• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권2호
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• pp.125-131
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• 2001

방사선을 이용한 치료기인 의료용 선형가속기에 부착하여 선량분포 조절에 사용하는 가변형 쐐기필터(virtual wedge)의 선량분포 특성를 분석하고 쐐기각의 자료를 비교하여 가변형 쐐기필터 적용에서 오는 선량분포의 변화를 알아보고자 하였다. 기준전리함인 단일채널 PTW-UNIDOS과 3차원 선량계측시스템인 RFA-7 그리고 실험적으로 구성된 다중채널 검출기의 특성실험을 통하여 선량분포도 및 쐐기각을 구하고 이를 이용하여 실험적 검출시스템의 측정인자를 보정하였다. 가변형 쐐기필터의 쐐기각은 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$ 에서 고정형 쐐기필터에 비교하여 1$^{\circ}$ 이내로 안정하였고, 60$^{\circ}$ 경우는 6 MV에서 1.2$^{\circ}$, 10WV 에서 2.2$^{\circ}$ 의 변화를 보였다. 측정에너지 영역 6, 10 MV 의료용 광자선을 적용하여 선량백분율과 빔평탄도 측정결과 검출기의 신뢰도가 평균 $\pm$2.1 % 이내였다. 고정형 쐐기필터를 이용한 쐐기각 변화율방법 적용시 방사선치료 과정에서 나타나는 선량오차 및 정상조직의 피폭을 줄이고 장비의 과도한 부하를 감소시키며 가변형 쐐기필터의 다양한 치료방법의 적용을 모색할 수 있었다. 가변형 쐐기필터 이용과 측정된 선량분포의 특성 분석으로 기존 고정형 쐐기필터 이용방법 및 기능을 보완하였고 실험적으로 구성된 계측시스템 측정장비의 대체방법 보정으로 가변형 쐐기필터의 다양한 치료방법적용과 보조물 사용에 따른 정확성과 효율을 높이는데 유용하리라 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제45권5호
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• pp.449-455
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• 2022

This study is to present a Geant4 code for the simulation of the absorbed dose distribution given by a medical linac for 6 MV photon beam. The dose distribution was verified by comparison with calculated beam data and beam data measured in water phantom. They were performed for percentage depth dose(PDD) and beam profile of cross-plane for two field sizes of 10 × 10 and 15 × 15 cm². Deviations of a percentage and distance were obtained. In energy spectrum, the mean energy was 1.69 MeV. Results were in agreement with PDD and beam profile of the phantom with a tolerance limit. The differences in the central beam axis data 𝜹₁ for PDD had been less than 2% and in the build up region, these differences increased up to 4.40% for 10 cm square field. The maximum differences of 𝜹₂ for beam profile were calculated with a result of 4.35% and 5.32% for 10 cm, 15 cm square fields, respectively. It can be observed that the difference was below 4% in 𝜹₃ and 𝜹₄. For two field sizes of 𝜹_50-90 and RW₅₀, the results agreed to within 2 mm. The results of the t-test showed that no statistically significant differences were found between the data for PDD of 𝜹₁, p>0.05. A significant difference on PDD was observed for field sizes of 10 × 10 cm², p=0.041. No significant differences were found in the beam profile of 𝜹₃, 𝜹₄, RW₅₀, and 𝜹_50-90. Significant differences on beam profile of 𝜹₂ were observed for field sizes of 10 × 10 cm², p=0.025 and for 15 × 15 cm², p=0.037. This work described the development and reproducibility of Geant4 code for verification of dose distribution.

