• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제30권5호
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• pp.19-27
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• 2017

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권4호
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• pp.265-271
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• 2007

Radionuclide therapy has been an important field in nuclear medicine. In radionuclide therapy, relevant evaluation of Internally absorbed dose is essential for the achievement of efficient and sufficient treatment of incurable disease, and can be accomplish by means of accurate measurement of radioactivity in body and its changes with time. Recently, the advances of nuclear medicine imaging and multi modality imaging processing techniques can provide change of more accurate and easier measurement of the measures commented above, in cooperation of conventional imaging based approaches. in this review, basic concept for internal dosimetry using nuclear medicine imaging is summarized with several check points which should be considered In real practice.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권1호
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• pp.57-67
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• 2013

목 적: 방사선 치료 중 정확한 환자의 셋업 확인과 선량 측정용으로 사용되었던 film을 대신 하여 현재는 전자포탈영상장치(EPID)가 장착된 장비가 증가하고 있다. 이에 본 논문은 전자포탈영상장치 사용 시 자세확인의 정확성과 선량측정의 유용성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법: 대한방사선치료학회, 대한방사선종양학회, Pubmed에서 "EPID", "Portal dosimetry", "Portal image", "Dose verification", "Quality control", "Cine mode", "Quality - assurance", "In vivo dosimetry"와 같은 용어로 검색하여 획득한 50개의 자료(1997~2012)를 대상으로 EPID의 역사와 선량측정(dosimetry), 자세확인(set-up verification), EPID 특성으로 구분하여 EPID의 유용성을 분석 하였다. 결 과: EPID는 1세대 Liquid-filled ionization chamber, 2세대 Camera based fluroscopic, 3세대 Amorphous-silicon 순으로 발전하였으며, EPID 촬영 모드에는 크게 EPID mode, Cine mode, Integrated mode로 나뉜다. 필름과 EPID의 절대선량정확성 평가를 한 결과 EPID는 1%, EDR2 필름은 3% 이내로 나타나 오차 측정 정확도가 필름에 비해 EPID가 우수하다는 것을 알 수 있었고, 치료계획 시스템으로부터 계산된 기준 조사면과 EDR2 필름, EPID로 측정한 기준 조사면의 선량 분포를 중첩하여 감마 분석한 결과 필름과 EPID 모두 허용기준 3%/3 mm와 2%/2 mm에서 감마값이 1을 초과하는 화소(r%>1)가 전체 화소의 2% 이내였다. 또한 업무 부하 비교에 있어 세기조절방사선 치료에서 전 과정 QA를 수행하는데 소요되는 시간은 EDR2 필름이 약 110분, EPID가 약 55분으로 측정되었다. 결 론: 전자포탈영상장치의 이용은 선량측정과 자세확인에 있어 기존의 복잡하고 번거로웠던 film과 전리조(Ionization chamber)를 대체하기에 충분하였으며, 특히 세기조절방사선치료의 정도관리에 있어 매우 유용하고 효율적이며 정확한 선량 측정 장치임을 알 수 있었다. 또한, 전자포탈영상장치를 이용한 Cine mode 촬영은 횡격막의 움직임에 따라 유동성이 큰 폐와 간의 경우나 자세의 안정성이 불안한 직장암 환자의 경우 추가 선량 없이 실시간으로 종양의 위치를 확인 할 수 있다는 장점이 있어 최적의 방사선 치료 구현이 가능하리라 사료된다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제49권1호
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• pp.37-42
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• 2011

Objective: The author measured levels of fluoroscopic radiation exposure to the surgeon's body based on the different beam directions during kyphoplasty. Methods: This is an observational study. A series of 84 patients (96 vertebral bodies) were treated with kyphoplasty over one year. The patients were divided into four groups based on the horizontal and vertical directions of the X-Ray beams. We measured radiation exposure with the seven dosimetry badges which were worn by the surgeon in each group (total of 28 badges). Twenty-four procedures were measured in each group. Cumulative dose and dose rates were compared between groups. Results: Fluoroscopic radiation is received by the operator in real-time for approximately 50% (half) of the operation time. Thyroid protectors and lead aprons can block radiation almost completely. The largest dose was received in the chest irrespective of beam directions. The lowest level of radiation were received when X-ray tube was away from the surgeon and beneath the bed (dose rate of head, neck, chest, abdomen and knee: 0.2986, 0.2828, 0.9711, 0.8977, 0.8168 mSv, respectively). The radiation differences between each group were approximately 2.7-10 folds. Conclusion: When fluoroscopic guided-KP is performed, the X-Ray tube should be positioned on the opposite side of the operator and below the table, otherwise the received radiation to the surgeon's body would be 2.7-10 times higher than such condition.

