• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권4호
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• pp.107-115
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• 2021

Purpose: The purpose of this study was to compare the clinical quality assurance results of portal dosimetry using an electronic portal imaging device, a method that is extensively used for patient-specific quality assurance, and the newly released Mobius3D for intensity-modulated radiotherapy (IMRT) and volumetric modulated arc therapy (VMAT). Methods: This retrospective study includes data from 122 patients who underwent IMRT and VMAT on the Novalis Tx and VitalBeam linear accelerators between April and June 2020. We used a paired t-test to compare portal dosimetry using an electronic portal imaging device and the average gamma passing rates of MobiusFX using log files regenerated after patient treatment. Results: The average gamma passing rates of portal dosimetry (3%/3 mm) and MobiusFX (5%/3 mm) were 99.43%±1.02% and 99.32%±1.87% in VitalBeam and 97.53%±3.34% and 96.45%±13.94% in Novalis Tx, respectively. Comparison of the gamma passing rate results of portal dosimetry (3%/3 mm) and MobiusFX (5%/3 mm as per the manufacturer's manual) does not show any statistically significant difference. Conclusions: Log file-based patient-specific quality assurance, including independent dose calculation, can be appropriately used in clinical practice as a second-check dosimetry, and it is considered comparable with primary quality assurance such as portal dosimetry.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권12호
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• pp.4698-4707
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• 2022

As part of the ICRP Task Group 103 project, we developed ten thyroid models for the pediatric mesh-type reference computational phantoms (MRCPs). The thyroid is not only a radiosensitive target organ needed for effective dose calculation but an important source region particularly for radioactive iodines. The thyroid models for the pediatric MRCPs were constructed by converting those of the pediatric voxel-type reference computational phantoms (VRCPs) in ICRP Publication 143 to a high-quality mesh format, faithfully maintaining their original topology. At the same time, we improved several anatomical parameters of the thyroid models for the pediatric MRCPs, including the mass, overlying tissue thickness, location, and isthmus dimensions. Absorbed doses to the thyroid for the pediatric MRCPs for photon external exposures were calculated and compared with those of the pediatric VRCPs, finding that the differences between the MRCPs and VRCPs were not significant except for very low energies (<0.03 MeV). Specific absorbed fractions (target ⟵ thyroid) for photon internal exposures were also compared, where significant differences were frequently observed especially for the target organs/tissues close to the thyroid (e.g., a factor of ~1.2-~327 for the thymus as a target) due mainly to anatomical improvement of the MRCP thyroid models.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권10호
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• pp.3854-3859
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• 2023

Background: This study aims to develop an evaluator that can quickly and accurately evaluate the shielding of low-energy industrial radiation generators. Methods: We used PyQt to develop a graphical user interface (GUI)-based program and employed the calculation methodology reported in the National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP)-49 for shielding calculations. We gathered the necessary factors for shielding evaluation using two libraries designed for Python, pandas and NumPy, and processed them into a database. We verified the effectiveness of the proposed program by comparing the results with those from safety reports of six domestic facilities. Results: After verifying the effectiveness of the program using the NCRP-49 example, we obtained an average error rate of 1.73%. When comparing the facility safety report and results obtained using the program, we found that the error rate was between 1.09% and 6.51%. However, facilities that did not use a defined shielding methodology were underestimated by 31.82% compared with the program (the final barrier thickness satisfied the shielding standard). Conclusion: The developed program provides a fast and accurate shielding evaluation that can assist personnel that work in radiation generator facilities and government officials in reviewing safety.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권1호
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• pp.77-84
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• 2017

