• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권3호
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• pp.253-260
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• 2010

대다수의 근접치료용 방사선치료계획장치는 AAPM TG-43의 계산식에 기반을 둔 선량계산 알고리듬을 적용하고 있으나 이는 조직의 비균질성을 적절히 고려하지 못한다. 본 연구에서는 몬테칼로 방법을 이용하여 강내고선량근접치료계획을 검증하는 체계를 구축하고자 하였으며, 특히 환자의 CT 영상을 이용하여 물질정보로 변환한 후 직접 몬테칼로 계산을 수행하는 방법의 타당성에 초점을 맞추었다. 판형 팬텀 및 자궁경부암 환자의 CT 영상을 Plato (Nucletron, Netherlands) 치료계획장치를 이용하여 근접치료계획을 수행한 후 여기서 얻어진 인자들을 이용하여 EGSnrc 기반의 DOSXYZnrc 코드로 몬테칼로 계산을 수행하였으며, EBT 필름측정 결과와 비교하였다. DOSXYZnrc 코드의 선원 모델링 특성 상 후장전 장치의 $^{192}Ir$ 선원들을 직육면체 형태로 근사화하여 모델링하였으며 계산 시 체적소의 크기는 $2{\times}2{\times}2\;mm^3$로 하였다. 균질 매질 내에서는 TG-43 기반의 선량계산 결과와 몬테칼로 선량계산 결과가 잘 일치함을 확인할 수 있었으나 고밀도 물질이 포함된 비균질 매질 내에서는 오차가 커졌다. 환자의 경우 A점 및 B점의 오차는 3% 이내, 평균선량 오차는 5% 정도였다. 그러나 기존 선량계산 알고리듬의 경우 고밀도 물질의 영향을 적절히 고려하지 못하여 표적의 선량을 과대평가하여 실제로는 더 적은 선량이 들어갈 우려가 있다. 본 연구에서 제안된 선량계산 검증체계는 타당하며 선량 계산 결과도 실제와 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 또한 기존의 선량계산 알고리듬으로 계산된 치료계획결과를 확인할 경우에는 주의가 필요하며, 몬테칼로 방법과 같은 독립적인 검증 시스템이 유용할 것이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.467-474
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• 2014

MCNPX를 통하여 계산한 상대선량과 고체팬텀과 전리함을 이용하여 측정한 상대선량을 비교하여 몬테카를로 시뮬레이션의 정확성을 평가하였다. 그리고 간외 담도암 관내근접방사선치료를 몬테카를로 시뮬레이션에 적용하기 위해 192Ir 밀봉방사성선원을 모사하였고, 한국 성인남성 표준인을 기초로 하는 KMIRD형 팬텀을 이용하여 담도 및 주변 장기를 제작하였다. 간외 담도암 관내근접방사선치료를 MCNPX를 이용하여 담도 주변 정상장기의 비유효에너지와 초기방사능을 1 Ci로 설정하여 흡수선량을 산정하였다. 몬테카를로 시뮬레이션의 정확성 평가에서 상대선량 차이가 가장 많은 지점이 1.96%로 MCNPX에서 제시한 상대오차 2%를 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 담도 주변 정상장기의 비유효에너지 및 흡수선량은 담도와비교적 인접한 위치에 있는 우측신장, 간, 췌장, 횡행결장, 척수, 위장, 소장이 높았고, 담도와의 거리가 떨어져 있는 장기들인 좌측신장, 비장, 상행결장, 하행결장, S상결장이 낮게 나타났다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권4호
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• pp.187-194
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• 2002