• Radiation Oncology Journal
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• 제22권1호
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• pp.64-68
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• 2004

목적 : 고감도형광판을 이용하여 2차원적인 선량분포를 실시간으로 얻을 수 있는 quality assurance (QA) 장치의 개발 가능성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 고감도형광판을 삽입한 직경 25 cm의 물 팬톰을 제작하였으며 여기에 charge-coupled device (CCD) 카메라를 부착하여 방사선조사 시 형광판에서 발생되는 가시광선에 의한 영상을 얻었고 영상이 가지고 있는 세기정보를 계산하여 픽셀값에 따른 선량분포를 실시간으로 확인하였다. 회전치료 및 세기조절방사선치료를 각각 수행하여 형광판으로부터 얻은 등선량곡선을 치료계획장치에서 계산된 등선량곡선과 비교하였다 결과 : 선량당 빛의 세기의 관계그래프를 이용하여 형광판과 CCD의 감도 보정을 위한 커널(kernel)을 구하였는데 두 개의 에러함수 곱으로 표현할 수 있었다. 회전치료(Arc Therapy)와 intensity modulated radiation therapy (IMRT)에서 형광판으로 측정한 등선량곡선과 치료계획장치에서 계산된 등선량분포 비교에서 고선량에서 최대 8 mm 이내의 오차를 보였다. 결론 : 본 연구에서 개발한 2차원 선량계를 이용하여 물팬톰에서 선량과 빛의 세기와의 관계 및 방사선 조사시간과 빛의 양의 관계를 찾을 수가 있었고 세기조절방사선치료 QA를 위한 실시간 평면선량계로서의 사용 가능성을 보였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권2호
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• pp.133-140
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• 2005

목 적 : 3차원치료계획 (3D plan)과 대향2문조사(POP plan)의 선량 계획시 치료표적 (Planning Target Volume, PTV)와 정상조직(Organ at Risk, OAR)에 실제 흡수되는 선량을 반도체검출기를 이용하여 실시간선량측정(Real- time dosimetry)을 시행함으로써 치료계획의 타당성을 확인하고자 한다. 대상 및 방법 : 실제 치료할 환자의 구강안을 채워줄 Aquaplaste를 Simulation과정에서 제작하며 측정하고자 하는 부위에 Aquaplaste를 성형하여 반도체 검출기가 자리할 공간을 확보한다. 치료시 반도체검출기를 측정부위에 위치시키고 치료가 진행중 각 Port에 해당하는 Electrometer의 지시치를 얻는다. 얻은 지시치에 선량변환계수(Diode Calibration Factor, DCF)를 이용하여 실제 선량으로 환원하여 Exp. Dose와 실제 Dose를 비교하며 오차를 구한다. 실험의 수를 증가시켜 보다 정확한 결과를 얻기 위하여 Alderson Rando phantom(Huestis, USA)을 이용하여 같은 실험을 반복한다. 결 과 : 대향2문조사를 한 A환자의 경우 Exp. value와 측정선량의 비(exp.D/eff.D)가 197.5/199로 -1.2%, 3차원치료계획을 한 B환자는 exp.D/eff.D가 199.9/198.7로 +0.6%, C환자의 경우 exp.D/eff.D가 196/200으로 -1.5%가 차이 남을 알 수 있었다. 또 Target dose 외에 방어하고자 하는 부위의 측정도 병행한 C환자의 결과치는 96/200으로 47%의 선량이 측정되어 방어의 목적을 달성했음을 알 수 있었다. Phantom을 이용한 측정에서는 A환자와 같이 (a) point(target), (b) point(protect)로 나뉘어 측정하여 다음의 결과치를 얻었다. Phantom 1 (a): 190.6/198.4=-3.9%, (b): 119.6/124.2=-3.7%, Phantom 2 (a): 185.4/191.3=-3%, (b): 109.6/113.8=-3.7%의 결과치를 얻어 목적한 선량에 ${\pm}5%$이내로 만족함을 알 수 있었다. 결 론 : 반도체검출기를 이용한 치료전 선량 측정의 유용성을 알아본 이번 실험은 Target dose 뿐만 아니라 방어하고자 하는 영역 또한 알아봄으로써 치료의 타당성을 확인하는데 매우 유용했고 단순선량계산에 의한 확인되지 않는 Target dose를 확인하는 데에도 큰 이점이 있다고 생각된다. 치료 전 L-gram과 같이 이런 측정은 매우 효과적으로 치료방법의 타당성과 이후의 치료계획에도 많은 이득을 가져다 줄 것이라고 생각된다.