목 적: 이중선원 듀얼에너지 CT(DS-DECT)의 가상 단색 영상을 이용해서 영상의 질 향상과 선량학적 영향에 대한 방사선치료계획 이용의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: DS-DECT를 이용하여 듀얼에너지(80/Sn 140 kVp)와 싱글에너지(120 kVp) 영상을 획득하였다. 영상 교정 팬텀 실험을 위해서 40-140 keV 범위로 단색 영상을 재구성했다. 선량 측정용 고체물등가팬텀 연구에서는 64, 69, 88, 105 keV 단색 영상을 선택했다. 스테인리스 스틸을 포함한 고체물등가팬텀에 $10{\times}10cm^2$ 조사야, SSD 100 cm, 10 MV 광자선, 100 MU 조사선량, 단일빔으로 치료계획을 수립하였다. 방사선량측면도 자료는 중심축에 위치한 4개의 지점에서 구했다. 싱글에너지 CT에서 획득한 다색 영상을 기준영상으로 하고, 가상 단색 영상의 선량학적 결과를 분석하였다. 결 과: 낮은 단색 에너지 수치에서 평균 감약이 증가했다. 7개의 물질 중에서 Teflon이 에너지 의존성이 가장 컸고, 10 keV 수치 상승으로 CT number가 평균 2.48 % 감소했다. 저밀도 공기에서는 단색 에너지에 대한 에너지 의존성이 없었다. Polystyrene, Acrylic은 70 keV 이상에서 안정한 CT number를 나타내었다. CT-ED 변환 곡선은 80 keV 단색 영상과 120 kVp 다색 영상이 비슷하였다. 단색 영상의 에너지가 증가할수록 금속의 식별 능력이 향상되었다. 줄무늬 인공음영은 105 keV 단색 영상에서 높은 감소를 보였지만, 여전히 남아 있었다. 다색 영상과 비교하여 각 영상에 따른 방사선치료계획의 선량학적 차이는 ${\pm}0.7%$ 미만이었다. 결 론: 듀얼에너지 영상의 획득은 싱글에너지에 비해 피폭선량을 감소시킬 수 있고, 가상 단색 영상은 CT number 보정에 유용하였다. 향상된 영상의 질은 인체의 기하구조 묘사와 전자 밀도 분포 형성에 도움이 될 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권1호
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• pp.53-60
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• 2010

목 적: 향상된 동적쐐기인자(EDW-Factor)의 핵심 내용을 적용한 수식으로 EDW-Factor을 쉽게 계산하고, 측정을 통하여 유효성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: EDW-Factor의 계산을 위한 구간선량표(Golden Segmented Treatment Table, GSTT)는 제공된 값을 이용하였다. 검출기는 물팬텀(Phantom)에서 0.6 cc 파머형 전리조와 전위계를 사용하였다. 측정은 선원표면거리 100 cm에서 측정점을 각 에너지의 최대선량점으로 하여 시행하였다. 광자선 에너지는 6 MV와 15 MV 모두 측정하였고, EDW는 Y1-OUT방향에서 $60^{\circ}$, $30^{\circ}$, $20^{\circ}$ EDW을 선택하였다. 치료계획시스템은 Eclipse planning system (Varian, USA)을 이용하였다. 모든 조사야와 EDW 방향에 대하여 EDW-Factor를 계산할 수 있도록 하고, 측정은 EDW-Factor의 특징을 잘 나타낼 수 있도록 EDW-Factor의 X, Y-jaw 의존성과 OFF-Axis 조사야 영향을 검증할 수 있는 조사야를 선택하였다. 결 과: Y1 조사야가 달라지면 EDW-Factor는 달라지고 그에 따라 측정값도 다르게 나타지만 계산값과 측정값의 오차는 1% 이내였다. 계산중심점(측정점)이 치료중심(isocenter)이거나 아니거나 EDW의 각도가 적어질수록 계산값과 측정값의 오차가 적어지는 경향을 나타내었다. 전체 조사야 크기 및 에너지에 따른 오차의 경향은 찾을 수 없었다. 측정 조건을 치료계획시스템에서 구현하여 얻어지는 MU와 상용프로그램에서 얻어진 EDW-Factor을 이용한 매뉴얼 계산 MU을 비교한 결과 그 차이가 없음을 알 수 있었다. 결 론: 일반적으로 알려진 EDW-Factor식에서 fitting 값을 제외하고 EDW-Factor의 핵심내용만을 적용한 수식으로 EDWFactor를 계산하고 측정하여 검증하였을 때 오차는 1% 이내로 보여, 정확한 EDW-Factor 계산 값을 얻을 수 있었다. 또한 상용프로그램에서 구현하여 각각의 조사야에서 EDW-Factor를 측정하지 않고, 보편적으로 쉽게 EDW-Factor를 얻을 수 있도록 하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권4호
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• pp.279-284
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• 2012

