MDCT에서 인체등가형 흉부팬텀과 유리선량계를 이용하여 고해상력 및 저선량 CT로 검사하여 영상의 평가 및 흡수선량 및 유효선량을 측정하여 임상 기초자료를 제공하는데 목표를 두고자한다. 인체등가형 흉부팬텀내부에 유리선량계를 삽입하여 조직선량을 측정하였다. 64-slice CT system (SOMATOM Sensation 64, Siemens AG, Forchheim, Germany)과 CARE Dose 4D를 이용하였고, 고해상력 CT에서의 파라메터는 관전압 120 kVp, Eff. mAs 104, scan time 7.93 sec, slice 1.0 mm (Acq. 64×0.6 mm), convolution kernel (B60f sharp)의 스캔 파라메터가 사용되었고, 저선량 CT는 120 kVp, Eff. mAs 15, scan time 7.41 sec, slice 3.0 mm (Acq. 64× 0.6 mm), convolution kernel B50f medium sharp의 스캔하였다. 인체등가형 흉부팬텀을 이용하여 스캔에 따른 CTDIvol은 고해상력 CT에서 8.01 mGy, 저선량 CT는 1.18 mGy로 측정되었다. 저선량 CT 검사는 고해상력 CT 검사에 비해 흡수선량이 85.49%가 감소하였고 영상의 차이는 없어 임상에서 유용하게 적용할 수 있다.

방사선치료 분야에서는 치료의 안전성을 검증하기 위한 Quality Assurance(QA) 절차가 매우 중요하게 여겨진다. 그러나 일반적으로 이에 사용되는 선량계들의 다양한 문제점 때문에, 이를 대체하기 위한 선량계 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 형광체로부터 방출된 visible light(VL)에 의한 Sensitivity 극대화를 위해, 뛰어난 형광 효율을 가지는 형광체인 Gd2O2S:Tb를 요오드화납(Lead(II) Iodide; PbI2)에 다양한 weight percent(wt%)로 혼합한 Blended hybrid sensor를 제작하였다. 이후 Blended sensor 및 Pure PbI2 sensor의 고에너지 방사선에 대한 반응특성을 비교 및 평가하였다. 민감도 평가결과, 3wt%는 sensor에서 타 sensor들과 40% 이상 차이나는 최댓값이 나타났으며, 이를 제외한 센서에서 wt%의 증가에 따른 점차적 민감도 감소추세를 확인하였다. 또한, 재현성 평가에서는 Pure PbI2 sensor가 coefficient of variation(CV)>0.015의 큰 편차를 보인 반면, blended sensor는 모두 CV<0.015 이하의 결과를 보였다.

최근 도입된 FFF 빔을 활용하는 방사선치료는 flattening filter에서 비롯되는 빔의 감쇠를 막을 수 있어 치료효율을 높일 수 있지만, 불균일한 단면적 선량분포에 대하여 정확한 정도관리가 구축되어 있지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 광도전체 물질 HgI2 기반의 곡면 선량계를 제작하였으며, 성능을 검증하기 위하여 6 MV 광자에너지에서 재현성 및 선형성을 평가하였다. 또한 곡면 계측의 유용성을 나타내기 위하여 아크릴 필터를 적용한 FFF beam에서 평면 기판과 곡면 기판 상에서 계측되는 신호를 비교하였다. 그 결과 Unit cell 선량계의 재현성은 SE 0.613%, 선형성은 R-sq 0.9999로 나타났으며, line array 곡면 선량계의 유용성 평가는 평면 기판에서 23.337%, 곡면 기판에서 12.264%로 11.073%p 감소된 신호 차이를 보였 다.

