• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제43권2호
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• pp.105-114
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• 2020

This study aimed to assess of beam-matching accuracy for an 8 MV beam between the same model linear accelerators(Linac) commissioned over two years. Two models were got the customer acceptance procedure(CAP) criteria. For commissioning data for beam-matched linacs, the percentage depth doses(PDDs), beam profiles, output factors, multi-leaf collimator(MLC) leaf transmission factors, and the dosimetric leaf gap(DLG) were compared. In addition, the accuracy of beam matching was verified at phantom and patient levels. At phantom level, the point doses specified in TG-53 and TG-119 were compared to evaluate the accuracy of beam modelling. At patient level, the dose volume histogram(DVH) parameters and the delivery accuracy are evaluated on volumetric modulated arc therapy(VMAT) plan for 40 patients that included 20 lung and 20 brain cases. Ionization depth curve and dose profiles obtained in CAP showed a good level for beam matching between both Linacs. The variations in commissioning beam data, such as PDDs, beam profiles, output factors, TF, and DLG were all less than 1%. For the treatment plans of brain tumor and lung cancer, the average and maximum differences in evaluated DVH parameters for the planning target volume(PTV) and the organs at risk(OARs) were within 0.30% and 1.30%. Furthermore, all gamma passing rates for both beam-matched Linacs were higher than 98% for the 2%/2 mm criteria and 99% for the 2%/3 mm criteria. The overall variations in the beam data, as well as tests at phantom and patient levels remains all within the tolerance (1% difference) of clinical acceptability between beam-matched Linacs. Thus, we found an excellent dosimetric agreement to 8 MV beam characteristics for the same model Linacs.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.411-414
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• 2002

The CdTe semiconductor detector has a higher detection efficiency for x-rays and $\square$amma rays and a wider energy band gap compared with Si and Ge semiconductor detectors. Therefore, the size of the detector element can be made small, and can be operated at room temperature. The interaction between a CdTe detector and incident x-rays is mainly photoelectric absorption in the photon energy range of up to 100 keV. In this energy range, Compton effects are almost negligible. We have developed a 256 channel CdTe array detector system for monochromatic x-ray CT using synchrotron radiation. The CdTe array detector system, the element size of which is 1.98 mm (h) x 1.98 mm (w) x 0.5 mm (t), was operated in photon counting mode. In order to improve the spatial resolution, we tilted the CdTe array detector against the incident parallel monochromatic x-ray beam. The experiments were performed at the BL20B2 experimental hutch in SPring-8. The energy of incident monochromatic x-rays was set at 55 keV. Phantom measurements were performed at the detector angle of 0, 30 and 45 degrees against the incident parallel monochromatic x-rays. The linear attenuation coefficients were calculated from the reconstructed CT images. By increasing the detector angle, the spatial resolutions were improved. There was no significant difference between the linear attenuation coefficients which were corrected by the detector angle. It was found that this method was useful for improving the spatial resolution in a parallel monochromatic x-ray CT system.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2002

치료방사선 선형가속기에서 출력되는 광자선의 선속 (flux)에는 gantry head로부터 발생되는 오염전자를 포함하고 있으며, 오염전자의 발생은 주로 gantry head의 부속장비 또는 방사선 치료를 위해 gantry head 밑에 설치되는 부속장치 등에서 광자선과 매질의 전자쌍생성, 또는 컴프톤 산란전자 등의 물리적 현상으로 발생된다. 오염전자는 표면영역의 수cm 깊이의 선량 분포에 영향을 주고 있으며, 이것은 방사선 치료 시 skin-sparing 효과를 감소시키는 등 임상적인 측면에 영향을 주고 있다. 그러므로 선형가속기에서 발생되는 오염전자의 특성을 이해 할 필요가 있다. 본 연구는 선형가속기 (Clinac 1800, Varian )에서 출력되는 15MV 광자 선속에서 조사야의 크기가 0.0$\times$10.0 to 30.0$\times$30.0 $\textrm{cm}^2$에서 30.0$\times$30.0 $\textrm{cm}^2$ 대해 구리판(Cu)의 부분적 오염전자 제거 능력과, 조사야의 부분 차폐 방법을 이용하여 물팬톰 내의 선량분포의 변화를 측정하므로써 오염전자의 특성을 분석하였다. 그 결과 오염전자는 조사야의 중심축으로부터 넓게 퍼진 cone 모양의 분포를 하고 있었으며, 또한 오염전자가 갖는 평균 에너지는 약 3.0MeV로 나타났다. 그러므로 오염전자는 표면으로부터 2.5cm 깊이까지 분포하였다. 이러한 결과로써 광자선속에 포함된 오염전자를 제거하고 순수한 광자선을 이용한다면 buildup 영역 및 표면선량이 감소되고, 최대선량지점이 좀더 깊어진다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권4호
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• pp.571-575
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• 2016

