• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권1호
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• pp.51-58
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• 2001

물질의 X-선 흡수도에 의해 영상을 얻는 일반 X-선 시스템과 달리 방사광 X-선은 위상이 일치하고 평행하며 진동방향이 일치하는 특성들을 이용하면 고 분해능, 고 대조도의 투사영상을 얻을 수 있다. 국내에서는 포항 방사광 가속기 연구소에 최근 건설된 5C1 빔라인에 미세구조 X-선 영상 획득을 위한 영상시스템을 구축하여 여러 기초 생물, 의학연구분야의 고 분해능 영상획득이 가능하게 되었다. 방사광 X-선을 이용하여 얻은 고 해상도 투사영상들 및 단층 재구성 영상들을 일반 X-선을 사용하는 유방찰영시스템, 치아 X-선 찰영시스템, 전신측정용 CT 시스템에서 각각 획득한 동일한 대상의 영상들과 비교하였다. 실험에 사용한 방사광 X-선은 6 ～30 keV 사이의 연속적인 에너지 분포를 가지며, 실험의 대상에 따라서 실리콘웨이퍼 필터들을 사용하여 빔의 세기와 에너지 스펙트럼 분포를 조절하여 사용하였다. 실험 대상 물체를 통과한 방사광 X-선의 투사영상은 형광판 (CdWO$_4$ scintillator)과 반응하여 가시광선으로 바뀐 후, 금도금된 거울을 통해 90$^{\circ}$ 반사되어 CCD 카메라로 획득하며, 이러한 디지털 영상정보는 PC로 전송되어 저장된다. 방사광 X-선의 공간 분해능 특성은 X-선 시험패턴(25 $\mu$m)과 초 고해상도 패턴 (13.5 $\mu$m)을 방사광 X-선 영상획득시스템 과 일반 X-선을 사용하는 유방촬영시스템에서 획득하여 분석하였다. 영상획득 실험대상으로는 일반 구조물로 커패시터, 생체조직으로 성인치아, 유아치아, 생쥐 척추뼈 및 유방암조직을 대상으로 실험하였다. 단층영상은 각각의 샘플을 0.72$^{\circ}$ 간격으로 180$^{\circ}$ 회전시켜 250개의 투과영상들로부터 재구성한 후 컴퓨터 단층촬영기에서 얻은 영상과 비교하였다. 포항 방사광가속기연구소 5C1 빔라인에 간단하고, 경제적인 방사광 X-선 영상획득시스템을 성공적으로 구축할 수 있었고, 획득한 투사 영상과 재구성한 단층영상을 기존 X-선을 사용한 시스템으로 획득한 단층영상들과 분해능, 대조도의 특성들을 비교, 분석하였다. 방사광 X-선을 사용하여 획득한 영상들은 일반 시스템에서 얻은 영상보다 고 해상도의 영상 질을 보여주었고, 기초 의학영상 연구 측면에서 많은 정보를 제공해 주었다. 방사광 X-선을 이용한 영상획득시스템은 고 분해능과 고 대조도로 미세구조의 상세한 의학영상을 얻기 위한 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 해부학적, 병리학적 및 임상학적 의료영상 분야에 효과적으로 응용하기 위하여 X-선 선량 정량 분석과 수치적 영상 해석연구가 계속되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권1호
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• pp.12-17
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• 2015

