• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제25권4호
• /
• pp.233-241
• /
• 2014

본 연구에서는 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 이용하여 방사선 치료계획 시 3차원 흡수선량 분포 검증을 위한 정도 관리 소프트웨어를 개발하여 겔을 이용한 3차원 선량분석 방법을 제시하고자 한다. 우선 치료계획상의 3차원 흡수선량 데이터와 측정한 겔 광학밀도 데이터의 입출력 기능을 구현하였고, 변환 테이블을 이용하여 광학밀도를 흡수선량으로 변환하는 기능을 구현하였다. 겔에서 측정된 흡수선량과 치료계획상의 흡수선량 분포간의 기하학적 매칭을 위하여 3D 볼륨 데이터의 x, y, z 방향 및 회전 변환을 구현하였다. 매칭이 완료된 두 선량 분포간에 일치도를 검증하기 위하여 3차원 감마 인덱스알고리듬을 구현하였고, 감마 통과 지도(gamma passing map) 기반의 일치도 확인 기능을 구현하였다. 광학밀도와 흡수선량간의 관계를 분석하기 위하여 원기둥 형태의 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 대상으로 X-선 전산화 단층촬영기를 이용하여 CT 영상을 획득하였고, 방사선 치료계획 시스템(Eclipse, Varian, Palo Alto)을 이용하여 원반 형태의 6개의 가상 표적을 생성하여, 각각에 1 Gy에서 6 Gy까지 선량이 전달되도록 입체조형 방사선 치료계획을 수립하였다. 다음으로 광학 CT 스캐너($Vista^{TM}$, Modus Medical Devices Inc, Canada)를 이용하여 기준 투영 영상들을 획득하였고, 치료계획과 동일하게 겔에 방사선을 조사하였다. 조사2시간 후 매 2시간 간격으로 광학 CT 스캐너로 투영 영상 셋을 획득 후 3차원 광학밀도 데이터로 재구성하였다. 실린더 중심축을 따라 치료계획상의 흡수선량 프로파일과 광학밀도 프로파일을 추출하여 광학선량 대비 흡수선량 대응 테이블을 정의하였다. 이후 본 연구에서 개발한 소프트웨어를 이용하여 3차원상의 선량 분포의 일치도를 평가하였다. 광학밀도와 흡수선량간에는 supra-linear 관계가 나타났으며, 광학밀도는 그 크기에 따라 24시간당 60% 전후로 감쇄하였다. 측정된 흡수선량은 중심축 부근에서는 치료계획 선량과 잘 일치하였으나, 주변부로 갈수록 크게 낮아짐을 확인할 수 있었으며, 이로 인하여 3D 감마 통과율은 선량 차이율과 DtoA 각각 3%/3 mm의 조건하에 70.36%로 낮게 나타났다. 이러한 결과는 광학 CT 스캐너 내부의 오일과 $PRESAGE^{REU}$ 겔간의 굴절률이 정확하게 매칭되지 않아서 광학 스캔 시 빔이 굴절되어 부정확한 데이터를 만들어 내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발한 정도 관리소프트웨어는 3차원 겔 선량을 비교 분석하기에 유효한 것으로 평가되었으나, $PRESAGE^{REU}$ 겔로부터 정확한 흡수선량데이터를 획득하기 위해 겔 선량측정 과정의 많은 개선이 요구된다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제7권5호
• /
• pp.365-369
• /
• 2013

