• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권2호
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• pp.90-97
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• 2002

모의치료기는 방사선치료장비와 기하학적인 구조가 동일하고, 진단용 저 에너지 X-선을 사용한 모의치료과정을 통해 최적화된 방사선치료계획을 수립하는데 필수적인 장비이다. 즉, 진단 및 치료방사선 분야의 기술이 통합되어 있어 모의치료기의 품질관리 시 의료분야의 방사선 안전관리 및 모의치료기의 최적 상태를 유지 관리하기 위해서는 방사선발생장치 요소와 모의치료기의 기하학 및 기계적인 검사 항목들에 대한 주기적인 검사가 필요하다. 따라서 현재 임상에서 사용되고 있는 세 종류의 모의치료기에 대한 갠트리, 콜리메이터 및 환자테이블에 대한 기하학적 및 기계적인 주요 검사 항목과 관전압, 관전류, 타이머 특성 등에 대한 X-선 발생장치의 주요 핵심 항목 및 분해능과 대조도 등의 투시영상증배관의 성능검사로 구분하여 수행하였다. 이를 토대로 모의치료기의 인수검사 및 주기적인 품질관리에 응용하고자 한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권2호
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• pp.165-171
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• 2002

목적 : 척수에 전이가 가능한 뇌종양 치료를 위한 두개척수 방사선치료 시 복와위가 불가능한 경우 전산화단층촬영모의치료장치(volumetric spiral CT)와 가상모의 치료기(virtual simulator) 및 3차원 방사선치료계획장치를 이용하여 배와위로 두개척수 방사선치료계획 방법을 개발하고 기하학적 검증을 통하여 유용성을 고찰하고자 하였다. 대상 및 방법 : 2005년 5월에서 2001년 12월까지 연세암센터 방사선종양학과에서 배와위로 두개척수 방사선치료를 받은 환자 9명을 대상으로 하였다. 복와위가 불가능한 중증의 뇌종양 환자를 배와위로 하여 두경부는 두부고정틀 (thermoplastic mast $Aquaplast^{circledR}$) 로 고정시키고, 전신은 $Vac-Loc^{\circledR}$ (전성물산, 한국)으로 고정한 후 전산화단층촬영모의치료장치를 이용하여 전신체적영상(volumetric image)을 얻었다. 환자 자세의 재현성 확인 및 검증을 위해 두부에 세 개의 점과 전신에 기준선 및 기준점 등을 표시하였다. 이후 가상현실 영상(virtual fluoroscopy)에서 인체의 크기와 방향에 제약이 없고 치료 침대와 고정기구에 대한 시각장애를 제거함으로써 자유롭게 모의치료를 할 수 있었으며, 조사면과 빔을 결정하고 디지털화재구성사진(digitally reconstructed radiography, DRR)과 디지털화합성사진(digitally composited radiography, DCR)을 통하여 분해능이 좋은 화질의 투시 및 모의치료영상을 획득하였다. 기하학적 검증은 치료중심점 이동시 얻은 모의치료영상과 첫 치료 시에 얻은 조사면 검증 사진(port verification film) 등을 전산화단층촬영영상으로부터 재구성한 DRR 영상과 시각적, 정량적으로 비교, 분석하였다. 결과 : 전산화단층촬영모의치료장치와 가상모의치료기 및 3차원 방사선치료계획 장치 등을 이용하여 복와위가 불가능한 환자의 두개척수 방사선 치료계획을 배와위로 원활히 수행할 수 있었다. 가상현실영상에서 대부분의 설계작업이 이루어지므로 환자의 자세고정을 요하는 시간은 전신체적 영상을 얻는 10분 이내이므로 환자의 불편을 줄일 수 있을 뿐 아니라 모의치료과정 중의 체위 변동 변수를 제거할 수 있었다. 또한 전산화단층촬영영상을 얻음으로써 중요정상조직인 안구, 척수 등을 정확하게 설정할 수 있었고, 조사면 결정과 차폐의 정확성을 증진시킬 수 있었다. 환자 자세 오차는 디지털화재구성사진과 치료 시마다 얻은 포트필름에서 치료중심점과 척수 사이의 거리를 측정하여 3 mm 이내의 정확성을 얻을 수 있었다. 결론 : 전산화단층촬영모의치료장치로 체적영상을 얻고 가상현실모의치료계획으로 배와위 두개척수 방사선치료계획을 정확하고 용이하게 실현할 수 있었다. 따라서 배와위 두개척수 방사선치료는 복와위를 취할 수 없어서 치료가 힘든 소아환자, 전신상태가 좋지 않거나 기관절개술이 시행되어 있는 환자에서 유용한 방법임을 알 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제21권2호
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• pp.89-95
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• 2009

