우리나라 여성들의 유방암 발생률이 빠르게 증가하면서 최근 유방검사에 대한 관심과 함께 촬영건수가 급격하게 증가하고 있다. 유방촬영술은 유방암을 조기에 진단할 수 있는 유일한 방법이지만 방사선 피폭에 의한 위해를 간과 할 수 없다. 따라서 유방촬영시 유방 조직 내 흡수되는 방사선량을 계산하는 것은 방사선 피폭에 대한 방호대책을 위해 중요할 수 밖에 없다. 인체 내에 흡수되는 방사선량은 직접 측정이 불가능하기 때문에 통계적인 계산방법이 사용되는데, 기존의 통계적 계산방법들은 인체모형팬텀을 사용하여 인체내부 구조를 묘사함으로써 방사선과 물질과의 상호작용을 전산모사 하도록 하였다. 그러나 최근 인체내 흡수선량 계산에 가장 정확한 것으로 알려진 몬테카를로 방법에서 Geant4 code을 이용한 전산모사는 CT의 DICOM 파일을 이용하여 실제 인체의 해부학적 구조를 그대로 재현함으로써 정확한 선량계산을 할 수 있도록 하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 유방조직 내 흡수선량을 계산하기 위해 Geant4 code를 이용한 전산모사를 실행하였고, Geant4가 제공하고 있는 DICOM 변환 파일을 이용함으로써 CT image data에서 표현된 인체구조를 시뮬레이션에 필요한 geometry로 변환하여 사용하였다. 또한 시뮬레이션에 의한 계산선량값(calculated dose)과 선량계(PTW ion chamber)를 이용한 측정선량 값(measured dose)을 비교함으로써 DICOM 파일을 연동한 Geant4의 선량계산이 유용한지를 검증하고자 하였다. 그 결과 28 kVp, 190 mAs의 조건에서 선량계를 이용한 측정선량 값과 시뮬레이션에 의해 계산된 선량 값의 오차백분율은 0.08 %에서 0.33 %인 것으로 조사되었고, 28 kVp, 70 mAs에서 선량 값의 오차백분율은 0.01 %에서 0.16 %의 결과를 보여 허용오차범위인 2 %이내의 결과를 나타내었다. 따라서 Geant4 시뮬레이션을 통한 흡수선량 계산은 유방촬영에서 유방 조직 내 흡수선량을 측정함에 유용한 것으로 조사되었다.
Tae-Eun Kwon;Areum Jeong;Wi-Ho Ha;Dalnim Lee;Songwon Seo;Junik Cho;Euidam Kim;Yoonsun Chung;Sunhoo Park
Nuclear Engineering and Technology
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제55권2호
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pp.725-733
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2023
The Korea Institute of Radiological and Medical Sciences has started a radiation epidemiological study, titled "Korean Radiation Worker Study," to evaluate the health effects of occupational exposure to radiation. As a part of this study, we investigated the methodologies and results of reconstructing organ-specific absorbed doses based on personal dose equivalent, Hp(10), reported from 1984 to 2019 for 20,605 Korean radiation workers. For the organ dose reconstruction, representative exposure scenarios (i.e., radiation energy and exposure geometry) were first determined according to occupational groups, and dose coefficients for converting Hp(10) to organ absorbed doses were then appropriately taken based on the exposure scenarios. Individual annual doses and individual cumulative doses were reconstructed for 27 organs, and the highest values were observed in the thyroid doses (on average 0.77 mGy/y and 10.47 mGy, respectively). Mean values of individual cumulative absorbed doses for the red bone marrow, colon, and lungs were 7.83, 8.78, and 8.43 mSv, respectively. Most of the organ doses were maximum for industrial radiographers, followed by nuclear power plant workers, medical workers, and other facility workers. The organ dose database established in this study will be utilized for organ-specific risk estimation in the Korean Radiation Worker Study.
This study was designed to detect and measure the concentration of radioactivity of natural radionuclides ($^{238}U$, $^{232}Th$, $^{40}K$) and artificial radionuclides ($^{137}Cs$, $^{60}Co$) present in the drinking water of the city of Busan and surrounding areas in South Korea, and also to measure the absorbed dose of radiation caused by these elements in the residents so as to help better manage the risk that these radionuclides pose in the future. For the purposes of the study, a total of 42 samples of water were collected from three key water sources (19 samples of groundwater, 4 samples of tap water, and 19 samples of surface water) and their contents were analyzed for radioactivity concentration. The results revealed that two natural radionuclides, $^{238}U$ and $^{232}Th$, exist in the groundwater with an average concentration of radioactivity of 3.34 Bq/L and $8.28{\times}10^{-5}Bq/L$ respectively, while the surface water was found to contain the same two radionuclides with mean concentrations of 0.849 Bq/L and $1.103{\times}10^{-4}Bq/L$ respectively. In addition, of the 19 samples of the groundwater, $^{137}Cs$ was found in eight of them and $^{60}Co$ was detected in ten. Of the four samples of the tap water, $^{137}Cs$ was detected in all samples and $^{60}Co$ was detected in three. Both $^{137}Cs$ and $^{60}Co$ were detected in all 12 samples of surface water. As far as $^{40}K$ is concerned, this element was detected in three of the 19 groundwater samples, but was not detected in any surface or tap water sample. In addition, the absorbed dose of $^{238}U$ from the groundwater was $7.94{\times}10^{-8}Sv/y$, while the absorbed dose of $^{232}Th$ from the surface water was $9.33{\times}10^{-13}Sv/y$. The absorbed dose of $^{137}Cs$ from the tap water was $7.33{\times}10^{-5}Sv/y$, while the absorbed dose of $^{60}Co$ from the surface water was the highest at $4.23{\times}10^{-6}Sv/y$.
