• 한국방사선학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.985-991
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• 2023

온열치료의 품질관리를 위해서 조직등가 팬텀이 필요하다. 그러나 이를 위한 팬텀이 없어 한천으로 만든 팬텀이 여러 연구에서 사용되고 있다. 본 연구에서는 한천 팬텀의 조직등가 특성을 조직등가 물질 볼루스와 비교하여 확인하였다. 한천 팬텀과 볼루스의 CT 영상을 획득하고 영상분석과 전산화 치료계획 시스템을 이용한 선량계산으로 조직등가 특성을 확인하였다. 평균 픽셀값은 볼루스에서 96.960 ± 10.999, 3% 한천 팬텀에서는 108.559 ± 8.233, 4% 한천 팬텀에서 111.844 ± 8.651의 값을 보였다. 6 MV 엑스선을 SSD 기법으로 1.5 cm 깊이에 100 cGy를 처방하여 10×10cm²로 조사하여 빔의 중심축에서 깊이에 따른 흡수선량을 계산하였다. 볼루스, 3% 한천 팬텀, 4% 한천 팬텀의 심부선량분포의 급내상관계수는 0.979(p<.001, 95%CI .957-.991)로 나타났다. 흡수선량을 계산한 지점의 밀도(g/cm³)는 볼루스에서 0.990 ± 0.020, 3% 한천 팬텀에서 1.018 ± 0.020, 4% 한천 팬텀에서 1.035 ± 0.024로 나타났다. 본 연구에서 CT영상의 분석과 전산화 방사선치료계획 시스템을 이용해 한천 팬텀의 내부 밀도 분포와 균일도가 조직등가 물질로서 적절함을 확인하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제2권1호
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• pp.11-20
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• 1984

The renewed interest in the use of hyperthermia in cancer therapy is bases on radiobiological and clinical evidence indicated that there may be a significant therapeutic advantage with the use of heat alone or combined with radiation or chemotherapy, There are many methods for generating heat for localized tumor as like radiofrequency, microwave, electromagnetic induction and ultrasound. But it is very difficult to be even thermal dose distribution and stable output of power and then the detection of temperature in tumor is difficult to be precise with thermocouples and semiconductor sensors. We designed the microwave heating generator, dipole antenna applicators and autometic temperature controlled thermocouples for localized hyperthermia on skin and in cavities. 1. The microwave generator with 120 W, 2,450MHz magnetron could be heating up to $40^{\circ}C\~50^{\circ}C\;for\;1\~2$ hours in living tissues. 2. The thermal dose distribution in tissue with microwave was described $42^{\circ}C\~44^{\circ}C$ with in 3 cm depth and $2\~6cm$ diameter area. 3. Skin surface heating applicator with spiral 3 times wave length antenna radiated high Power of microwave. 4, Intracavitary heating applicator with dipole antenna with autometic control temperature sensor kept up continuously constant temperature in tissue. 5. For constant thermal distribution, applied two steps power with 10W microwave after $17\~20W$ during first 10 minutes. 6. The cooling rate by blood flew in living tissue was rised as $10\%$ then meats.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권4호
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• pp.621-626
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• 2017

본 논문에서는 방사선치료 시 용적 선량 평가에 응용할 수 있는 광 도시메트리 시스템을 구축하고 100 MeV 고선속 양성자 빔에 대한 특성 평가를 수행하였다. 광 도시메트리 시스템은 액체 유기 섬광체와 카메라 렌즈, 고감도 저잡음 화상(complementary metal-oxide-semiconductor; CMOS) 카메라로 구성되며, 2 m 거리에 영상의 화각(field of view; FOV)이 15 cm가 되도록 설계 및 제작하였다. 구축된 광 도시메트리 시스템은 100 MeV 양성자 빔에 대하여 1~40 Gy 선량 범위에서 선량-출력의 직선성을 확인하였으며, 심부선량백분율 데이터와 등선량 곡선을 획득하였다. 본 연구에서는 용매의 인체조직등가성에 제한점이 있지만 광 도시메트리 절차를 확립하였으며, 새로운 용적 선량 평가법의 제안으로 그 의미가 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권4호
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• pp.224-231
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• 2016

