3D 프린팅 기술은 재료공학의 발전과 더불어 출력할 수 있는 재질이 늘어가고 있으며 방사선 분야에 이용될 수 있는 재료들 또한 증가하고 있는 추세이다. 그렇기에 사용되는 재료들의 성분과 밀도에 따라 적용되는 분야가 달라지고 응용이 될 수 있기에 재료들의 성분과 특성 또한 고려해야 한다. 본 연구는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식의 3D 프린터를 이용하여 각 성질이 다른 필라멘트를 10개를 선정하고 진단용 X선 발생장치를 이용하여 신호강도를 측정하고 CT를 통하여 CT number를 측정하여 뼈와 유사한 물질을 찾고자 하였다. 그 결과 뼈와 유사한 신호강도와 CT number가 측정된 Silicon carbide라는 물질을 발견하였고. 추후 연구를 통해 인체의 뼈와 유사한 밀도를 가진 다양한 연구에 기초자료로 제시될 것으로 사료된다.
Objectives: The aims of this study are to investigate how X-rays are emitted to surrounding parts during the ion implantation process, to analyze these emissions in relation to the properties of the ion implanter equipment, and to estimate the resulting exposure dose. Eight ion implanters equipped with high-voltage electrical systems were selected for this study. Methods: We monitored X-ray emissions at three locations outside of the ion implanters: the accelerator equipped with a high-voltage energy generator, the impurity ion source, and the beam line. We used a Personal Portable Dose Rate and Survey Meter to monitor real-time X-ray levels. The SX-2R probe, an X-ray Features probe designed for use with the RadiagemTM meter, was also utilized to monitor lower ranges of X-ray emissions. The counts per second (CPS) measured by the meter were estimated and then converted to a radiation dose (𝜇Sv/hr) based on a validated calibration graph between CPS and μGy/hr. Results: X-rays from seven ion implanters were consistently detected in high-voltage accelerator gaps, regardless of their proximity. X-rays specifically emanated from three ion implanters situated in the ion box gap and were also found in the beam lines of two ion implanters. The intensity of these X-rays did not show a clear pattern relative to the devices' age and electric properties, and notably, it decreased as the distance from the device increased. Conclusions: In conclusion, every gap, in which three components of the ion implanter devices were divided, was found to be insufficiently shielded against X-ray emissions, even though the exposure levels were not estimated to be higher than the threshold.
본 연구는 X선 진단장치의 고압정류방식이 그리드 성능을 측정하는 선택도(selectivity)와 대조도 향상능력(contrast improvement ability : K factor)에 미치는 영향을 분석하고자 산란선 함유율을 측정하였다. 정류방식이 서로 다른 X선발생장치를 대상으로 각 장치의 관전압과, 관전류량을 측정하여 출력선량의 정확도를 측정 및 교정한 후 각 장치별 노출조건을 동일하게 설정하고 형광량계를 이용하여 아크릴을 투과한 X선의 산란선 함유율을 측정하였다. Grid 미사용 시 피사체를 투과한 X선의 산란선 함유율 측정 결과는 단상정류방식장치에서 가장 낮은 함유율(34.158%)이 측정되었고, 인버터 정류방식(37.043%)과 삼상24피크 정류방식(37.447%)은 산란선 함유율이 증가하였다. 각 장치들의 산란선 함유율 차이는 최저 0.404%에서 최고 3.289%의 차이를 보였다. 8:1 Gird 사용 시 피사체를 투과한 X선의 산란선 함유율을 측정한 결과는 단상정류방식장치에서 가장 낮은 함유율(18.258%)로 측정되었고, 인버터정류방식(25.502%)과 삼상24피크정류방식에서 산란선 함유율(24.217%)이 증가하였다. 그리드 선택도에 따라 단상정류방식과 정전압(인버터와 삼상24피크)정류방식에서 산란선함유율의 차이는 최저 1.285%에서 최고 7.244%의 차이를 보였다. 통계분석 결과 단상정류방식 및 정전압정류방식에서 대조도 향상계수(K factor)에서도 유의한 차이를 보였다. 결론적으로 그리드 선택도와 대조도 향상계수는 정전압정류방식보다는 단상전파방식에서 모두 증가하여 그리드의 사용으로 선택도 향상과 대조도의 개선효과가 증가함을 알 수 있었다.