• 대한방사선치료학회지
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• 제23권1호
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• pp.51-58
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• 2011

목 적: 본 연구에서는 본원에서 보유하고 있는 선형가속기 Clinac IX과 21EX (Varian, Palo Alto, CA)에 대하여 2008년부터 2010년까지 CHECKMATE$^{TM}$ (Sun Nuclear, Melbourne, FL)를 이용하여 측정한 일일 출력 값을 바탕으로 절대 선량에 대한 오차 범위를 평가함으로써 그 유용성을 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 일일 정도 관리는 Varian사의 21EX, IX 두 대의 선형가속기의 광자선(6 MV, 10 MV)을 대상으로 매일 치료시작 전 CHECKMATE$^{TM}$를 사용하여 측정되었고, 절대선량은 격주간격으로 물 팬텀을 이용하여 측정되었다. 21EX의 경우 2008년부터 2010년, IX는 2009년부터 2010년까지의 일일 정도 관리의 측정치와 절대선량 측정치의 데이터 값을 분석하였다. 각 데이터는 Excel 2007 (Microsoft, USA)을 이용하여 평균, 표준편차, 신뢰수준을 평가하였고, CHECKMATE$^{TM}$의 측정값과 절대선량의 유의성을 확인하기 위하여 각 데이터의 오차 값을 각각 비교 분석하였다. 결 과: 관찰 기간 동안 두 장비의 절대선량의 출력은 시간이 지남에 따라 점차 증가함을 보였고, 이 증가는 6 MV와 10 MV 두 에너지 모두에서 비슷한 양의 증가 추세를 보이고 있었다. 또한 CHECKMATE$^{TM}$의 측정치와 절대선량 값의 오차율은 모두 0.34 이하로 나타나 두 측정값이 서로 유의관계가 있음을 보였다. CHECKMATE$^{TM}$ 측정값이 상향됨을 확인 후 이를 조정하기 위하여 절대선량 측정하였고, 오차범위 2~3%에 근접한 경우 출력 값을 교정한 횟수는 21EX는 4회, IX는 3회였다. 결 론: CHECKMATE$^{TM}$를 이용하여 2년 동안 일일 출력 변화를 측정하고 분석한 결과, 품질 관리 시 준수해야 하는 출력 값이 허용 오차 범위 2~3% 내에서 절대선량의 측정값들과 유의성이 있음을 보였다. 따라서 선형가속기의 보다 효율적이며 신뢰도가 있는 일일 출력 검증을 위하여, CHECKMATE$^{TM}$의 사용을 고려할 수 있다. 또한 각 기관에서의 선형가속기 출력 값의 변화 추세를 파악하고 각 출력 값 교정에 참고할 수 있는 좋은 기준이 될 수 있다고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권1호
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• pp.80-88
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• 2008

최근의 방사선 치료선량 계획시스템은 대체로 커널빔을 컨볼루션하여 조직선량을 구하고 있다. 본 연구에서는 광자선 빔에 따른 심부선량과 임의의 깊이에서 프로파일 선량을 구하기 위하여 반복적 수치해석을 통해 투과 필터에 의한 감쇠선량으로부터 에너지 스펙트럼을 구성하였다. 실험은 15 MV X선(Oncor, Siemens사)과 이온선량계 0.125 cc (PTW T31010)을 이용하여 납필터를 투과한 선량을 측정하여 이루어졌다. 15 MV X선의 에너지스펙트럼은 0.25 MeV 간격으로 납필터 0.51 cm에서 8.04 cm의 감쇠선량으로 실측치와 비교하여 구하였다. 실험 연산에서 15 MV X선의 최대유량은 3.75 MeV에서 나타났으며, 평균에너지는 4.639 MeV를 보였으며, 투과선량은 평균 0.6%의 오차인 반면에 최대오차는 납두께 5 cm에서 2.5%를 보였다. 조직선량은 에너지에 크게 의존하므로, 평탄형 필터의 중심과 Tangent 0.075와 0.125인 가장자리의 에너지를 구하였으며, 각각 4.211 MeV와 3.906 MeV로 나타났다. 심부선량과 프로파일 선량은 상업화로 공급되고 있는 선량계획시스템에 중심 선속과 가장자리의 각 에너지스펙트럼을 적용하여 구하여 실측선량률과 비교하였다. 생성된 심부선량 곡선은 조사면 $6{\times}6cm^2$에서 $30{\times}30cm^2$까지 실측치와 비교한 결과 1% 이내의 거의 일치하는 값을 얻었으며, 프로파일 곡선은 $10{\times}10cm^2$에서 1% 이내의 오차를 보였으나, $30{\times}30cm^2$와 같이 큰 조사면의 얕은 깊이에서는 2%의 오차를 보였다. 따라서 투과선량을 연산으로 구한 에너지 스펙트럼이 조직선량을 평가하는 데 상당히 적은 오차범위 내에서 정량적이고 정성적으로 얻을 수 있음을 알 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제1권1호
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• pp.31-42
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• 1990

