• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권1호
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• pp.3-11
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• 2011

본 연구에서는 제작한 수직형 다엽 콜리메이터를 이용하여 방사선치료에 사용되는 Co-60 감마선 및 6 MV 엑스선의 조사면 크기와 모양을 결정하고 동일한 모양 및 크기의 조사면을 납차폐체로 결정하여 방사선 조사면 내 선량분포 특성을 상호 분석하여 수직형 다엽 콜리메이터의 방사선 조사면 크기 결정에 관한 유용성을 평가하였다. 이를 위해 이온전리함, 유리선량계, 방사선크로믹 필름을 사용하여 선량측정 실험을 수행하였다. Co-60 감마선과 6 MV 엑스선에 대하여 기준조사면의 이온전리함 측정결과 수직형 다엽 콜리메이터의 빔 중심축 선량값이 납차폐체의 선량값보다 각각 5.1%, 4.2% 높게 측정되었다. 그리고 Co-60 감마선에 대한 4개 조사면(기준 조사면, 원형, 삼각형, 십자형)의 유리선량계 측정 결과는 수직형 다엽 콜리메이터의 선량값이 납차폐체의 선량값보다 각각 2.2%, 7.8%, 7.2%, 4.0% 높게 측정되었고, 6 MV 엑스선에 대하여는 수직형 다엽 콜리메이터의 선량값이 납차폐체의 선량값보다 각각 6.7%, 6.2%, 3.8%, 6.2% 높게 측정되었다. 방사선크로믹 필름에서 차폐체의 선량분포곡선 중 최대선량의 80%에서 20%까지의 거리를 나타내는 반음영 크기는 모든 조사면에서 수직형 다엽 콜리메이터의 반음영 크기가 납차폐체보다 Co-60의 경우 2.0~3.5 mm, 6 MV 엑스선의 경우 0.5~1.0 mm 작게 나타났으며 이는 제작한 수직형 다엽 콜리메이터가 임상에 사용되었을 때 반음영의 크기를 납차폐체보다 줄일 수 있음으로써 치료 조사면적 결정시 차폐물의 반음영으로 생기는 방사선치료체적(Treatment Volume, TV)을 최소화시킬 수 있는 장점이 있으리라 판단된다. 아울러 2차원 및 3차원 방사선치료 시 본 다엽 콜리메이터를 이용하여 다양한 방사선치료 조사면을 간편하게 결정하여 사용할 수 있으리라 생각된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제45권2호
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• pp.69-75
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• 2020

Background: Dose conversion coefficients (DCCs) have been commonly used to estimate radiation-dose absorption by human organs based on physical measurements of fluence or kerma. The International Commission on Radiological Protection (ICRP) has reported a library of DCCs, but few studies have been conducted on their applicability to non-Caucasian populations. In the present study, we collected a total of 8 Korean pediatric and adult voxel phantoms to calculate the organ DCCs for idealized external photon-irradiation geometries. Materials and Methods: We adopted one pediatric female phantom (ETRI Child), two adult female phantoms (KORWOMAN and HDRK Female), and five adult male phantoms (KORMAN, ETRI Man, KTMAN1, KTMAN2, and HDRK Man). A general-purpose Monte Carlo radiation transport code, MCNPX2.7 (Monte Carlo N-Particle Transport extended version 2.7), was employed to calculate the DCCs for 13 major radiosensitive organs in six irradiation geometries (anteroposterior, posteroanterior, right lateral, left lateral, rotational, and isotropic) and 33 photon energy bins (0.01-20 MeV). Results and Discussion: The DCCs for major radiosensitive organs (e.g., lungs and colon) in anteroposterior geometry agreed reasonably well across the 8 Korean phantoms, whereas those for deep-seated organs (e.g., gonads) varied significantly. The DCCs of the child phantom were greater than those of the adult phantoms. A comparison with the ICRP Publication 116 data showed reasonable agreements with the Korean phantom-based data. The variations in organ DCCs were well explained using the distribution of organ depths from the phantom surface. Conclusion: A library of dose conversion coefficients for major radiosensitive organs in a series of pediatric and adult Korean voxel phantoms was established and compared with the reference data from the ICRP. This comparison showed that our Korean phantom-based data agrees reasonably with the ICRP reference data.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제35권3호
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• pp.249-254
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• 2012