폐 환기 검사는 직접 방사성 기체를 흡입한 후 이를 영상화 한다. 그러나 실제 폐 환기 검사 시 활용할 수 있는 흡입과 관련한 지표는 널리 알려진 바가 없다. 따라서 본 연구를 통해 흡입과 관련한 객관적인 지표로써 폐 환기 검사 계수율과 폐 기능검사 결과 값의 상관관계를 확인하고 그 유용성을 알아보고자 한다. 2010년 10월부터 2018년 9월까지 본원에서 폐 환기 검사와 폐 기능 검사를 모두 시행한 만성폐쇄성 폐질환 환자 36명을 대상으로 중증도(Mild, Moderate, Severe)별로 분류하였다. 폐 환기 검사는 Technegas Generator (Vita Medical Ltd, Australia)로 Technegas를 생성하여, 환자에게 흡입하게 하였다. 영상은 Forte (Philips Medical Systems, Netherlands) 장비를 사용하였으며, 폐 기능 검사는 Vmax Encore 22 (Carefusion Corporation, USA)를 사용하였다. 폐 환기 검사에서는 양측 폐에 관심 영역을 설정하여 계수율을 측정하였고, 이와 함께 폐 기능 검사의 결과 값 중 노력 폐활량(FVC), 1초 노력 호기량($FEV_1$), 일초율($FEV_1/FVC$) 사이의 상관관계를 비교 분석하였다. 만성폐쇄성폐질환 환자의 폐 환기 검사 계수율과 폐 기능 검사 결과 값의 상관관계를 분석한 결과, 중증도별 $FEV_1/FVC$와 계수율 사이의 상관계수는 Severe에서 -0.773, Moderate에서 -0.750, Mild에서 -0.437이였다. Severe, Moderate 결과 값은 통계적으로 유의하였으며(P<0.05), Mild는 유의하지 않았다(P=0.155). 반면에 FVC와 계수율 사이의 상관계수는 Mild에서만 0.882로 통계적으로 유의한 것을 확인하였다(P<0.05). 만성폐쇄성폐질환 환자를 대상으로 시행한 폐 환기 검사 시 계수율과 폐 기능 검사 결과 값의 상관관계를 확인할 수 있었다. 이를 통해 폐 환기 검사 시 호흡력에 대한 지표로써 폐 기능 검사 결과 값을 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
최근 국내에서는 원거리에 있는 응급환자에 대한 원격의료서비스를 제공하기 위한 이동형 응급 의료 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 응급구조 차에 탑재 할 수 있는 이동형 디지털 X선 촬영 장치를 구축하고 시스템으로부터 획득한 영상에 대하여 영상 성능평가의 주요인자인 MTF (modulation transfer function), NPS (noise power spectrum) 및 DQE (detective quantum efficiency)를 정량화함으로써 응급상황 시 임상적으로 효용성 있는 영상의 획득 가능성을 평가하는 것이었다. 이동형 X선 장치(Mobix-1000; LISTEM, Wonju, Korea)와 디지털 X선 detector 시스템 (Alpha-R4000; Teleoptic PRA, Kyiv, Ukraine)으로 구축된 영상시스템에 대하여 성능평가를 수행하였다. 측정결과로 10% MTF는 2.4 cycles/mm를 나타내었고, DQE (0)는 조건선량 0.19, 0.5 그리고 1.3 mR에 따라 각각 54%, 55%, 그리고 76%로 측정되었다. 본 연구에서 획득한 영상평가 결과는 연구 중인 이동형 디지털 X선 촬영 장치의 응급 원격 의료에의 사용가치를 확인 할 수 있는 기초자료로서 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 부가 여과판의 재질로 구리와 니켈을 선정하여 각 물질에 따라 선량과 화질의 차이를 비교 평가하였다. 먼저, 선량에 대한 실험은 흡수선량 측정으로 란도 팬텀을 이용하여 구리 및 니켈의 부가 여과판을 None, 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm로 변화시켜 설치하고 120 kVp, 6.3 mAs의 조건으로 조사하였다. 두 번째로, 관전압 변화와 노출지수 변화에 따라 부가 여과판 두께별로 얻은 영상을 Image J 프로그램을 이용하여 SNR과 CNR값을 구하여 영상을 평가 하였다. 흡수선량 측정은 니켈이 구리보다 높게 나왔으며, 두께가 증가할수록 흡수선량은 감소하였다(p<0.05). 관전압이 증가와 노출지수 변화에 대해서도 두 영상에서 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 결론적으로 본 연구는 부가 여과판에서 니켈은 기존의 구리에 비해 피폭선량을 감소하면서도 현재의 영상의 질을 유지할 수 있는 물질임을 알 수 있다.