방사선치료에 가장 널리 사용하고 있는 Co-60 감마선과 6, 10 MV X-선등 다양한 에너지와 2 Gy 에서 10 Gy 의 조사선량 범위에 대한 정확한 선량측정은 방사선치료효과를 더욱 높힐수 있고 휴유증에 대한 선량평가에 도움을 줄 수 있다. 지금까지 방사선치료 범위에 속하는 방사선 계측은 주로 전리함을 사용하였으며 Build up cap 이나 팬텀을 이용하여 노출선량을 계측하고 계측된 값에 에너지에 따른 흡수선량 변환계수 , 측정기의 구성물질에 대한 저지능등 많은 변수를 고려해야하는 복잡성이 있으며 인체내의 선량분포측정이 어려웠다. 본실험에 사용한 Alanine 측정기는 아미노산의 일종인 유기물질로서 인체조직과 등가이고 부피가 작으므로 (0.5$\times$1cm) 조직내에 많이 삽입하여 방사선을 동시에 측정할 수 있었다. 방사선에 노출된 Alanine 은 구성분자의 일부분이 전리되어 장기간 Free radical 상태로 존재하며 마이크로파를 투과시키면 전자의 고유진동수와 일치된 전파를 흡수하는 전자스핀공명(Electron spin resonance) 이 일어나고 흡수된 전파의 강도를 측정함으로서 흡수선량을 추측할 수 있다. 방사선흡수선량 측정은 Co-60 원격치료장치의 선원에서 80cm 거리에 3개의 Alanine 측정기를 Build up holder 에 넣어 고정시키고 방사선치료 선량범위인 0.1Gy 에서 100 Gy 까지 조사하였으며 이때 ESR Spectra 의 진폭은 흡수선량에 비례하였고 선량 균일성의 표준편차는 2 Gy 에서 1% 이었으며 4 Gy 이상에서는 0.5% 이었다. 조직내 선량분포를 측정하기 위하여 인체구성과 같은 Rando phantom 내에 Alanine 측정기를 삽입하고 조사면과 에너지에 따른 방사선 흡수선량분포및 섬부율을 측정한 결과 표준 심부율과 일치하였다. 특히 Alanine 측정기는 온도 습도에 대한 변화가 적고 시간 경과에 대한 변화도 거의 없었으며 (년간 약 1% 감소 ) 에너지에 따른 변화도 없었기 때문에 치료방사선 영역의 선량 측정과 조직내 선량분포에 적당한 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.290-297
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• 2009

고에너지 광자선 기반의 소조사면을 이용한 방사선 치료 시, 조사면의 가장자리에서의 급격한 선량 변화, 전자의 비평형상태, 검출기의 체적 효과 및 검출기와 팬텀 물질과의 불균질성 등으로 인하여 정확한 선량 측정이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 선량 측정을 위해 널리 사용되는 전리함, 다이오드 검출기 및 물과 등가인 재질로 이루어져 측정 시 오차 유발 요인이 적은 것으로 알려진 $GAFCHROMIC^{(R)}$ EBT 필름을 이용하여 팬텀 내 소조사면에서의 흡수선량을 측정하고, 각 검출기들의 특성 및 EBT 필름의 유용성을 평가하였다. 각 검출기는 팬텀 표면으로부터 10 cm 깊이에 장착, 선원과의 거리(SAD)를 100 cm로 하였으며, 6 MV X-선 빔을 6개 조사면($5{\times}5\;cm^2$, $2{\times}2\;cm^2$, $1.5{\times}1.5\;cm^2$, $1{\times}1\;cm^2$, $0.7{\times}0.7\;cm^2$ 및 $0.5{\times}0.5\;cm^2$)으로 팬텀에 조사하였다. $5{\times}5\;cm^2{\sim}1.5{\times}1.5\;cm^2$ 조사면의 경우, 모든 검출기들의 선량값이 1% 이내로 정확하게 일치하였으나, $1{\times}1\;cm^2$ 이하 조사면에서는 전리함을 이용한 측정결과가 타 검출기들에 비해 선량값을 매우 낮게 평가하는 것으로 확인되었다. 이는 검출기 체적효과가 매우 큰 오차요인으로 작용한 것으로 예측되어, 이를 제거하기 위해 제적 효과를 보정하는 컨볼루션 이론을 적용하여 측정된 선량값을 보정하였다. 그 결과, 다이오드 검출기의 경우 $1{\times}1\;cm^2$의 조사면에서는 EBT 필름의 흡수선량보다 약 3%가 높게, 전리함은 약 1% 낮게 측정되었다. $0.5{\times}0.5\;cm^2$ 조사면에서 다이오드 검출기는 약 1% 높은 값을, 전리함은 7% 낮은 선량값을 나타내었다. 결론적으로 $GAFCHROMIC^{(R)}$ EBT 필름의 소조사면 선량측정기로서의 유용성을 확인하였으며, 몬테카를로 전산모사를 이용한 추가 검증이 수행될 예정이다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권3호
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• pp.211-215
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• 2001