국제전기기술위원회의 문서 IEC 60601-1의 3판 규격과 IEC 60601-2-45의 개별 규격에서는 진단용 X선 장치에서 X선 피폭 선량 정보를 표시하고 그 정확성을 명시할 것을 권고하고 있다. 하지만 임상에서 사용 하는 부착형 공기커마 면적선량계는 교정에 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 임상에 적용 가능한 RQR 표준 선질을 이용하여 공기커마 면적선량계의 에너지 의존성과 정확도를 평가하였고 임상에서 간접 교정을 시행할 수 있도록 방법론을 마련하고자 하였다. RQR5의 표준 선질에서 시행한 시험에서 부착형 공기커마 면적선량계는 –7.5%의 오차를 나타냈고, RQR8의 표준 선질에서는 –10.3%의 오차를 나타냈으며 시험한 모든 RQR 선질에 대해 평균 절대오차는 8.30%±2.85%를 나타내 IEC 60580과 AAPM TG 190의 조건을 만족하였다. 본 연구에서 도출한 공기커마 면적선량계의 교정 방법은 임상에서 사용하는 공기커마 면적 선량계의 간접 교정법으로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.

방사선 방호의 목적 중 하나는 확률적 영향을 최소화 하는 것이다. PCXMC 2.0은 몬테카를로 시뮬레이션 기반의 프로그램으로 입사표면선량을 통해 유효선량과 암의 발병확률을 예측가능하게 해준다. 그렇기 때문에 선량계에 따른 입사표면선량 측정이 특히 중요하다. 본 연구는 반도체 선량계, 일반 선량계, 유리선량계를 통해 입사표면선량을 측정하고 그에 따른 결정 장기의 유효선량과 발병 확률을 비교분석 하는 것에 목적을 두었다. 실험방법은 두개부, 흉부, 복부의 선량계 별 입사표면선량을 측정하고 PCXMC 2.0을 통해 부위 별 결정 장기의 유효선량과 암의 발병 확률을 평가하였다. 그 결과 부위 별 입사표면선량은 동일한 조건임에도 일반 선량계, 반도체 선량계, 유리 선량계 순으로 차이가 났다. 이를 토대로 유효선량과 결정 장기의 암 발병 확률을 분석한 결과 또한 일반 선량계, 반도체 선량계, 유리 선량계 순으로 차이가 났다. 결론적으로 동일한 조건임에도 사용한 선량계에 따라 유효선량과 발병 위험도는 다르게 나타났음을 알 수 있었고, 본 연구를 통해 각각의 선량계에 따른 정확한 입사표면선량 모델을 제시하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다.

본 논문에서는 OSL 도트 선량계의 교정인자, 흡수선량 선형성, 피크전압 선형성, 각도 변화에 의한 흡수선량 변화를 측정하고 분석했다. 의료용 X 선발생 장치를 사용하여 조사에 노출 선량 보정 계수, 흡수선량 선형성, 피크 전압 선형성은 모두 IEC-62387-1 (2007) 기준을 만족하였다. 기준 방사선 노출과 관련하여 0도, 30도 및 60도에서 선량계 방향에 대한 기준은 -29 % (± 30 °) 및 + 67 % (± 60 °)이었다. 30도에서 측정 된 값은 기준보다 -8 % 낮고 60도에서 기준보다 -18 % 낮게 나타났다. 그러므로 OSL 도트 선량계 사용 시 방향에 따른 영향을 보정하여야 한다.

D-Shuttle (Chiyoda Technol Corporation, Tokyo, Japan) 선량계를 이용하여 개인피폭관리 및 자연방사선량 의 모니터링을 위한 기초자료를 제공하는데 연구의 목적이 있다. D-Shuttle을 이용하여 선량을 산출하였다. 선량보고서에서 400 일 노출되었을 때에 1.346 mSv 이었고, 연간선량 (annual dose per year)은 1.228 mSv/ye ar, 평균시간선량 (average dose per hour)은 0.014 μSv/hr 이었다. 국내의 개인 외부피폭선량 (1.295 mSv/year =Korea average natural individual external dose), 국내의 연간부가선량 (additional dose per year)은 -0.0663 mSv /year 이다. D-Shuttle은 방사선모니터링을 위한 개인선량계로 방사선의 검출성능 우수한 기능, 실시간 방사 선 피폭관리, 방사선 작업의 경보 기능, 효율적이고 사용이 편리한 개인 방사선선량의 피폭관리로 ALARA 에 매우 유용한 선량계로 사용할 수 있다. 방사선작업종사자와 지역주민의 방사선모니터링 측정기기로 병 원, 산업, 의료현장, 원전사고 지역과 비파괴 분야의 위험한 지역에서 방사선모니터링으로 활용될 수 있다.