본 연구에서 한국형 중이온 가속기 RAON에서의 의생물 실험을 위하여 요구되는 빔 조건을 만족할 수 있도록 Monte Carlo 전산모사를 통한 노즐 설계를 최적화하고자 하였다. 의생명 실험을 위한 빔 조건으로 최대 조사면 크기, 선량균일도 그리고 빔 오염도의 특정 조건을 만족하는 $C^{12}$ 빔 생산이 요구되었다. 이때 최적화된 빔 노즐 설계를 위하여 Monte Carlo 시뮬레이션인 GEANT4 toolkit이 사용되었다. $15{\times}15cm^2$ 이상의 빔 조사면 크기와 3% 이내의 선량 균일도 그리고 전체 선량의 5% 보다 낮은 빔 오염도를 기본적인 조건으로 설정 되었다. 조사면 크기는 쌍극자 자석에 의해서 빔의 각도를 기울여 원형으로 회전하면서 쌍극자 자석의 아래쪽에 위치한 산란판의 두께를 조정하여 최적화 하였다. 빔 스캐닝 각도와 산란판의 두께는 Monte Carlo 시뮬레이션 분석에 의해서 각각 $0.5^{\circ}$와 0.05 cm로 최적의 값을 나타내었다. 선량 균일도와 최대 조사면 크기를 만족하기 위하여 static과 scanning beam을 복합하는 기술을 이용한 새로운 빔 전달 방법을 소개하였다. 중앙 고정용 빔과 빔 축으로부터 $0.5^{\circ}$ 경사각을 가지고 회전하는 빔과 경사각이 없이 바로 들어오는 빔을 조합하여 선량균일도가 1.1%와 빔 조사면의 최대크기가 $15{\times}15cm^2$가 되는 것을 확인하였다. 빔 오염도는 $C^{12}$ 이온과 다른 입자들에 의해서 전달된 흡수선량의 비율로 나타내었다. 물등가 깊이(water equivalent depth) 5 cm에서 17 cm 사이에서의 빔 오염도는 전체 선량에서의 2.5% 미만임을 확인하였으며 이와 같은 결과를 바탕으로, 본 연구에서는 의생명 실험을 위하여 요구되는 빔 조건을 만족하는 노즐 구조를 설정할 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제32권3호
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• pp.299-306
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• 2009

MDCT의 시간분해능 향상과 등방성 해상능(isotrophic resolution) 영상의 획득, 그리고 지능적인 심전도 동조를 바탕으로 하여 심혈관 질환의 효과적인 진단검사로 인정받고 있는 후향적 심전도 동조화(retrospective ECG gating) 하의 coronary CT angiography는 상대적으로 많은 환자선량을 제공함으로 인해 우수한 진단방법으로서의 장점을 반감시키고 있다. 이에 각 장치 제조사에서는 환자선량을 감소시키는 방법의 연구가 활성화되어 왔으며, 이의 일환으로 지능적인 cardiac dose modulation 기술과 전향적 심전도 동조화(prospective ECG gating)를 사용한 sequential scan이 도입되고 있다. 이에 본 연구에서는 64 채널 MDCT에서 54 kg, 163 cm인 여성 인체모형팬텀을 대상으로 하고 형광유리선량계를 사용하여 후향적 심전도 동조화 하의 coronary CT angiography 프로토콜에서 환자선량의 정량적 평가와 환자선량 감소를 위해 본원에서 선택적으로 적용하고 있는 5가지 검사 프로토콜을 적용하였을 경우의 effective dose와 중요 부위의 organ dose를 측정 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) Dose modulation없이 120 kVp와 210 mAs의 노출조건으로 retrospectively ECG gated helical scan으로 시행한 conventional coronary CT angiography 프로토콜의 effective dose는 17.8 mSv였으며, 심장의 organ dose는 103.8 mGy였다. 2) 관전압을 120 kVp에서 100 kVp로 낮추었을 경우 effective dose는 11.0 mSv로 conventional coronary CT에 비해 38.2%가 감소하였으며, 심장은 67.3 mGy로 45.2%가 감소하였다. 3) Cardiac dose modulation을 적용한 경우 effective dose는 13.3 mSv로 conventional coronary CT에 비해 25.3%가 감소하였으며, 심장은 80.0 mGy로 22.9%가 감소하였다. 4) 100 kVp의 저관전압과 cardiac dose modulation을 적용한 경우 effective dose는 8.1 mSv로 conventional coronary CT angiography에 비해 54.5%가 감소하였으며, 심장은 49.5 mGy로 52.3%가 감소하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제23권3호