목적 : 유방암환자에 있어 수술 후 방사선치료 시행 여부가 향후 골전이 분포에 미치는 영향을 확인하기 위하여 후향적연구를 시행하였다. 대상 및 방법 : 1988년 7월부터 1998년 7월 사이에 서울대학교병원 치료방사선과에서 유방암의 골전이로 방사선치료를 시행 받은 환자 중 IV 병기를 제외한 109명을 대상으로 연구를 시행하였다. 대상 환자 중 69명(A군)은 과거 유방절제술 후 방사선치료를 받지 않았었고, 40명(B군)은 수술 후 방사선치료를 받았었다. 수술 후 방사선치료는 Cobalt 60 원격치료기(30명) 또는 6 MV 선형가속기(10명)를 사용하여 1회 1.8 Gy, 총 50.4 Gy를 조사하였었다. 쇄골상림프절, 액와림프절 및 내유림프절은 광자선을 이용한 전방조사야로, 흉벽은 전자선 또는 광자선을 이용한 접선조사야로 수술 후 방사선치료를 시행하였었다. 모든 환자에서 방사선치료의 범위에는 흉추 1번에서 10번 부위가 포함되었었다. 골절이 부위는 두개골, 경추, 흉추 1번 내지 4번, 흉추 5번 내지 8번, 흉추 9번과 10번, 흉추 11번과 12번, 요추, 골반, 대퇴골, 늑골 및 기타의 11개 부위로 구분하여 연구를 시행하였다. 결과 : A군의 골전이 분포는 요추부위 25명$(55.1\%)$, 골반부위 31명$(44.9\%)$, 늑골부위$(40.6\%)$, 흉추 11번과 12번 부위 26명$(37.7\%)$, 흉추 5번 내지 8번 부위 25명$(36.2\%)$, 흉추 9번과 10번 부위가 24명$(34.8\%)$으로 요추부위가 가장 빈도가 높았다. B군에서도 요추부위와 골반부위가 각각 22명$(55.0\%)$으로 가장 높은 빈도를 보였고, 늑골$(37.5\%)$, 흉추 11번과 12번 부위가 13명$(32.5\%)$으로 유사한 빈도를 보인 반면, 과거 방사선치료부위에 포함된 흉추 1번 내지 4번, 흉추 5번 내지 8번, 흉추 9번과 10번은 1명$(2.5\%)$, 2명$(5.0\%)$, 4명$(10\%)$으로 현저히 낮은 빈도를 보였다. 골전이의 빈도는 흉추 1번에서 4번(p=0.002), 흉추 5번에서 8번(p<0.0001), 흉추 9번과 10번(p=0.004)에서 두 군간에 현저한 차이를 보였다. 결론 : 유방암환자로 수술 후 방사선치료를 시행 받은 환자에서 방사선치료 범위에 포함되는 흉추 1번과 10번 사이의 부위에 골전이가 통계적으로 유의하게 적음을 확인할 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권2호
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• pp.77-88
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• 1998

