• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제23권3호
• /
• pp.162-168
• /
• 2012

양성자 치료에서 치료의 목표를 달성하고 환자의 안전을 제고하기 위해 인체 내 양성자 빔의 분포를 확인하는 것이 중요하다. 양성자 선량분포와 밀접한 관계가 있는 즉발감마선의 2차원 분포 측정을 위하여 본 연구팀에서는 다수의 CsI(Tl) 섬광체가 1차원 종형으로 배열된 검출기 배열과 집속장치 및 다채널 신호처리 장치로 이루어진 측정장치를 개발하고 있다. 이에 본 연구에서 몬테칼로 기반의 MCNPX 코드를 이용하여 최적화된 측정 장치를 설계하고자 하였다. 즉발감마선을 효과적으로 측정하기 위해 CsI(Tl) 섬광체의 크기를 $6{\times}6{\times}50mm^3$로 결정하였으며, 배경감마선의 영향을 최소화하고 빔의 진행방향에서 수직방향으로 발생하는 즉발감마선만 측정하기 위해 집속장치의 구멍 크기는 면적 $6{\times}6mm^2$, 길이 150 mm로 최적화되었다. 150 MeV 양성자 빔에 대한 성능 예측 전산모사연구를 수행한 결과, 본 연구에서 최적화된 측정 장치를 통해 즉발감마선 2차원 분포를 측정할 수 있었으며, 1 mm 오차범위에서 양성자 빔의 비정을 결정할 수 있었다. 이를 바탕으로 현재 다채널의 신호처리 장치를 개발하고 있으며 실제 양성자 빔을 이용한 즉발감마선 분포측정을 통해 측정 장치의 성능을 검증할 것이다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.55-59
• /
• 2015

양성자핵반응에 대한 연구는 현재 핵융합로의 재료 개발을 비롯하여 양성자치료 분야 등을 중심으로 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구는 100 MeV 양성자 빔을 이용한 $^{27}Al(p,3p+n)^{24}Na$ 반응을 통하여 발생되는 지발 감마선(2754, 1386 keV) 스펙트럼을 고순도 HPGe 검출기를 이용하여 측정하였다. 실험에 사용되어진 양성자 빔은 양성자가속기연구센터(KOMAC)에 설치되어 있는 100 MeV 양성자선형가속기를 사용하였다. 측정된 감마선은 기존에 알려진 결과들과 비교분석하였다. 측정된 감마선의 강도는 고에너지 감마선 검출효율을 결정하는데 매우 중요한 정도를 제공 할 것으로 생각되어 진다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
• /
• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
• /
• pp.192-194
• /
• 2002

We present the results on the calibration of iso-center positions using the quality assurance system established at PMRC for determination of center position in X-ray and proton irradiation fields. Details on the system are presented in another presentation in this session. The equipment in the system is mounted on a patient treatment bed in each proton exposure room, G1 or G2. A center of a stainless ball on the equipment is set at a cross of laser markers located around the iso-center and fixed on the room and on the snout in the gantry. A proton beam or an X-ray beam is exposed onto the ball through a brass collimator of 100 mm ${\times}$ 100 mm and projected onto the imaging plate set at I cm behind the ball. On the axis perpendicular to the thrust axis of the gantry on the imaging plate, a distance between a center of the collimator image and a center of the ball image varies as a cosine function of gantry angles unless the ball is set on the iso-center. An amplitude of the cosine curve shows the distance between the ball and the iso-center, an offset the offset of the collimator, and a phase shift at a zero crossing point the ball direction viewed from the iso-center. We present the relation among the iso-center position, the laser maker position, and the center of proton and X-ray irradiation fields. Its stability and its reproducibility are discussed.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
• /
• 한국자기학회 2016년도 자성 및 자성재료 국제학술대회
• /
• pp.169-169
• /
• 2016

