• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권2호
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• pp.54-60
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• 2017

This study was designed to measure transit dose with an electronic portal imaging device (EPID) in eight patients treated with intensity modulated radiotherapy (IMRT), and to verify the accuracy of dose delivery to patients. The calculated dose map of the treatment planning system (TPS) was compared with the EPID based dose measured on the same plane with a gamma index method. The plan for each patient was verified prior to treatment with a diode array (MapCHECK) and portal dose image prediction (PDIP). To simulate possible patient positioning errors during treatment, outcomes were evaluated after an anthropomorphic phantom was displaced 5 and 10 mm in various directions. Based on 3%/3 mm criteria, the $mean{\pm}SD$ passing rates of MapCHECK, PDIP (pre-treatment QA) for 47 IMRT were $99.8{\pm}0.1%$, $99.0{\pm}0.7%$, and, respectively. Besides, passing rates using transit dosimetry was $90.0{\pm}1.5%$ for the same condition. Setup errors of 5 and 10 mm reduced the mean passing rates by 1.3% and 3.0% (inferior to superior), 2.2% and 4.3% (superior to inferior), 5.9% and 10.9% (left to right), and 8.9% and 16.3% (right to left), respectively. These findings suggest that the transit dose-based IMRT verification method using EPID, in which the transit dose from patients is compared with the dose map calculated from the TPS, may be useful in verifying various errors including setup and/or patient positioning error, inhomogeneity and target motions.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권12호
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• pp.4122-4129
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• 2021

The counting efficiencies obtained using anthropomorphic physical phantoms are generally used in whole-body counting measurements to determine the level of internal contamination in the body. Geometrical discrepancies between phantoms and measured individuals affect the counting efficiency, and thus, considering individual physical characteristics is crucial to improve the accuracy of activity estimates. In the present study, the counting efficiencies of whole-body counting measurements were calculated considering individual physical characteristics by employing Monte Carlo simulation for calibration. The NaI(Tl)-based stand-up and HPGe-based bed type commercial whole-body counters were used for calculating the counting efficiencies. The counting efficiencies were obtained from 19 computational phantoms representing various shapes and sizes of the measured individuals. The discrepancies in the counting efficiencies obtained using the computational and physical phantoms range from 2% to 33%, and the results indicate that the counting efficiency depends on the size of the measured individual. Taking into account the body size, the equations for estimating the counting efficiencies were derived from the relationship between the counting efficiencies and the body-build index of the subject. These equations can aid in minimizing the size dependency of the counting efficiency and provide more accurate measurements of internal contamination in whole-body counting measurements.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권4호
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• pp.153-158
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• 2021

Purpose: This study evaluated the features of a pressure mapping system for patient motion monitoring in radiation therapy. Methods: The pressure mapping system includes an MS 9802 force sensing resistor (FSR) sensor with 2,304 force sensing nodes using 48 columns and 48 rows, controller, and control PC (personal computer). Radiation beam attenuation caused by pressure mapping sensor and signal perturbation by 6 and 10 mega voltage (MV) photon beam was evaluated. The maximum relative pressure value (mRPV), average relative pressure value (aRPV), the center of pressure (COP), and area of pressure distribution were obtained with/without radiation using the upper body of an anthropomorphic phantom for 30 minutes with 15 MV. Results: It was confirmed that the differences in attenuation induced by the FSR sensor for 6 and 10 MV photon beams were small. The differences in mRPV, aRPV, area of pressure distribution with/without radiation are about 0.6%, 1.2%, and 0.5%, respectively. The COP values with/without radiation were also similar. Conclusions: The characteristics of a pressure mapping system during radiation treatment were evaluated on the basis of attenuation and signal perturbation using radiation. The pressure distribution measured using the FSR sensor with little attenuation and signal perturbation by the MV photon beam would be helpful for patient motion monitoring.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권4호
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• pp.298-304
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• 2008

본 연구에서는 다양한 관전압 사용에 따른 CR, DR 모의병변 흉부 영상을 이용하여 병변 검출 정도를 ROC 평가하였다. 모의 제작된 미세 폐 병변, 초기 침윤성 병변, 작은 혹 모양의 병변은 아크릴 판을 이용하여 인체형 흉부 팬텀과 포개놓고 영상을 획득하였으며 CR과 DR에서 각각 3개의 관전압(70 kV, 90 kV, 120 kV) 조건을 사용하였다. 총 18,000개의 관찰결과를 ROC평가 하였다. CR에서는 모든 병변에 대하여 70 kV로 획득한 영상이 높은 $A_z$값을 나타내었으나 DR에서는 두 개 병변에서만 70 kV로 획득한 영상이 높은 $A_z$값을 나타내었다. 본 연구내용을 바탕으로 검출기 종류와 관심 병변에 따른 최적의 관전압 조건을 사용하기 위하여 실제 환자에서의 임상 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제31권4호
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• pp.165-171
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• 2006