쐐기형 선량분포는 임상에 많이 응용하고 있으며 고정쐐기여과판은 선질의 강화와 조사면 주위 의 산란선 증가, 등선량 각도의 불일치, 여과판의 장착 및 취급이 부정확하고 어려우며 입체조형 방사선 치료시 많은 조사면을 입체방향으로 중첩시킴으로서 발생되는 선량의 불균질을 방지하고 동적입체방사선조형치료(dynamic 3D conformal radiotherapy) 및 선량강도조절치료(intensity modulation radiotherapy)를 가능케 하는 동적쐐기여과판을 고안 제작한다. 동적쐐기여과판은 콜리메이터를 움직이면서 선량율을 변화시켜서 최적한 쐐기각의 등량곡선을 얻을 수 있도록 미분치료표(segmented treatment tables: STT) 유도하며 표준형의 STT를 컴퓨터에 입력시킨다. STT에 의하여 생성되는 동적쐐기여과판의 특성과 조직내 선량분포를 쐐기각, 조사변의 크기, 조사선량율둥 여러 조건하에서 측정 분석함으로서 방사선 감수성이 높은 장기 내의 종양과 저항성 이 강한 악성종양치료에 도움을 주며 전반적인 방사선치료 성과를 향상시키고자 한다. 연세암센터에서 가동되는 선형가속기 (Varian Clinac-2100C/D)를 이용하여 6MV 와 10MV 광자선과 쐐기각이 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$이고 정사각형 조사면의 한변이 4cm 부터 20cm 범위를 0.5cm 간격으로 콜리메이터를 움직이면서 선량 변동량을 표시하는 미분치료표 (STT)를 작성하였다. 쐐기투과선량인자 (wedge transmission factor) 는 표준 물팬텀내에 표준전리함을 장치하고 열린조사면과 미분치료표에 의한 쐐기조사면의 선량비료서 결정하였다. 쐐기여과판에 의한 조직내선량분포와 등량곡선 및 프로파일은 필름으로 측정하고 영상선량측정기로 작성하였다. 수식으로 유도한 미분치료표(segmented treatment tables: STT) 은 쐐기여과판의 쐐기각과 일치하였으며 쐐기투과선량인자는 쐬기각이 클수록 감소하였으며 조사변이 클수록 적어졌고 조사면 크기와의 관계는 비선형적이었다. 동적쐐기여과판에 의한 등량곡선의 쐐기 기울기는 고형여과판보다 더욱 일치된 경사각을 유지하였다. 심부선량백율은 열린조사면에 의한 것과 거의 비슷하였으며 고형쐐기여과판의 심부율보다 약간 줄어들었다. 동적쐐기여과판은 고형쐐기여과판보다 사용상, 선량측정 및 선량분포에 서 장점이 많으며 피부와 여과판사이의 길이가 길어서 침대에 부딪치는 일이 없고 피부의 산란선 오염이 감소되어 치료효과를 상승시킬 수 있다. 동적쐐기조사방법을 개발함으로서 지금까지 방사선 후유증과 종양의 불균일한 선량배열로 치료의 어려움이 있었던 분야를 개척할 수 있으며 동적입체 방사선조형치료 (dynamic 3D conformal radiotherapy) 및 선량강도조정치료 (intensity modulation radiotherapy)를 가능하게 함으로서 방사선치료성과를 향상시킬 수 있다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권2호
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• pp.141-145
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• 2005