PET(positron emission tomography)을 촬영하기 위해서는 방사선 의약품 동위원소를 사용하여 인체 내에 정맥주사를 한다. 이 경우 대표적으로 사용하는 방사선 의약품은 $^{18}FDG$ (Fluorodeoxyglucose)이다. 의료용 싸이크로트론으로 생산하는 $^{18}F$에 deoxyglucose를 합성하기 위해서 합성용 카세트장치가 필요하다. 방사성 의약품 제조시에는 많은 양의 2차 방사선이 발생이 된다. 따라서 2차 방사선을 차폐하기 위하여 핫셀(Hot cell)을 사용한다. 우리는 $^{18}FDG$ 합성 또는 분배시에 핫 셀 외부로 유출되는 선량을 측정하였다. 이번 실험은 $^{18}FDG$ 제조 작업시에 의도하지 않게 발생할 수 있는 방사선 작업종사자의 피폭에 관한 선량정보를 제공하기 위함이다. 결론적으로 핫셀 내부에서 외부로 $^{18}FDG$ 합성시에 선량이 유출됨을 확인 할 수 있었다. 특히 핫셀에서 핫셀 내부를 볼 수 있는 납유리에서 외부로 방사선이 유출되는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 $^{18}FDG$ 합성시 방사선 작업종사자의 피폭선량을 감소하기 위해서는 핫셀 존재하는 납유리의 개선점이 필요할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.137-143
• /
• 2013

목 적: 불균질부를 포함하고 있는 치료부위의 치료계획 시 불균질 경계면에서의 TPS상 선량분포와 phantom을 이용하여 측정된 실제 선량분포를 비교하여 그 차이를 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 4 cm 두께의 solid water phantom 사이에 폐와 유사한 밀도를 가진 8 cm 두께의 cork (density: 0.23 $g/cm^2$)를 위치시켜 phantom을 제작하여 CT 영상을 획득하였으며, 본원에서 사용하고 있는 Pinnacle 치료계획 시스템의 Collapsed-cone(CC) convolution 선량계산 알고리즘을 이용하여 6/15 MV 광자선으로 치료 계획된 선량분포와 실제 phantom에 EBT2 필름을 삽입해 측정한 선량을 비교 평가하였다. 또한 실제 폐암 환자와 유사한 치료계획을 비교하기 위해 Phantom 내부에 치료하고자 하는 종양부위(target volume)로 가정한 파라핀($3{\times}3{\times}3$ cm)을 Location "A" (일반조직과 떨어져있는 가상의 종양: 섬모델)와 Location "B" (일반조직과 붙어있는 가상의 종양: 반도모델)에 삽입하여 CT scan 후 치료계획을 시행하였다. 선량계획과 동일한 조건으로 Phantom을 set-up 후 Phantom의 paraffin target volume 경계면 A (Ant방향), B (Rt방향), C (Post 방향) point에 필름을 삽입하고 방사선을 조사하여 측정된 선량을 TPS선량과 비교평가 하였다. 결 과: 불균질 phantom을 이용한 계획선량과 측정선량과의 차이는 solid water와 cork 경계면을 제외한 부분에서 선량차이가 크지 않았지만 밀도가 급격히 변화하는 첫 번째 구간과 두 번째 구간에서 -5.4%~-12.6%의 선량감소를 보였다. 또한 paraffin target을 삽입한 실험에서는 Location "A"의 경우 실제 측정선량이 A, B, C point에서 각각 -2.5~-4.7%, -2.3~-2.8%, -4.5~-8.8%의 낮은 선량을 나타냈으며, Location "B"의 경우에도 A, B, C point에서 각각 0.08~5.27%, -3.17~-4.74%, -7.86~-11.56%의 선량 차이를 나타내었다. 결 론: 이번 연구의 결과 불균질부 내에서의 치료계획 시스템의 계획된 선량과 실제 측정된 선량에 오차의 가능성이 확인되었다. 급속도로 발전하고 있는 방사선 치료기술과 그만큼 정밀함을 요하는 치료계획 시 이러한 가능성에 대해 인지하고 선량검증에 대한 여러 방법들을 연구하고 개발하는 것이 치료의 발전과 필수적으로 동반되어야 할 것이며 본원에서도 이번 연구를 통해 치료계획 시 발생할 수 있는 변수에 대해서 더 주의 깊게 판단하고 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제28권3호
