• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.742-749
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• 2009

최근의 방사선치료용 선형가속기에 부착된 진단용 kV 에너지 영역의 X선 선원과 아모퍼스 실리콘(a-Si)의 검출기로 구성된 온보드영상장치(OBI)를 이용하여 콘빔 전산화단층촬영 영상(CBCT)획득이 가능하다. CBCT영상을 이용하여 치료계획을 세우게 되면 치료실에서 CT영상 촬영이 가능해짐으로써 고식적 치료환자들의 부담이 많이 감소될 수 있고 더 나아가 선량을 재계산하여 치료과정 중 치료계획 재수립도 가능하다. 본 연구에서는 CBCT를 이용한 치료계획과 기존의 모의치료용 CT를 이용한 치료계획을 비교 연구 함으로서 CBCT영상만으로 광자선 선량계산이 정확한지를 평가하고 임상에서 고식적방사선치료를 목적으로 하는 환자들을 대상으로 온라인 방사선치료계획의 가능성을 연구하였다. 선량계산에 필요한 CT수와 밀도간의 상호관계 확인을 위하여 Catphan 600 팬텀을 이용하여 교정곡선을 산출하였고 팬텀과 환자들의 모의 치료용 CT영상과 CBCT영상을 획득하여 치료계획 및 선량계산 된 결과를 비교하였다. CBCT 영상을 이용한 치료계획에서의 MU차이는 중심점에 100cGy 처방하였을 때 Phantom에서의 경우 3~4MU로 약 2.7%, 환자에서의 경우 1~3MU로 약 2.5% 이하로 차이가 났다. 팬텀과 환자에서의 Monitor unit(MU)차이는 2.7%, 2.5% 이내였으나, CBCT영상의 경우 검출기의 크기의 제약 및 환자의 불수의적인 움직임에 의하여 전자밀도가 큰 물질에서 산란선과 artifact의 발생이 크게 증가한다. 따라서 뇌 및 폐 영역의 치료계획시 선량의 오차가 더 커질 수 있어 이에 대한 주의가 요구된다. 치료시작 전 CBCT 영상을 획득하여 환자의 자세와 내부 장기의 위치를 보정하고 선량을 재계산하여 치료계획을 재수립하는 적응방사선치료(ART)를 시행하기 위해서는 산란선과 움직임에 의한 artifact의 감소방안이 마련되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2009년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.1159-1166
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• 2009

최근의 방사선치료용 선형가속기에 부착된 진단용 kV 에너지 영역의 X선 선원과 아모퍼스 실리콘(a-Si)의 검출기로 구성된 온보드영상장치(OBI)를 이용하여 콘빔 전산화단층촬영 영상(CBCT)획득이 가능하다. CBCT영상을 이용하여 치료계획을 세우게 되면 치료실에서 CT영상 촬영이 가능해짐으로써 고식적 치료 환자들의 부담이 많이 감소 될 수 있고 더 나아가 선량을 재계산하여 치료과정 중 치료계획 재수립도 가능하다. 본 연구에서는 CBCT를 이용한 치료계획과 기존의 모의치료용 CT를 이용한 치료계획을 비교 연구 함으로서 CBCT영상만으로 광자선 선량계산이 정확한지를 평가하고 임상에서 고식적방사선치료를 목적으로 하는 환자들을 대상으로 온라인 방사선치료계획의 가능성을 연구하였다. 선량계산에 필요한 CT수와 밀도간의 상호관계 확인을 위하여 Catphan 600 팬텀을 이용하여 교정곡선을 산출하였고 팬텀과 환자들의 모의치료용 CT영상과 CBCT영상을 획득하여 치료계획 및 선량계산 된 결과를 비교하였다. CBCT 영상을 이용한 치료계획에서의 MU차이는 중심점에 100cGy 처방하였을 때 Phantom에서의 경우 3~4MU로 약 2.7%, 환자에서의 경우 1~3MU로 약 2.5% 이하로 차이가 났다. 팬텀과 환자에서의 Monitor unit(MU)차이는 2.7%, 2.5% 이내였으나, CBCT영상의 경우 검출기의 크기의 제약 및 환자의 불수의적인 움직임에 의하여 전자밀도가 큰 물질에서 산란선과 artifact의 발생이 크게 증가한다. 따라서 뇌 및 폐 영역의 치료계획시 선량의 오차가 더 커질 수 있어 이에 대한 주의가 요구된다. 치료시작 전 CBCT 영상을 획득하여 환자의 자세와 내부 장기의 위치를 보정하고 선량을 재계산하여 치료 계획을 재수립하는 적응방사선치료(ART)를 시행하기 위해서는 산란선과 움직임에 의한 artifact의 감소방안이 마련되어야 할 것으로 사료된다.