본 논문은 유방암 환자의 접선 조사 시, 치료 전 수행하는 electronic portal image와 치료 계획용 2-D reconstruction image를 비교하는 방법으로 자세의 정확성을 평가하고자 한다. 방사선 치료 중 접선조사(tangential breast treatment)만을 받는 22명의 유방암 환자를 대상으로 자세 정렬의 정확성을 확인 하였다. electronic portal image와 치료 계획용 2-D reconstruction image의 해부학적 기준 매개 변수를 비교하여 그 오차 도를 평가 하였다. 접선조사 환자의 44매 2-D reconstruction image와 110매의 EPID image 상의 비교 기준 매개 변수는 치료 조사면 중심부(field center)의 폐 길이, CLD(central lung distance), 치료 조사면 중심부의 연부조직 길이, CSTD(central soft tissue distance), 상부 총 폐 길이, ALD (above lung distance), 하부 총 폐 길이, BLD(below lung distance)이며, 내측 접선조사면(medial tangential field)에서 각 매개 변수의 오차 평균값은 1.0, -6.4, -2.1, 2.0, 각각의 표준편차(${\sigma}$)는 1.5, 2.3, 4.1, 1.1 이다. 외측 접선조사면(lateral tangential field)의 각 매개 변수 오차 평균값은 -1.5, -4.3, -2.7, -1.3 이며, 각각의 표준편차(${\sigma}$)는 3.3, 2.1, 2.9, 그리고 2.5로 나타났다. 접선조사 치료를 받는 유방암 환자의 EPID image 상에서 CLD, CSTD, ALD 그리고 BLD의 인식은 매우 용이하며 이를 근거로 자세 정렬 오차를 판단하는 것이 시간과 숙련도의 단축을 이끌어 낼 수 있다고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제31권3호
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• pp.63-70
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• 2020

Stereotactic radiosurgery is one of the most sophisticated forms of modern advanced radiation therapy. Unlike conventional fractionated radiotherapy, stereotactic radiosurgery uses a high dose of radiation with steep gradient precisely delivered to target lesions. Lars Leksell presented the principle of radiosurgery in 1951. Gamma Knife^® (GK) is the first radiosurgery device used in clinics, and the first patient was treated in the winter of 1967. The first GK unit had 179 cobalt 60 sources distributed on a hemispherical surface. A patient could move only in a single direction. Treatment planning was performed manually and took more than a day. The latest model, Gamma Knife^® Icon^TM, shares the same principle but has many new dazzling characteristics. In this article, first, a brief history of radiosurgery was described. Then, the physical properties of modern radiosurgery machines and physicists' endeavors to assure the quality of radiosurgery were described. Intrinsic characteristics of modern radiosurgery devices such as small fields, steep dose distribution producing sharp penumbra, and multi-directionality of the beam were reviewed together with the techniques to assess the accuracy of these devices. The reference conditions and principles of GK dosimetry given in the most recent international standard protocol, International Atomic Energy Agency TRS 483, were shortly reviewed, and several points needing careful revisions were highlighted. Understanding the principles and physics of radiosurgery will be helpful for modern medical physicists.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권6호
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• pp.907-914
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• 2018

