• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권3호
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• pp.147-154
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• 2015

The scatter photons and photoneutrons from high energy photon beams (more than 10 MV) will increase the undesired dose to the patient and the staff working in linear accelerator room. This undesired dose which is found at out-of-field area can increase the probability of secondary malignancy. The purpose of this study is to determine the equivalent dose of scatter photons and neutrons generated by 3 different treatment techniques: 3D-conformal, intensity modulated radiation therapy (IMRT) and volumetric modulated arc therapy (VMAT). The measurement was performed using two types of the optically stimulation luminescence detectors (OSL and OSLN) in the Alderson Rando phantom that was irradiated by 3 different treatment techniques following the actual prostate cancer treatment plans. The scatter photon and neutron equivalent dose were compared among the 3 treatments techniques at the surface in the out-of-field area and the critical organs. Maximum equivalent dose of scatter photons and neutrons was found when using the IMRT technique. The scatter neutrons showed average equivalent doses of 0.26, 0.63 and $0.31mSv{\cdot}Gy^{-1}$ at abdominal surface region which was 20 cm from isocenter for 3D, IMRT and VMAT, respectively. The scattered photons equivalent doses were 6.94, 10.17 and $6.56mSv{\cdot}Gy^{-1}$ for 3D, IMRT and VMAT, respectively. For the 5 organ dose measurements, the scattered neutron and photon equivalent doses in out of field from the IMRT plan were highest. The result revealed that the scatter equivalent doses for neutron and photon were higher for IMRT. So the suitable treatment techniques should be selected to benefit the patient and the treatment room staff.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권4호
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• pp.137-144
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• 2021

Purpose: This study aimed to investigate the accuracy of head scatter factor (S_c) by applying a developed multi-leaf collimator (MLC) scatter source model for an unflattened photon beam. Methods: Sets of S_c values were measured for various jaw-defined square and rectangular fields and MLC-defined square fields for developing dual-source model (DSM) and MLC scatter model. A 6 MV unflattened photon beam has been used. Measurements were performed using a 0.125 cm³ cylindrical ionization chamber and a mini phantom. Then, the parameters of both models have been optimized, and S_c has been calculated. The DSM and MLC scatter models have been verified by comparing the calculated values to the three S_c set measurement values of the jaw-defined field and the two S_c set measurement values of MLC-defined fields used in the existing modeling, respectively. Results: For jaw-defined fields, the calculated S_c using the DSM was consistent with the measured S_c value. This demonstrates that the DSM was properly optimized and modeled for the measured values. For the MLC-defined fields, the accuracy between the calculated and measured S_c values with the addition of the MLC scatter source appeared to be high, but the only use of the DSM resulted in a significantly bigger differences. Conclusions: Both the DSM and MLC models could also be applied to an unflattened beam. When considering scattered radiation from the MLC by adding an MLC scatter source model, it showed a higher degree of agreement with the actual measured S_c value than when using only DSM in the same way as in previous studies.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.225-232
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• 2014

본 논문에서는 자체 제작된 선량상승영역 변환기(build-up modifier, BM)을 투과하는 high energy photon beam의 심부선량백분율(PDD)을 특성을 측정하고 이 결과를 토대로 BM 산란인자(BM scatter factor, $S_{BM}$)를 계산하였다. 다양한 조건에서 BM scatter가 PDD의 Build-up region에 미치는 영향을 평가하고 BM의 유용성을 알아보는 것이 본 연구의 목적이다. $S_{BM}$는 BM을 사용하지 않은 SFS 30 mm에서 측정된 산란인자의 값을 1로서 정규화 하였다. 가장 큰 SFS 200 mm의 경우, 6 MV 광자선을 사용할 때 $S_{BM}$는 두께에 따라 각각 1.331, 1.519, 1.598, 1.641, 그리고 1.657이었다. 10 MV 광자선에는 각각 1.384, 1.662, 1.825, 1.913, 그리고 2.001이었다. BM의 효과는 bolus의 최대 76% 효율을 가지는 것으로 나타났다. Bolus를 밀착시키기 어려운 특정적 부위에 대해 BM은 그 대안으로써 효과적인 장치가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권1호
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• pp.241-246
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• 2024

The study was carried out by numerical integration based on the diffraction properties and elemental composition. The elemental compositions of breast tissues in the literature were tested. The photon attenuation coefficients calculated using the recent elemental composition were found within 0.2-16% for adipose tissue and within 0.04-17% for glandular tissue with the experimental reference data. The attenuation coefficients of cancerous breast tissue calculated according to the elemental content previously measured in breast cancer patients were found within 0-17% with experimental data in the literature. The attenuation coefficients are of great interest to medical research. To calculate realistic attenuation coefficients, the characteristic coherent scatter, which is most intense at small angles, must be considered. For this reason, experimentally measured form factor data were reviewed, and the most compatible one with the theoretical form factor data produced in this study was used at low momentum transfer x (0 < x ≤ 8 nm^-1). The differential linear coherent scattering distributions were calculated for an energy value of 17.44 keV and compared with their experimental counterparts.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제42권3호
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• pp.175-180
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• 2019