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.35-46
• /
• 2016

목 적 : 두경부암의 양성자 치료 시 BoS frame ($Q-fix^{TM}$)을 사용하면 후사방향의 빔 조사 시 couch 와 snout 사이 충돌을 피하면서 Airgap 을 최소화할 수 있다. 이는 couch 에서 BoS frame 을 얼마나 많이 extended 시켰는지가 각 치료 빔 방향의 Airgap (환자와 빔 사출구 거리)을 결정하기 때문이다. 이에 본원에서는 BoS frame의 제한점을 개선하기 위하여 고정장치를 자체 제작하였고, 제작한 고정장치의 유용성을 본 연구를 통해 선량학적으로 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 양성자치료를 받은 Brain Cancer환자 3명의 빔 각도 중 후사방향의 빔 6개를 선택하였다. 현재 치료계획 되어 있는 환자를 기존 방식대로 BoS frame만 사용했을 때 각 환자마다 왼쪽후사방향, 오른쪽 후사방향의 빔에서 충돌을 피할 수 있는 snout 위치를 측정하고 이 위치에 따른 Airgap과 Lateral penumbra 영역을 계산하고 DVH값을 분석하였다. 같은 환자의 동일한 빔에서 자체 제작한 BoS frame 고정장치를 사용하여 제조회사에서 권고한 set-up 사항보다 BoS frame을 21 cm superior방향으로 set-up을 진행하였고, 그 후 충돌을 피할 수 있는 snout위치를 측정하고 이 위치에서 Airgap과 Lateral penumbra영역을 계산하고 DVH값을 분석하였다. 결 과 : 자체 제작 BoS frame 고정장치를 사용함에 따라 사용하지 않았을 때 보다 snout 위치 즉 Airgap을 각각 각도별로 5.4 cm ~ 15.4 cm 줄일 수 있었다. Lateral penumbra는 BoS frame 고정장치를 사용하면서 Airgap을 감소시킴에 따라 각도별로 선량분포곡선에서 왼쪽, 오른쪽 부분을 0.1 cm ~ 0.4 cm 감소시킬 수 있었다. 자체 제작한 BoS frame 고정장치 사용함으로써 감소한 Lateral penumbra에 의해 정상조직에 들어가는 선량을 비교해보면 Lt.eyeball, Lt.lens, Lt.hippocampus, Lt.cochlea, Rt.eyeball, Rt.lens, Rt.cochlea, Rt. hippocampus, stem에 들어가는 선량이 0 CGE ~ 4.4 CGE 감소한 것을 알 수 있었다. 결 론 : 두경부암의 양성자 치료 시 자체제작 BoS frame 고정장치를 사용함에 따라 사용하지 않았을 때보다 후사방향의 빔에서 snout 위치를 감소시킬 수 있었고, Airgap을 줄여 결과적으로 Lateral penumbra를 감소시켜 정상조직에 불필요한 선량을 최소화 할 수 있었다. 이에 본 연구를 통해 자체제작 BoS frame 고정장치의 유용성을 선량학적으로 평가한 결과, 후사방향의 빔을 사용하는 두경부암 환자의 양성자 치료 시 유용하게 사용 될 것으로 기대된다. 마지막으로 두경부암 뿐만 아니라 다른 부위 양성자 치료에서도 Airgap을 최소한 할 수 있는 방법을 고안하여 Lateral penumbra를 줄일 수 있는 지속적인 연구가 필요할 것이라고 사료된다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제56권5호
• /
• pp.1813-1821
• /
• 2024

Beam shaping assembly (BSA) is a vital component in Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) for obtaining epithermal neutron beams. Several feasible designs of BSA for accelerator-based BNCT (AB-BNCT) neutron source are carried out based on neutrons by bombarding a natural lithium target with 10 mA, 2.8 MeV proton beams. The calculation results demonstrate that a thickness of 45 cm is appropriate for general moderators referring to the therapeutic parameter of Advanced Depth (AD). A series of optimizations are performed and two results are confirmed: One is that employing the configuration of MgF₂ and FLUENTAL combined by 1:1 could improve the therapeutic rate (TR) of tumors at a depth of middle region, and the other one is that the TR of superficial tumors can be increased by adding a 5 cm thick boron-11 secondary moderator at the end of general moderators. As a result, an innovative conception of an adjustable moderator is recommended to BNCT. Compared to the MgF₂ moderator with a fixed thickness of 45 cm, the TR value can be improved by a maximum of 47.7 % by using the adjustable moderator. Furthermore, the configuration of adjustable moderator has been designed with regulation method for treating tumors of different depths.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
• /
• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
• /
• pp.183-185
• /
• 2002

