• 한국의학물리학회:학술대회논문집
• /
• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
• /
• pp.302-304
• /
• 2002

In linac-based stereotactic radiosurgery, assuring the quality of the planning and delivery of external photon beam requires accurate evaluation of beam parameters, usually including output factors, tissue-phantom ratio and off-axis ratios, and measurement of actual dose distributions from simulated treatment. We're going to test the use of calibrated radio chromic film (Gafchromic film; type MD-55, Nuclear associate) using a Lumiscan 75 digitizer to measure absolute dose and relative dose distributions for linac-based radiosurgery unit Relative dose distribution of a human-style spherical acryl phantom were measured using radiochromic film and calculated by treatment planning system. The absolute dose at the sphere center was measured by radiochromic film and micro chamber (Exradin A-14, 0.009cc). What we want to demonstrate in this work, the 'well selected' radiochromic films when external photon beam are used in linac-based stereotactic radiosurgery are very accurate detector for dosimetry.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제23권4호
• /
• pp.234-238
• /
• 2012

눈꺼풀에 발생한 종양의 치료를 위해서는 종종 고에너지 전자선이 이용되며, 이 경우 환자의 시력 보호를 위해 금속차폐체를 눈꺼풀과 안구 사이에 삽입하고 방사선 치료를 시행한다. 차폐체에 접한 눈꺼풀 안쪽의 방사선량 확인을 위해서는 매우 작은 측정도구가 필요하며, 굽은 경계면의 특성상 유연한 측정도구가 바람직한데, radiochromic 필름 도시메트리는 이 목적에 매우 적합하다. 작으면서도 휘어진 경계면을 따라서 선량을 측정하기 위해, 눈꺼풀 팬텀과 차폐체 사이에 3-mm 폭의 EBT2 필름 띠를 삽입하고, 6MeV의 전자선을 조사 후, 선량분포를 얻었다. 금속차폐체와 동일한 크기로 아크릴 재질의 차폐체를 제작하여, 금속인공영상물이 없는 CT 영상을 얻은 후, 이를 이용하여 몬테칼로 전산모사를 수행하였다. 전산모사에서는 실제 안구차폐체의 재질을 따라 텅스텐, 알루미늄 및 스테인레스 스틸 등의 물질 정보를 이용하였다. 이렇게 얻은 전산모사 결과는 필름 측정과 2.1% 내에서 일치하였다. 밀리미터 크기 정도로 작고 또한 휘어진 영역에서 radiochromic 필름 도시메트리는 취급도 용이할 뿐만 아니라 만족스런 정확도를 보여주고 있다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
• /
• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
• /
• pp.113-115
• /
• 2002

The Monte Carlo simulation method is a numerical solution to a problem that models objects interacting with other objects or their environment based upon simple object-object or object-environment relationships. In spite of its great accuracy, It was turned away because of long calculation time to simulate a model. But, it is used to simulate a linear accelerator frequently with the advance of computer technology. To simulate linear accelerator in Monte Carlo simulations, there are many parameters needed to input to Monte Carlo code. These data can be supported by a linear accelerator manufacturer. Although the model of a linear accelerator is the same, a different characteristic property can be found. Thus, we performed a commissioning process of 6MV photon beam in Varian 2300C/D model with BEAM/EGS4 Monte Carlo code. The head geometry data were put into BEAM/EGS4 data. The mean energy and energy spread of the electron beam incident on the target were varied to match Monte Carlo simulations to measurements. TLDs (thermoluminescent dosimeter) and radiochromic films were employed to measure the absorbed dose in a water phantom. Beam profile was obtained in 40cm${\times}$40cm field size and Depth dose was in 10cm${\times}$10cm. At first, we compared the depth dose between measurements and Monte Carlo simulations varying the mean energy of an incident electron beam. Then, we compared the beam profile with adjusting the beam radius of the incident electron beam in Monte Carlo simulation. The results were found that the optimal mean energy was 6MV and beam radius of 0.1mm was well matched to measurements.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
• /
• 제35권2호
• /
• pp.157-164
• /
• 2012

