• 한국방사선학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.365-371
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• 2012

암환자의 방사선 치료기술은 3D-CRT, IMRT, Tomotherapy로 발전해 가고 있으며 이 3가지의 치료법은 임상에서 가장 많이 쓰이는 방사선 치료기술이다. 본 연구에서는 3D-CRT, IMRT(Linac Based) 그리고 Tomotherapy 치료시 정상조직과 종양조직의 선량분포를 비교해 보고자 한다. 실험방법으로는 조직 등가물질로 이루어진 인체모형팬톰 (Anthropomorphic Phantom)을 대상으로 CT simulation을 실시(Slice Thickness : 3mm)하여 획득된 영상에 GTV를 비인두 부위로 정하고 PTV는 GTV에 2mm정도의 영역을 포함시켜 치료계획용 장비(ADAC-Pinnacle3. Tomotherapy Hi-Art System)으로 전송한다. 치료계획은 PTV의 처방선량을 7020 cGy로 설정한 후 PTV에 부여되는 선량값과 정상조직인 이하선, 구강, 척수에 흡수되는 선량값을 산출하였다. 실험결과 PTV에 분포된 선량값은 Tomotherapy, Linac Based - IMRT, 3D-CRT가 각각 6923 cGy, 6901 cGy, 6718 cGy의 선량분포를 보여 종양조직 처방선량값인 7020 cGy의 95%이상 부여되어 종양제어측면(TCP)에 부합하였으며 정상조직(이하선, 구강, 척수)은 각각 1966 cGy (Tomotherapy), 2405 cGy(IMRT), 2468 cGy(3D-CRT)[이하선], 2991 cGy(Tomotherapy), 3062 cGy(IMRT), 3684 cGy(3D-CRT)[구강], 1768 cGy(Tomotherapy), 2151 cGy(IMRT), 4031 cGy(3D-CRT)[척수]의 선량이 분포되었으며 이는 정상조직 합병증발생율(NTCP)의 선량을 넘지 않았다. 모든 치료기법에서 종양조직과 정상조직이 선량분포측면에 부합하였다. 3D-CRT의 치료법이 선량분포 면에서 가장 양호하지 않았지만 종양조직제어율(TCP)과 정상조직합병증율(NTCP)을 고려해 볼 때 기준치를 벗어나지 않는 선량이 분포 되었다. 상대적으로 선량분포가 우수한 Tomotherapy, IMRT는 오랜 치료시간 때문에 폐쇄공포증환자나 호흡불량 환자가 치료받는데 어려울 수 있다. 특히 토모테라피의 경우 치료 전에 고에너지 컴퓨터 단층촬영을 매일 실시하기 때문에 불필요한 방사선 피폭을 초래할 수 있다. 결론적으로 Tomotherapy가 선량분포에서 가장 우수한 치료기법으로 평가되었으며, IMRT, 3D-CRT의 순으로 방사선치료의 적합성을 보였다. 하지만 실제 치료시 환자의 상태에 따라 제한적으로 3차원 입체조형치료를 시행하여도 무방하다고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제8권2호
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• pp.45-57
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• 1997

속중성자선을 임상에 이용하기 위해서는 속중성자선의 선량 및 선량분포를 정확히 측정하는 것이 매우 중요하다. 현재 속중성자선의 측정법은 크게 나누어 American Associations of Physicists in Medicine, European Clinical Neutron Dosimetry Group 및 International Commission on Radiation Units and Measurements에 의하여 제시되고 있으나 측정의 복잡함으로 인하여 서로 약간씩 다른 방법을 제시하고 있다. 따라서 본 연구에서는 중성자 치료장치에서 방출되는 속중성자선의 방출선량 및 물질 내 선량분포 등의 측정을 통하여 독자적인 측정기술을 확보하고, 우리 실정에 알맞은 표준측정법을 개발하고자 하였다. 