• Nuclear Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.231-238
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• 2006

Whole-body exposure to high-dose radiation causes injury involving multiple organs that depends on their sensitivity to radiation. This acute radiation syndrome (ARS) is caused by a brief exposure of a major part of the body to radiation at a relatively high dose rate. ARS is characterized by an initial prodromal stage, a latent symptom-free period, a critical or manifestation phase that usually takes one of four forms (three forms): hematologic, gastrointestinal, or cardiovascular and neurological (neurovascular), depending upon the exposure dose, and a recovery phase or death. One of the most important factors in treating victims exposed to radiation is the estimation of the exposure dose. When high-dose exposure is considered, initial dose estimation must be performed in order to make strategy decisions for treatment as soon as possible. Dose estimation can be based on onset and severity of prodromal symptoms, decline in absolute lymphocyte count post exposure, and chromosomal analysis of peripheral blood lymphocytes. Moreover, dose assessment on the basis of calculation from reconstruction of the radiation event may be required. Experience of a criticality accident occurring in 1999 at Tokai-mura, Japan, showed that ARS led to multiple organ failure (MOF). This article will review ARS and discuss the possible mechanisms of MOF developing from ARS.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권4호
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• pp.234-239
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• 2003

본 연구에서는 몬테칼로 계산을 이용하여 외부 가로 자기장에 의한 깊이선량율(PDD)의 변화를 고찰하였다. 몬테칼로 계산은 자기장에서 전자의 편향을 고려하도록 수정한 EGS4 몬테칼로 코드를 사용하였다. 자기장에서 깊이선량율의 변화를 기술하기 위하여, 선량증가(DI； dose improvement)와 선량감소(DR； dose reduction)를 정의하였다. 10 MV 광자선에 대하여 1-5 T 자기장 범위에서 계산한 결과, 자기장의 세기에 따라 DI와 DR은 거의 선형으로 각각 증가, 감소하였다. 자기장 3 T의 경우에 조사면 10${\times}$10 $\textrm{cm}^2$와 자기장 인가깊이 5-10 cm에서 DI는 1.56 (56% 증가), DR은 0.68 (32% 감소)로 나타났다. 깊이선량율 변화의 원리는 로렌츠 법칙과 전자평형 개념으로부터 설명하였으며, 이러한 특성을 이용하여 방사선치료의 최적화를 달성할 수 있음을 제안하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제8권1호
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• pp.125-131
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• 1990

방사선조사시 선량분포에 영향을 미치는 여러가지 요소들 중에서 조직불균등성은 선량을 상당히 변화시킨다. 특히, 중뇌강은 여러골조직으로 구성되어 있어 조직 불균등성에 따른 상당한 선랑감쇠가 예상된다. 6 MV X-선 조사후 중두개와에서의 선량분포측정은 LiF TLD 소자를 이용하였으며 같은 측정장소에서, 계산에 의한 예상선량과 실측선량의 비교를 시도하였다. 계산에 의하면, 골조직 1 cm당 예상선량감쇠는 $3.74\%$를 나타내었다. 한편, 골조직을 고려한 예상선량과 실측선량의 차이는 매우 적었으며 $\pm0.21\%$의 오차범위내에서 일치됨을 나타내었다.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권10호
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• pp.1571-1576
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• 2018

We developed and evaluated an algorithm to calculate the target radiation dose in cancer patients by measuring the transmitted dose during 3D conformal radiation treatment (3D-CRT) treatment. The patient target doses were calculated from the transit dose, which was measured using a glass dosimeter positioned 150 cm from the source. The accuracy of the transit dose algorithm was evaluated using a solid water phantom for five patient treatment plans. We performed transit dose-based patient dose verification during the actual treatment of 34 patients who underwent 3D-CRT. These included 17 patients with breast cancer, 11 with pelvic cancer, and 6 with other cancers. In the solid water phantom study, the difference between the transit dosimetry algorithm with the treatment planning system (TPS) and the measurement was $-0.10{\pm}1.93%$. In the clinical study, this difference was $0.94{\pm}4.13%$ for the patients with 17 breast cancers, $-0.11{\pm}3.50%$ for the eight with rectal cancer, $0.51{\pm}5.10%$ for the four with bone cancer, and $0.91{\pm}3.69%$ for the other five. These results suggest that transit-dosimetry-based in-room patient dose verification is a useful application for 3D-CRT. We expect that this technique will be widely applicable for patient safety in the treatment room through improvements in the transit dosimetry algorithm for complicated treatment techniques (including intensity modulated radiation therapy (IMRT) or volumetric modulated arc therapy (VMAT).

