• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제33권4호
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• pp.80-87
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• 2022

Purpose: Proton therapy has different relative biological effectiveness (RBE) compared with X-ray treatment, which is the standard in radiation therapy, and the fixed RBE value of 1.1 is widely used. However, RBE depends on a charged particle's linear energy transfer (LET); therefore, measuring LET is important. We have developed a LET measurement method using the inefficiency characteristic of an EBT3 film on a proton beam's Bragg peak (BP) region. Methods: A Gafchromic EBT3 film was used to measure the proton beam LET. It measured the dose at a 10-cm pristine BP proton beam in water to determine the quenching factor of the EBT3 film as a reference beam condition. Monte Carlo (MC) calculations of dose-averaged LET (LET_d) were used to determine the quenching factor and validation. The dose-averaged LETs at the 12-, 16-, and 20-cm pristine BP proton beam in water were calculated with the quenching factor. Results: Using the passive scattering proton beam nozzle of the National Cancer Center in Korea, the LET_d was measured for each beam range. The quenching factor was determined to be 26.15 with 0.3% uncertainty under the reference beam condition. The dose-averaged LETs were measured for each test beam condition. Conclusions: We developed a method for measuring the proton beam LET using an EBT3 film. This study showed that the magnitude of the quenching effect can be estimated using only one beam range, and the quenching factor determined under the reference condition can be applied to any therapeutic proton beam range.

• 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.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.239-246
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• 2021

기존 연구인 선량평가의 임상 적용 및 신뢰도 확보를 위하여 EPID를 이용하여 Portal Dosimetry를 검증하였다. 뇌정위방사선수술 2.5 cm cone을 장착하여 360° 회전조사에 의한 측정치와 Geant4의 선량분포를 비교하였다. 뇌전이 환자의 선량분포를 확인하기위해 두부인체 팬톰에 Gafchromic EBT필름을 삽입하여 조사한 선량분포와 VMAT을 이용한 두부인체 팬톰에서 얻은 선량분포를 비교하여 실제 환자에 적용하고자 한다. 분석결과 beam center와 couch의 center가 정확하게 일치하는가를 pin ball을 통해 QA한 결과 1 mm 이내의 오차로 정밀함을 확인할 수 있었다. 또한 EBT3 Film에 다양한 선량조사에 따라 0 ~ 10 Gy영역까지 우수한 선형성임을 확인할 수 있었다. 두경부 팬텀과 같은 설정에서 광자 빔을 사용한 Geant4에 기반한 선량 계산 도구의 구현과 시뮬레이션 결과 계산치는 치료계획용적(PTV)내에서 실험 데이터와 일치함을 확인하였다. 따라서 체적변조 아크치료(VMAT) 360° 회전 조사를 실시하여 회전조사에 의한 등선량분포 분석결과 가상 종양을 포함하기에 적절함을 확인하였다.

• 식품보건융합연구
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• 제4권1호
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• pp.15-22
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• 2018

A radiation dosimeter is important to assess quality assurance (QA) of radiation therapy devices and to estimate the radiation dose in vivo dosimetry. Recently, optically stimulated luminescence detector (OSLD) is widely used in clinical filed. Therefore, the purpose of this study is to evaluate dose, energy, and angular dependence of OSLD and EBT3 film. The absorbed dose in clinical linear accelerator (Linac) beam is calibrated for dose per monitor unit (MU). Dose, energy, and angular dependence of OSLD and EBT3 film are estimated after the calibration procedure. The absorbed dose is measured at 50, 100, 150, and 200 cGy in an 6 MV X-ray beam for dose dependence. A dose of 150 cGy is delivered to OSLD and EBT3 film with 6 and 10 MV photon energies for energy dependence. For measurements of angular dependence, angular positions of gantry are $0^{\circ}{\pm}80^{\circ}$ with 6 MV at 150 cGy. The results of dose dependence is linear for OSLD and EBT3 film. For the results of energy dependence, errors were 0.39% and 0.03% for OSLD and EBT3 film, respectively. The results of dose for angular is decreased from $0^{\circ}$ to ${\pm}80^{\circ}$ for both OSLD and EBT3 film. When angle of $0^{\circ}$ is normalized to 1, and the dose is decreased to 60 and 66% at $80^{\circ}$ for OSLD and EBT3 film, respectively. Dose and energy dependence of OSLD and EBT3 film are measured within the recommendation of manufacturer. Angular dependence is increased from $0^{\circ}$ to ${\pm}80^{\circ}$ for OSLD and EBT3 film. The characteristics of OSLD and EBT3 film are similar and expected to useful for clinical field.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제9권1호
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• pp.19-25
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• 1984