In this article, we conducted molecular dynamics simulations to investigate the effect of applied strain and temperature on irradiation-induced damage in alpha-zirconium. Cascade simulations were performed with primary knock-on atom energies ranging between 1 and 20 KeV, hydrostatic and uniaxial strain values ranging from -2% (compression) to 2% (tensile), and temperatures ranging from 100 to 1000 K. Results demonstrated that the number of defects increased when the displacement cascade proceeded under tensile uniaxial hydrostatic strain. In contrast, compressive strain states tended to decrease the defect production rate as compared with the reference no-strain condition. The proportions of vacancy and interstitial clustering increased by approximately 45% and 55% and 25% and 32% for 2% hydrostatic and uniaxial strain systems, respectively, as compared with the unstrained system, whereas both strain fields resulted in a 15-30% decrease in vacancy and interstitial clustering under compressive conditions. Tensile strains, specifically hydrostatic strain, tended to produce larger sized vacancy and interstitial clusters, whereas compressive strain systems did not significantly affect the size of defect clusters as compared with the reference no-strain condition. The influence of the strain system on radiation damage became more significant at lower temperatures because of less annealing than in higher temperature systems.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제37권1호
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• pp.35-40
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• 2012

국내 교정기관 또는 표준기관은 중성자 검출기의 교정을 위해 비감속 및 중수감속 $^{252}Cf$ 선원과 $^{241}AmBe$ 선원을 사용하고 있다. 이런 선원들로 교정된 중성자 검출기를 이용하여 입자가속기와 같이 속중성자가 다량 존재하는 시설을 선량평가할 때, 그 정확도가 떨어지게 된다. 그 이유는, 대부분의 중성자 검출기는 열중성자에 민감하게 반응하므로 수 MeV 이상의 에너지를 가지는 속중성자장에 대한 선량당량 반응도는 부정확하다. 또한 높은 에너지의 중성자는 열중성자보다 선량기여정도가 훨씬 크기 때문이다. 이와 같은 이유로, 기존의 교정용 기준 중성자장이 아닌 수 MeV 이상의 속중성자가 존재하는 중성자장에서도 검출기를 교정할 필요가 있다. DT 중성자 발생기, 흑연집합체 그리고 폴리에틸렌 중성자 집속체를 사용하여 속중성자의 선속분율이 서로 다른 중성자장을 제작하였고, 이 중성자장에서 중성자 검출기의 선량당량 반응도를 측정하였다. 시험결과에 의하면, 속중성자 선속분율과 중성자 검출기의 종류에 따라 중성자 검출기의 반응도는 많은 차이를 보였다. 이러한 반응도 차이는 선량당량의 과대 및 과소평가를 의미하므로, 검출기가 사용되는 시설환경과 유사한 중성자장에서 반응도 교정이 필요함을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.555-564
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• 2017

직업상 피폭에 대한 현행 방사선 위험성 평가는 종사자의 피폭선량 평가 및 건강진단에 중점을 두고 있다. 이러한 개인 중심의 위험성 평가는 선량계 미착용 및 개개인의 기호로 인한 건강영향 문제 등 정확한 데이터 확보의 어려움으로 인한 오류의 가능성이 있다. 또한 평가의 기준이 되는 선량한도는 법적 최대 상한값으로 방사선 방호에 최적화된 값을 의미하지는 않는다. 이에 선원적, 환경적 및 인적 측면을 복합적으로 고려할 수 있고 방사선방호의 최적화를 이행할 수 있는 국가적 차원의 새로운 위험성 평가 모델이 요구되고 있다. 본 연구에서는 고용노동부의 위험성 평가에 기반하여 개인이 아닌 작업장 중심의 위험성 평가 모델을 연구하였다. 이를 위해 여러 분야의 위험성 추정 방법을 분석하여 방사선 분야에 적용하기 적합한 모델을 도출하고, 모델에 적용하기 위한 데이터 획득 방법 및 절차에 대해 기술하였다. 본 연구에서 도출한 작업장 중심의 다차원적 위험성 평가 모델은 위험성을 점수화하고 Rader Plot을 이용하여 표현함으로서 보다 정확한 방사선 위험성 평가를 가능하게 하며, 결론적으로 효율적인 종사자 관리, 선제적 종사자 보호 및 방사선 방호의 최적화 이행에 기여할 것으로 판단된다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제48권1호
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• pp.21-30
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• 2018