The usefulness of Gel Bolus phantom was investigated by comparing the temperature distribution characteristic of the agar phantom produced to investigate the dose distribution characteristic of radiofrequency hyperthermia device with that of the Gel Bolus phantom under conditions similar to those of an agar phantom that can continuously carry out temperature measurement. The temperatures of the agar phantom and the Gel Bolus phantom were raised to $36.5{\pm}3^{\circ}C$ and a temperature sensing was inserted at depths of 5, 10, and 15 cm from the phantom central axis. The temperature increase rate and the coefficient of determination were analyzed while applying output powers of 100 W and 150 W, respectively, at intervals of 1 min for 60 min under conditions where the indoor temperature was in the range $24.5{\sim}27.5^{\circ}C$, humidity was 35~40%, internal cooling temperature of the electrode was $20^{\circ}C$, size of the upper electrode was 250 mm, and the size of the lower electrode was 250 mm. The coefficients of determination of 150 W output power at the depth point of 5 cm from the central axis of the phantom were analyzed to be 0.9946 and 0.9926 in the agar and Gel Bolus phantoms, respectively; moreover, the temperature change equation of the agar and Gel Bolus phantoms with time can be expressed as follows in the state the phantom temperature is raised to $36^{\circ}C:Y(G)$ is equation of Gel Bolus phantoms (in 5 cm depth) applying output power of 150 W. Y(G)=0.157X+36. It can be seen that if the temperature is measured in this case, the Gel Bolus phantom value can be converted to the measured value of the agar phantom. As a result of comparing the temperature distribution characteristics of the agar phantom of a human-body-equivalent material with those of the Gel Bolus phantom that can be continuously used, the usefulness of Gel Bolus phantom was exhibited.

• 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.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권4호
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• pp.1289-1296
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• 2021

In this study, an electron-scattering device was fabricated to practically use the ultra-high dose rate electron beams for the FLASH preclinical research in Dongnam Institute of Radiological and Medical Sciences. The Dongnam Institute of Radiological and Medical Sciences has been involved in the investigation of linear accelerators for preclinical research and has recently implemented FLASH electron beams. To determine the geometry of the scattering device for the FLASH preclinical research with a 6-MeV linear accelerator, the Monte Carlo N-particle transport code was exploited. By employing the fabricated scattering device, the off-axis and depth dose distributions were measured with radiochromic films. The generated mean energy of electron beams via the scattering device was 4.3 MeV, and the symmetry and flatness of the off-axis dose distribution were 0.11% and 2.33%, respectively. Finally, the doses per pulse were obtained as a function of the source to surface distance (SSD); the measured dose per pulse varied from 4.0 to 0.2 Gy/pulse at an SSD range of 20-90 cm. At an SSD of 30 cm with a 100-Hz repetition rate, the dose rate was 180 Gy/s, which is sufficient for the preclinical FLASH studies.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.443-450
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• 2018

Geant4 코드는 직선 가속기의 헤드 구조를 사용하여 이전에 구현된 BEAMnrC 데이터를 기반으로 선형가속기 (VARIAN CLINAC.)를 시뮬레이션하였다, 10MV 광자 선속에서 물팬텀의 심부선량백분율과 측면선량의 측정값과 Geant4를 비교 평가하였다. 선량 계산을 인체부위에 적용하기 위해 실제 환자의 Lung 부위를 5mm 간격으로 스캔하였다. Water phantom의 조사야($5{\times}5cm^2$), SAD 100cm에서 10MV 광자를 조사하여 Geant4 선량분포를 구하였다. 이 결과는 실제 환자의 폐(lung)에 흡수되는 선량을 측정하기는 어렵다 그래서 치료계획 시스템에 의한 선량을 비교하였다. 물 팬텀에서 측정된 심부선량 곡선과 Geant4에 의해 계산된 심부선량 곡선은 build-up 영역을 제외한 대부분의 깊이에서 ${\pm}3%$ 이내로 잘 일치하였다. 그러나 5cm와 20cm 지점에서 2.95%와 2.87%로 Geant4를 사용한 선량 계산에서 다소 높은 값을 보이고 있다. 이 두 지점은 Genat4의 geometry 파일을 통해 확인할 수 있었으며, 흉추와 흉골이 위치되어 선량이 증가된 것으로 알 수 있었다. 또한, cone beam CT를 적용한 결과에서 폐(lung)의 선량분포 오차는 3% 이내로 유사한 값을 얻었다. 따라서 Geant4를 이용하여 선량을 계산할 때 DICOM 파일에 직접 선량의 contour map이 표현될 수 있다면 Geant4의 임상적 적용이 다양하게 사용될 것이다.