There is not yet an universal method of electron dosimetry. The Authors measured dose distributions of the electron beams from Clinac-18 by means of silicon detector connected to X-Y recorder, and compared them in water phantom with dose distributions measured by film and ion chamber, both inserted in polystyrene phantom. The results are as followings, 1. Dose in build-up region increased with the field size for all energy, and depth dose profiles of $6{\sim}12MeV$ beam under the depth of maximum dose were independent of field size, but those of 15 and 18 MeV beam were dependent on the field size. 2. The widths of penumbra by semiconductor detector were narrower than those by film for same energy beam. 3. Depth dose profiles by three different dosimeter did not coincide each other. In the build-up region, dose by semiconductor detector was lower than that by any other dosimeter.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제20권1호
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• pp.37-44
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• 1995

과학기술처의 개인방사선피폭선량평가에 관한 기술기준이 제정된 이후 TLD에 의한 개인피폭선량평가 기술은 많은 발전이 있었으나, 우리나라 대부분의 방사선관련 산업체에서 방사선 피폭관리용으로 사용되고 있는 필름배지의 정확한 선량평가기술을 확보하기 위한 연구는 아직도 미진한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 ISO 표준방사선장을 이용하여 i) 실험식에 의한 방법, ii) Degree-of-fit에 의한 방법, 그리고 ) Matrix에 의한 방법으로 필름배지에 의한 선량평가 알고리즘개발방법을 제시하였다. 이러한 방법들에 의한 계산값은 조사량과 ANSI N13.11에서 제시하고 있는 성능지수 이내에서 잘 일치하였으며, 이는 X, ${\gamma}$ 혹은 혼합방사선장에서 선량평가에 유용하게 혼용될 수 있을 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제31권4호
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• pp.135-144
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• 2020

Purpose: Gafchromic films for proton dosimetry are dependent on linear energy transfers (LETs), resulting in dose underestimation for high LETs. Despite efforts to resolve this problem for single-energy beams, there remains a need to do so for multi-energy beams. Here, a bimolecular reaction model was applied to correct the under-response of spread-out Bragg peaks (SOBPs). Methods: For depth-dose measurements, a Gafchromic EBT3 film was positioned in water perpendicular to the ground. The gantry was rotated at 15° to avoid disturbances in the beam path. A set of films was exposed to a uniformly scanned 112-MeV pristine proton beam with six different dose intensities, ranging from 0.373 to 4.865 Gy, at a 2-cm depth. Another set of films was irradiated with SOBPs with maximum energies of 110, 150, and 190 MeV having modulation widths of 5.39, 4.27, and 5.34 cm, respectively. The correction function was obtained using 150.8-MeV SOBP data. The LET of the SOBP was then analytically calculated. Finally, the model was validated for a uniform cubic dose distribution and compared with multilayered ionization chamber data. Results: The dose error in the plateau region was within 4% when normalized with the maximum dose. The discrepancy of the range was <1 mm for all measured energies. The highest errors occurred at 70 MeV owing to the steep gradient with the narrowest Bragg peak. Conclusions: With bimolecular model-based correction, an EBT3 film can be used to accurately verify the depth dose of scanned proton beams and could potentially be used to evaluate the depth-dose distribution for patient plans.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권1호
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• pp.19-31
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• 2005

