Background: After the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident, biological alterations in the natural biota, including morphological changes of fir trees in forests surrounding the power plant, have been reported. Focusing on the terminal buds involved in the morphological formation of fir trees, this study developed a method for estimating the absorbed radiation dose rate using radionuclide distribution measurements from tree organs. Materials and Methods: A phantom composed of three-dimensional (3D) tree organs was constructed for the three upper whorls of the fir tree. A terminal bud was evaluated using Monte Carlo simulations for the absorbed dose rate of radionuclides in the tree organs of the whorls. Evaluation of the absorbed dose targeted 131I, 134Cs, and 137Cs, the main radionuclides subsequent to the FDNPP accident. The dose contribution from each tree organ was calculated separately using dose coefficients (DC), which express the ratio between the average activity concentration of a radionuclide in each tree organ and the dose rate at the terminal bud. Results and Discussion: The dose estimation indicated that the radionuclides in the terminal bud and bud scale contributed to the absorbed dose rate mainly by beta rays, whereas those in 1-year-old trunk/branches and leaves were contributed by gamma rays. However, the dose contribution from radionuclides in the lower trunk/branches and leaves was negligible. Conclusion: The fir tree model provides organ-specific DC values, which are satisfactory for the practical calculation of the absorbed dose rate of radiation from inside the tree. These calculations are based on the measurement of radionuclide concentrations in tree organs on the 1-year-old leader shoots of fir trees. With the addition of direct gamma ray measurements of the absorbed dose rate from the tree environment, the total absorbed dose rate was estimated in the terminal bud of fir trees in contaminated forests.
Standing Whole Spine 검사는 많은 병원에서 자동노출제어장치 (automatic exposure control, AEC)를 사용하고 있어 체질량지수 (body mass index, BMI)에 따라 방사선량이 조절되는 특징이 있으며, 이를 통하여 환자 별 측정 DAP (dose area product) 값을 얻을 수 있다. 하지만, 검사 시 장기의 위치에 따른 흡수선량에 관한 연구는 크게 이루어지지 않고 있으며, 이에 본 연구에서는 Standing Whole Spine 검사 시 환자의 두께정보를 대표하는 BMI와 장기의 위치에 따른 흡수선량의 분포를 평가하고자 한다. 연구의 목적을 위하여 측정된 DAP값을 이용하여 PCXMC에서 환자의 5곳의 장기를 선정 (갑상샘, 유방, 심장, 콩팥, 이자)하여 선량을 계산하였다. 결과적으로, 측정된 DAP값은 BMI에 따라 증가하는 경향을 보였지만 전방 장기인 갑상샘, 유방, 그리고 심장에서는 BMI에 따라 장기선량이 감소하는 경향을 보였다. 또한 후방장기인 콩팥과 이자에서는 BMI와 아무런 상관관계를 가지지 않았다. 결론적으로, 본 연구결과를 통하여 Standing Whole Spine 검사 시 BMI와 장기의 위치에 따라 방사선의 영향이 다르게 나타남을 증명하였다.
Background: The effects of radiation on the health of radiation workers who are constantly susceptible to occupational exposure must be assessed based on an accurate and reliable reconstruction of organ-absorbed doses that can be calculated using personal dosimeter readings measured as Hp(10) and dose conversion coefficients. However, the data used in the dose reconstruction contain significant biases arising from the lack of reality and could result in an inaccurate measure of organ-absorbed doses. Therefore, this study quantified the biases involved in organ dose reconstruction and calculated the bias-corrected Hp(10)-to-organ-absorbed dose coefficients for the use in epidemiological studies of Korean radiation workers. Materials and Methods: Two major biases were considered: (a) the bias in Hp(10) arising from the difference between the dosimeter calibration geometry and the actual exposure geometry, and (b) the bias in air kerma-to-Hp(10) conversion coefficients resulting from geometric differences between the human body and slab phantom. The biases were quantified by implementing personal dosimeters on the slab and human phantoms coupled with a Monte Carlo method and considered to calculate the bias-corrected Hp(10)-to-organ-absorbed dose conversion coefficients. Results and Discussion: The bias in Hp(10) was significant for large incident angles and low energies (e.g., 0.32 for right lateral at 218 keV), whereas the bias in dose coefficients was significant for the posteroanterior (PA) geometry only (e.g., 0.79 at 218 keV). The bias-corrected Hp(10)-to-organ-absorbed dose conversion coefficients derived in this study were up to 3.09- fold greater than those from the International Commission on Radiological Protection publications without considering the biases. Conclusion: The obtained results will aid future studies in assessing the health effects of occupational exposure of Korean radiation workers. The bias-corrected dose coefficients of this study can be used to calculate organ doses for Korean radiation workers based on personal dose records.