목 적 : 일반적으로 10 MV이상의 광자선에서 산란 중성자를 발생시키는 것으로 알려져 있다. 세관에 설치된 컨테이너 검색장치는 9 MV 이하였음에도 중성자가 누출되었다. 본 연구에서 의료기관에 설치된 방사선 치료기에서 산란 방출되는 중성자의 공간적인 측정을 통해 결과를 분석하고 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본 연구의 방사선 발생장치는 의료용 선형가속기(linear accelerator, linac: Varian, Clinac 1800, USA)를 사용하였다. 중성자 측정용 검출기는 중성자가 발생하면 기포(bubble)이 생기는 Bubble 검출기(Bubble detector, BDPND type, BTI, Canada)를 사용하였다. 의료용 선형가속기 주변에 Bubble 검출기를 isocenter로부터 30 cm, 50 cm, 120 cm의 각각 3가지 거리별로 isocenter 상하 방향 네 곳에 위치시켜 측정하였다. 주변 구조물의 영향을 살펴보기 위해 Wedge와 Mount를 장착 후 50 cm 거리에서 각각 8방향에서 측정하였다. 광자선원부터 isocenter 까지의 거리(SAD: source-axis-distance)를 100 cm로 기준을 정하고 조사면의 크기(field size)는 $15{\times}15cm^2$로 정하였다. 방사선은 20 MU를 조사하여 Bubble 검출기에 발생한 기포수를 측정하며 mrem값으로 계산하였다. 결 과 : Isocenter부터 거리가 30 cm와 50 cm 떨어진 곳의 각각 8개 측정 지점 중에서는 모두 5번 위치(Gantry 우측 아래지점)에서 측정된 산란중성자의 양이 같은 거리라도 가장 높게 측정되었다. Bubble 검출기가 Isocenter부터 120 cm 떨어진 경우와 wedge를 장착한 경우는 7번 위치(Couch 우측 아래지점), mount 탈착한 경우는 2번 위치(Gantry 왼쪽 윗지점)에서 산란 중성자가 가장 높게 측정되었다. 결 론 : 산란중성자의 측정에서 직선상 같은 거리에 있는 곳이라도, 실제 측정한 결과 값에 따르면 서로 상이한 값을 보였다. 주변 구조물도 산란 중성자에 영향을 미치며, 직선상은 같은 거리라도 각각의 지점에서 다른 값을 보였다. 따라서, 산란중성자의 거리에 따른 영향은 단순히 직선으로의 거리뿐 아니라 방향과 주변 구조물에 대한 영향까지 고려하며 공간적인 측정과 평가가 필요하다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제18권3호
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• pp.107-117
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• 2007

방사선 방호의 측면에서 기능강화동적쐐기가 금속쐐기에 비하여 가지는 이점을 평가하기 위하여 각각의 쐐기에서 산란되는 조사야 주변부 선량을 측정하였다. 측정 장비는 2D Array를 사용하였고 장비의 신뢰성을 검증하기 위하여 측정값과 치료계획장치에서 계산된 결과를 비교하였다. $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 금속쐐기와 기능강화동적쐐기를 사용하였을 때에 선원표면간거리를 80 cm에서 90 cm로 변화시키며 조사야 주변부의 선량백분율을 측정하였다. 광자선의 에너지는 6 MV와 15 MV를 사용하였다. 측정은 0.5 cm 깊이에서 조사야 경계로부터 1 cm부터 5 cm까지 1 cm 간격으로 이루어졌다. 열형광선량계를 사용하여 절대 선량을 측정하였다. 2D Array를 사용하여 측정하였을 경우, 기능강화동적쐐기를 사용하였을 때의 조사야 주변부 선량백분율($1.4%{\sim}11.9%$)이 금속쐐기를 사용하였을 때($2.5%{\sim}12.4%$)에 비하여 낮았다. 15 MV의 에너지를 사용했을 경우에 6 MV의 에너지를 사용했을 경우보다 조사야 주변부 평균 선량백분율이 2.9% 높았다. 선원표면간거리가 80 cm일 경우에 90 cm일 경우보다 선량백분율의 차이를 분명히 확인할 수 있었다. 쐐기의 Heel 방향의 선량백분율이 Toe방향의 선량백분율보다 평균적으로 0.9% 낮았다. 열형광선량계를 이용한 절대 선량 측정에서도 2D Array를 사용하여 측정한 경우와 합치하는 결과가 나왔다. 기능강화동적쐐기는 임상에서 조사야 주변부의 정상조직에 불필요하게 산란되어 전달되는 선량을 감소시켜준다. 이러한 이점은 쐐기의 각도가 증가하고 선원표면간거리가 감소할수록 더욱 부각된다.