본 연구에서는 몬테카를로 전산해석법으로 K대학교 진료영상 촬영 실습실의 방사선 조사실과 발생장치 제어실 내부 공간 유효선량률 분포 계산을 수행하였다. 방사선 발생장치는 최대 관전압 150 kVp에 최대 관 전류 700 mA이다. 전산해석 결과를 이용하여 차폐문이 닫힌 경우와 열린 경우의 진료영상 촬영 실습실의 공간선량 분포를 비교 평가하였다. 결과적으로, 차폐문이 열린 경우에도 방사선 발생장치 제어실의 유효선 량률은 학생(수시출입자)의 연간 유효선량률 한도(6 mSv/y)를 초과하지 않는다는 것을 알 수 있었다. 하지 만, 차폐문이 열려있을 때의 유효선량률이 차폐문이 닫힌 경우에 비해 납유리 앞에서는 약 16배, 차폐문 앞 에서는 약 3,000배 더 높기 때문에 실습 중에 차폐문을 닫는 것이 불필요한 방사선 피폭을 크게 줄인다는 것을 알 수 있었다.

일반 X선 촬영 실습용 팬텀은 방사선학과에 없어서는 안 되는 중요한 교재나 기존의 시판되는 팬텀은 고가의 수입품이기에 다양한 종류의 팬텀을 갖추는 것이 어렵다. 3D 프린팅 기술을 활용해 일반 X선 촬영 실습용 팬텀을 더욱 저렴하고 간편하게 제작해 보고자 한다. CT 영상 데이터를 기반으로 제작한 골격 모형을 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식의 3D printer를 이용해 출력한 골격 모형을 일반 X선 촬영 실습용 팬텀으로써 사용해 보고자 한다. 3D slicer 4.7.0 프로그램을 이용해 CT DICOM 영상 데이터를 STL 파일로 변환하고 G-code 변환 과정을 거쳐 3D 프린터로 출력하여 골격 모형을 제작한다. 완성된 팬텀을 X선 촬영, CT 촬영하여 실제 의료 영상, 시판되는 팬텀과 비교해 본 결과 실제 의료영상과 골밀도 등의 세부적인 차이가 존재하였으나 실습용 팬텀으로써 활용할 수 있다고 판단되었다. 저가화되어 보급된 3D 프린터와 연구용으로 무료 배포된 3D slicer 프로그램을 활용하여 저렴하면서도 일반 X선 촬영 실습에 사용하는 것이 가능한 팬텀을 제작할 수 있었다. 앞으로의 3D 프린팅 기술의 다양화와 연구에 따라 보건 교육, 의료 서비스 등 여러 분야에 적용하는 것이 가능할 것이다.

Monte Carlo 기법을 활용하여 60, 90, 120, 150 kV와 6, 15 MV X선에서의 선량증가 효과를 평가하였다. MCNPX code를 이용하여 ICRU slab 모의피폭체를 전산모사하였으며, 금, 가돌리늄, 산화철의 선량증가 물질을 사용하였다. 입사에너지의 전자평형 지점을 고려하여 모의피폭체의 표면 및 5 cm 깊이에 5, 10, 15, 20 mg/g 농도의 물질을 삽입하였으며, 선량증가 물질이 없을 때를 바탕으로 하여 깊이에 따른 흡수에너지 변화와 선량증가효과비를 통하여 정량적 평가를 시행하였다. 선량증가 물질의 농도가 높을수록, 금, 가돌리늄, 산화철 순으로 높은 선량증가 효과를 보였으며, kV X선에서는 입사에너지가 낮을수록, 물질의 원자 내전리 퍼텐셜에 가까울수록 높은 선량증가 효과를 보였다. MV X선에서는 15 MV에 비해 6 MV에서 높은 선량증가 현상을 나타내었으며, kV X선에 비해서는 현저히 낮은 결과를 확인할 수 있었다.