Purpose: To calculate the effective doses of cone-beam computed tomography (CBCT) using personal computer-based Monte Carlo (PCXMC) software (Radiation and Nuclear Safety Authority, Helsinki, Finland) and to compare the calculated effective doses with those measured using thermoluminescent dosimeters (TLDs) and an anthropomorphic phantom. Materials and Methods: An Alphard VEGA CBCT scanner (Asahi Roentgen Ind. Co., Kyoto, Japan) with multiple fields of view (FOVs) was used for this study. The effective doses of the scout and main projections of CBCT using 1 large and 2 medium FOVs with a height >10 cm were calculated using PCXMC and PCXMCRotation software and then were compared with the doses obtained using TLD-100 LiF and an anthropomorphic adult human male phantom. Furthermore, it was described how to determine the reference points on the Y- and Z-axes in PCXMC, the important dose-determining factors in this software. Results: The effective doses at CBCT for 1 large ($20.0cm{\times}17.9cm$) and 2 medium FOVs ($15.4cm{\times}15.4cm$ and $10.2cm{\times}10.2cm$) calculated by the PCXMC software were 181, 300, and $158{\mu}Sv$, respectively. These values were comparable (16%-18% smaller) to those obtained through TLD measurements in each mode. Conclusion: The use of PCXMC software could be an alternative to the TLD measurement method for effective dose estimation in CBCT with large and medium FOVs.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권1호
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• pp.11-19
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• 2014

목 적 : 최적화 알고리즘에 적용되는 최적화 인자들의 영향을 고려하여, 가장 적합한 인자 값을 도출함으로써 이상적인 치료계획을 쉽게 설계할 수 있도록 하고자 한다. 대상 및 방법 : 본 연구의 세기조절방사선치료에서 선량계산 알고리즘은 PBC(Pencil Beam Convolution)이고, 최적화 알고리즘은 DVO(Dose Volume Optimizer 10.0.28)이다. 두경부 환자의 세기조절방사선치료에서 치료계획용적의 처방선량은 동시에 2.2 Gy와 2.0 Gy가 될 수 있도록 하였다. 치료계획은 6 MV, 7개의 조사야로 역선량계산방법으로 수립하였다. 최적화 알고리즘 인자는 용적선량-조건강도(Priority, Constrain), 선량부 드럼강도(Smooth)로 선정하고, 각 인자들의 변화량에 따른 치료계획의 영향을 분석하였다. 용적선량-조건강도는 기준 조건강도를 정하고, 비율은 같지만 절대 값은 다른 최적화 과정을 실시하였다. 또한 조건강도의 절대 값에 변화에 따른 치료용적과 주변 정상장기들을 평가하였다. 선량부드럼강도는 기준 조건의 단순 변화와 용적선량-조건강도와 관련시킨 변화를 치료계획에 반영시켰다. 치료계획은 처방선량지수(Conformal Index, CI), 처방선량포함지수(Paddick's Conformal Index, PCI), 선량균질지수(Homogeneity Index, HI)와 각 장기의 평균선량으로 평가하였다. 결 과 : 용적선량-조건강도의 비율을 동일하게 하고 절대 값을 변화 시켰을 때 CI값은 다르지만, PCI는 $1.299{\pm}0.006$, HI는 $1.095{\pm}0.004$, D5%/D95%는 $1.090{\pm}1.011$으로 처방선량에 대한 영향은 유사하였다. 이하선의 평균선량은 용적선량-조건강도의 절대 값이 40, 60, 70, 90으로 증가될 때, 67.4, 50.3, 51.2, 47.1 Gy로 감소하였다. 각각의 치료계획에서 선량부드럼강도를 증가시켰을 때, PCI는 $1.338{\pm}0.006$로 증가된 값을 보였다. 결 론 : 용적선량-조건강도는 절대적인 값보다 각 조건의 비율에 따라 최적화 알고리즘에 영향을 주었다. 절대 값이 다르더라도 같은 비율을 유지하면 유사한 치료계획이 수립되었다. 성공적인 치료계획을 수립하기 위해 특히 보호해야할 정상장기의 용적선량-조건강도는 치료용적의 용적선량-조건강도의 50%이상 되어야한다. 선량부드럼강도는 용적선량-조건강도에 따라 비례하여 증가하거나 감소하여야 한다. 단순히 절대 값으로 적용하면 용적선량-조건강도는 그 조건을 충분히 만족시키지 못한다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제27권1호
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• pp.37-49
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• 2002