• /
• pp.199-206
• /
• 2003

대표적인 수학적 팬텀인 MIRD팬텀은 개발 당시 컴퓨터 계산시간을 단축하기 위해 단순화된 수학방정식으로 표현되었으며 본래 내부피폭 선량계산에 이용하기 위해 제작되었으므로 실제 인체구조에 근접하는 정도와 외부피폭 선량계산 용도로서의 적합성 여부를 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 인체의 단층촬영영상을 이용하여 제작된 Zubal 체적소팬텀과 MERD팬텀이 가장 일반적인 피폭모드인 AP 및 PA모드 감마선장에 노출될 때 장기선량 계산결과 및 단층영상을 비교하여 선량차이의 주요 원인이 되는 MIRD팬텀의 몸통두께를 수정하였다. AP와 PA방향으로 입사하는 0.05MeV에서 10MeV의 에너지 범위를 가진 넓고 평행한 단일 에너지 감마선장에 대해 MIRD팬텀과 Zubal팬텀의 장기선량을 MCNP4C를 이용하여 계산 및 비교한 결과 저에너지 영역에서 AP와 PA방향 모두 MIRD팬텀이 Zubal팬텀보다 높은 선량을 받았으며 유효선량의 경우 특히 PA방향, 0.05MeV 광자빔에 대해서 50%에 가까운 선량차이를 보였다 몸통부분 단층영상을 비교한 결과 Zubal팬텀에 비해서 MIRD팬텀의 몸통 두께가 얇아서 나타나는 결과임을 확인하게 되었고 MIRD몸통두께의 최적값을 찾아내기 위해 20cm에서 32cm까지 변화시켜가며 원전 작업환경에서 가장 많이 받게되는 0.5MeV 감마선에 대한 유효선량을 계산하여 비교하였다. AP방향에서는 24cm, PA방향에서는 28cm일 때 최소의 선량차이를 보이는 것으로 나타났고 이에 따라 몸통모델을 수정하였다. 수정된 MIRD팬텀을 이용하여 장기선량을 재계산하여 Zubal팬텀의 선량과 비교한 결과 특히 PA방향에서 큰 과대평가를 보였던 장기들의 선량차이가 현저하게 줄었고 유효선량의 경우 0.5 MeV 광자빔에 대해 AP, PA방향 각각 -0.5%와 7.3%의 낮은 선량차이를 보였다. Zubal팬텀에 의해 계산된 선량환산인자는 ICRP74에서 제공하는 값과 큰 차이를 보이고 있으며 수정된 MIRD팬텀은 Zubal팬텀의 값에 준하는 결과를 보였다. 본 연구에서 수정된 MIRD팬텀은 기존에 사용되던 선량환산계수의 수정에 사용될 수 있으며 수학적팬텀의 장점을 살리면서 실제 인체에 근접한 선량계산을 수행할 수 있다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
• /
• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
• /
• pp.660-664
• /
• 2003

연구로 1,2호기 해체과정에서 발생되는 많은 양의 금속폐기물 중 자체처분대상 금속폐기물을 대상으로 재활용하는 경우에 대해서 피폭방사선량을 평가하고, 규제해제농도기준(안)을 도출하였다. 평가도구는 ,RESRAD-RECYCLE ver 3.06을 이용하여 ICRP60에서 제시하고 있는 유효선량 개념에 근거한 내부피폭 선량환산인자를 수정하였고, IAEA Safety Series III-P-1.1 및 NUREG-1640을 적용하여 예상되는 최대개인선량 및 집단선량을 평가하였다. 