• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권3호
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• pp.153-159
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• 2015

본 연구에서는 동적 세기조절방사선치료에서 깊이에 따른 DLG (Dosimetric Leaf Gap)의 변화가 치료계획시스템에서의 선량계산의 정확성에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 6 MV와 15 MV광자선에 대하여 동일한 SAD 조건하에 4개의 다른 깊이(2 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm)에서 측정된 다엽콜리메이터의 투과계수와 DLG 값을 치료계획시스템에 적용하여 DLG 측정 과정을 모사하였을 때 계산된 투과계수와 DLG 값들을 각각의 측정값들과 비교하여 분석하였다. 이를 위하여 Millenium 120 MLC시스템이 장착 된 단일 선형가속기가 사용되었다. 각각 다른 깊이에서 측정된 DLG와 투과계수 값을 적용하였을 때 치료계획시스템을 이용한 모사에서는 투과계수의 경우 1% 이내로 계산과 측정이 일치함을 보이는 반면에 DLG 값은 15 MV 경우 5% 이내의 차이를 보이고 6 MV에서는 최대 깊이인 15 cm에서 15% 이상 차이가 보였다. 실제의 경우 15 MV 경우 15 cm 깊이까지 DLG의 변화에 의한 실험과 계산의 차이가 작은 반면 6 MV 경우, 10 cm 이상의 깊이에서는 치료계획 시스템에서 계산된 값이 측정과 크게 차이를 나타냈다. 다엽콜리메이터 투과계수를 기준 조건하에서 측정한 고정된 값을 치료계획시스템에 적용하였을 때 측정 깊이에 따른 고정된 투과계수 값과 변화된 투과계수 값의 차이는 크지는 않지만 종양이 위치하는 깊이에 따라서 선량학적 영향이 나타날 수 있으므로 깊이에 따른 다엽콜리메이터 투과계수 및 DLG 값을 각각의 치료계획에 반영하여 환자 맞춤형 치료계획이 될 수 있도록 해야 할 것이다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제6권1호
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• pp.93-99
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• 1988

최근에 선형가속기에 대한 제작기술의 발달로 하나의 기계에서 두 가지 X-선이 생성된다. 이러한 기계적 특성을 충분히 이용할 수 있도록 임상적으로 어떠한 장점이 있는지 아는 것은 매우 중요하다. 특히 SAD 방법으로 치료 시 다른 에너지를 사용하여야 될 경우 환자를 다른 에너지가 있는 치료실로 이동시키지 않아도 되는 장점이 있다. 저자는 직장암 환자 15예를 중심으로 6MV와 10MV X-선의 에너지를 복합적으로 사용하여 치료를 하였을 때 단일에너지인 6MV혹은 10MV X-선을 이용했을 때와 등량곡선의 분포도 및 선량률의 차이를 비교하였다. 선량 계산은 치료계획용 Mevaplan 콤퓨터를 이용하였다. 정상조직에 들어가는 방사선량의 차이를 계산하기 위해 방광 및 우측 대퇴부를 임의의 점으로 잡아 콤퓨터에 입력시켜 그 부위의 최대선량 최소선량 및 평균선량을 구하였다. 6MV 및 10MV의 이중에너지 X-선을 이용하였을 때 6MV 단일 에너지 X-선으로 치료시 보다 방광의 평균 방사선량은 $8.1\%$ 감소하였고 방광 평균 방사선량 즉 소장과 근접해 있는 부위는 $7.4\%$의 감소를 보였다. 최대선량치 Dmax는 $1.25\%$감소하였다. 대퇴부위의 평균 방사선량은 $2\%$ 감소하였다. 이중에너지 X-선 치료는 10MV단일에너지와 비교하여 방광의 평균 방사선량은 $8.5\%$ 감소하였고, 소장근접 부위는 $11.8\%$ 감소하였다. 최대선량치 Dmax는 $0.8\%$의 증가로 거의 차이가 없었다. 대퇴부위 방사선량은 $0.8\%$증가로 비슷하였다. 그외 회음부 및 전골전방 부위는 전방조사야에 10MV 대신 6MV를 씀으로써 피부 sparing 효과를 줄여주어 충분한 방사선량을 줄 수 있었다. 위의 결과로 이중에너지 X-선 치료는 정상조직의 손상은 같게 주며 종양부위의 방사선량을 $7\~12\%$정도 올려줄 수 있는 장점이 있음을 알 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제13권4호
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• pp.397-402
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• 1995