본 논문의 목적은 쐐기필터를 사용한 방사선조사면에서 다양한 조직전자밀도가 선량분포에 미치는 영향을 분석하고자 함이다. 구성된 물질에 따라 밀도가 다른 고체 팬텀, 코르크팬텀, 그리고 공기층에서 동적쐐기필터와 금속쐐기필터를 이용하여 선량분포의 변형정도를 평가하였다. 본 실험에서는 매질 내 삽입이 용이하고 우수한 선량특성을 가지고 있는 레디오크로믹 필름(Gafchromic EBT2, International Speciality Products, NJ)을 사용하였다. 선형가속기 6 MV 광자선을 이용해서 $10{\times}10cm^2$ 조사면에 400 MU를 조사하였다. 필름의 선량분포는 선량 분석프로그램을 이용하여 조사면 내 영역과 반음영 영역을 분석하였다. 조직의 밀도가 같을 때 동적쐐기필터와 금속 쐐기필터의 선량분포는 금속 쐐기필터 선량이 동적쐐기필터 선량보다 높게 나타났다. 조직전자밀도가 다른 부위에 쐐기필터의 종류에 따른 선량분포는 고체팬텀과 코르크 팬텀에서 2% 이내 차이를 나타내고 있었다. 그러나 공기층에서 선량분포는 고체팬텀이나 코르크 팬텀의 선량분포와 큰 차이를 보이고 있다. 공기층에서 쐐기필터의 선량분포는 쐐기 사용 효과가 나타나지 않고 있다. 쐐기필터의 두꺼운 부분과 얇은 부분 밖에서 반음영의 크기는 1 cm에서 2 cm 정도 크게 두꺼운 부분에서 크게 나타났다. 그리고 금속 쐐기필터에서 반음영이 동적쐐기필터 보다 평균 6.4%정도 높게 반음영이 나타났다. 본 실험을 통해 공기층과 같이 조직전자밀도 현저히 작은 매질에서는 쐐기필터의 효과가 크게 떨어지는 것과 불균질 물질에 따라 흡수되는 선량분포가 크게 변형되는 것을 알 수 있었다. 따라서 조직전자밀도의 차이가 큰 부위의 방사선치료계획 시 쐐기필터의 적용에 따른 적절한 보정이 이루어져야 한다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제55권9호
• /
• pp.3417-3422
• /
• 2023

Recently, as the clinically positive biological effects of ultra-high dose rate (UHDR) radiation beams have been revealed, interest in flash radiation therapy has increased. Generally, FLASH preclinical experiments are performed using UHDR electron beams generated by linear accelerators. Real-time monitoring of UHDR beams is required to deliver the correct dose to a sample. However, it is difficult to use typical transmission-type ionization chambers for primary beam monitoring because there is no suitable electrometer capable of reading high pulsed currents, and collection efficiency is drastically reduced in pulsed radiation beams with ultra-high doses. In this study, a monitoring method using bremsstrahlung photons generated by irradiation devices and a water phantom was proposed. Charges collected in an ionization chamber located at the back of a water phantom were analyzed using the bremsstrahlung tail on electron depth dose curves obtained using radiochromic films. The dose conversion factor for converting a monitored charge into a delivered dose was determined analytically for the Advanced Markus® chamber and compared with experimentally determined values. It is anticipated that the method proposed in this study can be useful for monitoring sample doses in UHDR electron beam irradiation.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제34권3호
• /
• pp.137-143
• /
• 2009

본 연구는 호흡에 따라 움직임이 큰 흉부나 복부 장기의 방사선 수술에 적용되는 사이버나이프 $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적장치의 정확성을 평가하였다. $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적장치의 정확성 평가를 위해 금침이 삽입된 움직임 Phantom을 이용하였고, Phantom은 아크릴 볼이 들어 있는 정육면체에 Radiochromic 필름을 삽입하여 가상의 치료용적인 아크릴 볼에 21 Gy, 70% 등선량곡선으로 처방하였다. 고정된 Phantom의 금침추적방법과 움직임 Phantom의 $Synchrony^{TM}$ 호흡추적 방법으로 나누어 각각 5회 측정한 정확성 평가는 고정된 Phantom 추적 시 총 에러는 $0.0195{\sim}0.652mm$, 총 에러 평균은 0.3926 mm로 나타났으며, 움직임 Phantom을 이용한 $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적 방법의 결과로 총 에러는 $0.4405{\sim}0.7665mm$, 총 에러 평균은 0.5673 mm로 나타나 두 방법에 유의한 차이가 없었다. 본 연구를 통해 사이버나이프 $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적 장치의 정확성을 평가하였으며 체부의 방사선 수술 적용 시 그 유용성을 확인할수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제32권
• /
• pp.93-109
• /
• 2020