최근 동위원소를 이용한 뼈 스캔 (Bone Scan)검사 후 골밀도 (BMD; Bone Mineral Density)검사를 당일검사로 병행한 경우 이로 인한 골밀도 측정값에 오차 발생 가능성이 제기되고 있으나 방사성의약품 표지화합물 투여 후 이중에너지 X선을 이용한 골밀도 측정값 변화에 대한 임상적 자료가 미비하여 핵의학 체내 검사 후 당일 골다공증 검사의 측정값에 대한 논란의 소지가 있다. 따라서 동위원소 표지화합물인 99mTc-MDP가 골밀도 측정값에 영향을 미치는지 임상적 측면에서 실험하였다. 실험에 참가한 대상자의 평균 나이는 35.17±9.45세로 실험 대상자 17명 중 대사성 질환과 골밀도 측정에 영향을 줄 수 있는 허리뼈 압박골절 및 몸쪽 넓적다리뼈 골절이 있는 자를 제외한 12명 중 정상 골밀도 T-scores〉-1.0의 환자 6명을 대상으로 99mTc-MDP 투여 전·후 측정값을 분석한 결과 허리뼈에서 전·후 각각 평균 0.975±0.084 g/cm², 0.966±0.078 g/cm²으로 0.009 g/cm² 증가, 우측 몸쪽 넓적다리뼈에서는 전·후 각각 평균 0.909±0.078 g/cm², 0.913±0.086 g/cm²으로 0.004 g/cm² 감소, 좌측 몸쪽 넓적다리뼈에서는 각각 평균 0.887±0.099 g/cm², 0.881±0.103 g/cm²으로 0.007 g/cm²의 증가를 보여 몸쪽 넓적다리뼈 보다 허리뼈에서 더 큰 골밀도 변화를 보여주었다. 그러나 허리뼈와 몸쪽 넓적다리뼈 전체에서 전·후 변화 평균은 0.0038±0.014 g/cm²으로 골밀도 측정값에 유의한 영향이 없음을 알 수 있으며, 또한 두 실험간 전체 상관계수는 0.987으로 방사성동위원소 표지화합물인 99mTc-MDP 투여가 골밀도 측정값에 영향을 주지 않았다. 따라서 140 keV의 감마선 에너지를 방출하는 테크네슘 표지화합물을 이용한 뼈 스캔검사 후 골밀도 측정값에 유의한 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 그러나 핵의학적 체내검사와 골다공증 검사를 당일로 검사함으로 인한 환자의 피폭을 고려한다면 시간 간격을 두고 검사를 시행하는 것이 좋을 것으로 사료된다.

엑스선을 이용한 방사선검사에서 전리함 방식의 면적선량계를 이용하여 흡수선량과 면적선량을 측정하고, 교정계수를 측정하였다. 간접선량측정법은 엑스선발생장치의 방사부에 검출기를 설치, 측정치를 조사부위에서의 선량으로 산출하였다. 교정계수를 산출하기 위해 사용된 기기는 엑스선 발생장치로 (DK-550R/F, DongKang Medical Co. Ltd., Seoul, Korea)를 이용하였고, 교정계수를 위한 교정방법은 면적선량계와 교정선량계를 연결하고 관전압 70 kV, 관전류 500 mA, 0.158 sec로 79 mAs 조건을 이용하였다. 면적선량계 (PD –8100, Toreck Co. Ltd. Japan)을 이용하였고, 기준선량계는 반도체검출기 (DOSIMAX plus A, Scanditronix, Wellhöfer, Germany)를 이용하였다. 면적선량계를 전리함의 다중조리개 전면에 설치 후 정확한 선량 측정을 위해 기준선량계를 이용하여 선량계의 교정계수를 구하였다. 실험적으로 노출하여 측정된 값과 교정선량계에서 나온 값에 각각의 교정계수를 곱하여 산출하였다. 교정계수는 1.045로 산출되었다. 전리함 방식의 면적선량계에서 관전압에 따른 교정계수를 산출하기 위해 흡수선량과 면적선량을 구하여 교정상수를 산출하였다. 면적선량계의 교정계수를 구하여 정확한 면적선량을 산출하여야 한다.