X선은 방사선 진단과 치료 분야에 있어서 다양하고 광범위하게 이용되고 있으며, 최근에는 방사선 치료용 초소형 X선관이 개발되었다. 초소형 X선관은 조사 목적 부위에 직접 삽입하여 사용되므로 제작 시준기에 따라 다양한 각도로 X선 조사가 가능하고, 검사 목적 외의 환자 피폭선량을 최소화한다. 이러한 초소형 X선관의 장점을 이용해서 X선 영상을 획득하는데 적용한다면 X선 진단 분야의 새로운 장을 열 것으로 기대된다. 하지만 초소형 X선관은 본래 치료용으로 설계되었기 때문에 진단용 장비에 적합한 시준기, 필터(added filter) 등이 필요하다. 따라서 자체 제작한 시준기와 필터를 적용하여 초소형 X선관의 빔 특성이 진단용에 적합한지 평가 하였고, 이를 위해서 다이오드 검출기를 이용하여 반가층을 측정하고 측정의 가능성을 평가하였다. 본 연구에서는 Si PIN Photodiode type인 Piranha 검출기(Piranha, RTI, Sweden)를 사용하여 필터 적용 유무에 따른 초소형 X선관의 반가층을 측정하고, 알루미늄 필터를 사용한 측정을 통하여 Piranha 검출기의 반가층 측정의 정확성을 평가하였다. 측정 결과에 따르면 초소형 X선관의 반가층은 필터의 장착에 따라 약 1.9배 증가하여 진단용 방사선 발생 장치의 적합성을 확인하였다. Piranha 검출기의 반가층 자동 측정값은 필터를 미장착한 경우에 실제 반가층 측정값에 비해 50% 높게 측정되어 적용이 불가능하나, 필터를 장착한 경우에는 실제 반가층 측정값과 약 15%의 차이로 감소되었다. 따라서 진단용 필터를 적용했을 경우는 Piranha 검출기의 반가층 자동측정이 가능하여 kV-X선 특성평가를 수월하게 수행할 것으로 기대된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권3호
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• pp.151-156
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• 2014

본 연구의 목적은 붕소 중성자 포획 치료 시 집적된 붕소 영역에서 중성자 선속의 변화와 그에 따른 방출된 즉발 감마선의 검출 시뮬레이션을 통하여 치료 영역에 대한 영상화의 가능성을 확인하고자 함이다. 전산 모사를 통하여 (1) 붕소 유무에 따른 중성자의 영향, (2) 내부와 외부에서의 즉발 감마선량 검출, (3) 즉발 감마선에 대한 에너지 스펙트럼 검출을 수행하였다. 모든 전산 모사는 Monte Carlo n-particle extended (MCNPX, Ver.2.6.0, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA)를 이용하여 가상의 물 팬텀과 열중성자(thermal neutron) 소스, 붕소 영역을 지정하였다. 열중성자의 에너지는 1 eV 이하의 에너지였으며 선속은 2,000,000 n/sec.로 설정하였다. 이 때, 발생된 즉발 감마선의 검출은 물 팬텀과 수직 방향으로 위치시키고 납으로 둘러싸인 lutetium-yttrium oxyorthosilicate (Lu0,6Y1,4Si0,5:Ce; LYSO) 섬광체 검출기를 이용하였다. 붕소가 존재하는 영역인 5 cm 깊이에서의 28 분할로서 대략 0.18 cm의 bin을 도출하여 붕소 영역의 얕은 깊이에서부터 급격하게 저하되는 것을 확인하였다. 또한 붕소 영역이 시작되는 지점인 9 cm 깊이에서 감마선의 피크 레벨을 확인하였다. 그리고 478 keV 지점에서 정확한 즉발 감마선 피크가 관찰되는 것을 확인하였다. 478 keV의 즉발 감마선 피크는 41 keV의 반치폭으로 에너지 분해능 값은 8.5%로 측정되었다. 결론적으로 붕소 중성자 포획 치료 시 발생되는 즉발 감마선의 계측으로 치료가 행해지는 부위를 감마 카메라 또는 단일 광자 방출 단층 촬영 기기에서 영상화할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제8권2호
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• pp.3-17
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• 1997

