• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제42권6호
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• pp.441-446
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• 2019

The purpose of this paper is to recognize the usefulness of the Phantom produced with 3D printing technology by reproducing the original phantom with 3D printing technology. Using CT, we obtained information from the original phantom. The acquired file was printed by the SLA method of ABS materials. For inspection, SPECT/CT was used to obtain images. We filled the both Phantom with a solution mixed with ^99mTcO4 1 mCi in 1 liter of water and acq uired images in accordance with the standard protocol. Using Image J, the SNR for each slice of the image was obtained. As a reference images, AC images were used. For the analysis of acquired images, ROI was set in the White mater and Gray mater sections of each image, and the average Intensity Value within the ROI were compared. According to the results of this study, 3D printed phantom's SNR is about 0.1 higher than the conventional phantom. And the ratio of Intensity Value was shown in the original 1 : 3.4, and the printed phantom was shown to be 1 : 3.2. Therefore, if Calibration Value is applied, It is assumed that it can be used as an alternative to the original.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.13-18
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• 2017

본 논문은 GATE (geant4 application for tomographic emission) 시뮬레이션을 이용하여 다양한 모양과 재질의 팬텀에서 CTDI (computed tomography dose index)를 평가하였다. GATE 시뮬레이션은 실린더 기둥, 타원 기둥과 육각 기둥 형태와 물, PMMA (polymethyl methacrylate), polyethylene 그리고 polyoxymethylene 재질의 다양한 지름(1 ~ 50 cm)의 팬텀을 모사하여 $CTD_{I100center}$ 값을 비교하였다. 120 kV, 200 mAs에서 실린더 기둥, 타원 기둥과 육각 기둥의 $CTDI_{100center}$ 값은 각각 11.1, 13.4 그리고 12.2 mGy이었다. 이 결과는 동일 볼륨이지만 팬텀의 형태에 따라 $CTDI_{100center}$ 값의 차이가 있음을 알 수 있다. 그리고 물, PMMA 그리고 polyoxymethylene 팬텀의 $CTDI_{100center}$ 값을 비교했을 때 물질의 밀도가 높을수록 상대적으로 $CTDI_{100center}$ 값이 낮게 측정되었다. 하지만 polyethylene의 경우 지름이 15 cm ($CTDI_{100center}$ : 35.0 mGy) 이 상에서는 PMMA 보다 $CTDI_{100center}$ 값이 증가하였다. 그리고 30 cm ($CTDI_{100center}$ : 17.7 mGy) 이 상의 지름에서는 물 보다 더 높은 $CTDI_{100center}$ 값을 보였다. 본 실험을 통해 팬텀의 재질 및 모양에 따른 $CTDI_{100center}$ 값을 GATE 시뮬레이션을 이용하여 평가하였다. CT 선량 평가시 다양한 재질 및 인체에 가까운 모양의 팬텀을 사용함으로써 좀 더 정확한 환자선량을 평가할 수 있을 것이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제41권2호
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• pp.141-148
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• 2018

This study examined the properties of photons and the dose distribution in a human body via a simulation where the total body irradiation(TBI) is performed on a pediatric anthropomorphic phantom and a child size water phantom. Based on this, we tried to find the optimal photon beam energy and material for beam spoiler. In this study, MCNPX (Ver. 2.5.0), a simulation program based on the Monte Carlo method, was used for the photon beam analysis and TBI simulation. Several different beam spoiler materials (plexiglass, copper, lead, aluminium) were used, and three different electron beam energies were used in the simulated accelerator to produce photon beams (6, 10, and 15 MeV). Moreover, both a water phantom for calculating the depth-dependent dosage and a pediatric anthropomorphic phantom for calculating the organ dosage were used. The homogeneity of photon beam was examined in different depths for the water phantom, which shows the 20%-40% difference for each material. Next, the org an doses on pediatric anthropomorphic phantom were examined, and the results showed that the average dose for each part of the body was skin 17.7 Gy, sexual gland 15.2 Gy, digestion 13.8 Gy, liver 11.8 Gy, kidney 9.2 Gy, lungs 6.2 Gy, and brain 4.6 Gy. Moreover, as for the organ doses according to materials, the highest dose was observed in lead while the lowest was observed in plexiglass. Plexiglass in current use is considered the most suitable material, and a 6 or 10 MV photon energy plan tailored to the patient condition is considered more suitable than a higher energy plan.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.53-60
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• 2020