본 연구에서는 C12-20 알킬글루코사이드, C14-22 알코올 및 베헤닐알코올로 구성된 액정에멀젼을 제조하 고 다양한 분석장비를 이용하여 구조분석을 실시하였다. 먼저 제조한 액정에멀젼을 편광현미경과 cryo-SEM을 이용하여 각각 액정에멀젼의 특징인 maltese cross 무늬와 다층 구조를 확인하였다. 또한, DSC를 이용하여 액 정상 형성을 확인하였고, small angle x-ray scattering (SAXS) 분석을 통하여 약 305 Å의 층간 간격을 갖는 다층 라멜라 구조를 확인하였다. 한편, wide angle x-ray scattering (WAXS) 분석을 통해 제조된 액정에멀젼 의 라멜라 구조를 이루고 있는 알킬 사슬 간 배열이 사방정계 구조로 되어 있음을 확인할 수 있었다. 액정에멀젼 구조 연구를 통해 얻어진 다양한 물성 정보는 향후 산업적으로 많이 이용될 것으로 기대된다.

유방암에 관한 사회적인 관심이 증가되고 있는 가운데 진단의 가장 기본이 되는 검사는 유방 X선 촬영 과 유방 초음파 검사이다. 특히 유방 미세석회화는 조직학적 진단을 필요로 하며 유방 미세석회화 조직검사를 시행하고 있다. 이에 미세석회화 진단에 기본이 되는 X선 유도 하 조직검사(needle localized open biop sy)와 초음파 유도 하 조직검사(sono guided core needle biopsy)를 분석하여 평가하고자 한다. 유방 미세석회화를 주소로 내원한 환자에서 확대 촬영을 시행한 241예를 대상으로 X선 유도 하 조직검 사(needle localized open biopsy)와 초음파 유도 하 조직검사(sono guided core needle biopsy)의 연령대 별 분 포와 병소의 위치를 분석하고 확대촬영 시행 후 이루어진 검사를 분류해서 X선 유도 하 조직검사와 초음 파 유도 하 조직검사의 빈도를 분석하고 악성과 양성의 결과를 확인 하였다. 그 결과 X선 유도 하 조직검 사(needle localized open biopsy)가 64예(26.6%)로 초음파 유도 하 조직검사(sono guided core needle biopsy) 1 2예(4.9%)에 비해 5.4배 높은 것으로 나타났다. 초음파 장비의 발달과 입체정위 흡입법(stereotactic vacuum-assisted biopsy)등의 발달로 미세석회화의 조직 학적 진단방법이 다양해지고 있지만, 각각 검사의 특성과 한계점을 고려해 볼 때 X선 유도 하 조직검사(ne edle localized open biopsy)가 유방 미세석회화 병변에서는 정확한 조직학적 진단을 제공한다고 사료된다.

방사선치료는 의료용 선형가속기를 이용하는 방식이 가장 많이 적용되고 있으며 사용되는 광자선도 고 에너지화 되고 있다. 최근에 도입되는 선형가속기에는 선속평탄 여과판을 사용하지 않는 3F 방식과 조사중 에 조사야에 맞춰 jaw가 움직이는 tracking jaw 기술이 적용되어 임상에 보급되고 있다. 이에 본 연구는 선 형가속기를 이용한 고에너지 X선 조사 시 선속평탄 여과판 사용 유무에 따른 광중성자 발생과, tracking ja w 사용에 따른 광중성자 발생을 측정하여 비교분석하였다. 그 결과 3F 방식이 선속평탄 여과판의 적용에 비하여 광중성자의 검출이 약 70% 낮게 나타났으며, tracking jaw 방식은 static jaw에 비하여 약 83% 높게 광중성자가 발생하는 것으로 나타났다.

현재 CCD 및 TFT LCD 기반의 평판형 디지털 X선 센서를 이용한 많은 디지털 X선 영상장치가 활용되 고 있으며, 특히 포톤계수형 센서 기술에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 포톤계수형 센서 의 정량적 성능 평가 항목인 포톤계수효율을 측정하기 위해 포톤계수형 센서 물질에 입사되는 X선 플루엔 스 측정하였다. IEC 61223-1-2 권고안의 RQA-M2 Radiation beam quality를 이용하여 포톤 플루엔스 를 측정한 결과, 10 μm 핀홀 영역에서 입사 광자 플루엔스는 4 photon/unit area․ ․ μGy, 30 μm 핀홀 영역 에서 약 50 photons/unit area ․ μGy, 100 μm 핀홀 영역에서 698 photons/unit area ․ μGy의 플루엔스로 규정할 수 있었다. 셋업된 입사 플루엔스를 이용하여 포톤계수형 센서 물질에서의 X선 조사시 출력파형을 측정함으로써 실제 포톤계수효율을 측정할 수 있을 것으로 판단된다.