• 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.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제37권3호
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• pp.177-185
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• 2014

자동노출제어를 이용한 X선 흉부촬영에서 AEC 위치를 알 수 있도록 고안 된 AEC 표지자 사용에 따른 환자 피폭선량 감소 효과에 대하여 알아보고자 하였다. 흉부전용 디지털 X선 장비(DRS, LISTEM, Korea)를 이용하여 흉부촬영 검사를 하여야 하는 성인 남녀 880명을 대상으로 하였다. 대상환자 모두에서 자동노출제어(이온 전리조 양측 상단 2개 사용) 사용하여 촬영하였다. 조사야 크기는 $17{\times}17inch$, 관전압은 120kVp, 촬영거리는 180cm로 설정 하였다. 대조군 440명은 Detector 내에 양측 폐가 위치하도록 하여 촬영하였고, 실험군 440명은 이온 전리조 위치를 방사선사가 알 수 있도록 표지자를 만든 후 이온 전리조 위치에 양측 폐를 위치 할 수 있도록하여 촬영하였다. 모든 환자의 나이, 몸무게, 키와 DAP 값을 측정 하였으며, PCXMC2.0을 이용하여 환자의 유효선량 값을 계산 하였다. 대조군 440명(M:F=245:195)의 평균 나이는 53.9세였으며, 평균 BMI는 23.4였다. BMI 분포는 저체중 35명, 정상 279명, 과체중 106명, 비만 20명이었고, 평균 DAP는 $223.56mGycm^2$, 평균유효선량은 0.045mSv 였다. 실험군 440명(M:F=197:243)의 평균 나이는 53.7세 였고, 평균BMI는 22.7이었다. BMI 분포는 저체중 34명, 정상 316명, 과체중 85명, 비만 5명이었고, 평균 DAP는 $207.36mGycm^2$, 평균유효선량은 0.041mSv 였다. 평균유효선량은 실험군이 대조군에 비해 0.004mSv(9.7%) 감소하였다. 실험군 유효선량 표준편차의 2배인 0.056mSv 이상의 과다피폭을 받은 환자는 실험군에 비하여 대조군에서 많았다 (65명(14.7%) 대 19명(4.3%), p=0.006, t-test). 자동노출제어를 이용한 X선 흉부촬영에서 환자에 맞는 정확한 선량을 위해서는 이온 전리조 위치와 검사부위를 일치 시켜야 하며 따라서 이온 전리조 위치를 알 수 있도록 고안한 표시 방법은 환자가 받을 수 있는 불필요한 방사선 피폭을 줄일 수 있는 방법이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권2호
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• pp.102-112
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• 2008

살아있는 마우스 영상화를 목적으로 겐트리 회전형과 평판영상검출기를 기반으로 한 고분해능 마이크로 컴퓨터단층촬영 장치를 개발하였다. 이 장치는 주로, 마이크로 크기 광원사이즈를 갖는 X-선 광원, Csl (TI)과 결합된 평판형 상보성 금속산화 반도체 영상검출기(CMOS), 선형이송 카우치, 위치정보 엔코더와 결합된 겐트리, 그리고 영상데이터 처리를 위한 병렬처리 시스템으로 구성되었다. 본 장치는 겐트리 회전형으로 설계되었는데, 이는 살아있는 마우스를 CT 영상을 얻는데 있어서 마우스 움직임에 기인한 영상결점의 최소화에 유리하고 촬영하는 동안 쥐의 호흡마취시행에 여러 가지 장점을 갖기 때문이다. CT팬텀을 이용하여 개발한 CT장치의 공간해상도, 영상대비도 그리고 영상균일도를 평가하였다. 결과로써, 본 장치의 공간해상도는 MTF 곡선으로부터 10%에 해당하는 약 11.3 cycles/mm을 얻었으며, 마우스에 대한 방사선 피폭선량은 81.5 mGy의 결과를 얻었다. 저대비 영상팬텀을 이용한 영상실험에서 분해가능 최소영상대비차는 약 46 CT였다. $55{\times}55{\times}X100\;{\mu}^3$의 복셀(voxel) 크기에서 영상의 불균일도는 약 70 CT 임을 얻었다. 또한 본 연구에서는 살아있는 마우스의 몸체, 뼈, 그리고 간에 대한 영상 테스트 결과를 제시하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권2호
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• pp.192-200
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• 2010