이 연구의 목적은 Roadmap 영상에서 화질에 영향을 미치는 인자들을 알아보기 위한 것으로, 조영제의 희석률, Collimation Field, Flow Rate를 변화하여 연구를 하였다. 화질의 정량적인 평가를 위해, 아크릴를 이용하여 3mm 혈관모형의 Water Phantom을 자체 제작하였고, 자체 제작한 혈관모형의 Water Phantom으로 Roadmap 영상을 획득하고, SNR(Signal to Noise Ratio)과 CNR(Contrast to Noise Ratio)을 분석하였다. CM : N/S 희석률 변화에 대한 연구에서 CM : N/S 희석률을 (100%~10% : 100%)로 변화를 주었으며, 혈관모형 Water Phantom을 이용하여 촬영한 Roadmap 영상의 SNR과 CNR의 측정 결과 CM에 N/S 희석률이 높아질수록 SNR의 측정값이 점차적으로 낮아짐을 나타났고, CNR의 측정값도 점차적으로 낮아짐을 나타났다. 결론적으로 CM : N/S의 희석률이 높아질수록 SNR과 CNR 낮아짐을 확인하였고, CM : N/S의 희석률(100%~70 : 30%)에서 유의한 이미지를 얻을 수 있음을 확인하였다. Collimation Field 변화에 대한 연구에서 혈관모형 Water Phantom을 이용하여 Colimation Field를 혈관모형 중심으로 좌, 우 2 cm 간격으로 좁히면서 0 cm, 2 cm, 4 cm, 6 cm, 8 cm 10 cm, 12 cm으로 각각 변화를 주었으며, Roadmap을 촬영한 영상의 SNR과 CNR의 측정 결과는 Collimation Field를 혈관모형 중심으로 좁힐수록 SNR과 CNR의 측정값이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. Flow rate 변화에 대한 연구에서 Autoinjector의 Volume을 15로 일정하게 하고, Flow Rate를 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 으로 각각 변화를 주었다. 혈관모형 Water Phantom을 이용하여 Roadmap 영상을 촬영한 이미지의 SNR과 CNR의 측정 결과 Flow Rate를 증가했을 때, SNR의 측정값이 점차적으로 감소하다가 Flow Rate 9~10에서 SNR의 측정값이 점차적 증가를 보였고, CNR의 측정값도 점차적으로 감소하다가 Flow Rate 9~10에서 CNR의 측정값이 점차적으로 증가를 보였다. 그러나 ROI Mean 값과 Background Mean 값으로 SNR과 CNR의 상관관계를 확인할 수 없었다. 상관관계를 확인하기 위해 Flow Rate 변화에 따른 Roadmap 연구는 향후 더 많은 연구로 확인해야 할 것으로 사료된다. 결론적으로 Roadmap 영상의 화질에 영향을 미치는 인자들을 알아보기 위해 조영제의 희석률, Collimation Field, Flow Rate 변화에 대한 연구에서 조영제에 N/S의 희석률이 증가할수록 SNR과 CNR이 낮아져 화질과 대조도가 낮아지는 것을 확인하였으며, Collimation Field를 좁힐수록 SNR과 CNR이 증가하여 화질과 대조도가 높아지는 것을 확인하였다. 그러나 Flow Rate 변화에 대한 연구에서는 상관관계를 확인할 수 없었다. 검사 및 시술을 할 때 신장의 영향을 최소화하기 위해 적절한 조영제 농도 선택과 대조도 향상 및 피폭 감소를 위한 적절한 Collimation Field를 사용하는 것이 유용할 것으로 판단된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제23권2호
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• pp.75-79
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• 2000

This study was performed for the clinical applications applying the Monte Carlo methods. In this study we calculated the absorbed dose distributions for the 6 MeV electron beam in water phantom and compared the results with measured values. The energy data of electron beam used in Monte Carlo calculation is the energy distribution for 6 MeV electron beam which is assumed as a Gaussian form. We calculated percent depth doses and beam profiles for three field sizes of $10{\times}10,\;15{\times}15$, and $20{\times}20\;cm^2$ in water phantom using Monte Carlo methods and measured those data using a semiconductor detector and other devices. We found that the calculated percent depth doses and beam profiles agree with the measured values approximately. However, the calculated beam profiles at the edge of the fields were estimated to be lower than the measured values. The reason for that result is that we did not consider the angular distributions of the electrons in phantom surface and contamination of X-rays in our calculations. In conclusion, in order to apply the Monte Carlo methods to the clinical calculations we are to study the source models for electron beam of the linear accelerator beforehand.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권1호
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• pp.50-56
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• 2010