속중성자선의 선량 및 물질 내 선량 분포 측정에는 조직등가물질인 A-150 플라스틱으로 제작된 IC-17 및 IC-18 이온함, 마그네슘으로 제작된 IC-17M 이온함, TE 기체, Ar 기체 및 RDM 2A electrometer 등을 사용하였다. 연구 결과 중성자선에 혼합되어 있는 ${\gamma}$선의 오염도는 기준조사면 깊이 5cm에서 약 13% 로 나타났으며, 깊이가 깊어질수록 증가하였다. 기준 조사면에 대하여 중심축선상의 최대 선량 깊이는 1.32cm 이었으며, 50% 선량 깊이는 14.8cm로 나타났다. 표면선량율은 전 조사면에 걸쳐서 41.6%～54.1%이었으며 조사면가 커질수록 증가하였다. Beam profile 은 2.5cm 깊이에서 7.5% 정도 horne effect가 나타났으며 10cm 깊이에서 가장 평탄하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제7권1호
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• pp.85-92
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• 1989

물질에 방사선을 조사시키면 구성원자 또는 분자의 일부분이 전리되며 특수한 유기화합물은 장기간 free radical상태로 존재하고 그 밀도는 조사된 방사선량에 비례한다. Free radical상태의 물질에 마이크로파와 같은 전자파를 투과시키면 free radicl된 전자의 고유진동과 일치된 전자파를 흡수하는 전자스핀공명(Electron Spin Resonance)이 일어나며 흡수된 전파의 강도를 측정함으로서 조사된 방사선량을 추측할 수 있다. ESR를 이용한 free radical dosimeter로서 가장 잘 알려진 물질이 아미노산 alanine이므로 이것과 파라핀 $10\%$를 혼합하여 $0.4\times1cm$의 alanine dosimeter를 제작하였다. 측정 방법은 방사선 흡수선량을 직접 측정할 수 있도록 조직등가인 물 팬텀과 방수된 Alanine dosimeter holder를 제작하고 의료용 선형가속기에서 발생되는 $6\~21$ MeV전자선을 조사하면서 최대 흡수 선량과 깊이에 따른 선량분포를 측정하였다. 전자선 조사선량은 1 Gy에 60 Gy까지의 방사선 치료선량 범위를 선택하였으며 측정결과 전자선량 증가에 따라 ESR신호의 진폭이 선형비례적으로 증가하였다. 그러나 전자선량이 4 Gy이하에서는 alanine dosimeter의 선량 균일성 이 $\pm2\~4\%$ (표준편차)의 오차가 있었으며 4 Gy이상에서는 $\pm1\%$ 이하의 오차를 나타냄으로서 환자에 대한 전자선 조사량 범위인 1Gy에서 60Gy까지의 흡수선량을 정확히 측정할 수 있었다. 측정한 결과 전자선 에너지 12 MeV이하에서는 전리상으로 측정 계산된 선량과 일치하였지만 15 MeV이상에서는 표면에서 깊이 2cm까지의 흡수선량이 약$2\~5\%$가 높았다. 이와 같은 현상은 의료용 선형가속기의 전자선 방출구에 장착된 산란판과 조사면을 조정하는 cone에 의하여 발생되는 저 에너지 산란전자선이 alanine dosimeter에 측정된 것으로서 에너지가 증가될수록 오염 정도가 증가되었다. 본 실험을 통하여 지금까지 고에너지 전자선량계측에서 전리상에 의한 전기량 측정과 산란선이 없는 단일 에너지로만 간주하여 계산하였던 전자선 흡수선량 측정방법을 직접 흡수선량 측정이 가능한 Alanine/ESR dosimetry로서 교정하는 것이 바람직하다고 생각한다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제29권2호
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• pp.63-69
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• 2006