사이버나이프 치료에서 사용하는 소조사면은 전자평형의 부재와 급격한 선량 경사도(Steep dose gradients), 그리고 광자와 전자들의 스펙트럼 변화 요인으로 인하여 소조사면 광자선 선량 측정은 일반적인 치료의 측정보다 좀더 어렵고 복잡하다. 본 연구에서는 다이오드 검출기를 이용한 측정값과 GEANT4를 이용한 계산값을 비교하고 정확한 선량 전달을 위한 측정 선량의 검증 도구의 한 종류로 GEANT4의 유용성을 입증하고자 한다. 사이버나이프 몬테카를로 모델을 개발하는데 있어 두 단계로 진행하였다. 첫 번째 단계는 선형가속기 헤드(treatment head) 시뮬레이션과 이를 통한 광자 에너지 스펙트럼의 계산이었고, 두 번째 단계는 5, 10, 20, 30, 50, 60 mm의 여섯 개 원형 조사면에 대한 물팬텀속에서의 깊이선량율의 계산이었다. 그리고 출력인수(Relative output factors)에 대한 계산은 5 mm부터 60 mm까지 총 12가지 조사면에 대해 수행되었으며 그 결과를 다이오드 검출기를 이용한 측정값과 비교하였다. 가로선량분포(Profiles)의 경우 5, 10, 20, 30, 50, 60 mm의 6가지 조사면에 대해 계산이 이루어졌고 깊이는 1.5, 10, 20 cm의 세 가지 깊이에 대해 수행되었다. 깊이선량율의 계산값을 측정값과 비교한 결과 평균 2% 미만의 오차를 보여 임상에서 허용 가능한 결과를 얻었다. 조사면 출력인자의 경우에 조사면 직경 7.5 mm 이상에서 3% 이내의 오차를 보였으나 직경 5 mm 조사면에서는 6.9%로 높은 오차를 보였다. 가로선량분포에서 20 mm 이상의 조사면에서는 2% 미만의 오차를 보였고 그 이하의 조사면에서는 3.5% 미만의 오차를 보였다. 본 연구에서는 소조사면 사이버나이프 측정을 위한 선량분포 계산을 GEANT4 코드를 사용하여 다이오드 측정 결과와 비교하였다. 다이오드와의 측정 비교 결과 5 mm 조사면을 제외한 나머지 조사면들에 대해 오차 0.2~0.6% 내의 만족할만한 결과를 얻었다. 향후 소조사면에서 정확성을 가지는 Gafchromic 필름 등 다른 측정기와 비교를 통하여 그 정확성이 평가된다면 이 GEANT4의 선량분포 계산 방법은 소조사면을 이용하는 사이버나이프 방사선치료에서 정확한 선량 전달을 위한 측정 선량의 검증 도구의 한 종류로 사용할 수 있을 것으로 예상한다.

• Macromolecular Research
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• 제16권7호
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• pp.575-585
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• 2008

There are two beamlines (BLs), 4C1 and 4C2, at the Pohang Accelerator Laboratory that are dedicated to small angle X-ray scattering (SAXS). The 4C1 BL was constructed in early 2000 and is open to public users, including both domestic and foreign researchers. In 2003, construction of the second SAXS BL, 4C2, was complete and commissioning and user support were started. The 4C2 BL uses the same bending magnet as its light source as the 4C1 BL. The 4C1 BL uses a synthetic double multilayer monochromator, whereas the 4C2 BL uses a Si(111) double crystal monochromator for both small angle and wide angle X-ray scattering. In the 4C2 BL, the collimating mirror is positioned behind the monochromator in order to enhance the beam flux and energy resolution. A toroidal focusing mirror is positioned in front of the monochromator to increase the beam flux and eliminate higher harmonics. The 4C2 BL also contains a digital cooled charge coupled detector, which has a wide dynamic range and good sensitivity to weak scattering, thereby making it suitable for a range of SAXS and wide angle X-ray scattering experiments. The general performance of the 4C2 BL was initially tested using standard samples and further confirmed by the experience of users during three years of operation. In addition, several grazing incidence X-ray scattering measurements were carried out at the 4C2 BL.