본 연구에서는 몬테칼로 전산모사 코드인 GATE6 (Geant4 Application for Tomographic Emission ver.6)를 사용하여 의료용 선형 가속기인 Varian사의 Clinac 21EX를 모사하고, 6 MV 광자선의 선량 특성을 평가하였다. 몬테칼로 방법은 방사선 치료시 환자 내의 선량분포를 계산하는 가장 정확한 방법으로 널리 이용되고 있다. 몬테칼로 기반의 코드를 이용하여 선형가속기의 조사 헤드부를 통과하는 입자의 흐름을 모사하는 것은 조사선량을 정량화 하는데 필요한 입자들의 에너지, 공간 분포와 같은 임상적인 빔의 특성을 결정하기 위한 실용적인 방법이다. 본 연구에서 모사한 선형가속기의 조사 헤드부는 빔 경로에 위치한 타겟, 일차 콜리메이터, 선속 평탄 필터, 이온전리함, 이차 콜리메이터로 구성된다. 모사된 선형가속기를 이용하여 선원-표면간 거리 100 cm, 조사야 $10{\times}10cm^2$ 조건에서 물팬텀 내의 광자선 에너지 스펙트럼(energy spectrum), 심부선량백분율(percentage depth dose), 선량프로파일(dose profiles)을 측정하였으며, 이 결과값을 실험 측정값과 비교하여 정확성을 검증하였다. 본 연구에서는 모사를 통한 결과값과 실험값이 매우 일치함을 보였으며, 이를 통해 GATE6 전산모사 코드는 방사선치료에 사용되는 광자선을 모사하기에 효과적임을 입증하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제9권1호
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• pp.131-141
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• 1991

국내에서 처음으로 사용되는 CLINAC 1800에서 발생된 15MV X-선의 특성을 구하기 위하여 3 Dimensional water Phantom Dosimetry system)를 이용하여 방사선 치료에 근간이 되는 심부선량 백분율(POD), 최대 조직 비율(TMR), 편평도(beam profile), 대칭도, Wedge인자 등을 측정하였고 선량계산을 위하여 출력 인자들을 구하였다. 1. 선축상 최대치 지점(Dmax)은 SSD 100cm일때 조사면이 $10\times10cm^2$에서 $3.0\pm0.1$ cm이였고 $4\times4cm^2,\;35\times35cm^2$에서 각각 $3.1\pm0.1\;cm,2.2\pm0.1$ cm으로 조사면이 넓어지면서 측정치가 표면에 가까워지는 결과를 보였다. 2. 조직표면 선량(Surface Dose)는 SSD 100cm일때 조사면이 $10\times10cm^2$에서 $15.5\%$이였고 $4\times4cm^2,\;35\times35cm^2$에서 각각 $9.8\%\;,51.2\%$로 조사면이 넓어지면서 표면 선량은 증가하는 결과를 보였다. 3. 심부선량 백분율(PDO)은 SSD 100cm에서 측정하였고 조사면이 $10\times10cm^2$이고 10cm depth에서 $76.8\%$이였고 $80\%,\;50\%$ 선량의 깊이는 각각 $9.1\pm0.1\;cm,19.9\pm0.2\;cm$으로 측정되었다. 4. 최대조직비율(TMR)은 심부선량 백분율(PDD)로부터 계산하였고 측정값과의 차이는 $10\times10cm^2$ 조사면에서 평균 $1\;%$ 이내의 오차를 보였다. 5. 대칭도(symmetry)와 편평도(flatness)는 조사면 $10\times10cm^2$일때 각각 $0.73\%,\;2.72\%$이였다. 6. 출력인자(output factor)는 $10\times10cm^2$ 기준 조사면에서 흡수선량을 1로 하였을때 $4\times4cm^2,\;35\times35cm^2$ 조사면에서는 각각 0.927, 1.087로 측정되었는데 조사면이 증가할수록 흡수량이 증가하는 결과를 보였다. 7. Wedge factor는 $15^{\circ}\;30^{\circ}\;45^{\circ}\;60^{\circ}$를 10cm깊이에서 측정하였는데 0.825, 0.099, 0.560, 0.457로 각각 측정되었고 아크릴 0.4 mm Tray의 투과율은 0.976이였다. 8. 15 MV X-선에 의한 납벽층의 반가층 두께는 13 mm였고 Cerrobend의 반가층은 15.5 mm으로 측정되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.197-203
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• 2017