• 한국광학회지
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• 제18권4호
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• pp.241-245
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• 2007

본 연구에서는 유기 섬광체와 플라스틱 광섬유를 이용하여 치료용 광자선의 계측을 위한 2차원 광섬유 방사선 센서를 제작하였다. 제작된 센서를 사용하여 광자선 조사야(Field size)와 에너지에 따른 선형가속기의 빔 분포도를 2차원적으로 측정하였으며 polymethylmethacrylate(PMMA)팬텀 내에서 깊이에 따른 섬광체의 광량을 측정하여 깊이선량 분포(Percent Depth Dose, PDD) 또한 2차원으로 측정하였다. 본 연구를 통하여 개발된 2차원 광섬유 방사선 센서는 고 분해능, 실시간 측정, 쉬운 보정 등 많은 장점을 가지고 있다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제28권1호
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• pp.102-108
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• 2011

The study of wave propagation and scattering in biological media has become increasingly important in recent years. The propagation of light within tissues is an important problem that confronts the dosimetry of therapeutic laser delivery and the development of diagnostic spectroscopy. In the clinical application of photodynamic therapy(PDT) and in photobiology, the photon deposition within a tissue determines the spatial distribution of photochemical reactions. Scattered light is measured as a function of the distance (r) between the axis of the incident beam and the detection spot. Consequently, knowledge of the photosensitizer(Chlorophyll-a) function that characterizes a phantom is measured. To obtain the results of scattering coefficients(${\mu}s$) of a turbid material from diffusion described by experimental approach. It was measured the energy fluency of photon radiation at the position of penetration depth. From fluorescence experimental method obtained the analytical expression for the scattered light as the values of $(I/I_o)_{wavelength}$ vs the distance between the center of the incident beam and optical fiber in terms of the condition of "in situ spectroscopy(optically thick)" and real time by fluorometric measurements. The result was compromised with transport of intensities though a random distribution of scatters.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제22권2호
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• pp.182-190
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• 2005

The propagation of light radiation within tissues is an important problem that confronts the dosimetry of therapeutic laser delivery and the development of diagnostic spectroscopy. In the clinical application of photodynamic therapy(PDT) and in photobiology, the photon deposition within a tissue determines the spatial distribution of photochemical reactions. Scattered light is measured as a function of the distance (r) between the axis of the incident beam and the detection spot. Consequently, knowledge of the photosensitizer(Chlorophyll-a) function that characterizes a phantom is important. To obtain the results of scattering coefficients(${\mu}s$) of a turbid material from diffusion described by experimental approach. It was measured the energy fluency of photon radiation at the position of penetration depth. From fluorescence experimental method obtained the analytical expression for the scattered light as the values of $(I\;/I_o)_{wavelength}$ vs the distance between the center of the incident beam and optical fiber in terms of the condition of "in situ spectroscopy(optically thick)" and real time by fluorometric measurements.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제47권3호
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• pp.111-133
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• 2022

The exciting advancement related to the "modeling of digital human" in terms of a computational phantom for radiation dose calculations has to do with the latest hype related to deep learning. The advent of deep learning or artificial intelligence (AI) technology involving convolutional neural networks has brought an unprecedented level of innovation to the field of organ segmentation. In addition, graphics processing units (GPUs) are utilized as boosters for both real-time Monte Carlo simulations and AI-based image segmentation applications. These advancements provide the feasibility of creating three-dimensional (3D) geometric details of the human anatomy from tomographic imaging and performing Monte Carlo radiation transport simulations using increasingly fast and inexpensive computers. This review first introduces the history of three types of computational human phantoms: stylized medical internal radiation dosimetry (MIRD) phantoms, voxelized tomographic phantoms, and boundary representation (BREP) deformable phantoms. Then, the development of a person-specific phantom is demonstrated by introducing AI-based organ autosegmentation technology. Next, a new development in GPU-based Monte Carlo radiation dose calculations is introduced. Examples of applying computational phantoms and a new Monte Carlo code named ARCHER (Accelerated Radiation-transport Computations in Heterogeneous EnviRonments) to problems in radiation protection, imaging, and radiotherapy are presented from research projects performed by students at the Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) and University of Science and Technology of China (USTC). Finally, this review discusses challenges and future research opportunities. We found that, owing to the latest computer hardware and AI technology, computational human body models are moving closer to real human anatomy structures for accurate radiation dose calculations.