Purpose : To determine the perturbation effect in the tissue downstream from surface layers of lesions located in the air/tumor-tissue interface of larynx using 6MV photon beam. Materials and Methods : Thermoluminescent dosimeters(TLDs), were embedded at 3 measurement locations in slab no. 7 of a humanoid phantom and exposed to forward and backward direction using various field sizes($4{\times}4cm^2\;-\;15{\times}15cm^2$). Results : At the air/tissue interface, forward dose perturbation factor(FDPF) is about 1.085 with $4{\times}4cm^2,\;1.05\;with\;7{\times}7cm^2,\;1.048\;with\;10{\times}10cm^2$ and $1.041\;with\;15{\times}15cm^2$. Backscatter dose perturbation factor(BDPF) is about 0.99 with $4{\times}4cm^2$, 0.981 with $7{\times}7cm^2$, 0.956 with $10{\times}10cm^2$ and 0.97 with $15{\times}15cm^2$. Conclusion : FDPF is greater as field size is smaller. And FDPF is smaller as the distance is further from the air/tissue interface.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제45권5호
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• pp.449-455
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• 2022

This study is to present a Geant4 code for the simulation of the absorbed dose distribution given by a medical linac for 6 MV photon beam. The dose distribution was verified by comparison with calculated beam data and beam data measured in water phantom. They were performed for percentage depth dose(PDD) and beam profile of cross-plane for two field sizes of 10 × 10 and 15 × 15 cm². Deviations of a percentage and distance were obtained. In energy spectrum, the mean energy was 1.69 MeV. Results were in agreement with PDD and beam profile of the phantom with a tolerance limit. The differences in the central beam axis data 𝜹₁ for PDD had been less than 2% and in the build up region, these differences increased up to 4.40% for 10 cm square field. The maximum differences of 𝜹₂ for beam profile were calculated with a result of 4.35% and 5.32% for 10 cm, 15 cm square fields, respectively. It can be observed that the difference was below 4% in 𝜹₃ and 𝜹₄. For two field sizes of 𝜹_50-90 and RW₅₀, the results agreed to within 2 mm. The results of the t-test showed that no statistically significant differences were found between the data for PDD of 𝜹₁, p>0.05. A significant difference on PDD was observed for field sizes of 10 × 10 cm², p=0.041. No significant differences were found in the beam profile of 𝜹₃, 𝜹₄, RW₅₀, and 𝜹_50-90. Significant differences on beam profile of 𝜹₂ were observed for field sizes of 10 × 10 cm², p=0.025 and for 15 × 15 cm², p=0.037. This work described the development and reproducibility of Geant4 code for verification of dose distribution.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제27권1호
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• pp.1-10
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• 2002