의료용 선형가속장치의 두부 구성요소 중 광자 발생의 원인이 되는 타깃에 대한 연구로써, 타깃의 재질에 따른 광자를 분석하여 타깃 재질 별 발생하는 광자특성에 대한 기초자료를 제시하고자 한다. 본 연구에서는 몬테카를로 방식을 바탕으로 한 MCNPX를 사용하여 타깃 재질에 따른 6, 15 MV의 광자 특성을 비교분석하였다. 타깃 재질 별 평균에너지는 6 MV에서 1.69 ~ 1.84 MeV, 15 MV에서는 3.38 ~ 3.56 MeV로 분석되었다. Flux는 6 MV에서 $1.64{\times}10^{-5}{\sim}1.80{\times}10^{-5}{\sharp}/cm^2/e$, 15 MV는 $1.76{\times}10^{-4}{\sim}1.85{\times}10^{-4}{\sharp}/cm^2/e$로 계산되었다. 결과를 분석하면, 타깃 재질이 고원자번호일수록 평균에너지와 Flux가 증가하는 것으로 평가다. 본 연구를 바탕으로 광자의 물리적 특성에 대한 기초적인 자료를 제시할 수 있었으며, 추후 타깃 선정 시 경제성, 효율성은 물론 물리적 측면을 고려할 수 있어 적절한 선택을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제34권1호
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• pp.43-50
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• 2011

본 연구에서는 Geant4 시뮬레이터를 이용하여 Varian 2100C/D 선형가속기의 헤드 부분과 다엽콜리메이터를 모델링한 후 6 MV 광자 선속에 대해 선량분포 평가의 기본이 되는 물팬텀($50{\times}50{\times}50\;cm^3$) 내에서의 심부선량백분율(Percentage depth dose)과 측면선량(lateral dose)에 대해 검출기를 이용한 측정 결과와 시뮬레이션 결과를 비교 평가하였다. 시뮬레이션은 두 단계로 나누어 진행하였다. 첫 번째 단계에서 타겟을 통해 나오는 광자의 에너지 스펙트럼을 측정하였다. 다음 단계에서 셈플링한 에너지 스펙트럼에 따라 광자를 직접 팬텀에 조사하는 방식으로 수행하였다. 실험 결과 $5{\times}5 \;cm^2$와 $10{\times}10\;cm^2$ 조사야에서의 심부선량백분율과 16 mm, 50 mm, 100 mm에서 측정한 측면 선량 모두 측정값과 비교하여 2% 이내의 오차를 보여 임상적으로 허용범위 안의 오차를 확인하였고 다엽콜리메이터의 정확도는 1 mm 이내의 오차를 확인 할 수 있었다. 본 연구의 연구 결과를 기초로 한 계산적 방법은 오차가 많이 발생하는 비균질성 조직 내에서의 선량분포 연구와 DICOM 데이터를 적용한 선량 계산 시뮬레이션 응용에서 활용하기 위해 선행되어야 하는 기초 자료로서 활용가치가 있다고 판단된다.