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.

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.

이 연구의 목적은 6 MV 광자 빔에 대하여 팬텀 표면으로부터 1 cm 깊이에서 조사야 가장자리 바깥 축외선량비와 1 mmPb의 차폐비를 조사하는 데 있다. 180 cGy의 선량은 SAD기법에서 10×10cm2와 15×15cm2 조사야에 대하여 깊이 10 cm에 전달되었다. 축외선량비는 조사야의 중심축과 가장자리로부터 2, 4, 6 cm에 위치된 광자극형광나노닷선량계(OSLnD)들의 선량을 측정하여 계산하였다. 그리고 1 mmPb의 차폐비는 조사야 가장자리로부터 2, 4, 6 cm에 위치된 OSLnD들의 선량을 측정하여 산출하였다. 결과로서, 10×10cm2와 15×15cm2 조사야에 대하여, 축외선량비들은 0.008-0.023과 0.011-0.028을 각각 얻었다. 또한 1 mmPb의 차폐비들은 0.868-0.888과 0.807-0.842을 각각 얻었다. 이 결과들은 방사선치료 조사야 바깥에 위치한 위험장기들을 보호하기 위한 자료를 제공한다.

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.

방사선을 조사한 시료를 가열하면 시료로부터 흡수된 에너지의 일부가 더 긴 파장의 빛으로 방출되는 것을 이용한 것이 열형광선량계이다. 본 연구의 목적은 피폭선량계로 널리 이용되는 8개의 TLD-100에 동일한 조건에서 열처리와방사선을 조사하여 자기장을 노출하지 않은 4개와 자기장에 노출시킨 4개를 글로우 곡선을 분석 하였다. 실험 결과방사선 조사로 포획된 전자가 자기장 노출에 의해 낮은 트랩의 전자들 중 일부는 가전자대의 정공과 결합하여 48%의피크 면적이 감소하였다. 낮은 트랩의 면적 감소로 인하여 자기장에 노출된 TLD-100은 낮은 선량을 나타내었다. 또한 낮은 트랩의 활성화 에너지는 1.6 eV와 1.5 eV로 나타났다.

이 연구의 목적은 6 MV 광자 빔에 대한 광자극형광나노닷선량계(OSLnD)의 교정을 조사하는 데 있다. OSLnD의 선량반응 분석으로부터 선형 및 비선형 교정의 선량범위들은 결정을 하였다. 교정 및 교정식의 정확성을 평가하기 위하여 교정 및 품질관리선량계의 세트들은 만들어서 사용하였다. 교정들은 각각 0~300 cGy 및 20~1300 cGy 선량범위에서 선형 및 비선형적으로 수행하였다. 교정의 오차들은 선형 및 비선형 교정에 대하여 품질관리선량계들의 측정으로부터 각각 0.1% 이하로 얻었다. 이 연구는 6 MV 광자 빔에 대한 OSLnD의 교정식을 제공한다.