초음파 영상의 질은 진단에 많은 영향을 끼친다. 양질의 영상이 항상 일정하게 유지되기 위해서는 QA(Quality Assurance) 프로그램을 가지고 주기적인 관리가 이루어져야 할 것이다. 본 논문은 임상에서의 QA 상황을 파악하는 첫 번째 단계로 실제 병원의 초음파 영상의 질을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 인간의 생체등가물질로 된 팬텀을 이용하여 정상 환자를 스캔할 때와 같은 기준 값에서 가상의 낭포 및 고반사 신호의 구조물들이 몇 개가 보이는지 convex probe와 linear probe를 측정하여 비교하였다. convex probe에서는 정상 간과 비슷한 0.5 dB에서 vertical group, cystic masses, high contrast masses에서는 대부분 잘 보였으며 지방간과 비슷한 조건인 0.7 dB에서는 vertical group이 중간레벨에서, cystic masses와 high contrast masses에서는 대체로 모두 잘 보였다. linear probe에서의 vertical group은 0.5 dB에서 중간레벨만 잘 보였고 cystic masses와 high contrast masses는 두 개에서 네 개 보이는 것들이 고루 분포되었으나 하나도 보이는 않는 경우가 11건수나 되었다. 0.7 dB에서는 vertical group이 6개 이하가 보이는 것이 대부분 이었고 cystic masses와 high contrast masses에서도 두개에서 네 개 보이는 것들이 고루 분포되었고 하나도 보이는 않는 경우도 40건 있었다. 이로서 지방간과 같은 조건하에서는 linear probe의 영상의 질이 대체로 좋지 않으므로 기준 설정 및 물리적인 조건들을 검사 시에 잘 조정하거나 probe의 교체가 필요하다고 판단된다. 많은 병원에서 초음파 장비를 잘 관리하고 있다고 하지만, 영상의 질은 아직도 미흡한 것을 알 수 있다. 초음파 장비의 설치에서부터 영상의 질을 평가하고 지속적이고 정기적인 관리와 평가가 이루어질 수 있는 프로그램이 필요하겠다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권2호
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• pp.105-113
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• 2006

본 연구는 전산치료선량계획장치에서 중첩(Superposition)법을 사용해 비균질성 조직층을 통한 교정선량을 확인하기 위해 수행되었다. 조직등가물질로는 폐조직으로 콜크($\rho=0.2\;g/cc$)를, 근조직에는 n-Glucose, 골조직에는 $K2HPO4$를 사용한 시료의 전자밀도를 구하였으며, CT영상은 110 KVp와 130 KVp X선을 주사해서 얻고 CT번호(H)와 전자밀도의 함수관계를 조사하였다. 물에 대한 전자밀도비는 컴퓨터선량계획에 중요한 변수이므로 CT번호에 대응된 전자밀도비를 입력하고, 선량확인을 위해 펜텀 구성은 폴리스탈린 고체 펜텀 사이에 5.0 cm 층의 시료를 삽입하고 깊이 12.0 cm와 20.0 cm의 조직 선량을 구하여 실측과 비교하였다. 실험결과 CT번호-전자밀도비는 광전효과 현상에 영향을 크게 받게 되어 원자번호가 높은 재질에서 비선형적으로 나타났으며, 130 KVp에서 근조직에는 0.001026H+1.00을, 골조직에는 0.000304H+1.07을 얻었다. 균질 근조직에서 컴퓨터선량과 실측선량을 비교한 결과 중첩법과 FFT 콘볼루션(convolution) 법에서 6, 15 MV X선 모두 1.0% 오차 범위내에 있었으며, 폐조직층 통과한 경우 중첩법은 6 MV X선에서 평균 -1.2%, 골조직에는 평균 -2.9%를 보였고, 15 MV X선에서 2.7%와 2.2%를 얻었으며, FFT콘볼루션법은 6 MV X선에서 폐조직 2.8%, 골조직 -5.0%를 보였고, 15MV X선에서는 각각 6.0%, 0.2%를 보여 중첩법에 의한 치료계획선량이 신뢰성이 있음을 확인하였다. 본 실험을 통해 저자들은 각 임상기관에서 사용하고 있는 CT는 일정하지 않고 교정이 필요한 장비이므로, 발전된 치료계획시스템에 적용하고 있는 CT번호-전자밀도비에 대한 정기적인 확인이 필요하며, FFT 콘볼루션법에 비해 빔의 확산방향에 일치된 커널빔을 사용한 중첩법에서 오차가 적음을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.395-403