• 핵의학기술
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• 제15권2호
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• pp.3-12
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• 2011

본 연구는 방사성동위원소의 의학적 이용도가 증가함에 따라 의료기관 핵의학과 방사선관계종사자의 직무별 방사선 이용에 대한 개인 방사선피폭선량의 실태를 파악하여, 방사선 위험에 대해 경각심을 고취시키고, 방사선 관계종사자들에게 안전관리와 합리적인 피폭선량 관리에 도움을 주고자 분석하였다. 2010년 1월 1일부터 2010년 12월 31일까지 의료기관에서 근무하는 방사선종사자로 분류되어 개인 방사선피폭선량 측정을 정기적, 연속적으로 1년간 조사 관리된 540명의 종사자를 대상으로 부서별, 선량영역구간별, 근무기간별, 직무별 관련업무를 파악하여 심부선량에 대하여 연간평균피폭선량을 각각 분석하였다. 분석법으로는 빈도분석과 ANOVA를 시행하였다. 의료기관 방사선종사자의 부서별 연간피폭선량은 핵의학과 4.57 mSv로 가장 높았으며, 심장혈관중재술실 2.09 mSv, 마취통증의학과 1.42 mSv, 영상의학과 1.10 mSv, 구강악안면 방사선과 0.59 mSv, 방사선종양학과 0.50 mSv 순으로 높게 나타났다. 선량영역별 분포는 핵의학과, 심장혈관중재술실에서 5.01~19.05 mSv의 높은 선량영역분포를 보였으며, 부서별 방사선사의 연간피폭선량은 핵의학과 7.14 mSv로 가장 높은 피폭선량을 보이고 있으며, 심장혈관중재술실 1.46 mSv로 높았고, 영상의학과 0.97 mSv, 구강악안면방사선과 0.66 mSv, 방사선종양학과 0.54 mSv 순으로 나타났다. 세부업무에 따른 직무별 연간평균피폭선량은 싸이크로트론 관련 합성 업무 17.47 mSv로 가장 높은 피폭선량을 보였으며, Gamma camera 영상실 7.24 mSv, PET/CT 영상실 업무가 7.60 mSv로 높게 나타났고, 인터벤션 2.04 mSv, 심혈관중재술실 1.46 mSv, 일반촬영 1.21 mSv, Primart 치료실 0.90 mSv, 구강악안면방사선과 일반촬영 0.66 mSv 순으로 나타났다. 근무기간별, 선량영역별에 따른 연간평균피폭선량은 구강악안면방사선과에서는 10~14년 종사자가 1.01~3.00 mSv로 높은 평균선량을 보였고, 방사선종양학과는 모든 근무기간에 따라 0.00~1.00 mSv 의 낮은 선량영역구간에서 분포를 보였으며, 심혈관중재술실은 10~14년, 15~19년 근무에 따라 각각 1.01~3.00 mSv 선량영역구간에서 분포하였으며, 영상의학과에서는 1~4년, 5~9년 종사자가 각각 1.01~8.00 mSv의 가장 높은 선량영역구간에서 분포를 보였고, 핵의학과에서는 1~4년, 5~9년 종사자가 각각 3.01~19.05 mSv 의 가장 높은 선량영역구간에서 분포를 보였으며, 10~14년, 15~19년 종사자에서도 각각 3.01~15.00 mSv의 높은 선량영역구간에서 분포를 보였다. 이와 같은 결과로 볼 때 의료기관에서 근무하는 방사선관계종사자의 대부분이 현재의 방사선 안전관리가 실효성 있게 이루어지고 있었으며, 직무특성에 따라 많은 차이가 있는 것을 알게 되었다. 그러나 방사선 피폭을 최소화시키는 노력이 필요하며, 이를 위해서 체계적 교육과 합리적인 피폭량 관리를 위한 체계가 필요하다고 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제31권4호
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• pp.401-406
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• 2008