목 적: 전산화단층촬영 모의치료기의 일일 정도 관리를 편리하고 신속하게 시행 할 수 있는 팬텀을 제작하여 유용성을 평가한다. 대상 및 방법: 폴리스타일렌 팬텀($250{\times}250{\times}100\;mm$)에 영상에서의 측정치와 실측정치의 정확성 확인을 위하여 홈($1{\times}100{\times}1\;mm$)을 만들었으며 테이블 이동의 정확성 평가를 위하여 중심부에서 위와 아래쪽 100 mm 지점에 직경 1 mm 크기의 홈을 만들어 방사선 비 투과 물질을 삽입하였다. 레이저의 정확성 평가를 위하여 팬텀 좌, 우측 수직선상에 십자 표시를 하였고 CT Number의 정확성 평가를 위하여 직경 25 mm, 깊이 50 mm의 원기둥 3개를 만들어 뼈 등가물질, 물, 공기를 삽입하였다. 제작한 팬텀을 전산화단층촬영 모의치료기(Brilliance BigBore, Philips, Netherlands)를 사용하여 촬영한 후(촬영조건 120 KVp, 100 mAs, 단면 두께 1 mm 연속촬영) 영상을 이용하여 측정치와 실측정치의 정확성, 테이블 이동, 레이저, CT Number의 정확성을 평가 하였다. 결 과: 제작한 팬텀을 이용하여 2008년 1월 7일부터 3월 7일까지 약 2개월 동안 본원에 설치되어 있는 전산화단층촬영 모의 치료기의 일일 정도관리에 사용해 본 결과 영상에서의 측정치와 실측정치의 정확성은 ${\pm}0.3\;mm$, 테이블 이동의 정확성은 ${\pm}0.3\;mm$, 레이저 정확성은 ${\pm}0.5\;mm$로 기준치인 ${\pm}1\;mm$ 오차범위 이내로 측정 되었으며 CT Number의 정확성 평가에서 뼈 등가 물질은 ${\pm}8\;HU$, 공기는 ${\pm}5\;$, 물은 ${\pm}5\;HU$로 기준치인 ${\pm}10\;HU$ 오차범위 이내로 측정되었다. 결 론: 본원에서 제작한 팬텀의 이용으로 신속하고 간편하게 레이저 장치의 정확성과 전산화단층촬영 모의치료기의 성능평가를 동시에 시행 할 수 있었으며 기존에 실시하던 일일 정도관리 항목에 영상을 이용한 평가 항목을 추가 보완함으로서 보다 정확한 치료 계획 과정을 수립 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권1호
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• pp.41-47
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• 2013

목 적: 최근 Integrated PET/CT (GE Discovery 690, General Electric Healthcare, Milwaukee, MI, USA, 이하 PET/CT) 전산화 모의치료기가 방사선치료에 적용되면서 정확한 표적용적(Target Volume, TV)의 묘사가 가능하게 되었다. 본 연구에서는 포도당 유도체 불소화합물(F-18 fluoro-2-deoxyglucose, FDG)을 이용한 비소세포폐암 환자의 육안적표적용적(Gloss Target Volume, GTV)을 비교하여 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 가멕스 레이져 시스템(GAMMEX INC, Middleton, WI, USA)이 설치된 PET/CT를 이용하여 비소세포폐암 환자 5명을 대상으로 입체모의치료를 실시하였다. 환자 위치잡이의 재현성을 높이기 위하여 바로누운자세(supine)에서 환자고정용구(Extended Wing Board)를 사용하여 환자를 고정하였다. 획득한 영상은 치료계획시스템(Eclipse V10. Varian, USA)에서 CT, PET, 융합한 PET/CT에 GTV를 묘사하여 비교하였다. 결 과: 무기폐(atelectasis)나 폐렴(Pneumonitis)과 같은 합병증을 동반한 비소세포폐암 환자 5명에 대해 CT에 대한 PET의 GTV는 각각 10.5%, 11.8% 감소하였으나 67.9%, 220%, 19.4% 증가하였다. CT에 대한 PET/CT의 GTV는 각각 7.7%, 6.7%, 28% 감소하였으나 232%, 24%증가하였다. 결 론: FDG를 이용한 비소세포폐암 환자의 PET/CT 전산화 모의치료기는 GTV 묘사를 통하여 종양의 경계를 명확히 해주고 불확실한 표적체적을 정의하는데 CT보다 유용하여 앞으로 다른 부위에 추가 적용 가능할 것으로 보인다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제25권1호
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• pp.26-33
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• 2007