의료용 선형가속기에서 발생되는 고 에너지 광자선은 콜리메이터에 의하여 누출되며 치료두부(head), 콜리메이터, 환자를 포함한 치료실내의 모든 벽과 구성 물질들에 의하여 많은 산란선이 발생된다. 방사선치료는 종양에 따라서 최소한 40 Gy에서 80 Gy까지 조사되기 때문에 주위건강조직 특히 생식가능한 사람에 대한 생식선의 피폭선량을 평가하여야하며 종양치료에 영향을 주지 않은 범위에서 가능한 방법을 동원하여 피폭선량을 줄여야한다. 방사선 안전관리등의 기술기준에 관한 규칙(과학기술부령 제17호) 제3절 의료분야의 특별기준, 제44조(진료환자의 방사선 피폭)에 의하면 진료를 위한 환자 피폭선량을 합리적으로 달성 가능한 최소의 수준으로 유지하기 위한 절차를 구비하여야 하며 과학기술부 장관은 이에 준하는 의료시설 및 장비취급의 기술기준을 정하고 고시하여야한다고 명시 되어있다. 고 에너지방사선은 악성종양환자들의 치료성과를 향상시키는 동시에 치료후 방사선에 의한 만성효과가 발생 될 수 있기 때문에 주선속의 다양한 산란선과 누출선의 선질변화와 선량을 측정하고 생식선과 같은 주요장기를 산란선으로부터 차폐할 수 있는 기구를 제작 사용함으로서 방사선 피폭선량을 최대한으로 감소시킬 수 있었다. 고 에너지 방사선은 의료용 선형가속기(CLINAC 2100C/D. 2100C. 600C)에서 발생시킨 4, 6, 10 MV x-ray와 코발트원격치료장치(ALCYON II)의 코발트선원에서 방출되는 1.25 MV의 감마선을 이용하였다. 선량측정은 폴리스틸렌과 인체팬텀(Rando)사용하였으며 측정기는 이온함, TLD 및 필름을 사용하였다. 고 에너지 방사선에 의한 산란선은 장치의 콜리메이터 뿐만 아니라 치료실 벽 인체내부등 모든 방향에서 방사됨으로 납 벽돌에 의한 차폐율측정은 많은 변수를 가졌으며 고환인 경우에는 3면이 모두 차폐되도록 항아리모양으로 제작하였다. 태아인 경우 태아가 위치하고 있는 골반위에 육교모양의 선반을 만들고 그 위에 납 벽돌을 장치하도록 고안하였다. Co-60 감마선, 4 MV x-선, 10 MV x-선에서 발생되는 누출선량과 산란선량에 의한 평균 피폭선량은 조사면 중심으로부터 10, 30, 60cm 거리에서 조사면내 최대선량에 대하여 각각 $10^{-2},\;10^{-3},\;10^{-4}$의 비율로 측정되었으며 거리에 따라 지수함수로 줄어들었다. 흉부에 국한된 종양을 10 MV x-ray, $12{\times}12 cm^2$ 조사면으로 치료하였을 때 자궁에 받는 피폭선량은 0.9 mGy/Gy이며 고환이 받는 피폭선량은 0.6 mGy/Gy 이었으며 체장과 신장은 각각 4.8 mGy/Gy 와 2.5 mGy/Gy이다 10 MV x-선, $14{\times}14cm^2$ 조사면 경계로부터 10 cm 밖에서 납벽돌의 반가층 두께는 약 9.0 mm 이였고 20cm 밖에서는 반가층 두께가 약 6.5 mm로 측정되었다. 복부에 위치한 악성종양을 60 Gy 조사하였을 경우 태아가 위치하고 있는 자궁의 피폭선량은 약 370 mGy이고 이곳을 10 mGy이하가 되도록 차폐하려면 약 6.2 cm두께의 납 벽돌을 자궁위에 장착하여야 하며 골반치료시 고환에 10 mGy이하가 되도록 차폐하려면 약 5 cm 두께의 납 항아리가 요구된다. 고 에너지 고 준위 방사선치료시 고환은 3면을 항아리모양으로 차폐할 수 있어 피폭선량을 상당히 줄일 수 있으며 자궁인 경우 체내에서 산란된 선량의 차폐는 불가능하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제7권1호
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• pp.9-17
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• 1996

방사선 측정기로 사용되는 원통형 전리함의 위치별 반응 함수를 좁은 방사선장에서 측정하였다. 광자선 에너지 4MV, 6MV, 15MV, 전리함 내경 0.5cm～3.05cm 인 전리함들에 대하여 방사선면의 크기를 0.2$\times$20$\textrm{cm}^2$로 하여 물속 10cm 깊이에서 전리함 반응함수를 측정하였다. 좁은 방사선면의 선량분포 profile 을 EGS4(Electron Gamma Shower 4) 몬테카를로 시뮬레이션 코드를 이용하여 계산하였고, 이 결과를 측정된 전리함의 반응 함수 값에서 되겹말림 (deconvolution) 기법으로 제거하여 순수하게 $\delta$함수 모양의 방사선장으로부터 측정된 반응함수로 보정하였다. 전리함 반응함수는 보정전에는 에너지에 따라 다르게 나타났으나 EGS4 계산으로 얻어진 선량분포 프로파일 (profile)을 보정한 결과 전리함 반응 함수는 에너지와 무관한 것으로 나타났다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제10권2호
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• pp.155-161
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• 1992