국내에서는 현재 물리적 인형 모의피폭체와 수십 개의 소형 MOSFET 선량계를 이용하여 유효선량(Effective Dose)을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 시스템을 개발 중에 있다. 이때 사용되는 MOSFET 선량계는 그 크기가 매우 작으며, 상대적으로 높은 민감도를 가지고 선량을 실시간으로 측정할 수 있다는 장점이 있는 반면, 검출부위가 조직등가 물질이 아닌 실리콘으로 이루어져 있어 저에너지 광자에 대하여 적절한 보정이 필요하다. 본 연구에서는 몬테칼로 전산모사 방법을 사용하여 증기발생기 수실 내부의 에너지 스펙트럼에 대한 MOSFET 선량계의 선량보정인자 값들을 계산하였으며, 이렇게 계산된 보정인자 값들을 선행 연구에서 구한 값, 즉 0.662 MeV와 1.25 MeV의 광자만을 이용하여 구한 선량보정인자 값들과 비교하여 보았다. 비교 결과, 두 서로 다른 조건에서의 선량보정인자들은 큰 차이를 보이지 않았으며$(\leq1.5%)$, 따라서 선행 연구에서 구한 선량보정인자들을 원자력발전소의 증기발생기 수실에 그대로 적용하여도 큰 문제가 없음을 알 수 있었다. 또한, 증기발생기 수실에 대하여 결정된 선량보정인자들을 실측된 MOSFET 선량계의 선량값들에 적용하여 선량보정에 따라 유효선량이 어느 정도 변화하는 가를 확인한 결과, 유효선량은 선량보정인자를 적용할 경우가 적용하지 않을 경우에 비해 약 7% 정도 낮게 평가됨을 알 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권2호
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• pp.101-107
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• 2021

The purpose of this study was to evaluate optimal CT scan parameters to minimize patient dose to the irradiation and maintain satisfactory image quality in low-dose chest computed tomography (CT) scans. In a chest anthropomorphic phantom, chest CT scans were performed at different kVp and mA within reference of 3.4mGy in volume CT Dose Index (CTDI_vol). The following quantitative parameters had been statistically evaluated: image noise, signal-to-noise ratio (SNR), contrast-to-noise ratio (CNR), and figure of merit (FOM). Nine radiographers conducted the blind test to select the optimal kVp-mA combination. Results indicated that the kVp-mA combination of 80kVp-90mA, 100kVp-50mA, 120kVp-30mA and 140kVp-30mA were obtained high SNR and CNR. The 120kVp-30mA combination offered good compromise in the FOM, which showed the quality and dose performance. In the blind test, an image of 80kVp-90mA obtained a high score with 4.7 points, and 120kVp-10mA or 140kVp-10mA with a low tube current were observed severe noise and poor image quality, thus resulting in decreased diagnostic accuracy. On the other hand, in the combination of high kVp and high mA(140kVp-90mA), the image quality was improved, but the radiation dose was also increased. the FOM value of 140kVp-90mA was lower than 120kVp-30mA. The application of appropriate scan parameters in low-dose chest CT scans produced satisfactory results in dose and image quality for the accuracy of the clinical diagnosis.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권1호
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• pp.48-53
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• 2013