본 연구에서는 근접 방사선치료용 Ir-192 선윈의 흡수선량에 관한 물리적 특성들을 몬테칼로 계산을 이용하여 조사하였다. 몬테칼로 계산은 EGS4 코드로 수행하였으며 이를 위하여 원통형 선원과 팬텀 그리고 에너지 분포의 입력과 처리가 가능한 사용자 코드를 작성하였다. 베타선에 대한 계산 결과, 베타선들은 선원과 0.5-5.0 cm 거리에서 전체 흡수선량에 평균 0.02% 기여하는 것으로 나타났다. 이것은 초기 베타선들이 선원과 밀봉물질에서 대부분 흡수를 당하지만 이 과정에서 발생한 저에너지 제동복사 광자들이 원거리까지 기여하기 때문이다. 밀봉물질에 의한 흡수선량의 변화는 백금으로 취한 경우에 평균 2.8% 그리고 철로 취한 경우에 평균 1.1% 감소하는 것으로 나타났다. 몬테칼로 계산으로 구한 반경선량함수는 선원과 0.5-10.0 cm 반경거리 구간에 대하여 TG-43 보고서의 값들과 $\pm$3% 이내로 일치하였다. 본 연구에서 작성한 사용자 코드는 다른 종류 및 다른 크기의 선원에 대해서도 계산을 수행할 수 있어서 근접 방사선치료용 선원의 생산 및 가공에 관한 연구에 다양하게 이용될 수 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.257-263
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• 2022

방사선 근접치료에서 잘못된 선원의 위치는 정상조직에 불필요한 선량을 조사하게 되므로, 정도관리 항목에서 방사선원의 위치를 검증하는 것은 필수적이다. 이에 본 연구에서는 디지털 line 선량계의 기초 연구로써 polycrystalline mercury (II) iodide (HgI₂)기반의 unit cell 선량계를 제작하고 실리콘다이오드와 재현성, 선형성, 거리의존성에 대한 성능을 비교하였다. 그 결과 재현성은 relative standard deviation (RSD)이 1.21%로 RSD 평가 기준 1.5% 이내를 만족하였다. 선형성 평가는 선형계수 R²가 0.9997로 우수한 결과를 보였다. 거리 의존성은 inverse square value와 비교하였을 때, intensity 50%는 0.035 cm의 차이를 보이며 전체적으로 유사한 경향을 보였다. 본 연구는 HgI₂ 선량계의 성능 평가함으로써 근접치료 정도관리를 위한 디지털 선량계의 적용 가능성을 제시하고 있으며, 본 연구에 대한 결과는 광도전체 물질의 선량계로써의 특성분석에 대한 연구로, 방사선 및 검출기에 대한 모든 분야의 기초 자료로 활용될 수 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.433-440
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• 2023

High dose rate brachytherapy은 선량률이 높은 동위원소를 체내에 넣어 종양에 방사선을 집중적으로 조사하는 암 치료법이다. 이러한 치료를 위해서는 정확한 치료 계획을 통하여 종양 조직에는 적확한 선량을 조사하면서도 정상조직에는 최소한의 선량만을 전달될 수 있도록 하여야 한다. 그래서 임상에서는 정확한 품질보증(QA)을 통해 선원의 위치정확성을 확인하는 것이 매우 중요하다. 하지만 임상에서 소스 위치는 눈금자, 자동 방사선 사진기, 비디오 모니터 등을 사용하여 결정되므로 부정확한 결과를 산출한다. 이에 본 연구에서는 CsPbI₂Br과 CsPbIBr₂를 활용한 새로운 반도체 선량계를 제작하였다. 그리고 두 물질 중에 근접방사선치료기용 relative QA에 측정에 적합한지 분석하고자 각각의 방사선 검출 능력을 비교 평가하였다. 근접방사선치료에서의 방사선 검출 능력 평가하기 위하여 ¹⁹²IR에서 두 물질의 재현성, 선형성을 평가하였다. 재현성 평가에서 CsPbI₂Br는 relative standard deviation(RSD) 0.98%로 제시되었고 CsPbIBr₂는 RSD 3.45%로 제시되었다. 선형성 평가에서는 CsPbI₂Br의 결정계수(coefficient of determination, R²)가 0.9998로 제시되었으며, CsPbIBr₂의 R²은 0.9994로 제시되었다. 평가결과, 본 실험에서 제작된 선량계에서 평가 기준을 만족하면서도 방사선 검출이 더 안정적인 것은 CsPbI₂Br로 나타났다. 따라서, CsPbI₂Br 물질이 근접방사선치료 장치의 방사선 검출을 위한 상대 선량계로 적용하기에 적합하다.