Heavy ion and proton therapy necessitate range weeks, which are time consuming. Three types of variable compensator, membrane type liquid variable compensator, are proposed by some of the authors to overcome the difficulties, by those arbitrarily thickness distribution of compensator obtained from treatment planning is created at the site of treatment. None of the ideas, however, is yet realized. In this research, we are trying to construct prototype membrane-type liquid variable compensator. This variable compensator partitions air and liquid with elasticity membrane and changes the surface of the elasticity membrane with the thread. The air and oil move through holes to and from the out of beam side of two boxes in which they are contained. The boxes are made of Plexiglas(PMMA), the thread which is made of nylon, the elasticity film which is made from latex for the moment.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.107-114
• /
• 2012

목 적: 기존의 광자선을 이용한 선형가속기와는 달리, 양성자 치료의 경우 물질과의 상호작용으로 발생되는 중성자를 비롯한 여러 핵종 등으로 인해 다량의 이차방사선이 생성되기 때문에 방사선 작업 종사자의 피폭은 더욱 주의 깊은 관심이 필요하다. 이에 방사선 측정 시에 널리 이용되고 있는 열형광선량계를 이용하여 방사선 작업 종사자의 피폭정도를 평가하고 이를 토대로 양성자 치료 시 방사선 피폭선량에 관한 기초 자료를 제시하고자 한다. 대상 및 방법: 본원의 양성자 치료실에서 근무한 방사선 작업 종사자를 대상으로 열형광선량계 뱃지를 이용해 피폭현황을 측정한 데이터를 비교했다. 양성자의 빔 라인 주변에서 발생하는 이차방사선의 신체부위별 피폭선량 분포를 알아보고자 신체부위(외안각, 목, 유두점, 배꼽, 등, 손목)에 가로, 세로가 각각 3 mm인 정사각형 모양의 열형광선량계를 부착하여 일일 8시간의 근무시간동안 유지하도록 하였고 총 80시간 측정하여 평균 데이터를 얻었다. 그리고 치료실 내 공간적인 방사선량의 분포를 보기 위하여 빔 사출구, PPS (Patient Positioning System), Pendant, 차폐체보관장, DIPS (Digital Image Positioning System) Console, 출입통로에 각각 열형광선랑계를 부착하고 일일 근무시간 동안의 평균 방사선량을 측정하였다. 결 과: 방사선 작업 종사자의 열형광선량계 뱃지로 측정된 피폭량을 조사한 결과 분기별 평균 0.174 mSv, 연평균 0.543 mSv로 나타났고 신체부위별로 측정한 결과에서 가장 많은 피폭량을 보인 곳은 목이였으며 가장 적은 피폭량을 보인 곳은 등(양견갑골 상각을 이은 선의 중간 지점)으로 나타났다. 작업 동선에 따른 공간적 방사선량을 알아본 결과에서는 빔 사출구 근처에서 상대적으로 높게 나타났고 거리가 멀어짐에 따라 줄어들었다. 결 론: 적은 양의 피폭일지라도 동일 장소에서 장기 근무하게 되면 피폭 누적량은 증가할 수밖에 없고 특정 부위의 누적량은 건강상의 위험을 가져다 줄 수도 있다. 그러므로 국제 방사선 방어 위원회가 권고하는 ALARA의 원칙에 따라 가능한 합리적으로 감소시킬 수 있도록 스스로 개인별 피폭관리에 철저를 기하고 피폭을 최소화시키는데 최선의 노력을 다해야 할 것이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
• /
• 제37권4호
• /
• pp.331-339
• /
• 2014