Some natural products are able to inhibit radiation effects and exert an antitumor effect with fewer adverse reactions; however, their antitumor effects are less than those of widely-used synthetic drugs. Propolis is a natural material that has been attracting attention, and we extracted this material with water and investigated the effect of continuous propolis administration on radioactivity-induced reduction of hemocytes, in addition to the antioxidant and antitumor effects of propolis. Following a 1-week adjustment period, water-soluble propolis was administered intraperitoneally to male ICR mice at a dose of 100 mg/kg every other day for 2 weeks. Following administration, 2 Gy whole-body irradiation was performed and the counts of leukocytes, lymphocytes, and granulocytes and monocytes in the peripheral blood were determined 1, 3, 7, 15 and 30 days after irradiation. These cells were considered since they are closely associated with immunity to radioactivity. In a second experiment, water-soluble propolis was similarly administered to the mice for 2 weeks after a 1-week adjustment period, and 2 Gy whole-body irradiation was performed. The antioxidant effects in hemocytes were then investigated using 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH), a radical generator. In a third experiment, $1\;{\times}\;10^6$ Sarcoma-180 cells were inoculated into the right thigh of mice, which were divided into four groups: control, water-soluble propolis-treated, 6 Gy irradiated and water-soluble propolis-treated + 6 Gy irradiated groups, and changes in tumor size were measured for 20 days. Statistical analysis was conducted using ANOVA for multiple groups. In the three experiments, administration of water-soluble propolis inhibited the reduction of hemocytes caused by whole-body irradiation, showed antioxidant effects against radioactivity, and inhibited tumor growth, respectively. In conclusion, our data suggest that the antioxidant effect of watersoluble propolis inhibits hemocyte reduction caused by whole-body irradiation and enhances immunological inhibition of tumor growth.
식품의약품안전처 고시 "의료기기의 전기 기계적 안전에 관한 공통기준규격"이 IEC 60601-1 [3판] 따라 개정되었고 IEC-60601-1의 개별규격인 IEC 60601-2-54 또한 촬영 및 투시용 X선 장치의 기본 안전과 필수 성능에 관한 개별 기준규격으로 고시화 될 예정이다. 따라서 개별 규격의 도입에 앞서 주요 요건을 소개하고자 이 기술보고서를 작성하였다. IEC 60601-2-54의 목적은 촬영 및 투시를 위한 의료용 전기기기(이하 ME 기기) 및 ME 시스템에 요구되는 기본 안전과 필수 성능 요구사항을 확보하려는 것이다. IEC 60601-2-54는 방사선 촬영 및 투시장치의 X선 고전압장치, X선 기계장치, 방사선 방어 등에 관한 내용이다. 의료기기의 전기 기계적 안전에 관한 공통기준규격, 의료기기의 전자파 안전에 관한 공통기준규격, 의료기기의 방사선안전에 관한 보조기준 규격이 본 규격에 적용되었다. IEC-60601-2-54가 고시화될 경우 촬영 및 투시용 X선 장치의 기본 안전과 필수 성능에 관한 이해를 넓히고 국내 의료기기 산업의 국제화에 일조할 것이라고 판단된다.
플라즈마 이온온도를 측정하기 위해 정전평판형 이온에너지 분석기를 설계 제작하고 에너지 교정 및 에너지 분해능 등의 특성을 조사하였다. 일정한 검출기 위치에서 이온의 에너지에 따른 편향평판전압은 선형성을 보였으며, $53{\sim}103mm$ 사이의 검출기 위치에서 이온에너지에 대한 최대편향평판전압의 기울기는 $1.61{\sim}0.92$로 검출기위치의 증가에 따라 선형적으로 감소하였다. 본 실험 영역에서 에너지 분해능은 약 $4.16{\sim}11.60%$였으며, 검출기 위치 및 이온에너지의 증가에 따라 향상되었다. 상대적 검출효율은 검출기 위치의 증가에 따라 감소하였다. 제작된 분석기를 다목적 플라즈마 발생장치에 설치하여 DC 플라즈마의 이온에너지 스펙트럼을 측정하였다. 방전전압이 320V, 전류가 0.17A인 DC 플라즈마의 이온온도는 $203{\sim}205eV$로 나타났으며 검출기의 위치에 따른 이온온도의 변화는 없었다. 검출기의 위치에 따른 에너지 분해능은 $18{\sim}21%$로 검출기 위치가 증가할수록 향상되었다.
3-dimensional(D) 프린터는 컴퓨터로 모델링 한 데이터를 바탕으로 3차원의 입체 물체를 출력할 수 있는 장비이다. 이러한 특징을 방사선과학 분야와 융합하여, CT 데이터를 이용한 뼈 모형 X선 팬텀제작 등에 활용되고 있다. 본 연구는 기존의 Pelvis팬텀을 CT 스캔하고 얻어진 데이터로 Fused Filament Fabrication(FFF) 3D 프린터의 소재인 PLA, Wood, XT-CF20, Glow fill, Steel 필라멘트를 이용하여, 뼈 모형 팬텀을 제작하였다. 기존의 Pelvis 팬텀과 3D 프린터로 제작된 5가지 재질의 팬텀을 동일한 조건으로 CT 스캔 하고 얻어진 영상에서 Hounsfield Unit(HU)을 측정하였으며, 진단용X선 발생장치를 이용하여 SI, SNR을 측정하여 각 팬텀을 비교 분석하였다. 그 결과 사지 X선 검사 조건 내에서 X선 팬텀은 glow fill 필라멘트가 가장 적합하다는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 기반으로 필라멘트의 특성들을 알 수 있었으며, X선 팬텀 제작에 대한 실용성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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