이 연구의 목적은 다종에너지 X선 빔의 유효에너지를 결정하는데 있다. 80 kVp X선 빔에 대한 알루미늄의 반가층은 광자극형광나노닷선량계들(OSLnDs)을 사용하여 측정하였다. 선감쇠계수(μ)는 측정된 반가층을 사용하여 계산하였다. 그리고 질량감쇠계수(μ/ρ)는 알루미늄의 밀도로 선감쇠계수를 나누어 얻었다. 얻어진 질량감쇠계수의 유효에너지(Eeff)는 미국표준기술연구소(NIST)에서 주어진 알루미늄의 광자에너지들에 대한 X선질량감쇠계수들의 자료를 사용하여 결정하였다. 결과로서, 반가층, 선감쇠계수 및 질량감쇠계수는 각각 2.262 ㎜Al, 3.06 ㎝-1, 1.114 ㎠/g이다. 그리고 유효에너지는 29.79 keV에서 결정되었다.

본 연구의 목적은 CR과 DR에서 가열장치를 구비한 부착형 탄소발열체 X선 촬영대의 사용에 따른 SNR과 CNR을 측정하여 부착 전과 부착 후의 화질을 평가하고자 한다. 알루미늄 계단 실험에서 CR은 부착 후에 SNR과 CNR이 증가하였지만 DR에서는 SNR과 CNR이 감소하였다. 인체모형팬텀 실험에서는 CR의 경우에 저에너지 저선량과 고에너지 고선량에서만 SNR과 CNR이 증가하였지만 다른 모든 조건에서는 SNR과 CNR이 감소하였다. 결론적으로 환자에게 온화한 느낌과 안전감을 제공하고 심적인 불안감을 해소하여 검사에 도움을 줄 수 있지만 임상적용에 있어서는 탄소발열체를 포함한 바닥필름과 보호필름의 두께와 재질을 고려하지 않으면 화질에 영향이 주기 때문에 향후 지속적인 연구가 필요하다고 사료된다.

최근 고령화 사회에 접어들고 있는 의료현장에서 치아건강에 대한 관심이 커지면서 진단을 위한 치아 방사선 검사의 횟수가 증가하고 있다. 이는 국민 전체의 방사선피폭량 또한 증가하고 있다고 볼 수 있다. 또한 치과방사선에 대한 국민들의 방사선 피폭에 대한 관심도 증가하고 있어 치과 파노라마 촬영장치에 대한 기본 데이터 확보와 이에 대한 조사 및 선량의 측정이 필요하다. 본 연구에서는 ALOKA PDM-117 선량계를 이용하여 치과파노라마장치(VATEC Pax-400)에서 발생되는 2차원적인 선량분포도를 측정하고 그 분포에 대한 평가를 환자의 방사선피폭 차원에서 확인하였다. 치과파노라마장치의 선량분포는 치아부분 이외에도 턱과 안면부위에서 높았으며 산란선의 영향까지 고려한다면 방사선에 민감한 수정체에까지 불필요한 방사선의 피폭됨을 알 수 있었다. 본 연구 결과는 다양한 크기의 검사체와 선량 측정위치에서 보다 정확한 선량평가를 하는데 매우 유용하게 이용될 것으로 사료된다.

현재까지 TFT 기반의 평판형 어레이를 이용한 디지털 X선 영상장치가 이용되어 왔다. 그러나, 최근 광계수형 센서 기술에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 광계수형 X선 영상 센서의 정량적 성능 평가를 위한 기시법 제시를 통해 광도전체 물질의 물성을 평가하였다. 먼저 광계수형 X선 영상 센서의 검출물질인 광도전체의 누설전류 및 X선 민감도 측정을 수행하였으며, 신호 정형 시간 결정을 위한 상승시간 특성을 평가하였다. 또한 광도전체에 입사하는 단위면적당 포톤수를 정의하기 위해 IEC 62220-1-2 권고안을 바탕으로 셋업 연구를 수행하였으며, 이를 바탕으로 전하수집효율를 평가하였다. 그 결과 광도전체 층의 누설전류는 200pA/mm2, X선 민감도는 7μC/cm2R이며, 상승 시간은 0.765μs으로 평가되었다.