목 적: 좌측 조기유방암으로 보존수술 후 2차원 또는 3차원 모의치료를 통해 방사선치료를 받은 환자들에서 SPECT (single photon emitted computerized tomography) 영상을 이용하여 심근관류결손의 부위와 빈도를 비교 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 2002년 1월부터 2003년 8월까지 AJCC 병기 T1-T2N0M0인 좌측 조기유방암으로 진단되어 외과에서 보존수술 및 화학요법 후 방사선치료를 시행하였던 32명의 환자들을 대상으로 하였다. X선 투시기를 이용한 2차원 모의치료를 통해 방사선치료를 받은 환자들과 컴퓨터단층촬영 기반의 3차원 모의치료 방법을 이용했던 환자들을 구분하여 연구를 진행하였다. 이들을 대상으로 최소 3년 이상의 추적관찰 기간 후에 technetium-99m-sestamibi gated perfusion SPECT를 시행하여 각 군에서의 심근관류결손의 부위와 빈도를 비교 평가하였고, 각 환자들에서의 심벽의 운동상태와 좌심실의 박출량을 측정하여 분석하였다. 또한 모의치료 과정에서 방사선에 피폭되는 심장영역을 각 군에서 측정하여 심근관류결손과의 상관관계를 알아보았다. 결 과: SPECT 영상 결과, 심근관류결손이 확인된 경우는 전체 32명의 환자 중 11명(34.4%)이었다. 2차원 모의치료를 받은 15명의 환자 중 7명(46.7%)에서, 3차원 모의치료를 받은 17명의 환자 중 4명(23.5%)에서 관류결손이 발견되었는데, 3차원 모의치료를 이용한 환자들에서 심근관류결손의 빈도가 통계적으로 유의하게 낮았다(p=0.0312). 심근관류결손이 확인된 11명 중, 심첨부 결손을 보인 경우가 10명으로 대부분을 차지했다. 심벽의 운동상태와 심실박출량은 모두 정상이었으며, 방사선 조사야에 포함된 심장영역은 3차원 모의치료 군에서 보다 작았으나 양군에서의 심근관류결손과의 통계적 유의성은 확인할 수 없었다. 결 론: 저자들은 이번 연구를 통해 좌측 조기유방암 환자에서 보존수술 후 방사선치료 시 전산화단층촬영 모의치료기를 이용한 3차원 모의치료 방법을 이용하면 심근에 대한 조사용적을 줄일 수 있어 심근관류결손의 빈도를 낮출 수 있음을 확인하였다. 그러나 심근관류스캔상의 결손과 향후 임상적인 허혈성 심장질환으로의 발전 또는 이로 인한 사망률의 증가와의 연관성은 장기간의 추적관찰과 전향적 임상연구를 통해 확인할 필요가 있겠다.

• 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.

• Radiation Oncology Journal
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• 제26권2호
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• pp.118-125
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• 2008