몬테카를로 방식은 지금까지 인체 내 흡수선량을 계산하는 가장 정확한 방법으로 알려져 왔고. 이러한 계산 방법을 이용하기 위한 인체 내부의 장기 묘사는 인체 모형 팬텀이 주로 사용되어 왔다. 그러나 최근 Geant4 코드를 사용한 몬테카를로 계산에서는 CT의 DICOM 파일에서 인체의 여러 장기에 대한 자료를 직접 추출하고 시뮬레이션에 필요한 geometry로 변환하여 사용하려는 다양한 노력이 시도되고 있다. 이와 같은 기능은 실제 인체의 해부학적 구조를 그대로 재현하면서 인체 내부의 흡수선량을 정확히 계산 할 수 있도록 한다. 따라서 본 연구에서는 DICOM 파일을 연동한 Geant4을 이용하여 인체 내 흡수선량을 계산하였고, 이를 Gafchromic EBT2 필름을 이용한 측정 선량과 비교함으로써 그 유용성을 확인하고자 하였다. 본 연구에서 시뮬레이션을 이용하여 계산한 선량과 EBT2 필름을 이용한 선속 중심축에서의 측정선량을 비교한 결과 피부표면에서부터 최대선량 깊이까지 선량이 급격하게 변화하는 build up 영역을 제외하고는 오차(difference) 범위가 평균 3.75% 임을 알 수 있었다. 또한 선량의 계산 값을 각 CT slice 별로 출력되도록 하였고, 또 각 slice에서도 복셀 하나하나의 선량 값이 출력되도록 하여 측정하고자 하는 장기별, 기관별 흡수선량을 쉽게 확인 할 수 있도록 하였다. 이처럼 인체 모형 팬텀이 아닌 실제 인체의 image data인 CT DICOM 파일을 이용한 선량계산을 각 slice, voxel 별로 선량 값을 출력하는 방식은 다양한 부위의 정확한 선량계산을 가능하게 하므로 향후 방사선 치료계획 시스템의 선량 계산에 유용할 것이라 생각한다. 또한 현재 사용 중인 여러 에너지 영역에도 적용이 가능하므로 인체 내 방사선의 흡수선량 확인을 위해 유용하게 활용되어질 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.23-29
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• 2020

표준섭취계수(SUV) PET과 영상 재구성 방법에 따라 크게 달라진다. 삼성 서울병원 핵의학과에 설치된 GE사의 Discovery MIDR와 Discovery Ste의 영상 재구성 알고리즘을 이용하여 의인화몸통팬텀 내의 심장, 간과 배경영역에서 표준섭취계수를 측정하여 실제 SUV와 비교하였다. 영상 재구성 알고리즘은 MIDR에서는 VPFX-S (TOF+PSF), QCFX-S-350 (Q.Clear+TOF+PSF), QCFX-S-50와 VPHD-S (OSEM+PSF), Ste에서는 VUE Point (OSEM)와 FORE-FBP를 사용하였다. 방사선사의 방사선 피폭을 감소시키기 위하여 소량의 ¹⁸F-FDG 선원을 물과 혼합하였다: 52.5 ml 심장에는 2.28 MBq, 1,290 ml 간에는 20.3 MBq와 9,590 ml 배경영역에는 45.7 MBq을 주입하였다. 심장에서의 표준섭취계수는 MIDR의 VPFX-S, QCFX-S-350, QCFX-S-50, VPHD-S와 Ste의 VUE Point (OSEM)와 FOR-FBP 알고리즘에서 각각 27.1, 28.0, 27.1, 26.5, 8.0와 7.4 이었으며, 기대치는 5.9이었다. 배경역역에서는 4.2, 4.1, 4.2, 4.1, 1.1와 1.2 이었으며, 기대치는 0.8이었다. 각 영역에서 표준섭취계수는 PET과 알고리즘에 따라 크게 차이가 있었지만, 심장과 배경영역의 SUV 비율은 비교적 일정하여 6개 영상 재구성 알고리즘에 대하여 6.5, 6.8, 6.5, 6.5, 7.3와 6.2 이었으며 기대치는 7.8이었다. 심장에서의 평균 신호 대 잡음비(SNR)는 각각 6개 알고리즘에 대하여 8.3, 12.8, 8.3, 8.4, 17.2와 16.6이었다. 결론적으로 PET 성능 평가는 각 영역에서의 절댓값 보다는 두 영역 사이의 SUV 비율이 적절하며, 비교적 소량의 방사능으로도 확인할 수 있는 가능성이 있다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.337-343
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• 2014

