방향에 포함되는 couch의 영향으로 피부선량 증가 및 심부선량이 감소한다. 따라서 본 실험에서는 air gap을 이용해서 couch로 인한 영향을 줄일 수 있는 방법을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 치료 받은 유방암 환자의 전산화단층영상을 바탕으로 3D 프린터(Builder Extreme 1000)를 이용하여 체적을 동일하게 묘사한 인체모형을 제작하였다. 제작한 인체모형을 전산화단층촬영하고 전산화치료계획시스템(Eclipse 13.6, Varian, USA)을 이용하여 6MV, Field-in-Field technique을 이용한 200 cGy/fx의 치료계획을 수립하였다. 피부선량 측정을 위해 내, 외측 4 지점(Med 1, Med 2, Lat 1, Lat 2)에서 광자극발광선량계(Optically Stimulated Luminescence Detector, OSLD)를 이용한 측정을 진행하였고, 심부선량 측정을 위해 유방의 전면과 후면의 2 지점(Anterior, Posterior)에서 FC65-G ion-chamber를 이용한 측정을 하였다. Couch와 인체모형 사이의 air gap(기준 3 cm)을 1 cm 씩 총 6 cm까지 증가시켜가며 측정하였으며 치료계획 선량을 기준으로 평가하였다. 결 과: 피부선량 측정 결과 외측 지점은 치료계획과 비교하여 ${\pm}5%$ 이내의 유사한 값을 보였다. 내측 1 지점은 air gap이 증가할수록 감소하며 3 cm 이상부터 7 % 이상 감소하였고, 내측 2 지점은 4 % 이상 감소하였다. 심부선량 측정 결과 후면 지점은 air gap 차이에 의한 선량변화가 ${\pm}1%$ 이내의 값을 보였다. 전면 지점의 선량은 air gap이 증가할수록 높아지며 3 cm 이상부터 치료계획 보다 4 % 증가한 값을 보였다. 결 론: 본 실험을 통해 couch와 인체모형 사이의 air gap을 특정 거리까지 증가시켰을 때 couch로 인한 피부선량과 심부선량의 영향이 감소함을 확인하였다. 따라서 유방암 환자에 대한 치료 전 선량평가를 진행하여 각 환자에게 최적의 air gap을 적용한다면 피부보효 효과를 높일 수 있고, 정확한 심부선량의 전달이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.453-458
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• 2017

컴퓨터단층촬영 (CT:Computed Tomography)은 환자의 정확한 진단을 위해 진단참고준위인 전산화 단층촬영 선량지표 (CTDI: Computed Tomography Dose Index)와 (DLP:Dose Length Product)의 정보를 제공한다. 그러나 CT 장비가 제공하는 진단참고준위는 테이블 높이에 따른 선량의 변화를 제공하지 않는다. 이번 연구는 컴퓨터단층촬영 검사 시 최적화된 이미지와 최소선량을 찾기 위하여 컴퓨터단층촬영 테이블 높이 변화에 따른 이미지와 선량을 팬텀(PMMA: Polymethyl Methacrylate)을 사용하여 비교 평가하였다. 성인의 복부와 같은 두께인 32 cm PMMA 팬텀을 촬영할 경우 테이블 높이에 따른 선량 변화는 거의 없었다. 그러나 이미지의 노이즈(Noise) 평가에서는 테이블 높이에 따라 노이즈 변동 폭이 크게 발생되었다. 그리고 16 cm PMMA 팬텀인 경우는 노이즈의 변화는 작지만 선량변화는 약 30 % 발생하였다. 결론적으로 컴퓨터단층촬영 (CT:Computed Tomography)의 검사 시에는 환자의 두께에 중심에 정확하게 일치시켜야 한다. 또한 최적화된 이미지와 최소선량으로 검사하기 위해서는 테이블 높이 설정이 중요할 것으로 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제18권1호
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• pp.127-133
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• 2014