본 연구에서는 선형가속기의 소조사면에 보다 정확한 선량계측이 가능하고, 빔 분포 영상화가 가능 계측시스템 개발을 위해 반도체화합물을 이용한 검출 센서를 제작하여 성능평가를 하였다. 센서 제작은 대면적 필름 형성을 위해 입자침전법을 이용하였다. 고에너지 X선에 대한 검출 특성은 암전류, 출력전류, 상승시간, 하강시간, 응답지연 측정을 통해 조사되었다. 측정 결과, TiO2가 혼합된 HgI2 센서가 PbI2, PbO, HgI2 보다 우수한 특성을 보였다. 선형가속기를 이용하여 선형성, 재현성 및 정확성 평가를 수행하였으며, 결과적으로 실제 임상에 적용되고 있는 선량 검출기와 감응 특성을 비교 시 재현성, 선형성 및 정확성 등에서 매우 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

본 연구는 진단용 X선 발생장치의 성능을 검사하기 위해 직선성(Linearity), 재현성(reproducibility) 및 반가층 (Half Value Layer; HVL)을 실험하였다. 직선성(Linearity)은 설정된 조사조건으로 한 장비 당 4회씩 조사하여 측정된 선량을 기록하고 mR/mAs를 구하여 측정하였으며, 측정값이 0.1을 초과하면 직선성이 떨어지는 것을 알 수 있다.재현성(Reproducibility)은 80kVp, 200mA, 20mAs와120kVp, 300mA, 8mAs의 조건으로 10회 조사하여 변동계수(CV) 공식에 대입하여 측정한 값이 0.05안에 포함되면 양호하게 나타나는 것을 알 수 있다. 반가층(Half Value Layer:HVL)은 filter가 없을 때 설정된 조건으로 3회 조사하여 측정한 후 부가필터용 반가층 물질로 사용하여 필터의 두께를0, 1, 2, 4 mm로 바꾸어 가며 부가필터가 없을 때의 ½이하인 측정값이 나올 때 까지 측정한다. 현재 본원에서 사용하는 진단용 X선 발생장치 5대를 대상으로 직선성, 재현성, 반가층을 측정한 결과 직선성은 1번 장비에서는 300mA~400mA, 5번 장비에서는 100mA~200mA 부근에서 양호하지 않았으며, 반가층 측정에서는 80kVp 측정치에서 1번 장비에서 검사기준을 만족하지 못하였다. 출력은 단상에 비해 삼상장치가 높게 나왔다. 실험을 통하여 밝혀진결과를 토대로 정기적인 장비관리와 노후 된 장비의 교환 등이 이루어진다면 장비 사용의 효율성을 극대화 할 수 있으며, 방사선 피폭선량을 줄임과 동시에 영상의 화질을 향상시킬 수 있어 정확한 진단에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

현재 의료기관은 의학 기술의 발전과 더불어 건강에 대한 관심이 고조됨에 따라 방사선 발생장치의 이용이 급증하고 있다. 방사선으로 인해 환자가 받는 직접적인 피폭을 가능한한 줄이는 목적도 중요하지만 촬영시 공간 내에서 받을수 있는 간접적인 피폭을 줄여 의료업에 종사하는 의료인, 방사선 작업종사자 및 보호자의 피폭을 줄여야 한다. 엑스선촬영실에서는 방사선작업종사자 및 보호자에게 방호복의 착용을 권고하고 있으나 불가피하게 방사선작업종사자 및 보호자가 환자의 촬영 보조를 할 경우, 방호복 착용에 의한 중량감 및 불편함 때문에 방호복 착용이 등한시 되고 있다.이에 본 연구에서는 방호복 유무에 따라 공간산란선량을 측정하고 거리, 가로면 각도 및 높이에 따라 측정함으로써 방호복 착용의 중요성을 알아보고자 하였다.