목적 : 종속조사면 병합 치료방법(FIF : Field In Field)을 이용한 유방절선조사 시 반대편 유방의 표면선량을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : FIF치료방법 이용 시 반대편 유방에 흡수되는 표면선량을 평가하고자 동일한 기하학적 조건과 처방선량을 기반으로 열린조사면(Open), 금속쐐기(MW : Metal Wedge), 동적쐐기(EDW : Enhanced Dynamic Wedge)를 이용한 조사방법과 비교하였다. 3차원 치료계획장치를 이용하여 선량분포 최적화를 수행하였으며 계산 결과의 정확도를 검증하기 위해 인체 팬톰과 모스펫 측정기를 사용하여 측정을 수행하였다. 동측 유방 입사면 가장자리로부터 반대편 유방 쪽으로 2, 4, 6, 8, 10cm 지점을 선정하여 각각 표면(0cm : 가피)과 0.5cm(진피) 깊이에서 선량을 측정하였으며, 0.5cm 깊이 선량측정을 위해서 0.5cm 볼루스를 사용하였다. 선량분포의 계산은 불균질 물질을 보정(modified Batho method)하여 0.25cm 격자 해상도로 수행하였다. 결과 : 치료계획장치에서 각 지점의 평균표면선량은 금속쐐기의 경우 표면 및 0.5cm 깊이에서 $19.6{\sim}36.9%$, $33.2{\sim}138.2%$ 증가했고, 동적쐐기는 $1.0{\sim}7.9%$, $1.6{\sim}37.4%$까지 증가하였다. FIF는 $-18.4{\sim}0.7%$, $-8.1{\sim}4.7%$까지 선량이 변화하였다. MOSFET을 이용하여 측정한 경우는 금속쐐기는 표면 및 0.5cm 깊이의 경우 $11.1{\sim}71%$, $22.9{\sim}161.2%$ 증가했고, 동적쐐기는 $4.1{\sim}15.5%$, $8.2{\sim}37.9%$ 선량이 증가했다. FIF는 표면에서 $-15.7{\sim}-4.9%$로 선량이 오히려 감소했으며, 0.5cm 깊이에서의 선량도 $-10.5{\sim}3.6%$로 나타났다. 치료계획장치의 계산값과 실측값을 비교한 결과, 유사한 경향을 보였으나 치료계획장치의 경우 피부선량이 실제측정값보다 다소 과소평가되고 있음을 알 수 있었다. 결론 : 본 실험을 통해 FIF치료방법의 경우 기존 치료방법(MW, EDW)에 비해 치료표적에 최적화 된 선량 분포를 만들어 내면서도 반대편 유방의 피부에 불필요한 산란선량을 최소화하는 치료방법임을 알 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제9권1호
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• pp.159-164
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• 1991

전중추신경 방사선 조사는 수아세포종, 중추신경정상피종, 중추신경임파종, 중추신경백혈병 환자 치료에 시행한다. 뇌부위에는 양면 조사야를 통하고 척추 신경부위는 후면 단일 조사야를 통해 방사선 조사한다. 이때 조사야가 인접한 부위에서 발생하는 방사선조사야의 중첩에 의한 선량의 불균일성은 큰 문제로, 특히 척추신경의 극히 한정된 방사선 인내능력으로 인해 심각한 부작용을 병발할 수 있다. 이 문제를 해결하기위한 많은 연구가 보고되고 있으나 그들이 보고한 방법에 의해서도 불균일성은 최고 $60\%\sim70\%$로 부터 최소 $15\%\sim20\%$에 이른다. 저자는 split beam (central axis beam)과 collimator rotation technique을 이용하거나 collimator/couch rotation technique을 이용하여 3조사야가 접하는 부위의 방사선량의 불균일성을 해결하고자 시도하였다. 저자의 방법으로 시행할 때 3조사야가 접하는 부위에서의 불균일성은 $5\%$정도로 감소시킬 수 있었다. 본 논문에서 저자의 방법의 장단점을 기술하였다.