관상동맥 성형술 시행시 재협착률을 줄이기 위하여 풍선도자에 Ho-166을 주입하였을 때 혈관 주위에 전달되는 방사선의 흡수선량을 여러 가지 풍선 직경에 따라 평가하였다. 액체 상태의 Ho-166은 한국원자력연구소에서 중성자핵반응인(n, ${\gamma}$)반응으로 얻었다. 혈관 내벽의 흡수선량을 구하기 위하여 GafChromic film과 개조한 마이크로 메터를 이용하여 거리에 따른 홉수선량을 구하였다. 풍선내의 방사능 농도와 조사시간을 고려하여 흡수선량율의 단위를 Gy/min/GBq/ml 로 구하였다. 이는 단위체적당의 방사능 즉 방사능농도(GBq/ml)에 따른 분당 흡수선량 즉 흡수선량률(Gy/min)이다. 직경이 2.5, 3.0, 3.5, 4.0 mm인 풍선도자의 풍선의 표면에서의 흡수선량율은 각각 0.86, 1.01, 1.11, 1.24 Gy/min/GBq/ml 로 측정 되었다. 풍선표면에서부터 거리에 따라 급격히 감소하는 흡수선량을 정확하게 측정 할 수 있는 방법을 제시하였다. 또한 진공펌프를 이용하여 풍선내의 공기방울을 제거하여 균일한 흡수선량이 되도록 하였다.
자궁강내 치료시 직장의 흡수선량을 TLD로 직접 측정함으로써 컴퓨터에 의한 계산값과 비교하여 보다 더 정확한 흡수선량을 결정하고자 한다. 마그네슘 보레이트에 Mn을 활성제로 첨가한 MgB$_4$O$_{7}$ (Mn) TLD를 제작하여 기본적인 특성조사를 하였다. 1994년 4월부터 9윌까지 고신의료원 치료방사선과에서 $^{60}$Co 강내치료를 받은 환자 33명을 대상으로 직장의 흡수선량 측정을 하였다. 직장의 흡수선량을 컴퓨터로 계산한 값과 TLD로 측정한 값을 비교한 결과 대부분이 10-59%이내의 차이를 보였다. Tandem과 Ovoid를 같이 사용한 환자보다 Ovoid만 사용한 환자에게 있어서 차이가 적게 나는 것으로 나타났다.
Purpose: The objective of this study was to evaluate the possibility of substitution of the zonography for the full-mouth periapical radiography in aspect of radiation protection. Materials and Methods: Rando phantom and LiF TLD chips were used for dosimetry. The absorbed doses at brain, skin above the TMJ. parotid gland. bone marrow in the mandibular body. and thyroid gland during the full-mouth periapical radiography. panoramic radiography. and zonography were measured. Resul ts: From the zonography. the absorbed doses to the brain. the skin over the TMJ. and the parotid gland were relatively high. but the absorbed doses to the bone marrow in the mandibular body and. especially. the thyroid gland were very low. Conclusion: The zonography can be an alternative to the full-mouth periapical radiography in aspect of radiation protection.
국내 남성에게서 많이 발생하는 전립선암을 대상으로, 근접치료 시 나노입자 사용에 따른 선량을 평가하여 기초자료를 제시하고자 하였다. 선량평가는 몬테카를로 시뮬레이션 기법인 MCNPX 프로그램을 이용하였다. 선원은 국내 HDR장비에 다용하는 $^{192}Ir$으로 선정하고 나노입자는 금, 가돌리늄, 산화철, 요오드를 사용하였다. 그 결과 표적장기인 전립선은 나노입자를 사용 시, 사용하지 않은 경우에 비해 모두 흡수선량이 높게 나타났다. 특히 금 나노입자가 $3.13E-03J/kg{\cdot}e$의 값으로 가장 높았다. 주변장기 및 주변인에 대한 선량은 나노입자 사용에 따른 차이가 크지 않은 것으로 나타났다. 나노입자 사용은 치료가능비를 상승시켜 치료효율을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.