방사선치료 시 종양에 정확한 양의 방사선을 조사하는 것은 국소 재발을 방지하고 합병증의 빈도를 낮춰 효과적인 치료를 가능하게 하는 중요한 요소이다. 종양에 조사되는 방사선량의 측정을 통해 치료의 정확성을 확인하기 위한 여러 방법들이 시도되고 있으며, 투과선량을 이용한 측정법도 그 중 한 예로 비침습적이며 매 치료 시 측정이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 교실에서는 투과선량을 이용한 in vivo 선량측정시스템과 임의의 치료 조건에서 투과선량을 계산하기 위한 알고리즘을 개발하였다. 본 교실에서 개발한 in vivo 선량측정시스템의 단기간 및 장기간의 재현성을 확인하고, 환자의 방사선치료에서의 이용 시 발생할 수 있는 문제점을 파악하고 알고리즘의 정확성을 확인하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 2000년 7월 25일부터 8월 14일 사이에 방사선치료를 시행 받은 환자 66명을 대상으로 투과선량의 측정을 시행하였으며, 이 중 골반부위의 방사선 치료를 3회 이상 시행 받은 11명의 환자를 대상으로 측정선량과 예측선량의 비교 분석을 시행하였다. 측정시스템의 재현성의 확인을 위하여 환자의 치료 전 및 치료 중 매시간 기준 조사조건에서 측정치를 확인하였다. 일별 및 일 중 변동은 ${\pm}2%$ 이내로 재현성을 확인할 수 있었다. 본 시스템의 사용 시 별다른 문제점은 없었으나, 2명의 흉부 치료환자에서 투과선이 치료용테이블의 측면 금속을 관통하는 문제가 발생하였다. 골반부위 환자에서는 골반부위의 불균질조직에 의한 영향의 확인을 위하여, CT 및 simulation film을 이용하여 골 조직의 두께를 확인하여 보정 전 및 후의 값을 비교하였다. 전후방 및 후방조사야의 경우 골 조직의 보정을 시행하지 않은 경우 평균오차가 -5.20% 내지 +2.20%이었으며, 보정을 시행한 경우 -0.62%내지 +3.32%로 환자에 따라 정도의 차이는 있으나 골 보정이 필요함을 확인할 순 있었다. 측정치와 예측치 간 오차의 표준편차는 1.19%내지 2.46%로서 재현성이 높음을 확인할 수 있었다. 좌우 측방조사야에서 골 보정을 시행하지 않은 경우 평균오차는 -10.80%내지 +3.46%로서 골 조직의 보정이 필요하지 않은 1인의 환자를 제외하면 모두 음수 값을 지녔고, 보정을 시행한 경우 -0.55% 내지 +3.50%의 평균오차를 지녀 골 보정의 필요성을 확인할 수 있었다. 측정치와 예측치 간 오차의 표준편차는 1.09%내지 6.98%로 전후방조사야의 경우보다 재현성이 낮음을 알 수 있었다. 복와위로 방사선치료를 시행 받은 환자의 경우를 제외하면, 표준편차는 1.09%내지 3.12%로 1례 외에는 2.57% 이내로 재현성이 높음을 확인할 수 있었다. 본 실험을 통하여 in vivo 선량측정시스템의 안전성과 재현성을 확인할 수 있었다. 정확한 예측치를 얻기 위하여 불균질 조직이 조사야에 포함되는 경우 보정이 요구되며, 골반의 경우 골 조직의 보정이 중요한 요인임을 알 수 있었다. 이를 위하여 불균질 조직에 대한 정확한 정보가 요구되며, 이는 CT 영상을 이용하는 것이 크게 도움이 되리라 생각된다.