• 환경생물
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• 제24권4호
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• pp.387-391
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• 2006

Manchester system 타입의 장착기중 상, 하부에 차폐체가 장착되어 있는 Henschke 장착기를 이용하여 자궁암 근접치료시 자궁 및 주변장기의 선량분포를 평가하기 위하여 치료계획수립에 사용되는 실용프로그램 결과와 몬테칼로 모의계산 결과를 비교하였다. 또한 자궁 및 주변 정상조직이 받은 선량을 계산하기 위해 ORNL(Oak Ridge National Laboratory)에서 수립한 여성의 MIRD (Medical Internal Radiation Dose)형 모의피폭체를 이용 하여 주변장기가 받는 선량을 MCNP로 계산하였다. 몬테칼로 모사에는 MCNP 4B코드를 사용하였으며, 실용계산프로그램에는 GAMMADOT를 이용하였다 MCNP계산에는 $^{192}Ir$ 선원과 장착기의 기하학적 모양을 정밀하게 모사하여 계산 오차를 줄이도록 하였으며, 치료계획용 실용계산프로그램의 계산 조건과 동일하게 치료선원의 강내 체류시간과 체류위치를 적용하여 선량을 계산하였다. 주요 선량 비교 평가점은 Manchester system에서 사용되는 4곳과 ICRU 38에서 Manchester system을 보완하기 위해 제시한 방광표면 및 직장이였다. 실용계산 결과는 MCNP모의계산의 결과와 비교했을 때 대부분 위치에서 상대오차 4% 이내의 결과를 보였고, 난형체의 차폐체 장착효과로 인한 방광과 직장에서의 선량감쇠효과는 각각 19%, 20%였다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.52-52
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• 2003

악성종양을 치료하는 방법중 방사선과 온열요법은 가장 강력한 치료방법으로 연구되어왔으며 이를 병용함으로 서 상승효과를 얻을 수 있다. 인체조직에 41$^{\circ}C$ 이상의 열을 가하면 세포질의 단백질변성으로 세포에 손상을 주어 세포가 사멸하게 되며 세포의 생존율은 가열시간 즉 열량에 따라 지수적으로 감소한다. 온열은 세포주기중 방사선 저항성이 매우 큰 DNA 합성시기와 산도가 높을 때 감수성이 매우 크기 때문에 방사선과 병용요법은 상호 상승효과를 가져온다. 이와 같이 온열을 이용한 악성종양의 치료가능성은 생물학적 기초연구와 임상시험에서 경이적인 효과를 얻을 수 있었으나 아직 까지 가열방법과 온도분포측정이 큰 과제로 남아있으며 주위건강조직의 가열을 피하면서 인체 깊은 곳에 존재하는 종양에만 집중 가열하는 방법인 삽입형 온열치료방법에 대한 연구가 집중되었다. 한편 방사선 치료방법은 주위 건강조직의 피폭을 최소로 줄이고 종양에만 집중 조사가 요구되며 자궁암, 유방암, 뇌암등 부피가 작고 집중적 치료를 요하는 종양은 방사성동위원소를 이용한 근접 삽입치료 (Brachyradiotherapy)가 큰 효과를 나타내고 있다 방사선과 온열의 병행 치료를 위하여 방사선 삽입 치료에 사용한 선원 삽입관을 그대로 두고 삽입관 속에 방사성 동위원소 대신 온열 전극을 넣어 열을 가하는 방사선 온열 병용치료방법을 고안하였으며 방사선과 온열병용에 사용할 최적 삽입관의 제작과 이에 따른 온도분포의 측정과 최적삽입방법을 결정하였다. 방사선 삽입치료용 폴리에찌렌 삽입관의 외부에 금박을 입혀 라디오파 첨극을 삽입할 때 서로 연결되도록 고안 제작함으로서 방사선 삽입치료와 자입식 온열치료를 동시에 만족하게 수행할 수 있는 병용삽입관 (Flexible thermoradiotherapy probes)을 제작하였다. 전도율이 큰 금박부위가 직접 조직에 접촉됨으로 라디오파의 전달이 용이하며 금박의 길이를 2 cm 에서 5 cm 로 구분제작 함으로서 종양의 크기와 모양에 따라 선택할 수 있도록 하였다. 라디오파를 이용한 온열분포의 측정은 인체조직과 전기적 특성이 비슷한 물질인 한천 팬텀 제작하여 사용하였으며 온도분포 측정은 열전대와 서머그람으로 시행하였다. 생체조직 내에서의 온도분포와 온열효과를 관찰하기 위하여 직접 개의 뇌를 이용하여 시행하였으며 4 개의 전극을 이용하여 43$^{\circ}C$로 50분간 가열하고 일주일후 개를 회생시켜 개 뇌에 대한 조직학적 검사를 시행하였다. 한편 팬텀 표면에서 중앙부로 안테나 길이가 2 cm 인 4 개의 전극을 1 cm 간격으로 정사각형이 되도록 삽입하여 가열하였을 때 90% 등온곡선이 반경 1.25의 원형으로 균일하게 분포되었고 종단면상 삽입관의 길이에 따라 균일한 온도분포가 이루어졌다. 전극을 2 cm 간격으로 삽일 하였을 때 90% 등온곡선이 1.75 반경으로 거의 4 각형의 균일한 분포를 얻었으나 전극의 간격이 증가하면 전도율이 떨어져서 전극 중심부에 불균일한 온도분포를 형성하였다. 동물실험에서 정상 개의 뇌 실질에 자입하여 직접 정방형의 중심을 43$^{\circ}C$로 유지하며 50분간 온열 요법을 시행한 후 관찰한 조직병리학적 소견은 liquefactive necrosis, pyknosis of neuronal element 및 polymorphonuclear leukocytes들의 회백질에서 급성기에 관찰되었고 liquefactive necrosis 주위에 lipid-laden macrophage들이 관찰됨이 공통적인 특정이었으며 후기변화로 괴사조직 주위로 신경교세포의 증식이 관찰되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제8권1호
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• pp.25-29
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• 1997