국내 남성에게서 지속적으로 발생하는 전립선암을 대상으로, 근접치료 시 금 나노입자 밀도에 따른 흡수선량을 평가하고자 하였다. 흡수선량 평가는 몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 MCNPX 프로그램을 이용하였다. 선원은 일시적 삽입선원 $^{192}Ir$과 영구적 삽입선원 $^{103}Pd$을 이용하였으며, 금 나노입자의 밀도는 0 mg, 7 mg, 18 mg, 30 mg으로 하였다. 그 결과 표적장기인 전립선은 $^{192}Ir$이 2.95E-14 Gy/e에서 4.42E-14 Gy/e로 밀도에 비례해서 증가하였으며, $^{103}Pd$도 동일한 경향성을 보였다. 또한 주변장기에 대한 선량은 밀도에 반비례하여 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 근접치료 시 나노입자의 사용은 치료가능비를 상승시킬 수 있을 것으로 판단된다.
We have claculated the absorbed dose distributions in water phantom irradiated by high energy photon beam. PDD (Percent Depth Dose) and Beam Profile can be represented by functions of depths and distances by using one dimensional model model based on transport theory. The parameters on scattering and absorption are evaluated by using non-linear regression process method. The values neeessary for calculation are obtained by simple experiment. The calculated values are in good agreement with the measured values.
목 적: 상이한 치료장비를 이용하여 동일 부위에 중복하여 방사선치료 시 전산화치료계획장치간에 호환이 되지 않아 정상조직(Normal Tissue)의 총 흡수선량에 대한 평가의 한계점이 있다. 본 연구에서는 토모테라피(Tomotherapy)와 선형가속기(Linear accelerator)를 이용하여 동일 부위를 중복 치료할 때 환자가 받는 선량을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 인체모형팬텀(Anthropomorphic Phantom)을 대상으로 종양 및 정상조직을 묘사하여 선형가속기 치료계획장치 (Pinnacle 8.0: RTP)로 종양에 45 Gy 선량을 처방하고, 토모테라피 치료계획장치에서 종양에 15 Gy 선량을 처방하여 치료계획을 수립하였다. 토모테라피에서 수립된 치료계획을 통합가능 치료계획장치(Oncentra: RTP)에 전송한 후 동일한 조건으로 토모테라피 치료계획을 재현한 후 선형가속기에서 치료한 45 Gy를 합하여 총 선량 60 Gy의 치료계획을 구현하였다. 흡수선량 평가를 위해 두 개의 방사선 치료계획장치에서 얻어진 흡수선량(최소, 최대, 평균 선량) 및 관심 선량체적에 대해 서로 합(Total)한 값과 하나로 통합(Integration)하여 얻어진 값을 비교 분석하였다. 이를 바탕으로 본원에서 치료받은 환자 중 선형가속기와 토모테라피로 동일 부위에 치료 받은 5명(두경부 2명, 복부 1명, 골반부 2명)에 대하여 동일한 방법으로 종양 및 정상 조직의 흡수선량을 비교 분석하였다. 결 과: 인체모형팬텀에서 하나로 통합하여 얻어진 값과 서로 합한 값의 비교에서 최소선량은 비장(Spleen, 12.4%), 최대선량은 소장(Small bowl, 10.2%)과 척수(Spinal cord, 5.8%)에서 큰 차이를 나타냈다. 두경부 환자의 경우 최소선량은 구강(Oral cavity, 20.3%), 오른쪽 수정체(Rt lens, 7.7%)에서 큰 차이를 나타냈으며, 최대선량은 척수(22.5%), 뇌간(Brain stem; 12.0%), 시 신경교차(Optic chiasm; 8.9%), 오른쪽 수정체(11.5%), 하악골(Mandible bone, 8.1%), 뇌하수체(Pituitary gland, 6.2%)에서 뚜렷한 차이가 나타났다. 복부 환자의 경우 최대선량은 왼쪽 신장(Lt kidney, 20.3%), 위(Stomach, 8.1%)에서 큰 차이가 나타났고, 골반 부위 환자의 경우 최소 선량은 방광(Bladder, 15.2%), 최대선량은 소장(5.6%), 방광(5.5%)에서 큰 차이를 나타냈다. 또한 동일 부위 방사선치료계획 시 정량화되지 못했던 신장의 20 Gy를 받은 체적($V_{20}$)에서 37%, 간(Liver)의 25 Gy를 받은 체적($V_{25}$)에서 23%가 선량체적히스토그램(DVH)에서 나타났다. 결 론: 하나로 통합하여 얻어진 값과 서로 합한 값의 비교에서 최소선량은 높게, 최대선량은 낮게, 평균선량은 동일한 값으로 나타났다. 또한 관심장기의 선량 체적($V_{20}$)보다 낮은 선량을 처방했을 때 구현하지 못했던 종양 및 정상조직의 흡수선량에 대하여 평가를 할 수 있었다. 향후 상이한 치료 장치들을 이용한 동일 부위 치료 시 흡수선량의 통합 평가뿐만 아닌 정확한 선량분포를 구현할 수 있는 치료계획장치의 개발이 요구되어지며, 이에 관련된 연구가 진행되어져야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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