현재 상용화되어 있는 양성자치료의 치료계획장비를 이용하여 방사선회전조사와 같은 치료계획을 양성자치료에 사용하여 대동맥 주위 림프절 종양에 대해 양성자회전치료와 양성자치료, 세기조절방사선치료를 이용하여 선량 평가를 하였다. 대동맥주위 림프절 종양 환자 9명을 대상으로 양성자회전치료, 양성자치료, 세기조절방사선치료의 방사선치료계획을 세워 각각의 선량 체적 히스토그램을 이용하여 선량 평가를 하였다. 양성자회전치료의 치료계획방법으로는 250~120까지 5도 간격으로 48개의 빔을 사용하였으며, 양성자치료와 세기조절방사선치료는 각각 2~3, 4~5개의 빔을 사용하였다. 모든 방사선 치료계획 시스템은 Eclipse planning system(Varian Medical system, Inc., Palo Alto, CA, USA)을 사용하였으며, 양성자회전치료는 아직 개발이 안된 치료장치이므로 치료계획방법에서 기계적, 물리적인 요소를 양성자치료계획과 동일하게 시행하였다. 선량분석방법으로는 정상장기(간, 신장, 소장, 위, 십이지장)와 종양의 선량 체적 히스토그램(dose-volume histogram: DVH)을 이용하여 생물학적 인자인 normal tissue complication probabilities(NTCP), organ equivalent dose(OED)와 mean dose를 각각의 치료계획방법을 비교 분석 평가하였다. 그 결과 양성자회전치료가 복부에 위치한 small bowel, duodenum, stomach의 볼륨 90%가 받는 선량에서의 결과는 다른 치료계획에 비해 높은 결과를 나타내고 있다. NTCP의 결과에서 양성자회전치료가 liver를 제외한 나머지 장기에서 가장 낮은 결과를 보여주고 있다. 하지만 복부에 위치한 정상장기에 받는 선량이 다른 치료계획에 비해 높아 치료계획 시 주위가 요하며, 물리적, 기계적인 요소는 양성자치료와 동일하다는 전제조건으로 양성자회전치료와 유사한 장비가 제작되어 상용화 되었을 때에 본 연구의 결과와는 다를 거라 사료된다. 현실적으로 아직 불가능한 치료방법이지만 앞으로 추가적인 양성자회전치료의 연구와 기술개발이 되어 상용화가 되면 기존의 특수방사선치료인 세기조절방사선치료, 양성자치료, 세기조절회전치료보다 효과적이고 안전한 치료방법이 될 거라고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제26권1호
• /
• pp.42-51
• /
• 2015

양성자 치료 시 양성자 빔을 사용하여 정밀한 치료를 수행하고 환자의 안전을 제고하기 위해서는 인체 내 양성자 빔의 선량 분포를 확인하는 것이 중요하다. 이를 위해 본 연구팀은 이전 연구에서 1차원 배열형 검출기를 종형으로 배치하여 빔 진행방향으로 이동시켜가면서 2차원적인 즉발감마선 분포를 측정하여 양성자 선량 분포와 유사한 분포를 갖는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 이를 바탕으로 즉발감마선 이차원분포를 실시간으로 측정하기 위해 이차원 평행다공형 집속 장치, 이차원 배열의 NaI(Tl) 섬광체와 MA-PMT로 이루어진 즉발감마선 이차원분포 측정 장치를 개발하였다. 개발한 즉 발감마선 이차원분포 측정 장치의 성능을 평가한 결과 $^{22}Na$ 감마선원의 에너지 분해능은 $10.9%{\pm}0.23p%$ (0.511 MeV)와 $6.4%{\pm}0.24p%$ (1.275 MeV)로 평가되었으며, $^{137}Cs$은 $9.8%{\pm}0.18p%$ (0.662 MeV)로 평가되었다. 고에너지 Am-Be 선원의 double escape 피크인 3.416 MeV의 에너지 분해능은 $11.4%{\pm}3.6p%$로 평가되었다. 본 측정 장치를 이용하여 45 MeV 양성자 빔을 PMMA에 조사하여 발생한 즉발감마선 이차원분포를 측정한 결과 0.5 nA의 세기의 양성자 빔에서 $9{\times}10^9$ 양성자 조사 시 양성자 선량 분포와 유사한 즉발감마선 이차원분포를 측정할 수 있음을 확인하였다. 추가로 측정한 즉발감마선 이차원분포의 프로파일 분포를 이용하여 양성자 빔의 비정을 평가해 본 결과 $17.0{\pm}0.4mm$로 평가되었고, 실제 비정인 17.4 mm과 굉장히 밀접한 관련이 있음을 확인하였다.