고선량률 근접치료시 사용되는 Ir-192 선원의 방사능을 이온형 전리함을 이용하여 평가하였다. 측정지점으로부터 각각 10 cm 떨어진 거리에 선원을 일정시간동안 위치시킨 후 측정된 전하량을 방사능값으로 환산하였으며 측정된 결과는 제작회사로부터 제공된 값과 비교하였다. 선원의 방사능은 시간이 경과함에 따라 감소하므로 일정기간동안 규칙적으로 방사능를 측정하였으며 측정값은 Ir-192 에 대해서 알려진 반감기를 고려한 계산 값과 비교 분석하였다. 선원의 방사능 측정의 정확도는 측정장치 setup의 정확도에 크게 영향을 받기 때문에 원격조정으로 제어되는 선원위치의 정확도를 평가하였다. 필름에 감광된 감마선의 영상을 Film scanner를 이용하여 분석하였으며 프로그램된 지점에 제대로 위치하는지의 정도를 평가하였다. 예상된 선원위치와 실제 선원위치간의 차이는 최대 1 mm 이내이었으며 이러한 조건하에서 제작회사로부터 제공된 방사능값과 본 연구를 통하여 측정된 값과의 차이는 0.7$\pm$1.5 % 이며 시간에 따른 선원의 변화량을 확인해 본 결과 0.l$\pm$1.2%이었다. 결론적으로, 본 연구에서 사용된 측정방법에 의한 실측값과 제작회사로부터 제공된 방사능값은 현재까지 서로 잘 일치하였고 치료기의 정확성도 확인되었다, 그러나 고선량률 근접치료시 사용되는 선원의 정확한 위치 및 방사능값은 환자치료의 성패를 결정짓는 매우 중요한 인자이므로 지속적인 정도관리가 요구된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권2호
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• pp.77-82
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• 2007

