• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제28권3호
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• pp.199-206
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• 2003

대표적인 수학적 팬텀인 MIRD팬텀은 개발 당시 컴퓨터 계산시간을 단축하기 위해 단순화된 수학방정식으로 표현되었으며 본래 내부피폭 선량계산에 이용하기 위해 제작되었으므로 실제 인체구조에 근접하는 정도와 외부피폭 선량계산 용도로서의 적합성 여부를 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 인체의 단층촬영영상을 이용하여 제작된 Zubal 체적소팬텀과 MERD팬텀이 가장 일반적인 피폭모드인 AP 및 PA모드 감마선장에 노출될 때 장기선량 계산결과 및 단층영상을 비교하여 선량차이의 주요 원인이 되는 MIRD팬텀의 몸통두께를 수정하였다. AP와 PA방향으로 입사하는 0.05MeV에서 10MeV의 에너지 범위를 가진 넓고 평행한 단일 에너지 감마선장에 대해 MIRD팬텀과 Zubal팬텀의 장기선량을 MCNP4C를 이용하여 계산 및 비교한 결과 저에너지 영역에서 AP와 PA방향 모두 MIRD팬텀이 Zubal팬텀보다 높은 선량을 받았으며 유효선량의 경우 특히 PA방향, 0.05MeV 광자빔에 대해서 50%에 가까운 선량차이를 보였다 몸통부분 단층영상을 비교한 결과 Zubal팬텀에 비해서 MIRD팬텀의 몸통 두께가 얇아서 나타나는 결과임을 확인하게 되었고 MIRD몸통두께의 최적값을 찾아내기 위해 20cm에서 32cm까지 변화시켜가며 원전 작업환경에서 가장 많이 받게되는 0.5MeV 감마선에 대한 유효선량을 계산하여 비교하였다. AP방향에서는 24cm, PA방향에서는 28cm일 때 최소의 선량차이를 보이는 것으로 나타났고 이에 따라 몸통모델을 수정하였다. 수정된 MIRD팬텀을 이용하여 장기선량을 재계산하여 Zubal팬텀의 선량과 비교한 결과 특히 PA방향에서 큰 과대평가를 보였던 장기들의 선량차이가 현저하게 줄었고 유효선량의 경우 0.5 MeV 광자빔에 대해 AP, PA방향 각각 -0.5%와 7.3%의 낮은 선량차이를 보였다. Zubal팬텀에 의해 계산된 선량환산인자는 ICRP74에서 제공하는 값과 큰 차이를 보이고 있으며 수정된 MIRD팬텀은 Zubal팬텀의 값에 준하는 결과를 보였다. 본 연구에서 수정된 MIRD팬텀은 기존에 사용되던 선량환산계수의 수정에 사용될 수 있으며 수학적팬텀의 장점을 살리면서 실제 인체에 근접한 선량계산을 수행할 수 있다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2002년도 춘계공동학술발표회요약집
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• pp.389.1-389
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• 2002

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제22권1호
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• pp.47-58
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• 1997

MCNP4A 코드를 이용하여 MIRD 인형팬텀의 정면과 후방에서 입사하는 넓고 평행한 감마선빔에 대한 단위 공기커마당 유효선량 환산계수와 단위 플르언스당 장기의 등가선량을 계산하였다. 본 연구에서 고려한 감마선은 0.03-10 MeV 에너지 구간에서 20개의 단일에너지에 대해 수행되었다. 환산계수의 계산결과를 ICRP/ICRU의 연구결과 발표예정 출판물에 주어진 해당되는 값과 비교한 결과 편차 10%이내에서 일치하고 있다. 결과의 차이가 발생한 이유는 MIRD 팬텀과 ADAM/EVE 팬텀의 기하학적 차이가 주원인이며 또한 계산에 사용된 전산코드와 단면적 차이 등으로 판단된다. 특정 식도 모델을 사용한 결과로부터 얻어진 유효선량과 흉선과 췌장에 대한 등가선량을 채택함으로써 얻어지는 유효선량은 약간(최고 5%)의 차이를 보인다. 기타장기로부터 상부대장을 제외했을 때 본 연구에서 다루었던 감마선 선량학적 측면의 경우에서는 중요하지 않은 것으로 나타났다.