눈의 수정체는 방사선에 매우 예민한 장기이며 비교적 적은 선량에서도 백내장의 원인이 될 수 있다. 그러므로 두경부암의 방사선치료에서 수정체를 최대한 차폐하면서 병소에 집중 조사하는 방법이 개발되어야 한다. 저자는 안구의 표면에서 0.5 cm 깊이에 위치하며 폭 1 cm인 눈의 수정체를 최대한 차폐하면서 주위 병소를 치료하기 위하여 원자번호가 높은 차폐물질을 이용하였으며 최적조사조건은 측정실험을 통하여 결정하였고 이를 임상치료에 응용하였다. 수정체의 차폐기구는 제작하기 쉽고 차폐효과가 큰 혼합금속(Cerrobend)이 적당하였으며 두께 7.5 cm와 직경 1 cm의 원뿔기둥모양이 가장 이상적이었다. 차폐기둥의 밑면과 표면과의 거리가 l0 cm일 때 수정체에 가장 적은 선량이 부여되며 병소에는 비교적 많은 선량이 부여된다. 이때 각막(Cornea, 1 mm), 수정체 (Eye Lens, 5 mm), 망막(Retina, 25 mm) 및 병소(Tumor, 50 mm 이상)의 선량은 차폐물이 없을 때와 비교하여 각각 $10.0\%$, $15.2\%$, $21.5\%$ 및 $23.2\%$로 측정되었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제42권1호
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• pp.9-15
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• 2017

Background: The purpose of this study is to assign an appropriate density to virtual phantom for 2D diode array detector with different dose calculation algorithms to guarantee the accuracy of patient-specific QA. Materials and Methods: Ten VMAT plans with 6 MV photon beam and ten VMAT plans with 15 MV photon beam were selected retrospectively. The computed tomography (CT) images of MapCHECK2 with MapPHAN were acquired to design the virtual phantom images. For all plans, dose distributions were calculated for the virtual phantoms with four different materials by AAA and AXB algorithms. The four materials were polystyrene, 455 HU, Jursinic phantom, and PVC. Passing rates for several gamma criteria were calculated by comparing the measured dose distribution with calculated dose distributions of four materials. Results and Discussion: For validation of AXB modeling in clinic, the mean percentages of agreement in the cases of dose difference criteria of 1.0% and 2.0% for 6 MV were $97.2%{\pm}2.3%$, and $99.4%{\pm}1.1%$, respectively while those for 15 MV were $98.5%{\pm}0.85%$ and $99.8%{\pm}0.2%$, respectively. In the case of 2%/2 mm, all mean passing rates were more than 96.0% and 97.2% for 6 MV and 15 MV, respectively, regardless of the virtual phantoms of different materials and dose calculation algorithms. The passing rates in all criteria slightly increased for AXB as well as AAA when using 455 HU rather than polystyrene. Conclusion: The virtual phantom which had a 455 HU values showed high passing rates for all gamma criteria. To guarantee the accuracy of patent-specific VMAT QA, each institution should fine-tune the mass density or HU values of this device.

• 센서학회지
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• 제20권2호
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• pp.96-101
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• 2011

In this study, we fabricated a fiber-optic phantom dosimeter by arraying square type of plastic optical fibers in a PMMA phantom for measuring relative depth doses of therapeutic photon beams. To minimize the cross-talk between fiber-optic dosimeters, we selected appropriate septum by measuring leaked scintillating lights according to the various kinds of septa. In addition, we measured percentage depth doses of 6, 15 MV photon beams using a fiber-optic phantom dosimeter.