목적: 온보드 영상장치(On-Board Imager, OBI) 및 콘빔CT(Cone Beam Computerized Tomography, CBCT)를 이용하면 치료실에 위치한 환자의 자세 및 위치와 모의치료 시점의 환자의 자세 및 위치를 비교할 수 있다. 온라인 영상유도방사선치료(on-line Image Guided Radiation Therapy, on-line IGRT)에서는 이러한 정보를 이용하여 방사선 치료 직전에 환자의 위치를 확인하고 보정한다. 이때 모의치료 시 획득한 영상과 치료실에서 실시간 얻은 kV X선 영상 또는 콘빔CT 영상을 이용하여 2차원/2차원 맞춤(2D/2D Match) 또는 3차원/3차원 맞춤(3D/3D Match)의 이미지 퓨젼 프로그램을 사용하여 그 편차를 산출한다. 이 과정에서 주어지는 편차가 환자 자세에 대한 오차를 정확히 반영하고 있는지에 대해 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 신체 내부 구조가 모사된 팬톰(The $RANDO^{(R)}$ Phantom, Alderson Research Laboratories Inc., Stamford, CT, USA)을 사용하여 실제 방사선 치료와 동일한 과정을 따라 모의치료 및 치료계획을 시행한 후 치료 테이블 위에 팬톰을 셋업한다. 그리고 모의치료 시 표시된 팬톰의 표면 지점에 치료실의 레이저에 일치시킨다. 이때, CT 모의치료실과 가속기가 있는 치료실의 벽면 고정 레이저에 대한 정렬의 일치만 확인하면, 치료테이블에 놓여진 팬톰의 위치는 모의치료 시 위치와 정확히 일치한다. 실제로는 팬톰 표면에 나타나는 레이저 선의 두께 정도되는 오차를 무시한다면, 두 시점에서 팬톰의 위치가 정확히 같다고 말할 수 있다. 정확히 위치가 재현되었다고 가정되는 팬톰에 대해 평행이동 또는 회전이동의 변화를 만들어 준 후, 위치가 옮겨지고 틀어진 팬톰에 대해 온보드 영상장치로부터 kV X선 영상을 그리고 콘빔CT로부터 CT 영상을 얻는다. kV X선 영상과 모의치료 시 획득한 CT영상을 이용하여 OBI 프로그램에서 제공되는 2차원/2차원 맞춤의 결과를 얻는다. 그리고 콘빔CT 영상과 모의치료 시 획득한 CT영상을 가지고 이미지 퓨젼 과정을 거쳐 3차원/3차원 맞춤의 결과를 얻는다. 이렇게 얻은 2차원/2차원 맞춤 및 3차원/3차원 맞춤의 결과와 처음에 팬톰에 인위적으로 만들어준 위치 변화를 비교한다. 결과: 온보드 영상장치로 획득한 kV X선 영상과 모의치료 시 영상을 비교하는 2차원/2차원 맞춤에서는 팬톰의 위치에 회전이동만 존재한다고 가정했을 때에는 평균 $0.06^{\circ}$의 오차 내에서 모의치료 시 팬톰의 위치에 대한 편차를 찾을 수 있었다. 또한 평행이동만 존재한다고 가정했을 때에는 편차 벡터의 크기가 평균 1.8 mm였다. 그리고 회전이동과 평행이동이 동시에 존재하는 일반적인 경우에는 편차 벡터의 크기는 평균 2.1 mm, 테이블 회전 방향으로 평균 $0.3^{\circ}$의 오차 내에서 모의치료 시 팬톰의 위치를 찾을 수 있었다. 콘빔CT로 획득한 영상을 이용하는 3차원/3차원 맞춤의 과정에서 팬톰의 위치가 회전이동만 존재할 때에는 평균 $0.03^{\circ}$의 오차 내에서, 평행이동만 있는 경우는 편차 벡터의 크기의 평균이 0.16 mm 내에서, 틀어지고 이동된 팬톰의 위치를 찾을 수 있었다. 그리고 회전이동과 평행이동이 동시에 존재하는 일반적인 경우에는 편차 벡터의 크기는 1.5 mm, 테이블 회전 방향으로 평균 $0^{\circ}$의 오차 내에서, 모의치료 시 팬톰의 위치와 맞출 수 있었다. 결론: 온보드 영상장치와 콘빔CT를 이용한 영상유도방사선치료(on-line IGRT)에서 모의치료 시 팬톰의 위치는 가속기의 치료테이블 위에서 매우 정확히 재현되어졌다. 온보드 영상장치는 kV X선 영상을 이용하여 간단하게 위치의 검증과 보정을 할 수 있었고, 콘빔CT를 이용하는 경우에는 2차원적인 정면 또는 측면 영상이 아니라, 3차원 영상을 비교함으로서 더욱 정확한 위치보정이 가능하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권1호
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• pp.69-75
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• 2013