0.4Bq/g의 금속폐기물에 대한 RESRAD-RECYCLE 전산코드의 평가결과 개인최대선량 및 집단선량은 23.9 ${\mu}Sv/y$, 0.11 man$\cdot$Sv/y이다. 최종적인 핵종별 규제해제농도기준은 일반평가방법과 세부평가결과를 종합하여 가장 보수적인 평가결과를 추출하여 결정하였다. 그 결과 $Co^60$, $Cs^137$ 핵종에 대한 규제해제농도준위는 $1.67{\times}10_{-1}$ Bq/g미만이 되어야 국네 원자력법에서 정하고 있는 처분제한치(최대개인선량 : 10${\mu}Sv/y$, 집단선량 : 1man$\cdot$Sv/y)를 만족할 수 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제23권3호
• /
• pp.175-184
• /
• 1998

1998년에 고리 1호기로부터 교체될 증기발생기의 선량율을 계산하기 위하여 Smear 오염검사 결과와 튜브 손상원인을 규명하기 위하여 인출하였던 증기발생기 튜브의 선량을 측정결과로부터 증기발생기 내부의 방사성핵종 재고량을 평가하였다. 방사성 핵종 재고량을 토대로 QAD-CG 컴퓨터 코드를 이용하여 증기발생기 표면의 접촉 선량율과 1 m 이격 선량율을 계산하였는데, 접촉 선량율은 Channel Head의 하부에서 최저인 11.5 mR/hr를 나타냈으며, Shell Barrel의 중간 지점에서 최대값인 37.7 mR/hr를 나타냈다. 한편 접촉 선량율과 1 m 이격 선량율은 증기발생기의 크기로 인해 큰 차이를 보이지 않았다 또한 증기발생기의 차폐가 필요할 경우 요구되는 기본적인 데이터를 마련하기 위하여 납과 탄소강의 차폐 특성을 비교해 보았다. 납을 차폐체로 사용할 경우 2 mm 두께만으로도 증기발생기 Shell Barrel 중간 지점에서의 표면 선량율이 37.7 mR/hr에서 15.7 mR/hr로 감소되었다. 그러나 탄소강의 경우에는 차폐체의 두께를 2 cm로 증가시킨다고 하더라도 차폐효과가 매우 낮았다. 이러한 차폐효과 차이는 저에너지 광자에 대한 납과 탄소강의 감쇄효과 차이와 축적인자 차이 때문에 발생되는 것으로 추정된다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.789-794
• /
• 2021

근접방사선치료는 방사선동위원소를 신체 내부에 넣어 종양에 방사선을 집중적으로 조사하는 치료법이다. 근접방사선 치료는 고선량율의 방사선동위원소 선원을 사용하기 때문에 정확한 선원의 위치 및 선량등을 파악하는 것이 매우 중요하다. 하지만 임상에서는 ruler, autoradiograph등을 통하여 육안으로 부정확하게 평가하는 실정이다. 이에 본 연구에서는 Lead(II) Iodide(PbI₂) 물질을 사용하여 방사선근접치료에 사용할 수 있는 선량계를 개발하고, 재현성, 선형성, PID 항목을 분석하여 적용가능성을 평가하였다. 재현성 평가 결과, RSD 값은 1.41%로 평가기준 1.5%를 만족하였다. 선형성 평가결과, R²값은 0.9993으로 평가기준 0.9990을 만족하였다. PID 평가 결과 50% 선량 감약지점에서 거리의 역자승 법칙의 이론값과 비교하여 0.06 cm의 차이만을 나타내었다. 본 실험에서 제작된 선량계는 모든 평가에서 기준치를 만족하는 결과값을 나타내어 방사선근접치료 영역에서의 선량계 적용 가능성이 충분한 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.473-478
• /
• 2018