목 적 : 최근 시행되고 있는 가임기 여성의 유방암 토모치료 시 치료영역 외에서 발생되는 산란 및 누설에 의한 난소산란선량을 측정하여 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 인체모형팬텀(Aldorson Rando phantom, USA)을 대상으로 전산화단층영상 2.5 mm 획득 후, Tomotherapy Planning station(Tomotherapy, Inc, USA)을 이용하여 좌측 유방암 환자의 토모테라피 치료계획(Tomotherapy Helical & Tomotherapy Direct)을 수립하였다. 난소의 산량 선량 측정을 위한 측정 지점은 치료계획면적의 30 cm 아래 떨어진 골반의 좌우 위치로 직경 1.5 mm, 길이가 12mm인 저에너지용 보상필터가 들어있는 종류의 유리선량계 (GD-352M, ASAHI TECHNO GLASS CO, Japan)를 이용하여 각 5회씩 측정하여 평균하였으며, 선형지수-선량반응모델을 이용한 장기등가선량(organ equivalent dose: OED)으로 평가하였다. 결 과 : 토모 Helical 및 토모 Direct의 두 가지 방식으로 측정된 난소의 산란선량은 좌측 난소부위가 각각 평균 $64.94{\pm}0.84mGy$, $37.64{\pm}1.20mGy$이고, 우측 난소부위가 평균 $64.38{\pm}1.85mGy$, $32.96{\pm}1.11mGy$로 나타났다. 이는 토모치료 시 비교적 모니터 단위(MU)가 크고 조사 시간이 긴 토모Helical 방식이 토모Direct에 비하여 측정된 산란선량의 양이 보다 약 1.8배 높은 경향을 보였다. 결 론 : 가임기 여성의 유방암 토모테라피 시 발생하는 좌우측 난소의 산량선량은 ICRP 권고 선량이하로, 불임 및 2차 암 발생에 대한 우려 수준은 현저히 낮지만 향후 유방암 발생 연령층이 낮아지고, 토모테라피와 같이 고정밀 영상유도장치를 이용한 방사선치료가 발달할수록, 가임기 여성 환자의 난소산란선량에 대한 임상적 추적조사가 더욱 필요할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권2호
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• pp.89-95
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• 2006

본 연구의 목적은 다양한 전압 값과 전류 값에 따른 CT 투과 스캔 동안의 방사선 선량을 측정하고, 우리 기관에서 사용하는 임상 전신 PET/CT 환자 영상 획득 방식 중 감쇠 보정을 위해 사용하는 $^{137}Cs$ 투과 스캔과 환자의 진단용 고화질 CT 투과 스캔에 대한 방사선 선량을 평가하는 것이다. 방사선 선량 측정을 위해 Philips GEMINI 16 슬라이스 PET/CT시스템을 이용하였다. 다양한 튜브 전압 값과 시간에 따른 전류 값에 대해 표준 CTDI 머리 팬텀과 몸 팬텀을 이용하여 선량을 측정하였다. 이때 100 mm의 유효 길이를 가지는 펜슬 이온 전리함과 전기계를 선량 측정에 이용하였다. 측정은 공기 중, 팬텀의 중심, 그리고 팬텀의 가장 자리에서 각각 이루어졌다. 평균 흡수선량인 가중 CTDI ($CTDI_w=1/3CTDI_{100,c}+2/3CTDI_{100,p}$) 값을 계산하고 이를 이용하여 등가 선량을 계산하였다. 본 연구자가 속한 기관에서의 전신 임상 PET/CT 영상 획득 방식을 이용한 투과 스캔에서의 방사선 선량 측정을 위해 Alderson 팬텀과 TLD를 이용하여 $^{137}Cs$ 투과 스캔과 고화질 CT투과 스캔을 각각 수행하여 각 인체 기관별 선량을 측정하였다. 측정에 사용한 TLD는 10 MeV X-선을 이용하여 교정한 후 ${\pm}5%$ 이내의 정확도를 가지는 것만 측정에 사용하였다. 장기 또는 조직은 ICRP 60을 참고로 선택하였다. 표준 CTDI 머리 팬텀과 몸 팬텀을 이용한 CT 투과 스캔에 대한 선량 측정 결과, 선량 값이 튜브 전압과 전류에 의존하는 것을 확인할 수 있었다. $^{137}Cs$ 투과 스캔과 고화질 CT 투과 스캔에 대한 유효 선량 측정 결과는 0.14 mSv와 29.49 mSv였다. PET/CT 시스템에서 표준 CTDI 팬텀과 이온 전리함, 그리고 Alderson 인체 팬텀과 TLD를 이용하여 투과 스캔에 대한 방사선 선량을 평가할 수 있었다. PET/CT 영상 획득 시, 우리가 원하는 영상의 화질을 유지하면서 환자에 대한 피폭을 최소화하기 위한 영상 획득 방식의 최적화가 추가적으로 이루어져야 할 것으로 생각한다.