PET/CT에서 환자피폭 문제로 인해 저 선량의 중요성이 강조되고 있다. 본 연구에서는 기존에 사용되던 CT 데이터를 이용한 감쇠보정법인 CTAC와 새롭게 적용된 Q.AC를 환자실험과 팬텀 실험을 통해 저 선량으로 촬영 시 PET 영상에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다. 실험장비는 GE사의 PET/CT Discovery 710 (GE Healthcare, USA)를 사용하였으며 팬텀실험으로 감쇠보정의 정량적 평가를 위한 NEMA IEC body phantom과 균일성 평가를 위한 Uniform NU2-94 phantom을 사용하였다. 각각의 팬텀 내부에 동위원소 18-F FDG를 70.78 MBq, 22.2 MBq 주입하고 CT조건은 저 선량조건으로 80 kVp, 10 mA로부터 일반선량 조건으로 140 kVp, 120 mA 조건까지 스캔 후 CTAC와 Q.AC 두 감쇠보정법을 적용하여 재구성하였다. PET 영상에서 일반선량 조건을 기준값으로 정하고 horizomtal profile과 vertical profile을 통해 정량평가를 시행하고 기준값과의 상대적 오차를 평가하였다. 또한 환자실험으로 정상체중 환자와 과체중 환자를 구분하여 저 선량과 일반선량으로 비교 촬영한 뒤 CTAC와 Q.AC로 재구성된 PET영상에서 주요장기별 SUV에 대한 상대적 오차와 신호 대 잡음비를 비교분석하였다. 팬텀실험 결과 저선량 조건에서 CTAC와 Q.AC로 각각 재구성한 PET 영상의 profile과 상대적 오차에서 CTAC보다 Q.AC가 기준값과의 오차가 적은 그래프를 얻었다. 환자실험의 경우 일반선량 조건에서는 정상체중 환자와 과체중 환자 모두 감쇠보정법에 따른 상대적 오차값의 변화가 적었으나 저 선량 조건에서는 정상체중 환자보다 과체중 환자에서 감쇠보정법의 변경에 의한 상대적 오차의 감소폭이 커짐으로 기준값과 차이가 감소하였다. 기존의 감쇠보정법인 CTAC는 80 kVp, 10 mA의 저선량 CT를 사용하는데 있어 PET 영상의 선속경화현상이 발생한다. 이로 인해 CTAC를 이용하여 재구성된 PET 데이터는 정량화하는데 문제가 될 수 있음을 확인했다. 반면에 새로운 알고리즘이 적용된 Q.AC는 과체중 환자의 경우 80 kVp, 10 mA 정도까지는 140 kVp, 120 mA 조건으로 촬영하여 재구성한 PET 데이터 결과와 차이가 적음을 확인할 수 있었다. Q.AC를 이용한 경우 기존보다 저 선량의 CT를 이용해 PET의 재구성에 이용할 수 있으므로 환자의 피폭을 줄이는 데 큰 역할을 할 것으로 기대한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권1호
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• pp.50-56
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• 2010

목 적: 제 3기관에 의해 독립적으로 수행된 방사선 치료 빔의 흡수 선량을 외부 감사의 결과로 보고 한다. 이를 위해 쉽고 편리하게 설치 가능 한 고체 팬텀을 이용하여 흡수 선량을 측정하는 방법을 개발했다. 대상 및 방법: 2008년 12개 방사선 치료 시설에서 외부 감사 프로그램에 참여하였고 47개의 광자선과 전자선의 제 3기관에 의해 American Association of Physicists in Medicine (AAPM) task group (TG)-51 프로토콜을 사용하여 독립적으로 교정되었다. AAPM TG-51 프로토콜은 물에서의 측정을 권고 하고 있지만 팬텀으로 물은 바쁜 병원 상황에선 몇 가지 단점이 있다. 설치와 수송이 편리하고 재현성이 있는 고체 팬텀을 사용하였다. 광자선과 전자선에 대한 물과 고체 팬텀 사이의 선량 보정인자는 스케일링 방법과 실험적 측정에 의해 결정되었다. 결 과: 대부분의 빔은(74%) 제3기관의 프로토콜로 측정한 결과 2%의 편차 이내였다. 그러나 20개 중 2개의 광자선과 27개 중 3개의 전자선은 허용범위(3%)를 초과 하였다. 특히 그중 2개의 빔은 10% 이상의 편차를 보여주고 있다. 6 MV 초과의 고에너지 광자선은 보정인자가 없었다. 6 MV 광자선의 경우 고체 팬텀에서의 흡수선량은 물에서의 흡수 선량보다 0.4% 작게 나타났다. 