원전 해체 공정 중 절단 및 용융작업에서 발생되는 방사성 에어로졸은 작업종사자의 호흡을 통해 내부 피폭을 유발하게 된다. 이에 따라 해체 중 방사성 에어로졸로 인한 작업종사자의 내부피폭 평가가 필요한 실정이다. 정확한 내부피폭평가를 위해서는 작업종사자의 작업환경 실측값이 필요하지만 실측에 어려움이 있을 시에는 국제방사선방호위원회(ICRP)에서 제시하는 섭취량 분율 및 입자 크기 등의 권고 값을 통해 내부피폭선량을 추정할 수 있다. 본 논문에서는 입자 크기의 선정은 ICRP에서 권고하는 작업종사자의 고려 입자 크기인 $5{\mu}m$을 적용하였다. 발생량의 경우, 불가리아의 Kozloduy 부지 내의 용융시설에서 발생 된 에어로졸의 포집량 데이터를 이용하여 섭취량을 산정하였다. 또한 이를 이용해 작업종사자의 체내 및 배설물에서의 방사능 수치를 계산하고 BiDAS 전산코드를 통해 내부피폭 평가를 수행하였다. Type M이 0.0341 mSv, Type S가 0.0909 mSv로 두 흡수 형태 각각 국내 연간 선량 한도의 0.17%, 0.45% 수준을 나타내었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
• /
• 제35권4호
• /
• pp.327-333
• /
• 2012

직장과 방광 장기의 내부공간을 뺀 나머지 실질적 용적에 얼마큼의 방사선이 조사되는지를 묘사방법에 따라 직장과 방광의 볼륨에 따른 흡수선량을 dose-volume histogram(DVH)를 이용하여 선량을 비교 분석 하였다. 자궁경부암 환자 중 고선량률 근접치료기를 이용하여 치료 받는 13명(tandem and ovoid used 13명)을 대상으로 강내치료계획은 외부방사선치료(50.4 Gy)가 끝난 후 수립되었으며 모든 환자에 컴퓨터 단층촬영(computed tomography, CT) 모의치료가 시행되었고 치료계획장비는 PLATO BPS v13.7를 이용하여 3D plan을 하였다. 치료계획에서 직장, 방광의 organ outer wall contour(OOWC)와 organ wall contour(OWC)를 묘사 후 ICRU 38에 근거하여 A점에 100 %를 조사하는 치료계획을 수립하였다. 분석방법으로 치료계획장비의 Dose-Volume Histogram(DVH)을 이용하여 직장과 방광의 묘사방법에 따라 0.1 $cm^3$, 1 $cm^3$, 2 $cm^3$, 5 $cm^3$, 10 $cm^3$ 볼륨이 받는 선량을 비교분석 하였고, 장기의 평균볼륨, 최대볼륨, 최소볼륨을 비교하였다. 방광의 OOWC의 묘사방법에 따른 평균볼륨 202 $cm^3$이며, 최대볼륨은 457 $cm^3$, 최저볼륨은 90 $cm^3$를 나타내고 있으며, OWC의 묘사방법에서 평균볼륨은 35 $cm^3$, 최대볼륨은 66 $cm^3$, 최소볼륨은 20 $cm^3$의 결과를 나타내고 있으며, 방광의 OOWC와 OWC 볼륨에 대한 선량비율(organ outer dose/organ wall dose)은 0.1 $cm^3$에서는 $1.00{\pm}0.01$이고, 1 $cm^3$는 $1.03{\pm}0.03$, 2 $cm^3$는 $1.07{\pm}0.05$, 5 $cm^3$는 $1.22{\pm}0.08$, 10 $cm^3$는 $1.9{\pm}0.23$ 이다. 용적이 증가할수록 차이가 늘어나는 경향이 나타나고 있으며, 2 $cm^3$에서부터 OOWC 묘사방법의 선량과 OWC 묘사방법의 선량 차이가 늘어나는 것을 알 수 있다. 직장에서의 OOWC와 OWC 볼륨의 선량 차이는 0.1 $cm^3$에서는 $1.01{\pm}0.02$이고, 1 $cm^3$는 $1.03{\pm}0.04$, 2 $cm^3$에서는 $1.11{\pm}0.06$, 5 $cm^3$에서 $1.35{\pm}0.17$, 10 $cm^3$에서 $1.78{\pm}0.25$를 나타내고 있다. 