목적 : 방사선치료 시 자세 및 치료부위의 재현성을 유지하기 위해 Port film을 통한 정도관리가 이루어져 왔으며 Mega Voltage Imaging (MVI) System(mvis)이 출현한 이후로 많은 발전을 이루어 현재는 필름과 Electronic portal Image Device(EPID)를 통한 정도관리가 함께 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 현재 사용하고 있는 EPID 시스템의 소개와 amorphous silicon (aSi) type EPID가 Intersity Modulated Radiation Therapu(IMRT)에서 film dosimetry를 대체할 수 있는지에 대한 가능성을 분석하였다. 대상 및 방법 : Varian 21EX의 aSi type EPID와 Varian 6EX의 LC type EPID를 통해 FDD, Gantry 회전에 따른 재현성 분석과 EPID 출/입시 FDD에 따른 시간분석을 하였으며 Alderson Rando phantom을 이용하여 Couch & Gantry rotation에 따른 영상획득 가능범위를 분석하였다. aSi type EPID를 대상으로 Las Vegas phantom과 물팬텀으로 공간분해능과 대조도 분해능을 비교하였으며 Dynamic Multileaf collimator(DMLC)영상에 대해 저감도 측정용 필름과 EPID로 분석하여 IMRT의 정도관리 적용가능성을 시험하였다. 결과 : aSi type EPID와 LC type EPID 재현성은 출/입시 1mm 이내로 우수하게 나타났으나 Gantry 회전에 따른 재현성은 각각 ${\pm}3\;mm,\;{\pm}2\;mm$였으며 EPID의 출/입시 focus detector distance(FDD)에 따른 시간분석은 14초에서 17초로 측정되었다. Las Vegas phantom을 이용한 공간분해능과 대조도분해능 비교 시 표면과 물 팬텀 10, 20 cm 깊이에서 측정해 보았을 때 EPID가 선량율과 영상획득시간, 영상획득방법, frame수에 따라 달라짐을 확인할 수 있었으며, EPID로 영상획득 가능 범위를 분석해보면 film보다 손쉬운 측정이 가능한 것으로 나타났다. 저감도측정용 필름과 EPID를 통해 DMLC측정을 통한 IMRT 정도관리 결과 필름과 같은 값을 나타내었다. 결론 : EPID에 관한 여러 가지 평가를 통한 적절한 정보제공을 통해 EPID 사용, 관리 시 필요한 정보를 획득 할 수 있었으며 EPID를 통해 얻은 영상이 digital data라는 점에 착안해 적절한 정도관리가 어려운 IMRT의 분야에서 필름을 통한 주기적 점검의 대체수단으로 사용가능성이 있음을 알 수 있었다. 특히 point-dose 측정시 사용하는 diode나 전리조(lonization chamber)를 통해 평가하기 어려운 IMRT의 sliding window영상에 대한 적절한 평가와 MLC에서 leaf사이의 누설선량과 소조사면에서의 DMLC 움직임에 대한 정확한 평가가 기대된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제2권1호
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• pp.1-8
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• 1977

중성자(中性子) 선량(線量) 측정목적(測定目的)으로 사용(使用)할 Posi필름 고체비적검출기(固體飛跡檢出器)의 알파입자(粒子) 비적검출(飛跡檢出) 효율(效率)과 화학부식(化學腐蝕)에 의(依)한 그의 비적형성(飛跡形成) 최적조건(最適條件)을 실험적(實驗的)으로 결정(決定)하였다. $^{10}B$ 및 $^{27}Al$박(箔)과 posi 필름 고체비적검출기(固體飛跡檢出器)로 이루어진 중성자(中性子) 선량계(線量計)를 제작(製作)하고 이것에 의(依)한 중성자(中性子) 선속밀도(線束密度) 및 선량(線量)의 측정범위등(測定範圍等)을 실험결과(實驗結果)와 이론적(理論的)인 근거하(根據下)에서 산출(算出)하였다. 그 결과(結果) posi 필름 고체비적검출기(固體飛跡檢出器)는 핵분열성(核分裂性) 물질(物質)을 입자방출체(粒子放出體)로 병용(倂用)함이 없이 중성자(中性子) 측정(測定)에 효과적(效果的)으로 응용(應用)될 수 있음이 판명(判明)되었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.329-334
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• 2012

방사선작업종사자의 개인피폭선량 측정에는 필름뱃지, 열형광선량계, 유리선량계 등이 이용되고 있었으며, 최근 들어 전 세계적으로 광자극발광선량계의 사용이 증가되고 있는 추세이다. 하지만 우리나라에서는 아직 일부에만 적용되고 있으며, 연구도 거의 없는 실정이다. 이에 기존에 가장 많이 사용되고 있던 열형광선량계와 광자극발광선량계를 핵의학과 작업종사자 및 작업구역에서 3개월간 누적선량을 비교해 보았으며, 그 결과 평균 표층선량은 열형광선량계가 1.27mSv, 광자극발광선량계가 2.12mSv로 0.85mSv의 차이가 있었으며, 평균 심부선량은 열형광선량계가 1.33mSv, 광자극발광선량계가 2.06mSv로 0.73mSv의 차이를 보였다. 광자극발광선량계가 표층선량 및 심부선량 모두에서 통계적으로 유의하게(p<0.05) 높게 측정하는 것으로 나타났다.