목 적: 경기관지 근접치료에 이용되는 2차원 치료계획의 경우 환부를 확인하는 과정에서 종양의 위치 파악에 어려움이 있어 정확한 치료계획 분석이 어려울 수 있다. 이에 본 연구에서는 전산화단층모의치료기를 이용한 3차원 치료계획으로 환자의 치료계획을 비교 분석하고자 한다. 대상 및 방법: 2012년 6월 본원을 내원한 환자를 대상으로 전산화모의치료장비(Lightspeed RT, GE, USA)와 Oncentra Brachy planning system (Nucletron, Netherland)를 사용하여 3차원 치료계획을 시행하여 2차원 치료계획과 비교 분석하였다. 결 과: 분할 조사로 시행되는 경기관지 근접치료에서 매회 카테터의 위치 파악이 치료계획 상에서 확인 되었고, GTV 용적은 $3.5cm^3$, $3.3cm^3$로 확인 할 수 있었다. 또한 종양의 선량분포 파악이 용이하여 GTV에 대하여 첫 번째 치료 시 처방선량의 92%, 두 번째 치료 시 88%로 파악되어 선량전달 오차를 파악할 수 있었다. 결 론: 2차원 치료계획을 통한 근접치료의 문제점을 보완하기 위하여 치료용적과 선량분포의 정확한 파악과 분석이 가능한 3차원 치료계획으로 검증이 필요하고, 선량전달 오차를 정량적으로 파악하여 치료계획에 반영하는 과정이 필요하다고 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권2호
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• pp.147-153
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• 2005

목 적 : TBI의 자세 잡이 과정에서 실시하는 신체 계측과 보상체 제작 과정을 전산화 단층 모의치료기를 이용하고 그 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 환자는 누운 자세를 취하고, 전산화 단층 모의치료기를 통해 영상을 얻었다. 이 영상을 Somavision으로 전송하고 영상을 통하여 신체 계측 점에 대해 계측을 하였다. 계측은 피부를 기준으로 계측을 하고, 폐에 대해서 영상을 이용하여 계측을 하였다. 영상으로 계측된 값을 통해 보상체 두께를 결정하였다. 또한 영상을 통한 보상체 위치를 결정하 고 확인하였다. 선량은 치료실에서 열형광소자를 이용하며 측정하였다. 결 과 : 신체 계측점에서 두께에 대하며 $1{\sim}2cm$의 일반 계측과 영상 계측의 차이를 보였다. 신체 길이는 일반 계측과 영상 계측이 $3{\sim}4cm$의 차이가 있었다. 또한, 영상을 통해 보상체의 밑그림을 그릴 수 있었다. 열형광소자를 이용한 선량 측정 결과 값은 머리, 목, 액와 ,가슴(폐 포함), 무릎 부위는 $92{\sim}98%$로 측정되었고 배, 골반, 서혜부, 발 부위는 $102{\sim}109%$로 측정되었다. 결 론 : TBI의 자세 잡이 과정에서 전산화 단층 모의치료기의 영상을 이용하는 것은 유용하였다. 신체 계측 점두께는 일반 계측과 영상계측의 차이가 적게 계측되었고, 길이에 대한 계측은 정확하게 이루어졌다. 영상을 이용한 계측은 신체 밀도까지 고려한 다양한 보상체 제작이 가능성을 보여주었다. 또한 보상체 위치 잡이를 정확하게 할 수 있고, 보상체의 모 양도 제한 받지 않고 쉽게 제작할 수 있다. 전체적인 치료실 자세 잡이 시간을 $15{\sim}20$분 단축할 수 있었고, 보상체 제작 시간은 약 15분 감소시켰다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.917-924
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• 2019

양성자 치료기의 Passive Scattering System 노즐을 모의모사 하여 노즐 내 각 구성품에서 발생되는 중성자를 에너지별로 평가하였다. MCNPX code를 이용하여 치료환경에 사용되는 양성자 에너지 220 MeV, 도달거리 20 cm, 6 cm 길이의 SOBP를 구현하고, 치료기 가동 시 발생하는 중성자를 각 구성품에 따라 종류별로 분류하였다. 양성자 가속기 구성품 중 산란체에서 중성자가 가장 높게 발생되었으며 양성자의 중심 선속에서부터 멀어질수록 중성자의 선속은 감소되었다. 본 연구는 양성자 가속기의 유지 보수 및 해체에 필수적인 방사화 평가를 진행하기 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.