기존 구내 치근단 촬영용 장치는 환자 피폭선량, 촬영시 고통 등의 문제점을 지니고 있다. 본 연구에서는 이러한 문 제점을 해결하기 위한 신개념의 삽입형 초소형 X선 시스템의 가능성을 검증하였다. 먼저 초소형 X선 튜브에 사용될 콜리메이터와 필터를 설계하기 위하여 Geant4를 이용하여 최적의 콜리메이터 두께와 필터 두께를 결정하였으며 CdTe 검출기와 PX4 모듈을 이용하여 결정된 두께에서의 X선 스펙트럼을 확인하였다. 또한 기존 상용화된 치근단 촬영장치 와 XOFT사의 초소형 X선 튜브를 이용하여 제작된 치아 팬텀에 대한 영상을 획득하였다. 그 결과 제안된 신개념의 삽 입형 초소형 X선 시스템은 기존 시스템과 유사한 영상의 질을 나타내었다. 이는 향후 치근단 촬영용 장치를 비롯하여 다양한 응용부위에 활용할 수 있음을 나타낸다.

본 연구는 방사선 일반 촬영시 촬영 도움자가 피폭받을 수 있는 테이블 주변의 산란선에 의한 피폭선량을 알아보고 자 하였다. 두개부, 흉부, 복부, 요추부, 고관절, 그리고 슬관절 촬영시 테이블 중앙으로부터 옆으로 45cm, 75cm떨어 진 지점에서 바닥으로부터 70cm, 80cm, 130cm, 150cm 높이에서 산란선에 의한 피폭선량을 측정하였다. 측정결과 요추 측방향, 복부 정면, 그리고 고관절 촬영이 80cm 높이에서 66.21μSv, 34.22μSv, 와 32.35μSv로 가장 높은 피폭을 보였고, 흉부, 복부, 고관절, 두개부, 슬관절 순서로 선량이 감소하였다. 촬영 테이블 높이는 70cm 보다 80cm에서 대 체로 높은 선량을 보였으며, 80cm 이상에서는 높이가 높아질수록 선량은 감소하였다. 측정된 선량들은 촬영 도움자가 납 방호복을 착용할 경우 일반인 연간 피폭선량한도인 1mSv와는 큰 차이가 있어 우려할 선량은 아닌 것으로 나타났 다.

경 X선 형광분석 기법에 사용되는 X선 튜브는 X선의 휘도가 낮아 분석의 정밀도가 떨어지고 분석 시간 또한 오래 걸린다. 모세관 집광소자를 이용하면 X선 휘도의 이득(gain)을 최소 10 이상 얻을 수가 있다. 모세관 광학소자는 8.4keV의 텅스텐 특성방사선을 효율적으로 집광할 수 있도록 설계되었다. 파이렉스 유리로 된 모세관 모재를 풀러 (puller)를 이용하여 45 g의 추에 650˚의 온도를 가하여 모세관 광학소자를 제작하였다. 모세관 광학소자의 제작은 총 460분이 소요되었으며 제작된 모세관 광학소자의 길이는 87 mm, X선 입사부의 직경은 300 ㎛, 출구부의 직경은 192 ㎛로 제작되었다. 제작된 모세관 광학소자를 경 X선 형광분석에 적용하면 황(S)과 같은 경원소 검출의 정밀도를 높일 수 있을 것이다.

Geant4와 DICOM 파일의 연동을 이용한 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 실제 환자의 흡수선량을 산출하는 새로운 방법을 제시하고, Geant4 계산코드의 검증을 위해 MOSFET 선량계를 이용하여 PMMA 모의 팬텀 깊이에 따른 중심에 서의 흡수선량 실측값과 Geant4 시뮬레이션 결과값을 비교하였다. PMMA slab의 불완전한 압착으로 인해 발생한 불 균등한 간격의 공기층이 존재하지 않은 부분에서는 X선 조사야 15 × 15 cm2 와 20 × 20 cm2 에서 각각 0.46 ± 4.69% 와 -0.75 ± 5.19%로 나타났다. PMMA 모의 팬텀의 불완전한 압착에 의해 나타난 오차를 제외하면 Geant4와 DICOM 파일의 연동을 통한 몬테카를로 시뮬레이션에 의한 계산값이 잘 일치함을 알 수 있다.