In this study, we have researched the effectiveness of silicone pad. A distribution of scatter ray in mammography was evaluated using Monte-Carlo (MC) simulation technique and then a silicone pad was applied to remove the scatter ray for improving image quality. Molybdenum target and Molybdenum filter combination made a difference of 59.8% to a number of photon at 17.5 keV. On the other hand, Tungsten target and Rhodium filter showed a variation of 24.5% at 20 keV. Mean 68 of SNR was increased in Selenia and mean 1.04 of SNR was raised in Senographe. Silicone pad was significantly effective to reduce the scatter ray that was generated by primary X-ray. It can decrease an absorption rate of scatter ray to patient body and whilst it improve the image quality from increasing SNR.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제6권2호
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• pp.13-19
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• 1995

준소조사면을 대상으로 한 측정자료로부터 콜리메이터에의한 산란영향과 웨지(wedge) 사용에 따른 부가적 효과를 알아보았다. 6MV 의료용 선형가속기에서 발생된 방사선속의 중심축에서 공기중과 폴리스틸렌 팬톰, 물에대해 점리함 및 반도체검출기를 이용한 측정으로 헤드산란(위ㆍ아래 콜리메이터)의 방사선 기원과 그 크기를 결정하였다. 편평화 필터에서 형성된 산란이 대부분 윗 콜라메이터 조절에 의한 영향이 가장 크게 미침을 알수 있었다. 준소조사면에서 웨지인자(wedge factor)의 깊이에대한 영향은 웨지 각이 클수록 많은 경향을 보였고 조사변에대한 영향은 0.28%였다. 임상적으로 10 $\times$10$\textrm{cm}^2$ 이하의 준소조사면과 wedge가 부가적으로 사용되는 10cm 깊이 이하의 조사면 변화에대한 관심으로 헤드산란 및 워지에의한 영향을 확인함으로서보다 적합한 선량계산을 도모하고자 하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제8권1호
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• pp.115-124
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• 1990

고 에너지 23MV광자선의 특성 중 임상적용에 중요한 심부선량 백분율, 조직-최대선량비 (TMR), 산란-최대선량비 (SMR), 표면선량 및 출력선량 보정계수등의 변수가 이온전리 (IC-10)함 및 평행 평판전리 (PS-033)함에 의해 측정 조사되었다. 명목상의 23 MV X-선에 대한 가속에너지는 $18.5\pm0.5$ MV로 측정되었다. Mevatron KD 8067의 23 MV X-선의 중심선속의 반가층이 기하학적인 좁은 선속으로 측정되었으며 반가층의 두께는 $24.5\;g/cm^2$이었다. 조직-최대선량비는 심부선량백분율표에서 구해졌으며, 실측치와 비교한 결과 각 조사면의 크기와 깊이에서 약간의 차이를 보였으나 평균 $0.7\pm0.5$의 오차를 나타내고 있어 계산에 의한 TMR 값과 잘 일치함을 보였다. 조사면 $0\times0\;cm^2$의 TMR 값은 zero 조사면의 유효감약계수에 의한 값과, 각 조사면의 조직-최대 선량비로 부터 비선형최소자승법에 의해 구해진 유효선흡수계수 및 반가층 측정에 의한 유효선흡수 계수에 의한 값들로 비교되었으며, $\mu=0.0283{\pm}0,0002cm^{-1}$을 보였고, 세 방법 모두 오차범위내에서 잘 일치됨을 보였다. 한편, 불규칙 조사면의 선량계산에 이용될 SMR은 조사면의 반경 50cm까지 계산되어 대형 조사 면에서도 선량율 산출이 이루어지도록 하였다. Mevatron KD 8067의 23 MV X-선의 조직 표면선량은 SSD 100 cm, 1$10\times10\;cm^2$의 조사면에서 최대조직선량율의 $9.6\%,\;25\times25\;cm^2$에서는 $25.4\%$를 보였다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.41-41
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• 2003