쐐기필터를 통과한 방사선은 잦아진 일차선의 스펙트럼과 일치하지 않는다. 4~10 MV 엑스선의 15~60$^{\circ}$ 쐐기조사면에 대한 선량계산에서 쐐기에 의한 엑스선의 경화효과의 적용과, 조사면계수의 보정의 필요성 여부를 확립하고, 쐐기필터의 투과율 측정조건을 확립하는 것이 이 연구의 목적이다. 4 MV(Clinae 4/100, Varian), 6 MV(Clinae 6/100 와 Clinae 2100C, Varian), 10 MV(Clinae 2100C, Varian) 엑스선의 민조사면과 15, 30, 45, 60$^{\circ}$의 쐐기조사면의 깊이선량분포를 이온함으로 물에서 깊이 30 cm까지 측정하였다. 측정된 깊이선량율을 이용하여 광자선경화 계수를 계산하였다. 쐐기필터의 조사면계수와 투과율은 최대선량점 깊이(d$_{max}$)에서 측정하였다. 4MV 엑스선과 6MV 엑스선의 쐐기각과 쐐기조사면의 크기, d$_{max}$ 보다 갚은 곳에서 깊이에 관계없이 광자선경화계수는 1보다 컸으며, 쐐기각과 깊이에 따라 증가하는 추세를 보였으나 조사면크기에는 거의 무관하였다. 조사면크기 l0$\times$10$\textrm{cm}^2$에 대해 15cm 깊이에서 4MV 엑스선의 광자선경화계수는 15, 30, 45, 60$^{\circ}$ 쐐기각에 대하여 각각 1.010, 1.014, 1.023, 1.034 이였으며, Clinae 6/100 의 6MV 엑스선의 경우는 각 쐐기각에 대하여 1.005, 1.008, 1.019, 1.024, Clinae 2100C 의 6MV 엑스선의 경우는 각각 1.011, 1.021, 1.032, 1.036, 10MV 엑스선의 경우는 각각 1.008, 1.012, 1.012, 1.012였다. 10MV 엑스선의 경우는 광자선경화 계수가 1.2% 이내로 1이었다. 6MV 엑스선의 경우 광자선경화계수는 치료기의 영향도 있음이 밝혀졌다. 광자선경화계수와 깊이는 선형관계였다. d$_{max}$에서 쐐기필터에 대한 출력계수는 민조사면에 대한 값과 비교해서 15$\times$15a14$\textrm{cm}^2$ 크기의 조사면을 제외하고는 거의 일치하였으며, 최대 차이는 4MV 엑스선에 대한 것으로서 1.4%였다. 쐐기투과율을 정할 때 측정하는 위치의 깊이가 d$_{max}$인 경우는 조사면크기에 대한 의존성을 무시할 수 있지만 다른 깊이에서는 그렇지 않다. 4~6MV 광자선의 쐐기조사면에 대한 선량분포나 MU계산에서 광자선경화계수가 고려되어야 할 것이다. 그러나 10MV 엑스선의 경우는 무시해도 될 것이다. 쐐기 투과율을 정하는 위치가 d$_{max}$ 나 공기중이라면 민조사변에 대한 출력계수를 적용할 수 있지만 다른 깊이에서는 쐐기필터 각각에 대한 출력계수를 또는 조사면크기에 따른 쐐기투과율을 적용해야 할 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권2호
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• pp.131-138
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• 2008