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권6호
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• pp.670-679
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• 2010

In this paper, a new approach using a pixel-based correction method was developed to fix the non-uniform responses of flat-bed type scanners used for radiochromic film dosimetry. In order to validate the method's performance, two cases were tested: the first consisted of simple dose distributions delivered by a single port; the second was a complicated dose distribution composed of multiple beams. In the case of the simple individual dose condition, ten different doses, from 8.3 cGy to 307.1 cGy, were measured, horizontal profiles were analyzed using the pixel-based correcton method and compared with results measured by an ionization chamber and results corrected using the existing correction method. A complicated inverse pyramid dose distribution was made by piling up four different field shapes, which were measured with GAFCHROMIC$^{(R)}$EBT film and compared with the Monte Carlo calculation; as well as the dose distribution corrected using a conventional method. The results showed that a pixel-based correction method reduced dose difference from the reference measurement down to 1% in the flat dose distribution region or 2 mm in a steep dose gradient region compared to the reference data, which were ionization chamber measurement data for simple cases and the MC computed data for the complicated case, with an exception for very low doses of less than about 10 cGy in the simple case. Therefore, the pixel-based scanner correction method is expected to enhance the accuracy of GAFCHROMIC$^{(R)}$EBT film dosimetry, which is a widely used tool for two-dimensional dosimetry.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권1호
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• pp.15-19
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• 2003

HDR (High dose rate) 근접 치료는 기존의 LDR (Low dose rate) 근접 치료에서 야기되었던 치료 시간이나 선량 최적화 등의 문제점을 해결하였기 때문에 자궁경부암 치료에 많이 사용되고 있다. 그러나, 단시간에 고선량이 조사되는 HDR 근접치료에서 치료 효과를 극대화시키기 위해서는 선량 계산 알고리즘, 위치 계산 알고리즘, 최적화 알고리즘이 정확하게 검증되어야 한다. 이를 위해서는 인체 등가 팬톰과 치료 계획 컴퓨터의 선량 분포 곡선을 비교함으로써 검증할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 검증이 가능하도록 자궁경부암용 팬톰을 설계, 제작하여 HDR 치료 계획 컴퓨터와 팬톰과의 선량을 비교, 평가하는 것이다 이 자궁경부암용 팬톰은 높은 해상도를 가진 선량 측정기를 사용하여 정량적인 평가가 가능하도록 제작되었고, 인체 등가물질인 물과 아크릴을 사용하여 제작하였다 또한, 팬톰 내의 방사선량 측정을 위해서 $\frac{1}{8}$ 인치 TLD (Thermoluminescent dosimeters) 칩과 공간 해상도가 1 mm 이내인 필름을 사용하였다. 이 자궁경부암용 팬톰는 HDR applicator의 고정을 위해 applicator 홀더의 홈 안에 HDR applicator가 삽입되게 제작하였고 세 개의 TLD 홀더에는 TLD 칩(TLD 간의 거리는 5 mm)이 정렬되게 제작하여 A점이나 B점 같은 특정 점의 절대 선량을 측정할 수 있게 제작하였다 필름은 3개의 직교(orthogonal) 평면에 삽입되도록 제작하여 상대 선량 측정이 가능하게 하였다. 사용된 치료 계획 시스템은 Nucletron Plato system이고, Microselectron Ir-192 소스를 사용하였다. 선량 평가 결과, TLD 선량의 경우 A, B point를 포함하여 직장과 방광 선량이 $\pm$4% 이내로 치료계획 컴퓨터(Plato, Nucletron)와 일치하였고, 필름의 경우 선량 분포 곡선이 치료계획 컴퓨터의 선량 분포 곡선 패턴과 거의 일치하는 우수한 결과를 보였다. 제작된 자궁경부암용 팬톰은 HDR 치료 계획 컴퓨터의 선량 계산 알고리즘의 평가 및 검증에 유용하게 사용될 것이고, 이 팬톰은 강남성모병원 치료방사선과 HDR 근접치료 기기의 선량과 위치확인의 QA(quality assurance) 도구로써 사용하려고 추진 중에 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권3호
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• pp.130-137
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• 2005

전신방사선조사(total body irradiation)는 크게 두 가지가 있는데 첫 번째는 전후 이문대향조사방법(anterior-posterlor total body irradiation)이고 두 번째는 좌우 이문대향조사방법(lateral total body irradiation)이다. 본 병원에서 시행 중인 방법은 환자의 좌우 이문대향조사방법으로서 환자의 측면에서 방사선이 조사되기 때문에 인체의 윤곽에 따른 방사선의 분포가 각 부분에 대해서 다르게 나타나게 된다. 전신 방사선 치료에서 보상체(Compensator)를 사용하여 몸 전체에 균일한 방사선 분포를 만들어내게 한다. 하지만 이런 보상체의 제작은 인체의 모든 부위에서의 수치, 각 부분의 깊이와 길이가 필요한데 특히 머리 부위와 다리 부위 수치에 대한 세밀한 고려가 중요시 되며 또한 조사되는 방사선량의 정확성이 요구된다. 본 연구에서는 기존에 수작업으로 각 부분을 계산하는 방법에서 방사선데이터 및 환자의 각 부분을 데이터화하여 윈도우 환경에서 사용이 용이한 전신방사선조사 계산 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 보상체의 제작 및 방사선량을 계산할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 프로그램 개발을 위하여 IDL 6.0 (Intersys, USA)과 Visual C++ (Microsoft, USA)를 사용하였다. 전신방사선치료시 사용하는 각 에너지별 최대조직선량비(Tissue Maximum Ratio, TMR), 출력인수(output factor), 거 리 역제곱법 칙(Inverse square law), 빔 스포일 러(beam speller), 조사면(field size) 등의 인수를 데 이 터 베이스화함으로써 환자별 보상체의 자동화 제작 및 방사선량 계산을 할 수 있도록 하여 수작업으로 인해 발생할 수 있는 오차와 시간을 줄일 수 있었다. 개발된 전신방사선조사 프로그램을 활용하여 수작업으로 인한 오차를 줄이고 정확한 수치 및 데이터의 적용으로 전신방사선조사에 대한 치료계획을 최적화한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.23-30
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• 2013