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• pp.186-193
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• 2005

목적: 방사선치료의 핵심 장비인 선형가속기의 10년간 고장 기록을 분석하여 효율적인 관리 지표로 활용하고자 한다. 대상 및 방법: 1994년 4월부터 2004년 12월까지 10년 8개월간 의공기술과에서 기록한 장비 수리일지와 사용자가 기록한 업무일지의 내용을 통계분석을 통해 관리실태를 분석했다. 장비 장애 요인을 다각적으로 분석하기 위해 고장 원인을 치료기 부위별로 세분했고, 고장 발생 시 치료업무에 미치는 영향에 따라 세 단계로 구분하여 조사했다. 또한, 장비 사용량이 고장에 미치는 영향을 분석하기 위해 연간 치료 환자 수와 고장건수, 중요 부속의 평균 수명, 수리비용 등을 분석했다. 결과: 10년간 발생한 전체 고장건수는 587건이였으며, 이중 조사헤드부의 고장이 전체 건수의 $20\%$ 차지해 가장 높게 나타났고, 고장이 미치는 영향에서는 일시적 장애에 해당하는 '조사능력 저하'상태의 고장이 $41\%$를 차지해 가장 높았다. 고장 부위에 따른 장애 영향 분석에서는 장애 등급이 가장 높은 '조사 불가능'상태의 고장이 가속부에서 전체 건수의 약 $10\%$를 차지해 가장 높게 나타났으며, 고장과 관련된 각종 지표 및 수리비용은 사용연수 및 치료건수가 증가함에 따라 함께 증가했다. 중요 부속의 평균 수명은 클라이스트론과 싸이라트론의 경우 치료건수가 증가함에 따라 교체 주기가 빨라져 각각 제조사 권고치의 $42\%,\;83\%$ 수준이었다. 결론; 안정적인 치료서비스 제공을 위해서는 사용 연수가 증가함에 따라 장비 관리의 필요성이 더욱 중요시되어야하며, 10년간 장비 관리기록을 통해 얻은 각종 지표가 향후 예방적 관리의 좋은 지침이 될 것으로 생각된다.방사선으로 인한 폐손상 시에 항섬유증 약물로의 사용가능성을 확인하였다.방향으로 2.1 mm, 그리고 SI 방향으로 1.7 mm이다. 결론: 연구 결과 SSD, CLD, 클립의 움직임 및 isocenter의 위치변화 측면에서 분석될 경우 그다지 큰 오차는 발생하지 않았음을 보여준다. 그러므로 본 연구결과 유방암 환자의 경우 진단용 CT를 사용한다 하더라도 준비오차는 모의 CT를 사용하는 경우와 비교하여 차이가 없음을 알 수 있다. 그러나 모의치료와 CT스캔 사이의 준비오차를 감소하기 위해서는 CT 영상 획득 시 환자 위치고정에 특별한 주의를 기울여야 한다.EX>$\alpha/\beta$=10인 경우 $62.0\~121.9\;Gy_{10}$ (중앙값: $93.0\;Gy_{10}$)의 분포를, ${\alpha/\beta}=3$인 경우 $93.6\~187.3\;Gy_3$ (중앙값=$137.6\;Gy_3$ )의 분포를 보였다. MD-BED $Gy_3$는 직장합병증 발생과의 관계는 통계적으로 유의하였고, 방광합병증과는 유의하지 않았다. 직장합병증과의 연관성은 MD-BED $Gy_3$보다 개별 환자의 직장전벽 총 선량 BED값인 R-BED $Gy_3$가 훨씬 더 높았다. 요도카테터 풍선의 후방지점이 대변하는 방광의 총 선량 BED값인 V-BED $Gy_3$도 방광합병증과 경향성 테스트에서 통계적 유의성을 보였다. 하지만, 어떠한 방사선선량도 골반제어율과 의미 있는 상관관계를 보이지 않았다. 본 기관에서 주치의의 선호도에 따라 강내근접치료가 외부방사선치료의 중간에 시행되는