• 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.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제26권2호
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• pp.93-99
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• 2001

해부학적으로 단순한 수학적인형팬텀의 한계를 극복하기 위한 voxel 머리팬텀을 제작하고 BNCT(Boron Neutron Capture Therapy) 시행 시 선량분포를 계산하였다. 일반목적 몬테칼로 코드인 MCNP4B의 반복구조 알고리즘을 이용하여 voxel 몬테칼로 계산체계를 수립하였고 두 가지 물질로 구성된 예시적 voxel 팬텀과 기하체조합팬텀의 계산값 비교를 통해 계산체계를 검증하였다. 미국 NLM(National Library of Medicine)에서 제공하는 VHP man 인체단층사진에 대한 분할 및 색인작업을 통해 voxel 머리팬텀을 제작하여 AP 및 PA 방향에서 입사하는 넓고 평행한 광자 및 중성자빔에 대한 선량값을 MIRD 팬텀의 계산값과 비교한 결과 중성자빔 AP 방향조사 시 MIRD 팬텀에서는 볼 수 없는 안구로 인한 중성자 감쇠현상을 확인할 수 있었다. 3차원 정밀계산이 필요한 BNCT 시술시 선량분포계산을 위해 뇌 중앙에 직경 5cm의 구형 뇌종양 체적을 정의하고 뇌와 종양의 붕소 함량을 조정하여 10keV 및 40keV 상부입사 중성자에 의한 장기별 흡수선량을 계산한 결과 종양에 $30{\mu}g/g$, 정상세포에 $3{\mu}g/g$의 붕소를 주입한 경우 붕소함량이 없을 때에 비해 2배 가량 큰 선량을 보였다. 본 연구를 통해 voxel몬테칼로기법을 이용한 선량평가체계를 수립하였고 정밀한 선량계산을 필요로 하는 치료방사선분야 선량계산에 실제 인체에 가까운 voxel팬텀의 응용가능성을 제시하였다.

• 환경생물
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• 제24권4호
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• pp.387-391
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• 2006

Manchester system 타입의 장착기중 상, 하부에 차폐체가 장착되어 있는 Henschke 장착기를 이용하여 자궁암 근접치료시 자궁 및 주변장기의 선량분포를 평가하기 위하여 치료계획수립에 사용되는 실용프로그램 결과와 몬테칼로 모의계산 결과를 비교하였다. 또한 자궁 및 주변 정상조직이 받은 선량을 계산하기 위해 ORNL(Oak Ridge National Laboratory)에서 수립한 여성의 MIRD (Medical Internal Radiation Dose)형 모의피폭체를 이용 하여 주변장기가 받는 선량을 MCNP로 계산하였다. 몬테칼로 모사에는 MCNP 4B코드를 사용하였으며, 실용계산프로그램에는 GAMMADOT를 이용하였다 MCNP계산에는 $^{192}Ir$ 선원과 장착기의 기하학적 모양을 정밀하게 모사하여 계산 오차를 줄이도록 하였으며, 치료계획용 실용계산프로그램의 계산 조건과 동일하게 치료선원의 강내 체류시간과 체류위치를 적용하여 선량을 계산하였다. 주요 선량 비교 평가점은 Manchester system에서 사용되는 4곳과 ICRU 38에서 Manchester system을 보완하기 위해 제시한 방광표면 및 직장이였다. 실용계산 결과는 MCNP모의계산의 결과와 비교했을 때 대부분 위치에서 상대오차 4% 이내의 결과를 보였고, 난형체의 차폐체 장착효과로 인한 방광과 직장에서의 선량감쇠효과는 각각 19%, 20%였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제27권3호
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• pp.155-164
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• 2002

몬테칼로 모사를 통해 여러 가지 진단X선 검사를 받는 성인의 유효선량을 평가하는 방법체계를 구축하였다. 피사체 인형팬텀으로서 MIRD5 남성 팬텀과 ORNL 여성팬텀이 이용되었고 사용 X선 스펙트럼은 SPEC78 코드로 생산하였다. 같은 진단절차에 대해 NRPB 평가결과와 비교함으로써 계산체계를 검증하였다. 계산체계를 이용하여 흉곽, 복부, 두부 및 척추의 진단에서 AP, PA, LLAT 및 RLAT 방향으로 입사하는 X선에 대한 장기 등가선량과 유효선량을 평가하였으며 가장 보편적인 흉곽 PA와 복부 AP의 경우 유효선량이 각각 0.029mSv와 0.44mSv로 나타났다. 흉곽 PA 1회 촬영 시 피폭하는 선량이 전통적 평가치인 0.3mSv(또는 30mrem)보다 매우 작게 나타나는 것은 진단방사선 기술의 발전뿐만 아니라 적용하는 선량개념의 차이에 기인하는 것으로서 여러 방사선 의료절차에 대한 집중적인 환자선량 평가의 필요성을 강조하는 것이다. 여기서 개발된 선량평가 체계는 CT 선량, 임부의 진단으로 인한 태아의 선량, 소아과 X선에 의한 선공 등 다른 방사선 의료절차에도 용이하게 응용될 수 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.791-799
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• 2019