본 연구는 "극항로 우주방사선 예보 모델 개발을 위한 사전연구"로서 2013년부터 본격적으로 개발하게 될 기상청의 극항로 우주방사선 예보 모델의 개발 방안 마련을 위한 사전 조사에 초점을 맞추고 있다. 자료 조사는 주로 항공기 운항과 우주기상 관련 문헌 및 법령 조사, 국내 항공사들의 우주기상 관련 운영지침 및 실태 조사를 통해서 이루어졌다. 또한 주요 선진국들이 현재 사용하고 있는 우주 방사선 계산 프로그램들의 장단점을 파악하고 개선할 수 있는 가능성을 찾는데 주력하였다. 조사 결과 국내에서는 아직 극항로 우주방사선을 예보하는 독자적인 모델이 전무한 상황으로 극항로 우주방사선 예보 모델의 국내 개발의 필요성이 절실함을 파악하였다. 현재 주요 선진국에서 사용하고 있는 대부분의 우주방사선 계산 프로그램들이 태양활동 및 우주기상의 변화를 제대로 반영하지 못하고 있다는 사실도 파악하였다. 본 연구에서는 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 우주방사선 계산 프로그램들의 장단점을 비교 분석하였다. 최종적으로 현재의 우주방사선 계산 모델들이 반영하지 못한 실시간 우주기상 효과를 반영하고, 보다 정밀한 우주방사선 예보 모델을 개발하고자 하는 목적으로 다음의 4가지 방안을 최종 제시하였다. (1) 우주방사선 예보 모델의 기반이 될 지상 방사선량 계산 프로그램의 후보 선정, (2) 항공기 고도에서 적용 가능한 정밀한 대기 모델 개선 및 결정, (3) 지상 방사선량 계산 프로그램과 항공기 고도에서의 대기 모델과 결합, (4) 최종적으로 결합된 우주방사사선 모델에 우주기상 예보 정보 반영.

• 방사성폐기물학회지
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• 제21권1호
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• pp.149-164
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• 2023

As part of the safety case development for generic disposal sites in Korea, it is necessary to develop generic assessment models using various geosphere-biosphere interfaces (GBIs) and potentially exposed groups (PEGs) that reflect the natural environmental characteristics and the lifestyles of people in Korea. In this study, a unique modeling strategy was developed to systematically construct and select Korean generic biosphere assessment models. The strategy includes three process steps (combination, screening, and experts' scoring) for the biosphere system conditions. First, various conditions, such as climate, topography, GBIs, and PEGs, were combined in the biosphere system. Second, the combined calculation cases were configured into interrelation matrices to screen out some calculation cases that were highly unlikely or less significant in terms of the exposure dose. Finally, the selected calculation cases were prioritized based on expert judgment by scoring the knowledge, probability, and importance. The results of this study can be implemented in the development of biosphere assessment models for Korean generic sites. It is believed that this systematic methodology for selecting the candidate calculation cases can contribute to increasing the confidence of future site-specific biosphere assessment models.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권4호
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• pp.181-189
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• 2017

The conventional delivery quality assurance (DQA) process for RapidArc (Varian Medical Systems, Palo Alto, USA), has the limitation that it measures and analyzes the dose in a phantom material and cannot analyze the dosimetric changes under the motional organ condition. In this study, a DQA method was designed to overcome the limitations of the conventional DQA process for internal target volume (ITV) based RapidArc. The dynamic DQA measurement device was designed with a moving phantom that can simulate variable target motions. The dose distribution in the real volume of the target and organ-at-risk (OAR)s were reconstructed using 3DVH with the ArcCHECK (SunNuclear, Melbourne, USA) measurement data under the dynamic condition. A total of 10 ITV-based RapidArc plans for liver-cancer patients were analyzed with the designed dynamic DQA process. The average pass rate of gamma evaluation was $81.55{\pm}9.48%$ when the DQA dose was measured in the respiratory moving condition of the patient. Appropriate method was applied to correct the effect of moving phantom structures in the dose calculation, and DVH data of the real volume of target and OARs were created with the recalculated dose by the 3DVH program. We confirmed the valid dose coverage of a real target volume in the ITV-based RapidArc. The variable difference of the DVH of the OARs showed that dose variation can occur differently according to the location, shape, size and motion range of the target. The DQA process devised in this study can effectively evaluate the DVH of the real volume of the target and OARs in a respiratory moving condition in addition to the simple verification of the accuracy of the treatment machine. This can be helpful to predict the prognosis of treatment by the accurate dose analysis in the real target and OARs.