전자선에 대한 보정인자도 결정되었는데 전자선의 에너지가 증가함에 따라 보정인자는 작아지는 경향을 보여준다. 고체팬텀을 사용한 TG-51 프로토콜의 측정 오차는 ${\pm}1.22%$로 나타났다. 결 론: 개발된 방법은 다기관 임상 연구의 인증 프로그램에 참여할 수 있는 외부 감사 기관 프로그램에 성공적으로 적용되었다. 이 선량측정은 선량을 측정하기 위한 시간을 줄이고 물을 설치할 때의 생길 수 있는 측정오차를 감소시킨다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.25-33
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• 2021

목 적 : 본 연구를 통해 호흡동조방사선치료(Respiratory Gated Radiation Therapy, RGRT)시 환자 호흡 속도에 따른 Trigger mode의 정확성과 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 호흡 속도에 따른 Trigger mode의 정확성을 평가하기 위해 QUASAR^TM 호흡 움직임 팬텀에 3 mm의 기준 표지자(Fiducial marker, gold marker)를 삽입하여 본원 한달 동안 환자의 평균 호흡인 20 bpm(Breath per minute)을 기준으로 4DCT 촬영 후 정중앙(Median)에 위치한 표지자에 윤곽 묘사(Contouring)를 하였다. OBI(On Board Imager)가 장착된 Truebeam STx^TM를 이용해 방사선조사 구간인 Gating window를 Lower threshold는 2.0 mm로 모든 측정 조건에서 고정시키고, Upper threshold를 최고 위상으로부터 각각 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.5 mm, 3.0 mm로 바꿔가며 측정하였다. 위와 같은 조건에서 평균 호흡 속도인 20 bpm을 기준으로 10 bpm, 30 bpm, 40 bpm, 50 bpm, 60 bpm 호흡속도를 바꿔가며 방사선이 끊기는 순간인 'Once at beam off'로 5회 촬영하였다. 같은 방법으로 3일간 반복 촬영 후 각 속도 별 오차율을 비교하였다. 결 과 : 기준 호흡 속도 20 bpm에서 최고 위상으로부터 각각 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.5 mm, 3.0 mm Upper threshold에서 Trigger mode의 beam off시 차이는 3일간의 평균값으로 0.68±0.05 mm, 0.91±0.03 mm, 1.23±0.03 mm, 1.42±0.04 mm, 1.66±0.06 mm이다. 기준 호흡 속도(20 bpm)대비 호흡 속도 변화에 따른 측정 결과는 최대 절대차이(Absolute Difference)의 경우 1일차, 2일차, 3일차 모두 3 mm Upper threshold에서 평균 0.81±0.08 mm로 차이가 확인되었다. 호흡 속도와 절대차이의 편차(Variation)에 대한 상관관계를 평가하기 위한 결정계수 R2는 3일 평균 수치로 각각 0.838, 0.887, 0.770, 0.850, 0.906로 확인되었다. 3일간의 Threshold 모든 변수에서 p-value는 설정 유의수준 0.05 이하로 차이유의를 확인하였다. 결 론 : 호흡동조방사선치료 시 Trigger mode를 이용하여 영상유도를 할 경우 기준 호흡 속도(20 bpm)에서의 Trigger mode의 오차율이 평균 ±0.04 mm 값으로 정확성과 유용성을 확인 할 수 있었다. 그러나 호흡 속도에 따른 부정확성(Uncertainty) 또한 발생할 수 있다는 것을 알 수 있었으며, 특히, 기준 호흡 속도 대비 느려지는 경우(< 20 bpm)보다 빨라지는 경우(> 20 bpm) 영상획득에 대한 부정확성은 커졌다. 따라서 사전 모의치료시의 호흡을 선별하고 호흡을 유지하기 위한 호흡교육과 치료 중 적극적인 실시간 모니터링(Monitoring)이 필요하다고 사료된다.