선량 증강 현상에서 발생하는 물리적 특성과 증강 물질과의 상호 작용으로부터 발생하는 이차입자 생성을 평가하였다. Geant 4, MIRD 두부 팬텀을 이용한 몬테카를로 전산 모사를 진행하였으며, 선형가속기에서 발생되는 4, 6, 10, 15, 18, 25 MV X선을 선원으로 적용하였다. 10, 20, 30 mg/g의 금(aurum), 가돌리늄(gadolinium) 증강 물질을 팬텀 내부 종양에 모사하였으며, 물리적 상호작용의 변화와 이차입자 발생에 따른 입자플루언스와 초기 에너지로부터 방사선가중인자를 고려하여 등가선량을 평가하였다. 방사선 선량 증강 물질에 의한 상호작용은 고 원자번호에서 기인하여 광전효과에 의한 에너지 흡수를 높이는 것으로 나타났으며, 10 MV 이상의 에너지에서는 광핵반응의 증가를 나타내었다. 이로 인해, 팬텀 내부에서 양성자, 중성자와 같은 이차입자 발생의 증가를 보였으며, 중성자에 의한 등가선량이 최대 424.2배 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구는 선량 증강 현상에서의 에너지 전달, 흡수의 물리적 과정을 모사하여, 증강 현상에서 발생하는 물리적 특성을 분석하고자 하였다. 이러한 결과는 향후 in-vivo, in-vitro 선량 증강 실험을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.49-55
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• 2017

의료기관 내 핵의학 종사자는 방사성동위원소 취급 시 사용하는 선원의 종류, 방사능량, 차폐기구의 사용 여부에 따라 종사자 개인별로 광범위한 피폭선량을 나타낼 수 있다. 이에 본 연구에서는 몬테카를로 기법을 기반으로 한 모의실험을 통해 진단용 방사선원 취급 시 종사자의 장기별 선량평가와 L-block 차폐기구 사용에 따른 선량감소효과를 분석하였다. 그 결과, 방사선원의 취급 위치에 근접할수록 높은 장기선량 분포를 나타내었고, ICRP 조직가중치에 따라 유효선량 분포가 상이한 양상을 보였다. 또한 L-block 두께에 따른 선량감소효과는 차폐두께 증가에 따라 지수함수 분포로 감소되는 경향을 나타내었으며, 방사선원별 선량감소효과는 방출하는 감마선 에너지에 비례하여 낮은 차폐효과를 보였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제10권2호
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• pp.155-159
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• 1985

무한균질공기(無限均質空氣)에 방사성물질(放射性物質)이 균일(均一)하게 분포(分布)된 방사성운(放射性雲)에서 피폭선량(被曝線量)은 일반적(一般的)으로 단일(單一)에너지 점등방선원(點等方線源)커넬 방법(方法)에 의하여 계산(計算)하고 있다. 이 방법(方法)의 가장 큰 제한성(制限性)은 인체표면(人體表面)에서만의 선량(線量)을 개산(槪算)한다는 사실(事實)이다. 이와같은제한성(制限性)을 제거(除去)하기 위하여, 이 보고서(報告書)는 감마선방출대형방사성운(線放出大型放射性雲) 속에서 방사선량계산(放射線量計算)에 인체표면(人體表面)에 입사(入射)되는 산난광자(散亂光子)스펙트럼을 고려(考慮)한 다른 접근방법(接近方法)을 도입(導入)하였으며, 그 결과(結果)는 다른 연구자(硏究者)들의 결과(結果)와 잘 일치(一致)하였다. 여기에서 얻은 결과(結果)는 현재(現在) 연구(硏究)가 진행중(進行中)인 무한(無限) 또는 반무한균질공기방사선운(半無限均質空氣放射線雲)에서 MIRD팬텀내 흡수선량분포결정(吸收線量分布決定)의 입력자료(入力資料로서 이용(利用)될 것이다.