Tae-Eun Kwon;Areum Jeong;Wi-Ho Ha;Dalnim Lee;Songwon Seo;Junik Cho;Euidam Kim;Yoonsun Chung;Sunhoo Park
Nuclear Engineering and Technology
/
제55권2호
/
pp.725-733
/
2023
The Korea Institute of Radiological and Medical Sciences has started a radiation epidemiological study, titled "Korean Radiation Worker Study," to evaluate the health effects of occupational exposure to radiation. As a part of this study, we investigated the methodologies and results of reconstructing organ-specific absorbed doses based on personal dose equivalent, Hp(10), reported from 1984 to 2019 for 20,605 Korean radiation workers. For the organ dose reconstruction, representative exposure scenarios (i.e., radiation energy and exposure geometry) were first determined according to occupational groups, and dose coefficients for converting Hp(10) to organ absorbed doses were then appropriately taken based on the exposure scenarios. Individual annual doses and individual cumulative doses were reconstructed for 27 organs, and the highest values were observed in the thyroid doses (on average 0.77 mGy/y and 10.47 mGy, respectively). Mean values of individual cumulative absorbed doses for the red bone marrow, colon, and lungs were 7.83, 8.78, and 8.43 mSv, respectively. Most of the organ doses were maximum for industrial radiographers, followed by nuclear power plant workers, medical workers, and other facility workers. The organ dose database established in this study will be utilized for organ-specific risk estimation in the Korean Radiation Worker Study.
Directly, it is not possible to measure the absorbed dose of radiopharmaceuticals in the organs of the human body. Therefore, simulation methods are utilized to estimate the dose in distinct organs. In this study, individual organs were separately considered as the source organ or target organ to calculate the mean absorption dose, which SAF and S factors were then calculated according to the target uptake via MIRD method. Here, 99mTc activity distribution within the target was analyzed using the definition and simulation of ideal organs by summing the fraction of cumulative activities of the heart as source organ. Thus, GATE code was utilized to simulate the Zubal humanoid phantom. To validate the outcomes in comparison to the similar results reported, the accumulation of activity in the main organs of the body was calculated at the moment of injection and cardiac rest condition after 60 min of injection. The results showed the highest dose absorbed into pancreas was about 21%, then gallbladder 18%, kidney 16%, spleen 15%, heart 8%, liver 8%, thyroid 7%, lungs 5% and brain 2%, respectively, after 1 h of injection. This distinct simulation model may also be used for different periods after injection and modifying the prescribed dose.
소아는 성인보다 장기의 방사선에 대한 감수성이 크고 성장 중이기 때문에 더 민감하다. 피폭으로 인한 부작용을 겪는 기대수명이 길기 때문에 피폭선량의 관리가 어른의 경우보다 중요하게 다뤄진다. 본 연구는 10세 팬텀을 사용하여 현재 우리나라에 권고되어 있는 5세 소아의 촬영기준과 입사표면선량의 적합성을 확인하고 추가적으로 제시된 촬영기준으로 장기흡수선량을 측정해보았다. 임상에서 사용 중인 5세와 10세의 촬영조건과 장기흡수선량, 입사표면선량을 비교하였다. 임상 5세 촬영조건이 권고촬영조건보다 약간 높으며 임상 10세 촬영조건은 많이 높게 나타났다. 또한 권고 촬영조건으로 ESD를 측정한 결과 임상 촬영조건의 ESD가 43% 높게 나타났으며 10세의 ESD는 5세의 권고 촬영조건의 ESD 보다 126% 증가를 나타냈다. 5세의 권고된 ESD와 임상 촬영조건에 의한 ESD를 비교한 결과 31.6%의 차이를 나타냈다. 5세의 권고 촬영조건과 임상 촬영조건에 의한 장기흡수선량은 큰 차이는 없으나 흉부와 골반검사에서는 차이가 컸다. 그러나 10세의 임상 촬영조건에 의한 장기흡수선량을 비교하면 월등한 차이가 있었음을 알 수 있었다. 따라서 소아의 권고 선량에 대한 더욱 세분화된 기준안이 연구되어야 할 것으로 사료된다.
Objective: The purpose of the study was to calculate the effective and absorbed organ doses of cone-beam computed tomography (CBCT) in pediatric patient using personal computer-based Monte Carlo (PCXMC) software and to compare them with those measured using thermoluminescent dosimeters (TLDs) and anthropomorphic phantom. Materials and Methods: Alphard VEGA CBCT scanner was used for this study. A large field of view (FOV) (20.0 cm × 17.9 cm) was selected because it is a commonly used FOV for orthodontic analyses in pediatric patients. Ionization chamber of dose-area product (DAP) meter was located at the tube side of CBCT scanner. With the clinical exposure settings for a 10-year-old patient, DAP value was measured at the scout and main projection of CBCT. Effective and absorbed organ doses of CBCT at scout and main projection were calculated using PCXMC and PCXMCRotation software respectively. Effective dose and absorbed organ doses were compared with those obtained by TLDs and a 10-year-old child anthropomorphic phantom at the same exposure settings. Results: The effective dose of CBCT calculated by PCXMC software was 292.6 μSv, and that measured using TLD and anthropomorphic phantom was 292.5 μSv. The absorbed doses at the organs largely contributing to effective dose showed the small differences between two methods within the range from -18% to 20%. Conclusion: PCXMC software might be used as an alternative to the TLD measurement method for the effective and absorbed organ dose estimation in CBCT of large FOV in pediatric patients.