목 적: 나선형 토모테라피 방사선치료를 위한 환자별 품질관리용 라디오크로믹 필름 및 3차원 분석시스템인 Dosimetry CheckTM (DC, MathResolutions, USA)의 성능평가를 시행하였다. 대상 및 방법: 인체모형팬톰(Anderson Rando Phantom, USA)을 이용하여 위치 변이가 있는 3가지 형태의 복부 종양(130.6㎤), 복막 후면 종양(849.0㎤) 및 전 복부 전이 종양(3131.0㎤)을 모델링하였다. 조사면 고정너비(field width, FW)를 2.5-cm, 5.0-cm, 피치(pitch) 0.287, 0.43으로 하여 부위별 4개씩(plan01-plan04), 총 12개의 비교용 치료계획을 수립하였다. 이온전리함(1D)과 라디오크로믹 필름(Gafchromic EBT3, Ashland Advanced Materials, USA)을 치즈팬톰 내 삽입하는 방법(2D)과 빔 플루언스 로그정보를 이용하여 CT영상 위에 선량을 3차원으로 재구성하는 방식의 DC측정을 진행하였다. 스레드효과(thread effect)를 분석을 위해 리플(ripple) 진폭(%)를 계산하였고, 선량 분포의 패턴 분석을 위해 감마인덱스 분석(DD: 3%/DTA: 3mm, 합격 문턱 값: 95%)을 수행하였다. 결 과: 리플 진폭 측정 결과 복막 후면 종양이 평균 23.1%로 가장 높았다. 라디오크로믹 필름의 분석결과, 절대 선량 평균 1.0±0.9%, 감마인덱스분석 평균 96.4±2.2%로 95% 이상 통과하였으나 전 복부 전이 종양과 같이 넓은 부위 평가에 범위의 제한적이었다. 인체모형팬톰에 적용한 DC 분석결과 FW가 5.0-cm인 세 부위의 2D 및 3D 플랜 평균이 91.8±6.4%였다. 세 단면 및 선량 프로파일 분석을 통해 복막 후면 및 전 복부 종양 표적 전체 영역에 분석이 가능하였고, 선량-용적 히스토그램을 통한 계획 선량 대 측정의 선량 오차가 FW 및 pitch에 따라 커지는 것을 확인하였다. 결 론: DC측정방법은 별도의 측정기 없이 조사 중 측정된 빔 플루언스 로그정보만으로 3차원 환자 영상 데이터 위에 선량 오류를 구현할 수 있고 종양의 위치나 크기에 제한이 없어 크고 불규칙한 종양의 나선형 토모테라피의 치료 시 환자별 품질관리 성능이 매우 우수하며 활용도가 높을 것으로 생각한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제31권2호
• /
• pp.9-19
• /
• 2020

Purpose: This study aims to develop a multi-purpose electron beam irradiation device for preclinical research and material testing using the research electron linear accelerator installed at the Dongnam Institute of Radiological and Medical Sciences. Methods: The fabricated irradiation device comprises a dual scattering foil and collimator. The correct scattering foil thickness, in terms of the energy loss and beam profile uniformity, was determined using Monte Carlo calculations. The ion-chamber and radiochromic films were used to determine the reference dose-rate (Gy/s) and beam profiles as functions of the source to surface distance (SSD) and pulse frequency. Results: The dose-rates for the electron beams were evaluated for the range from 59.16 Gy/s to 5.22 cGy/s at SSDs of 40-120 cm, by controlling the pulse frequency. Furthermore, uniform dose distributions in the electron fields were achieved up to approximately 10 cm in diameter. An empirical formula for the systematic dose-rate calculation for the irradiation system was established using the measured data. Conclusions: A wide dose-rate range electron beam irradiation device was successfully developed in this study. The pre-clinical studies relating to FLASH radiotherapy to the conventional level were made available. Additionally, material studies were made available using a quantified irradiation system. Future studies are required to improve the energy, dose-rate, and field uniformity of the irradiation system.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제53권4호
• /
• pp.1289-1296
• /
• 2021