마찬가지로 볼륨이 2 $cm^3$에서부터 OOWC의 묘사방법 선량과 OWC 묘사방법의 선량 차이가 늘어나는 것을 알 수 있다. 본 연구는 자궁경부암 환자의 고선량률 근접치료 시 방광과 직장의 볼륨 2 $cm^3$까지 받는 선량이 묘사방법에 따라 일정한 선량을 보이며 그 이상의 볼륨에서는 선량 차이가 증가 하였다. 따라서 임상적으로 나타나는 합병증인 천공과 출혈의 원인을 유추 할 수 있는 선량은 기존에 사용되는 묘사방법으로는 볼륨 2 $cm^3$까지 결과를 사용해야 될 것이다. 하지만 치료계획장비에 사용되는 OWC의 묘사방법이 기존에 묘사방법에 비해 3배~5배 이상의 시간이 소요가 되므로 치료계획장비의 묘사방법의 개선이 이루어진다면 정확한 선량평가 방법이 될 수 있을 것이다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.801-809
• /
• 2019

큰 병변에 대한 기존 감마나이프 방사선수술은 종종 체적 또는 선량 분할 단계들로 수행된다. 체적 분할의 경우, 병변은 처방된 선량 하에서 하루 또는 이틀, 3 ~ 6개월로 분할된 다중 세션에서 조사되는 하위 체적들로 분할되곤 한다. 치료의 전체 과정 동안, 이전 단계의 치료 정보는 세션 사이의 좌표 변환을 통해 새로 장착된 정위 프레임 상의 후속 세션에 반영될 필요가 있다. 그러나 동일한 정위 공간을 제외하고 기존 감마나이프 시스템으로는 이전 선량 분포를 구현하는 것은 실제로 어렵다. 최신 감마나이프 플랫폼을 사용하여 다단계 치료를 수행할 수 있기 때문에 치료 영역이 확장되고 있다. 이 연구의 목적은 정위적 공간에 기초한 영상 정합과 새로운 감마나이프 플랫폼을 사용하여 각 단계에서 처방 선량 결정과 같은 다단계 감마나이프 방사선수술 전략을 소개하는 것이다. 일반적으로 영상 정합에서 수술적으로 내장된 기준점 또는 내부 해부학적 랜드마크들이 변환 관계를 결정하는데 사용된다. 저자는 내부 해부학적 랜드마크들을 사용하는 예로서 4개 또는 6개의 해부학적 랜드마크를 사용하는 다중 세션 간의 좌표 변환 정확도를 비교하였다. 측정된 좌표들과 계산된 좌표들 사이의 불일치를 최소화하기 위해서 PseudoInverse 또는 Singular Value Decomposition을 사용하여 두 정위 공간 사이의 변환 행렬이 결정되었다. 변환 정확도를 평가하기 위해 측정된 좌표와 변환된 좌표들 사이의 차이, 즉 ${\Delta}r$이 10개의 랜드마크들을 사용하여 계산되었다. 10개의 랜드마크들 중 4개 또는 6개의 점들을 사용하여 좌표 변환을 결정하고 나머지는 접근 방법을 평가하는데 사용되었다. 두 가지 접근 방법에서 각각의 ${\Delta}r$ 값은 0.6 ~ 2.4 mm, 0.17 ~ 0.57 mm 범위이었다. 게다가 병변 분할의 경우 한 번에 전체 병변의 치료와 동일한 효과를 제공하는 처방 선량을 결정하는 방법이 제안되었다. 동일한 정위 공간에서의 다단계 치료 전략은 전체 병변에 대한 치료를 먼저 디자인하는 것이며, 전체 치료 디자인 샷들은 각 단계 치료의 샷들로 나누어 각 단계별 샷들을 구성하고 각 단계에서 적절한 처방 선량을 결정한다. 결론적으로 저자는 다단계 치료 전략으로서 처방 선량 결정의 정확성을 확인하였고, 다중 세션 간의 좌표 변환을 결정하기 위해 적은 랜드마크들을 사용하는 것보다 가능한 많은 내부 랜드마크들을 사용하는 것이 더 나은 결과를 산출함을 보았다. 향후 제안된 다단계 치료 전략은 여러 감마나이프 센터들의 틀 없는 분할 치료에 크게 기여할 것이라 사료된다.