Purpose: Even if the wedge filter is widely used for the radiation therapy to modify the photon beam intensity, the wedged photon beam dose calculation is not so easy. Radiation therapy planning systems (RTPS) have been used the empirical or semi-analytical methods such as attenuation method using wedge filter parameters or wedge filter factor obtained from measurement. However, these methods can cause serious error in penumbra region as well as in edge region. In this study, we propose the dose calculation algorithm for wedged field to minimize the error especially in the outer beam region. Materials and Method: Modified intensity by wedge filter was calculated using tissue-maximum ratio (TMR) and scatter-maximum ratio (SMR) of wedged field. Profiles of wedged and non-wedged direction was also used. The result of new dose calculation was compared with measurement and the result from attenuation method. Results: Proposed algorithm showed the good agreement with measurement in the high dose-gradient region as well as in the inner beam region. The error was decreased comparing to attenuation method. Conclusion: Although necessary beam data for the RTPS commissioning was increased, new algorithm would guarantee the improved dose calculation accuracy for wedged field. In future, this algorithm could be adopted in RTPS.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권2호
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• pp.73-81
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• 1999

단일광자방출촬영 (SPECT) 에 대한 산란보정은 영상질을 개선하고 영상을 정량분석하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구의 목적은 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 에너지 창을 이용한 세 가지 산란보정들에 대해 조사하는 것이었다. 몬테카를로 방법을 이용하여 Tc-99m에서 방출되는 광자의 history를 발생시키는 점선원과 Jaszack 팬텀에 대해 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션을 위한 SPECT 시스템의 섬광체 NaI(T1) 는 두께 0.95 cm, 40 $\times$ 45 cm이었고, 조준기는 저에너지용 조준기를 사용하였다. 140 keV 에서 SPECT 에 대한 에너지 분해능은 9.8 %, 고유공간분해능은 0.32 cm 이었고, 화소크기는 0.3 $\times$ 0.3 $cm^2$이었다. 산란보정방법에는 컴프턴창을 이용한 방법 (CW), 세 개의 에너지창을 이용한 방법 (TW), 그리고 이중 광봉우리창을 이용한 방법 (DPW)을 사용하였다. DPW의 다항식 계수를 구하기 위해서 직경 20 cm인 팬텀안에서 깊이에 따라 점선원을 위치시켜 평면 영상을 얻었다. 에너지 창은 w1 = 92-125 keV, w2 = 124-126 keV, w3 = 126-140 keV, w4 = 140-154 keV, w5 = 154-156 keV으로 설정하였다. SPECT 투사영상은 360$^{\circ}$ 회전모드로 하여 120개를 얻었다. 회전반경은 15 cm이었다. 산란보정방법들은 삼중 에너지창을 이용한 방법은 cold sphere를 가진 Jaszack phantom 에서 참값에 가장 가까운 대조도를 주었고, hot sphere를 가진 Jaszack phantom에서 image recovery에 있어서 좋은 것으로 나타났다. 컴프턴 창을 이용한 방법은 대조도에 있어서 참값보다 과대평가되어 나타났고 이중 광봉우리창을 이용한 방법은 산란보정하기 전에 비해 대조 도는 좋아졌지만 참값에 비해 과소평가되어 나타났다. 조사된 세 가지 보정방법들은 개선된 영상 대조도를 보여주었다. 결론적으로, 산란보정에 대한 임상적용을 위해서는 SPECT 시스템에 실행하기 용이한 보정방법을 선택해하며, 정확한 정량분석을 위해서는 산란보정이 수행되어야 할 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권2호
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• pp.106-111
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• 2009

본 연구에서는 얇은 엠엘씨 등을 사용하여 불규칙한 모양의 조사면으로 방사선수술을 시행하거나 필수적으로 소조사면을 포함할 수 밖에 없는 세기조절 방사선치료를 위해 중요한 요소인 소조사면의 출력인수 $S_{cp}$를 측정하였고 동일한 위치의 공기중에서 물등가 재질로 만든 선량증가두겁을 이용하여 제한기산란인수 $S_c$를 측정함으로서 이 결과를 이용하여 팬톰산란인수 $S_p$를 계산하였다. $S_{cp}$의 측정에서 기준 측정기인 0.125 cc 부피의 이온전리함과 이극소자측정기의 결과는 잘 일치하고 있으나 0.015 cc 부피의 소형 이온전리함의 결과는 $4.2{\times}4.2\;cm^2$ 이상의 조사면에서는 1~4% 정도 낮게 나타났고 $1.8{\times}1.8\;cm^2$, 이하의 소조사면에서는 이극소자측정기에 비해 8~16% 낮게 측정되었다. 물등가 재질로 만든 선량증가 두겁을 덮은 이극소자 측정기를 이용한 Sc의 측정은 전자오염 등으로 인해 약간의 오차를 보여주고 있으나 전체적인 추세는 잘 일치하고 있음을 확인하였고 이 결과들을 이용하여 계산한 Sp는 다른 연구결과들의 범주에 포함되는 결과를 얻었다.