목 적: 목적: 2D-ARRAY chamber를 이용하여 고정형쐐기(Physical wedge filter)와 동적쐐기(Dynamic wedge)의 조사야 주변의 선량을 비교하여 평가하였다. 대상 및 방법: 고체팬텀위에 2D-ARRAY seven29 (PTW, Germany) chamber를 이용하여 조사야 10$\times$10, SSD 90 cm로 고정시키고 에너지는 6 MV와 15 MV로 변화시켜 5 mm 깊이의 조사야 밖 선량을 측정하였다. 쐐기필터15$^\circ$, 45$^\circ$동적쐐기와 선형가속기에 장착된 동적쐐기의 15$^\circ$, 45$^\circ$를 측정하여 조사야 끝에서 쐐기의 heel부분과 toe부분의 1 cm 되는 지점에서 5 cm 지점까지의 1 cm 간격으로 주변선량을 비교, 분석하였다. 선량은 최대선량지점에 대한 표면에 근접한 5 mm 깊이와 5 cm 깊이의 백분율로 선량값을 얻었다. 결 과: 6 MV 에너지는 동적쐐기가 고정형쐐기보다 조사야 주변 선량이 0.1$\sim$1.4%정도 모두 낮았다. 15 MV 에너지는 조사야에서 근접한 거리에서 동적쐐기의 선량이 0.4$\sim$0.9%정도 높지만 멀어지면서 급격하게 감소하여 동적쐐기가 최대 1.6% 낮게 측정되었다. 경사각 15$^\circ$와 45$^\circ$에서의 선량차이는 크지 않았으며, 동적쐐기는 heel 부분과 toe부분의 선량차이가 없는 반면 고정형쐐기는 에너지가 크고 쐐기 각도가 클수록 heel부분 보다 toe부분의 선량이 2%정도 높게 측정되었다. 결 론: 동적쐐기와 고정형 쐐기가 조사야 내에서는 같은 선량분포를 갖는 반면 조사야 주변에서는 동적쐐기가 고정형쐐기보다 선량이 낮았다. 따라서 동적쐐기를 사용할 경우 치료주위선량을 감소시킬 수 있으므로 치료부위와 근접한 표면에 가까운 주요장기의 선량을 최소화 할 수 있으며, 치료시간도 단축시킬 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권2호
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• pp.112-118
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• 2009

근접조사에서는 인체의 강내 또는 종양조직내 어플리케이터를 삽입하여 지정된 선원위치와 정주시간에 따라 환부에 조사되는 선량이 결정되고 치료시간은 선량계획 소프트웨어를 통해서 얻게 된다. 특히 고선량률 조사법에서는 치료시간이 수 분 이내로 통원 시술하는 경우가 많다. 그러나 첫 시술일자에는 어플리케이터 삽입 시술시간이 소요되고, 시술 후 어플리케이터의 영상을 이용한 선원배열 분석 등의 선량계획이 이루어질 때까지 환자는 치 료대위에 고정된 체 대기하게되어 환자에게 상당한 불편을 주게 되고 당일 치료가 이루어 지지 못 하는 경우도 발생한다. 선원맞춤형 선량계획은 본원에서 치료받은 자궁경부암 시술환자 총 41명에 대해 자궁체강내 탠덤선원과 질원개(vaginal fonix) 선원의 선량기여도를 조사하여 선원의 위치를 개별적으로 표준화하여 실제와 근사한 위치를 얻을 수 있도록 개발된 소프트웨어이다. 자궁 경부암의 근접조사에서 기준 "A"지점에 기여하는 선량은 선형 어플리케이터의 탠덤선원에 의해 $55.89{\pm}4.20%$, 질원개 우측 선원에 의해 $38.14{\pm}4.46%$, 좌측 선원에 의해 $5.97{\pm}0.50%$로 나타났으며, 10도 휜 어플리케이터를 사용한 경우에는 $60.33{\pm}6.53%$, $33.10{\pm}6.74%$, $6.58{\pm}0.30%$로 각각 나타나, 탠덤선원의 높이와 질원개선원의 폭과 높이를 이용하여 실제 선원 입력에 의한 선량에 대해 평균 $-0.55{\pm}2.15%$ 범위로 근사한 값을 유도하여 치료선량을 구할 수 있음을 보여준다. 이에 저자들은 자궁경부암환자의 고선량률 근접조사시 어플리케이터 시술과 영상 취득 후 환자의 대기 없이 선량오차 ${\pm}3%$ 이하에서 당일 치료시간 결정을 할 수 있도록 선원맞춤형선량계획 프로그램을 개발하여 발표한다.