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• 2022

본 연구에서는 디지털방사선영상 시스템에 사용되는 평판형 검출기(flat-panel detector, FPD)를 이용하여 조직 등가 물질인 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA)의 두께 변화에 따라 발생되는 산란선이 영상품질의 영향으로서 해상력 평가의 변조전달함수(modulation-transfer function, MTF)와 잡음력 스펙트럼(noise-power spectrum, NPS)으로 정량적인 영상 평가를 위한 연구를 수행하였다. 해상력-차트 팬텀 영상으로 PMMA 두께가 증가할수록 산란선의 영향이 커져 변조특성이 저하 되는 것을 알 수 있고 영상이 밝다. 결과는 영상의 잡음이 많아진다는 것을 알 수 있는데 공간주파수 별로 확인하기 위해 푸리에 변환으로 잡음력 스펙트럼 영상을 얻었다. 그러므로 영상에서 피사체로서 PMMA 두께 증가에 따라 산란선의 변화를 MTF로 평가하여 해상도 특성변화와 2차원 잡음력 스펙트럼을 1차원 값으로 나타낸 결과를 통해 PMMA 두께와 잡음은 비례하는 것을 확인할 수 있다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제18권1호
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• pp.21-28
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• 2006

목 적: 10 MV X-선의 선형가속기를 이용하여 두경부종양 및 임파선 전이 환자를 치료할 시 피부표면 종양에 균일한 선량을 부여하기 위하여 조직 등가물질로 산란판을 제작하였으며 팬톰을 이용한 피부선량을 측정하여 그 효과를 평가하였다. 대상 및 방법: 조직 등가 물질인 lucite로 산란판을 제작하여 가속기의 콜리메이터와 피부사이에 부착하였으며 조사면적의 크기($5{\times}5{\sim}30{\times}30cm^2$)와 산란판 두께 및 피부와 산란판 간의 거리에 따른 피부 및 체표 0.4 cm에서의 선량 변화를 측정하였다. 또한 자체 제작한 산란 판의 체표 선량 증강 효과를 평가하기위해 볼루스를 이용한 체표 선량을 측정하여 그 효과를 비교하였다. 결 과: 10 MV X-선 선형가속기와 피부 사이에 산란판을 설치하여 피부선량이 증가 되었으며 산란판의 위치에 따라 피부선량이 변화되었고, 0.4 cm 깊이의 선량과 최대선량지점이 피부표면쪽으로 이동하였다. 산란판이 일정할 경우 조사면적이 커질수록 표면선량이 증가하고 최대 선량점은 피부표면 방향으로 이동하였다. 또한 산란판의 두께가 두꺼울수록 표면선량이 증가하고 최대 선량점은 피부표면 방향으로 이동하였다. 결 론: 10 MV X-선을 이용하여 두경부 종양 및 임파선 전이 암을 치료할 경우 산란판을 이용하여 이차산란 전자를 피부표면 앞에서 발생시킴으로써 표면근접부의 선량을 증가시켜 종양부위에 균일한 선량을 조사할 수 있었다. 본 연구에서는 조사면적에 따라 적정 산란판 조건을 찾아 임상에서 유용하게 사용하고자 하였으며, 1.2 cm, 1.8 cm 두께의 산란판을 피부로부터 7 cm에 위치 시켰을때 $10{\times}10cm^2$ 조사면적의 표면선량이 각각 60%, 64%로 측정되었고, 0.4 cm 깊이의 선량이 94%, 94%로 가장 이상적으로 관찰되었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권1호
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• pp.49-56
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• 2017