In this study, an electron-scattering device was fabricated to practically use the ultra-high dose rate electron beams for the FLASH preclinical research in Dongnam Institute of Radiological and Medical Sciences. The Dongnam Institute of Radiological and Medical Sciences has been involved in the investigation of linear accelerators for preclinical research and has recently implemented FLASH electron beams. To determine the geometry of the scattering device for the FLASH preclinical research with a 6-MeV linear accelerator, the Monte Carlo N-particle transport code was exploited. By employing the fabricated scattering device, the off-axis and depth dose distributions were measured with radiochromic films. The generated mean energy of electron beams via the scattering device was 4.3 MeV, and the symmetry and flatness of the off-axis dose distribution were 0.11% and 2.33%, respectively. Finally, the doses per pulse were obtained as a function of the source to surface distance (SSD); the measured dose per pulse varied from 4.0 to 0.2 Gy/pulse at an SSD range of 20-90 cm. At an SSD of 30 cm with a 100-Hz repetition rate, the dose rate was 180 Gy/s, which is sufficient for the preclinical FLASH studies.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제21권1호
• /
• pp.113-119
• /
• 2010

GafChromic EBT2 필름 dosimetry에 필요한 품질 관리용 소프트웨어를 개발하였다. 개발한 프로그램에서는 EBT2 필름특성에 맞게 붉은색, 초록색, 파란색 및 회색 채널에 따른 필름 교정이 가능하도록 하였다. 또한 평판형 스캐너의 빛의 산란 효과나 필름 내 방사선에 반응하는 물질(active layer)의 두께 차이가 선량 검증에 미치는 영향을 평가할 수 있도록 하였다. EBT2 필름을 이용한 측정 결과는 방사선 치료계획 시스템, ECLIPSE 또는 2차원 이온 전리함 배열의 선량 값과 비교할 수 있다. 개발한 소프트웨어를 이용한 GafChromic EBT2 필름의 선량 검증은 파일 입력, 잡음 제거, 배경 보정(background) 및 반응 물질 보정(active layer correction), 선량 계산 및 평가 단계를 통해서 이루어진다. 절대적 또는 상대적 배경 보정 방법을 선택적으로 적용할 수 있으며 필름 교정 결과 및 교정 곡선에 대한 적합식(fitting equation)은 결과 파일로 출력할 수 있다. 선량 행렬의 화소 크기 조정을 위한 보간법, 대화식 영상 이동 및 회전 기능을 이용하여 선량 행렬 간 구조적 위치를 일치시킨 후, 빔 측면도(beam profile) 및 등선량곡선(isodose curve)을 비교할 수 있다. 또한 거리 및 선량 차이에 대한 허용값을 적용하여 gamma index 및 gamma histogram을 이용한 선량 분석이 가능하다. 60도 동적 쐐기 조사면과 전립선 세기조절방사선치료의 조사면을 이용하여 개발한 소프트웨어의 기초 성능 평가를 수행하였을 때, 동적 쐐기 조사면에서 ECLIPSE와 EBT2 필름 간 절대적 빔 측면도는 3% 오차 범위 내에서 일치하였다. EBT2 필름을 이용한 두 종류의 선량 검증 모두, 99% 이상의 영역이 3 mm, 3%의 gamma index의 평가 기준을 만족하였다. 개발한 선량 검증용 소프트웨어를 이용하여 주기적으로 수행되는 일반적인 품질관리뿐만 아니라 빔의 세기가 조절된 복잡한 조사면의 품질관리에도 활용할 수 있으며, Radiochromic 필름을 이용한 선량 평가에 필요한 유용한 분석 툴을 제공할 수 있다.