• 전자공학회논문지
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• 제53권7호
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• pp.138-143
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• 2016

본 논문에서 설계 및 제작된 보안 검색 시스템은 물체 및 사람으로부터 방사된 에너지를 수신하여 이미지화 하는 시스템이다. 제안한 보안 검색 시스템은 다채널 수신을 위한 집적화된 어레이 안테나를 적용하였으며, 16개의 4단 저잡음 증폭기와 디텍터, CCD/IR 카메라와 반사판 그리고 밀리미터파 렌즈로 구성된다. 본 시스템은 공기 중의 열잡음 신호를 감지해야 하므로, 높은 수신감도와 넓은 대역폭이 요구된다. 시스템에 사용된 저잡음 증폭기 모듈의 이득특성은 82GHz~102GHz의 대역에서 65.8dB의 평균 이득특성을 가진다. 또한 증폭기 모듈로부터 입력된 열잡음 신호를 DC 전압 값으로 나타낼 수 있는 검출기를 제작하였다. 제작된 검출기는 제로-바이어스 쇼트키 다이오드를 사용하여 물체에서 방사된 밀리미터파 신호를 DC 출력 전압으로 변환하는 방사 분석 센서이다. 제작된 검출기의 특성은 0dBm 입력전력에서 350~400mV/mW, 검출 가능 입력 전력 범위는 -10~13dBm으로 우수한 성능을 보였다. 제작된 보안 검색 시스템은 은닉된 금속 재질의 물체뿐만 아니라, 플라스틱 등으로 이루어진 물체들도 검색이 가능하다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.435-442
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• 2016

본 연구는 X-선관 각도 변경에 따른 경사효과(Anode Heel Effect)의 변화를 알아보고자 실시하였다. 실험조건은 70 kV, 30 mAs, 초점-검출기간의 거리 100 cm, 조사야는 $35{\times}43cm^2$, 측정점은 조사야의 정중앙점에서 좌우 3.5 cm 간격으로 나누어 양극쪽으로 A1, A2, A3, A4, A5, A6 점을 설정하고 음극쪽으로 C1, C2, C3, C4, C5, C6 점으로 설정하였다. X-선관을 수직으로 하여 측정점인 A6에서 C6까지 각각 입사표면선량을 측정하였다. 다음에 X-선관을 양극쪽으로 15도 30도로 변경 하면서 각각 측정하고 같은 방법으로 음극쪽으로 15도 30도로 변화시켜 측정하였다. 결과로 X-선관이 수직인 경우 A5보다 C5점이 3배정도 입사표면선량이 높게 나타나 수직 촬영 시 방사선감수성이 높은 장기가 위치해 있는 쪽으로 양극을 위치시키면 피폭을 줄일 수 있었다. X-선관의 각도를 주고 촬영할 경우에는 음극측으로 각도를 주는 것이 양극과 음극측의 입사표면선량 차이를 줄일 수 있으며 상, 하 두께 차이가 있는 부위를 촬영할 경우에는 음극측이 두꺼운 부위를 향하게 각도를 주는 것이 입사표면선량의 차이를 줄여 좀 더 균일한 영상을 만들 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제37권4호
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• pp.261-265
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• 2014

10세에서 70세까지 국내 남녀를 7개 연령대별 그룹으로 구분한 후, 치아의 감마선 농도와 각 그룹별 전${\beta}$ 방사능 농도를 측정하였다. 전${\beta}$ 농도는 P10가스(아르곤 90%, 메탄 10%)를 충진한 Tennelec XLB 측정기로 측정하였으며, 감마선은 고순도 게르마늄 검출기를 사용하여 감마선분광분석법으로 측정하였다. 본 실험에서 측정된 여성의 전${\beta}$ 방사능 농도범위는 0.089~0.32 Bq/kg이었으며, 남성의 전${\beta}$ 방사능 농도범위는 0.13~0.26 Bq/kg이었다. 치아의 감마선분광분석 결과 자연방사성동위원소인 $^{40}K$, $^{208}Tl$, $^{228}Ac$ 및 $^{234}Th$가 검출되었으며, 측정된 감마선 방사선 농도는 각각 20.7, 21.9 3.88 및 5.24 Bq/kg 이었다. 본 연구 결과는 향후 후쿠시마 원전사고 등 불의의 방사선 누출 사고 등에 대비하여 정상 환경에서의 인체의 치아에 축적된 방사능 준위 데이터로 활용할 수 있을 것으로 사려된다.