목 적: CT(computed tomography) 영상에서 Metal Artifact로 인해 왜곡된 영상을 보정하는 Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm의 정확성을 평가하고 양성자 치료계획에서 IMAR Algorithm 적용의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: CT simulator를 이용하여 CIRS Phantom 내에 금속을 삽입한 것과 삽입하지 않은 영상을 각각 촬영하였다. Phantom 내의 동일한 위치에 ROI1, ROI2를 설정하여 금속이 없는 경우의 영상과 금속으로 인한 Artifact가 발생한 영상, IMAR Algorithm을 적용한 영상에서 CT Number값의 차이를 비교하였다. 또, 금속 주변에 위치한 조직등가물질의 CT Number값을 비교하였다. 척추에 임플란트 시술을 시행한 환자를 가정하여 Rando 팬텀의 척추 부위에 Titanium 봉을 삽입하여 CT 촬영을 하였다. IMAR Algorithm 적용 전과 후의 영상에서 같은 부위에 ROI 1, ROI 2를 설정하여 CT Number값을 측정하고, 각각의 영상에 동일한 양성자 치료계획을 세워 세 지점에서 양성자선의 비정(Range)의 차이를 비교하였다. 결 과: CIRS Phantom 평가에서 금속이 없는 경우의 평균 CT number값은 ROI 1에서 -6.5 HU, ROI 2에서 -10.5 HU였다. 금속이 있는 경우 Fe, Ti, W 순으로 ROI 1에서 -148.1, -45.1, -151.7 HU였으며 IMAR Algorithm을 적용 하였을 때는 -0.9, -2.0, -1.9 HU로 증가하였다. ROI 2에서는 금속이 있는 경우 171.8, 63.9, 177.0 HU였으며 IMAR Algorithm 적용 후에는 10.0, 6.7, 8.1 HU로 감소하였다. 조직등가물질의 CT Number값은 가장 멀리 위치한 폐를 제외하고 모두 원래의 CT Number값에 가깝게 보정이 되었다. Rando Phantom 평가는 금속이 없는 경우와 금속이 있는 경우, IMAR Algorithm을 적용하였을 때 평균 CT Number값은 각각 ROI 1에서 9.9, -202.8, 35.1 HU였으며 ROI 2에서 9.0, 107.1, 29 HU였다. 치료계획에서 금속이 없을 때와 양성자선의 Range의 차이는 IMAR Algorithm을 적용하였을 때 1번 지점에서 평균 0.26 cm 감소하였으며 2번 지점에서 평균 0.20 cm 감소하였다. 3번 지점에서는 평균 0.12 cm 감소하였다. 결 론: IMAR Algorithm을 적용함으로써 CT Number값은 금속이 없을 때의 원래의 값에 가깝게 보정되었다. 또, 양성자 치료계획의 Beam Profile에서 IMAR Algorithm 적용 후 비정의 차이가 0.01에서 최대 3.6 mm 줄어들었다. Artifact가 존재하지 않는 영상과 비교하여 약간의 차이는 존재하지만 양성자의 비정에 따른 선량의 급격한 변화를 고려한다면 금속이 있는 환자에게 IMAR Algorithm의 적용은 유용할 것으로 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제19권1호
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• pp.30-36
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• 2015

전신 뼈검사는 골수염과 골절 및 원발성 암의 조기 발견 등골 병변에 대해 높은 민감도와 해상도를 가진 검사이며, 핵의학 검사 중 가장 많은 비중을 차지하고 있다. 그러나 최저 계수치를 제외한 평가 기준이 마련되어 있지 않다. 따라서, 본 연구에서 전신 뼈검사에서 정량적인 평가 지표를 나타낼 수 있는 방법을 분석해보고자 하였다. 본 연구는 2014년 4월부터 2014년 9월까지 본원을 내원한 특이 골병변소견이 없는 환자 30명을 대상으로 GE INFINIA 장비에서 진행하였다. 환자의 전신계수와 허리뼈를 관심영역으로 하여, 계수치를 측정하였으며, 허리뼈 각각의 신호평균 값과 표준편차를 구하여, 대조도 대 잡음비(Contrast to Noise Ratio, CNR), 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 산출하였고, 팬텀 실험을 통해 검사 속도 변화에 따른 각각의 수치와 조직등가물질을 이용하여 복부 두께에 따른 수치를 비교 하였다. 