Background: Computed tomography (CT) is one of the crucial diagnostic tools in modern medicine. However, careful monitoring of radiation dose for CT patients is essential since the procedure involves ionizing radiation, a known carcinogen. Materials and Methods: The most desirable CT dose descriptor for risk analysis is the organ absorbed dose. A variety of CT organ dose calculators currently available were reviewed in this article. Results and Discussion: Key common elements included in CT dose calculators were discussed and compared, such as computational human phantoms, CT scanner models, organ dose database, effective dose calculation methods, tube current modulation modeling, and user interface platforms. Conclusion: It is envisioned that more research needs to be conducted to more accurately map CT coverage on computational human phantoms, to automatically segment organs and tissues for patient-specific dose calculations, and to accurately estimate radiation dose in the cone beam computed tomography process during image-guided radiation therapy.
Dose monitoring in CT patients requires accurate dose estimation but most of the CT dose calculation tools are based on Caucasian computational phantoms. We established a library of organ dose conversion coefficients for Korean adults by using four Korean adult male and two female voxel phantoms combined with Monte Carlo simulation techniques. We calculated organ dose conversion coefficients for head, chest, abdomen and pelvis, and chest-abdomen-pelvis scans, and compared the results with the existing data calculated from Caucasian phantoms. We derived representative organ doses for Korean adults using Korean CT dose surveys combined with the dose conversion coefficients. The organ dose conversion coefficients from the Korean adult phantoms were slightly greater than those of the ICRP reference phantoms: up to 13% for the brain doses in head scans and up to 10% for the dose to the small intestine wall in abdominal scans. We derived Korean representative doses to major organs in head, chest, and AP scans using mean CTDIvol values extracted from the Korean nationwide surveys conducted in 2008 and 2017. The Korean-specific organ dose conversion coefficients should be useful to readily estimate organ absorbed doses for Korean adult male and female patients undergoing CT scans.
디지털 팬텀을 사용한 선량평가 방법은 일반화된 장기에 대해서만 평가가 가능하여 종양에 대한 선량평가가 불가능하다. 이에 본 연구에서는 몸통 팬텀에 방사성동위원소를 주입하고 실제 측정된 CT 영상을 기반으로 장기와 종양에 대하여 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 S-value를 계산함으로써 장기와 종양에 대한 흡수선량을 평가하고자 하였다. 몸통 팬텀은 폐, 간, 척추, 실린더로 구성되어 있으며 구 모형 팬텀을 이용하여 종양을 모사하였다. 방사성동위원소의 실제 선량 측정은 방사성동위원소 Cu-64 73.85 MBq 주입된 몸통 팬텀에 유리선량계(glass dosimeter)를 삽입하여 방사성동위원소의 선량을 측정하였다. 몬테카를로 시뮬레이션을 위한 몸통 팬텀의 각 영역 정보는 Cu-64가 주입된 몸통 팬텀을 이용하여 PET/CT 영상을 획득하고 CT영상의 해부학적 정보를 우선으로 평균값과 매뉴얼로 각 장기 및 종양을 영역별로 분할하여 제공하였다. 방사성동위원소의 영역별 잔류시간은 PET 영상에서 분할된 영역을 기반으로 시간변화에 따라 Cu-64 방사능량을 측정하여 계산하였다. 각 영역의 S-value는 몬테카를로 시뮬레이션에 입력된 공간상의 좌표, 복셀 크기, 밀도정보를 사용하여 계산하였다. 흡수선량 평가는 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 선량분포를 계산하였으며 각 영역별로 미치는 S-value와 잔류시간을 이용하여 계산하였다. 각 영역에서의 흡수선량은 간에서 4.52E-02 mGy/MBq, 종양1에서 4.61E-02 mGy/MBq, 그리고 종양2에서 5.98E-02 mGy/MBq으로 평가되었다. 유리선량계로 측정된 선량 값과 시뮬레이션을 통해 계산된 선량 값의 차이는 평균 12.3% 이내의 차이를 보였다. 본 연구결과는 다양한 크기와 위치에 대하여 영상기반 선량평가의 적용가능성을 제시하였다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.