목 적: 제 3기관에 의해 독립적으로 수행된 방사선 치료 빔의 흡수 선량을 외부 감사의 결과로 보고 한다. 이를 위해 쉽고 편리하게 설치 가능 한 고체 팬텀을 이용하여 흡수 선량을 측정하는 방법을 개발했다. 대상 및 방법: 2008년 12개 방사선 치료 시설에서 외부 감사 프로그램에 참여하였고 47개의 광자선과 전자선의 제 3기관에 의해 American Association of Physicists in Medicine (AAPM) task group (TG)-51 프로토콜을 사용하여 독립적으로 교정되었다. AAPM TG-51 프로토콜은 물에서의 측정을 권고 하고 있지만 팬텀으로 물은 바쁜 병원 상황에선 몇 가지 단점이 있다. 설치와 수송이 편리하고 재현성이 있는 고체 팬텀을 사용하였다. 광자선과 전자선에 대한 물과 고체 팬텀 사이의 선량 보정인자는 스케일링 방법과 실험적 측정에 의해 결정되었다. 결 과: 대부분의 빔은(74%) 제3기관의 프로토콜로 측정한 결과 2%의 편차 이내였다. 그러나 20개 중 2개의 광자선과 27개 중 3개의 전자선은 허용범위(3%)를 초과 하였다. 특히 그중 2개의 빔은 10% 이상의 편차를 보여주고 있다. 6 MV 초과의 고에너지 광자선은 보정인자가 없었다. 6 MV 광자선의 경우 고체 팬텀에서의 흡수선량은 물에서의 흡수 선량보다 0.4% 작게 나타났다. 전자선에 대한 보정인자도 결정되었는데 전자선의 에너지가 증가함에 따라 보정인자는 작아지는 경향을 보여준다. 고체팬텀을 사용한 TG-51 프로토콜의 측정 오차는 ${\pm}1.22%$로 나타났다. 결 론: 개발된 방법은 다기관 임상 연구의 인증 프로그램에 참여할 수 있는 외부 감사 기관 프로그램에 성공적으로 적용되었다. 이 선량측정은 선량을 측정하기 위한 시간을 줄이고 물을 설치할 때의 생길 수 있는 측정오차를 감소시킨다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권6호
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• pp.663-669
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• 2021

The purpose of this study was to evaluate the usefulness of the rice bolus for upper-lower extremity radiation therapy by Tomotherapy. The computed tomography images were obtained for air, water, and rice bolus. The average and standard deviation of the Hounsfield unit (HU) were measured for image evaluation. The conformity index (CI) and homogeneity index (HI) were calculated for dose distribution of the planning target volume (PTV) which was treated by direct mode with gantry angle (90 and 270 angle). The point dose of a total of ten axial planes was measured to confirm the different regions. The mean of HU was -999.72 ± 0.72 at the air. The water and rice bolus were -0.13 ± 1.65 and -170 ± 27.2, respectively. The CI (HI) of PTV was 0.96 (1.36) at the air. 0.95 (1.04) at the water bolus, and 0.95 (1.04) at the rice bolus. The maximum dose for air was 136 cGy which is about 32% higher than 103 cGy for water and 104 cGy for rice bolus. There was a statistical difference for point dose between air and water including rice bolus (p=0.04), however, no statistical difference between water and rice bolus (p=0.579).The rice bolus phantom for extremities radiation therapy could be not only the optimized dose distribution but also the convenience and equipment safety at Tomotherapy. However, additional research will be necessary to more accurately verify the clinical usefulness of rice bolus phantom due to not enough examination.