• 한국자기학회지
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• 제27권1호
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• pp.18-22
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• 2017

저 강도 자기장을 이용하여 기존의 6 MV 광자선에 대한 선량 상승보다 향상된 선량 변조 방법을 제안하고 이를 실험적으로 선량 효과를 확인하고자 하였다. 0.5 T (Tesla) 강도를 지니는 두 개의 네오디뮴 영구 자석을 광자선에 수직 방향으로 자기장을 인가하였다. 자석과 자석 간의 거리(MMD)와 자석과 물 표면 간의 거리(MSD)에 따라 자기장을 인가한 경우와 인가하지 않은 경우에서의 선량 상승 영역의 선량 변화를 측정하였다. 자석과 자석 간의 거리가 6 cm이고 자석과 물 표면 간의 거리가 2.5 cm 조건에서 기존 6 MV 광자선의 선량 상승 곡선과 비교하여 $D_{0mm}$, $D_{2mm}$, $D_{5mm}$, $D_{10mm}$ 가 각각 6.8 %, 14.6 %, 6.9 %, 2.1 %의 향상된 선량 효과를 보였다. 본 연구를 통해 피부와 매우 인접한 곳에 위치해 있는 표적 체적을 방사선 치료할 경우, 인체 외부에 바로 자기장을 인가하면서 기존 광자선보다 향상된 선량 상승을 기대할 수 있어 임상 적용 가능성이 높을 것으로 기대된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제48권2호
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• pp.100-106
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• 2023

Background: As breast tissue expanders consist of metallic materials in the needle guard and ferromagnetic injection port, irradiation can produce radioactivation. Materials and Methods: A CPX4 (Mentor Worldwide LLD) breast tissue expander was exposed using the Versa HD (Elekta) linear accelerator. Two photon energies of 6 and 10 MV-flattening filter free (FFF) beams with 5,000 monitor units (MU) were irradiated to identify the types of radiation. Furthermore, 300 MU with 10 MV-FFF beam was exposed to the CPX4 breast tissue expander by varying the machine dose rates (MDRs) 600, 1,200, and 2,200 MU/min. To assess the instantaneous dose rates (IDRs) solely from the CPX4, a tissue expander was placed outside the treatment room after beam irradiation, and a portable radioisotope identification device was used to identify the types of radiation and measure IDR. Results and Discussion: After 5,000 MU delivery to the CPX4 breast tissue expander, the energy spectrum whose peak energy of 511 keV was found with 10 MV-FFF, while there was no resultant one with 6 MV-FFF. The time of each measurement was 1 minute, and the mean IDRs from the 10 MV-FFF were 0.407, 0.231, and 0.180 μSv/hr for the three successive measurements. Following 10 MV-FFF beam irradiation with 300 MU indicated around the background level from the first measurement regardless of MDRs. Conclusion: As each institute room entry time protocol varies according to the working hours and occupational doses, we suggest an addition of 1 minute from the institutes' own room entry time protocol in patients with CPX4 tissue expander and the case of radiotherapy vaults equipped with a maximum energy of 10 MV photon beams.

• 센서학회지
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• 제16권1호
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• pp.33-38
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• 2007

In this study, one-dimensional fiber-optic radiation sensor with an organic scintillator tip is fabricated to measure high energy X-ray beam profile of CLINAC. According to the energy and field size of X-ray, scintillating light signal from one-dimensional fiber-optic sensor is measured using a photodiode-amplifier system. This sensor has many advantages such as high resolution, real-time measurement and ease calibration over conventional ion chamber and film.