그리고, 판독의 2명과 5년 이상의 경력을 가진 숙련된 방사선사 5명이 각각 10점 척도로 하여, Blind test로 육안적인 분석치와 정량적인 산출치 간의 상관관계를 분석하였다. 환자의 전신 계수치와 관심영역의 계수치는 Blind test를 통한 육안적인 분석치와 유의한 상관관계를 보이지 않았다(P>0.05). 대조도 대 잡음비와 신호 대 잡음비는 육안적인 분석치와 유의한 상관관계를 보였다(P<0.05). 팬텀 실험에서는 검사 속도가 느릴수록, 조직등가물질의 두께가 얇을수록 각 수치는 향상되는 것을 보였으며, 지연검사에서 영상의 질이 향상됨을 확인하였다. 현재 전신 뼈검사에서 최저 계수치를 제외한 평가 기준이 마련되어있지 않다. 이에 본 연구에서는 대조도 대 잡음비 및 신호 대 잡음비를 이용하여 Blind test와의 유의한 상관관계를 확인 할 수 있었으며, 검사 속도가 영상의 질을 좌우하는 인자라는 것을 수치를 통해 확인하였다. 본 연구에서는 동일한 주입량, 동일한 검사 속도 등 동등한 조건에서의 평가를 진행하였지만, 환자의 생리적 기능과 수분 섭취량 등에 따라 모든 특성을 고려하는 것에 한계가 존재한다. 그러나 객관적으로 정량적 수치를 제시하여, 유의한 평가 지표를 입증하였다는 데에 학술적 의미가 있을 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권2호
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• pp.233-241
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• 1994

연구목적 : 전신방사선조사시 인체내에 균등한 선량분포를 얻기 위하여 조직보상체를 제작하고 그에따른 선량 분포를 확인하고자 하였다. 대상 및 방법 : 0.8mm두께의 납판을 이용한 조직보상체와, 1mm 및 5mm 두에의 알루미늄판을 이용한 조직보상체를 두경부와 하지 두 부분에 대하여 각각 제작하였다. 좌우 대향전신조사시 각 신체부위에 따른 선량분포의 측정을 위하여 파라핀으로 성인 크기의 인체 모형을 실제 치료시의 체위와 비슷하게 만들어 사용하였다. 방사선은 10MV X-ray(CLIAC 1800. Varian Co., USA)를, 측정기구는 exposure/exposure rate meter(model 192, Capintec, Inc., USA)with ionization chamber(PR 05)를 이용하였고 SAD 360cm에 파라핀 팬텀의 정중선을 맞추고 기하학적 방사선조사야는 $144{\times}144cm^2$으로하여 전신이 포함되도록 하였으며 head, mouth, mid-neck, sternal notch. mid-mediastinum, xiphoid, umbilicus. pelvis. thigh. knee 및 ankle부위에서 midline absorbed dose를 각각 측정하였다. 흉부의 선량 측정에는 조직등가물질로 제작된 상업용 humanoid 팬텀에서 $1{\times}1{\times}6mm^3$부피의 TLD rod(LiF, Harshaw Co.. Netherland)를 이용하였다. 결과 : Umbilicus를 기준으로 하였을때 조직보상체를 적용하지 않은 경우 흡수선량은 $-11.8\%$에서 $21.1\%$까지의 차이를 보였다. 어깨가 포함되는 sternal notch에서의 선량은 $11.8\%$감소하였다. 조직보상체를 적용한 경우의 흡수선량은 0.8mm 납보상체의 경우 mid-neck에서 $-7.9\%$, 그외 다른 부위는 $+1.3\%$에서 $-5.3\%$가지 였다. 그리고 1mm 및 5mm 알루미늄 보상체를 적용한 경우 ankle부위에서 $5.3\%$. 그외 다른 부위는 $-2.6\%$에서 $2.6\%$가지의 흡수선량 차이를 보였다. 결론 : 납과 알루미늄으로 제작한 전신방사선조사용 조직보상체는 선량기준점인 umbilicus선량에 비교하였을 때 두경부와 하지에 있어서 비교적 만족할만한 보상효과를 나타내었다. 어깨가 있는 상흉부에서는 선량이 $11.8\%$ 정도 감소하므로 환자의 lateral thickness 차이에 따라 선량기준점을 sternal notch로 선택하거나 boost irradiation이 고려되어야함을 알 수 있었다.