• 대한디지털의료영상학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.113-117
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• 2010

This research attempts to qualitatively evaluate the intensity change by radiopharmaceuticals and obtain computed tomography using phantom injected with various nuclide. Cylindrical phantom is used for comparing and analysing the effect on diagnosis image during radiopharmaceuticals inspection. Inside of the phantom, water is injected and computed tomography image is scanned. During nuclear medicine invitro, frequently used radiopharmaceuticals, $^{99m}TcO_4$ 20 mCi and $^{18}F$ 14 mCi, is diluted in the water phantom and scanned in the same method. Traverse image obtained by CT scan is divided into six traverse image in the same slice of each scanned image. CT-number(HU) value of 10 measuring point is measured in 2 cm interval based on the center of the phantom. Measured HU value, based on the water phantom, is compared with the image after injecting $^{99m}TcO_4$ and $^{18}F$. Average scale of water is 2.8~1.6 HU, $^{99m}TcO_4$ is 3.0~1.6 HU and $^{18}F$ is 1.2~0 HU. Average of water is $2.3{\pm}0.17$ HU, $^{99m}TcO_4$ is $2.2{\pm}0.85$ HU and F-18 is $0.7{\pm}0.95$ HU. Based on water, reduced value of about 0.1 HU and about 0.5 HU is acquired from $^{99m}TcO_4$ and F-18. Radionuclide used in nuclear medicine inspection utilizes 100~200 KeV energy and obtains image through scintillation camera and PET-CT utilizes 511 KeV positron annihilation energy to obtain image. What we learned from this research is that gamma rays from these energies used in CT scan for diagnosis purpose or radioactive therapy plan can change the intensity of the image. The nuclear medicine inspection for reducing the effect of emitted gamma ray diagnosis image should be obtained after a period of time considering half-life which would be reduced distortion or changed in image.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제2권2호
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• pp.141-144
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• 1981

This paper descirbes about effects of refraction of ultrasonic beam on B-mode tomogram. Both compution based on Snell's law and the experiments performed using B-mode scanner and schlieren optical method are discussed on a circular phantom immersed in water. In these results, if the discrepancy of sound velocity is more than 0. 6%, the distortion of the B-mode image becomes conspicuous and a target beyound the phantom may disappear or displayed as two targets depending on the velocity of the phantom.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제8권2호
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• pp.87-102
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• 1997

목적 : 방사선량 측정시 에너지, 매질, 측정기 등의 측정 조건과 측정 프로토콜에 따라 절대 흡수선량값이 결정된다. 본 연구에서는 이러한 측정 조건의 변화와 측정 프로토콜의 차이에 따른 절대 선량 값을 구하여 비교 분석 하고자 한다. 방법 : 시멘스 선형가속기에서 발생하는 6MV 광자선을 이용하여 3개의 다른 매질(물, 고체 물팬텀, 폴리스틸렌팬텀)내에서 2개의 전리함 (PTW ion chamber, NEL ion chamber)과 2개의 전기계(Victoreen electrometer, Keithley electrometer)를 사용하여 흡수선량을 측정하였다. 매질, 전리함, 전기계등의 측정 조건을 달리하여 서로 다른 조합에 대한 측정값을 TG21, IAEA 프로토콜에 의해 각각 분석하였다. 결과 및 결론 : 2개의 전기계와 2개의 전리함 조합에 따른 TG2l 및 IAEA 의 Ngas,, ND값의 비는 평균적으로 1％ 이내에서 일치하였다. 3개의 서로 다른 매질, 4개의 서로 다른 전리함 및 전기계 조합에 따른 12 가지 측정조건에 대한 흡수선량의 변화는 평균 0.6％의 차이를 보여 주였으며 임의의 전리함 및 전기계 조합에 대하여 물팬텀 및 고체물팬텀에 대한 TG21, MEA 측정법에 의한 흡수선량비의 변화 양상이 같은 양상을 보여주고 있으나 그 차이가 평균 1.96％를 보임으로서 고체물팬텀이 절대 흡수선량 측정에는 적절치 않은 것으로 사료된다. TG21 측정법에 따른 물팬텀과 폴리스틸렌팬텀을 이용한 절대 흡수선량값이 1.54％의 차이를 보임으로서 팬텀 매질에 대한 비교 factor가 필요할 것으로 사료된다. 측정매질, 전리함, 전기계 등의 여러 조건에 대한 흡수선량값의 차이가 TG21, IAEA 프로토콜에서 1％ 이내의 차이를 보여 주고 있으며 상대적인 변화 양상이 측정법에 상관없이 같은 경향으로 변함으로서 측정조건이 측정법에 영향을 주지 않았음을 알 수 있다. 다만 표준 측정법을 사용할 때 팬텀에 의한 차이는 많이 날 수 있으므로 측정법에서 사용하는 표준 팬텀을 사용 할 것을 권장하며 이것이 어려운 경우는 병원에서 사용하는 팬텀에 대한 보정값을 자체적으로 구하여 사용하는 것이 오차를 줄일 수 있을 것으로 사료된다.