본 연구에서는 방사선치료에 사용되고 있는 치료계획시스템 중 AAA와 PBC (Batho, M-Batho, E-TAR)의 알고리즘이 내장된 Eclipse (Varian, USA)을 이용하여 요철 표면을 가진 팬텀에 대한 선량계산 정확성을 평가하였다. 측정 조사면은 $10{\times}10\;cm^2$과 $20{\times}20\;cm^2$, 그리고 각각에 대한 MLC 차폐 조사면을 대상으로 하였다. 팬텀 속 측정점은 SSD=90 cm에서 깊이 5, 10, 15 cm에서 전리함을 이용한 6MV X-선에 대한 측정값과 선량계산을 알고리즘 별로 수행하고 비교하였다. AAA알고리즘을 이용한 계산 값들은 평탄표면과 양각표면에서 ${\pm}1%$이내로 측정과 일치하였으며, 음각표면에서 단위 MU당 선량을 최대 -1.9%까지 낮게 평가하였다. PBC알고리즘을 이용한 계산 값들은 평탄표면과 양각표면에서 측정과 각각 최대 +1.7% 및 +4.1%의 차이로서 대체로 단위 MU당 선량을 높게 평가하였으며, 음각표면의 경우에 측정과 차이가 -3.1%에서 ${\pm}2.1%$ 범위를 보였다. 계산 값들을 AAPM과 IAEA 허용기준과 비교하고 또한 통계적으로 분석할 때, AAA의 결과가 측정과 가장 잘 일치하는 것으로 나타났으며, PBC의 경우에 Modified Batho 알고리즘이 비교적 측정과 잘 일치하는 것으로 평가되었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권2호
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• pp.113-122
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• 2010

목 적: 호흡동조방사선 치료 시 종양의 실제 움직임과 호흡추적장치로 측정한 피부 움직임의 차이를 자체 제작한 구동팬텀에서 가상의 종양을 이용하여 호흡과 유사하게 움직임에 따른 정적 상태, 동적 상태 및 호흡동조상태에서 표적 위치의 정확성의 측정치와 실측치를 평가하고 선량분포를 분석, 비교하고자 한다. 대상 및 방법: 호흡에 의해 움직이는 종양 측정을 위해 2차원적으로 움직이는 구동팬텀을 자체 제작하였다. 구동 팬톰의 움직임은 위. 아래 방향(SI) 각각 1.5 cm 왕복운동, 상 하 방향 2 cm으로 속도조절(1-5단계)이 되도록 하였다. 가로 4 cm, 세로 4 cm, 높이 0.5 cm의 아크릴 슬라이스에 직경 0.5 cm 종양을 납으로 표시하고, 위아래로 동일한 아크릴 슬라이스를 2장씩 쌓은 후 아크릴 슬라이스 세 번째와 네 번째 사이 Dmax 1.5 cm film을 삽입하였다. 가상의 타겟을 구동 팬텀 위에 위치시키고 6 MV X-선이 조사되는 정적인 상태, 호흡동조 및 동적인 상태에서 각각 5 Gy를 조사하였다. 구동팬텀 위에 표식자를 올린 후, 호흡추적장치를 이용하여 사전에 설정한 호흡시간의 변화에 따른 진폭과 위상변화를 분석하였다. 결 과: RPM respiratory gating system을 이용하여 호흡주기를 8단계로 나누어 각각을 12회씩 위상변화를 분석하여 평균과 표준편차를 구한결과 평균은 3.0 (1.5~1.5) sec에서 1.7 cm로 가장 크고, 3.0 (1.3~1.7) sec 5.0 (2.0~3.0) sec에서 0.2602 cm로 가장 크고 4.0 (2.0~2.0) sec에서 0.0866 cm로 가장 작았다. 또한 실측치에서 평균 및 표준편차를 구한 결과 t0에서 9.9 (6.6) mm $t_{10}$에서 10.6 mm (7.3), $t_{20}$ 16.5 mm (10.3), $t_{30}$ 10.2 mm (7.6)으로 나타났으며, 호기나 흡기 시간의 차이에 따른 규칙은 없고 대체로 균일한 평균과 표준편차의 분포를 나타내었다. 또한 정적 상태, 동적 상태 및 호흡동조상태에서 Gafchromic EBT film 의 방사선량을 분석한 결과, ICRU 62에서 권고한 90% 선량분포가 3 mm 이내에 포함되므로 정확성과 정도관리 측면에서 적합한 것으로 사료된다. 결 론: 구동팬톰을 이용하여 호흡움직임에 따른 정확성 및 선량분포차이를 Gafchromic film을 통하여 확인하였으며 결과를 바탕으로 호흡에 의해 변화가 생기는 장기에 대한 차이를 고려하여 치료계획을 한다면 종양과 정상조직에 적절한 선량계획을 세울 수 있어 치료효과 향상에 도움을 주게 될 것으로 생각한다.