고 에너지 방사선의 이용과 치료 계획의 발전이 이루어지면서 치료방사선에서 선량 측정의 중요성은 더욱 부각되고 있다. 이러한 선량 측정을 위한 검출기에는 이온 전리함, 필름, 열형광선량계, 다이오드 등이 있다. 이중, 다이오드 검출기는 입사되는 방사선에 의하여 전기적인 신호를 생성하는 광도전체 물질을 사용하는데, 이러한 광도전체 물질에 대해서 최근 많은 연구 그룹들이 관심을 가지고 있다. 하지만, 방사선 치료 영역에서만은 실리콘(Si) 이외에 물질에 대한 연구 결과가 활발히 도출되고 있지 않은 실정이다. 본 논문에서는 광도전체 물질의 고 에너지 방사선에 대한 반응 특성을 확인함으로써 선량계로의 적용 가능성을 검증하고자 하였다. 요오드화수은(HgI2)과 요오드화납(PbI2)을 기반으로 하는 검출기를 제작하여, 선형가속기에서 입사되는 고 에너지 방사선에 대하여 재현성, 선형성, Pulse rate response를 평가하였다. 이러한 항목들은 치료방사선의 선량계로써의 역할을 평가할 수 있는 필수 요소들이다. 실험 결과, 제작된 요오드화수은(HgI2)은 약 7% 내외의 재현성과 선형성 오차를 나타내었으며, 요오드화납(PbI2)은 1.7%의 선형성 오차와 12.2%의 재현성 오차를 가지는 것으로 확인되었다.

개인피폭선량계인 열형광선량계(TLD)와 광자극형광선량계(OSLD)를 진단방사선 영역에서 사용할 때 에너지와 조사 횟수, 투시촬영 시간, 산란선 노출 일 수 등에 따라 측정값이 차이가 있는지를 상대비와 상대비 간격으로 알아보았다. 에너지에 따라서는 TLD의 상대비(1.81±0.41)가 OSLD의 상대비(1.40±0.26)보다 높았고, 조사 횟수에 따라서는 TLD의 상대비(2.10±0.10,)보다 OSLD의 상대비(2.33±0.09)가 더 높았다. 투시촬영 시간에 따른 상대비와 산란선 노출일수에 따른 상대비는 두 선량계가 유의한 차이가 없었으나 산란선 노출일수에 따른 상대비의 간격이 0.2 이내로 나타나 직접선의 상대비 간격보다 좁았다. 이는 직접선의 측정결과보다 산란선의 측정에 있어 TLD와 OSLD의 결과값에신뢰가 높다고 할 수 있다. 따라서 방사선 피폭상황에 따라 선량계 간에 상대비가 다소 차이가 날 수 있음을 인지하고,경우에 따라서는 두 가지 선량계를 이용하여 교차평가를 함으로써 선량 측정 결과값에 대한 신뢰성을 높일 수 있을 것이다.

최근 설치되어 운영되어지고 있는 PET-MRI는 자기장과 방사선을 함께 사용하고 있다. 방사선 작업종사자는 대부분 개인피폭선량계로 열형광선량계(TLD)를 착용하고 있고, TLD는 자기장과 방사선 영향을 동시에 받는다. 본 연구에서는 36개의 TLD에 동일 선량의 X-선을 조사하고, 자기공명영상장비의 자기장 세기가 5000 Gauss 정도인 위치에 1시간 단위로 8시간 동안 노출시킨 32개의 TLD와 자기장에 노출되지않은 4개의 선량변화를 확인하였다. 측정 결과 자기공명영상장비에 부착된 TLD의 피폭선량은 노출시간에 따라 불규칙한 선량 변화를 나타내었다. 따라서 자기공명영상장비 환경에서 선량변화가 작은 열형광선량계의 개발이 요구되어진다.

이 연구의 목적은 일반방사선촬영에서 입사표면선량에 대하여 나노도트선량계의 측정값과 Non Dosimeter Dosimetry-Method(NDD-M)의 계산값과 비교 평가하는 데 있다. 입사표면선량들의 측정과 계산은 두부(AP), 복부 (AP), 골반(AP), 흉추(AP)와 요추(AP)에 대하여 수행하였다. 결과로서, 계산값에 대한 측정값의 상대비들은 각 부위 에 대하여 1.5-2.1을 얻었다. 재현성은 변동계수로서 0.035를 얻었다.

이 연구의 목적은 진단방사선촬영에서 환자의 피부선량을 측정하는 나노도트선량계의 에너지의존성에 대한 보정인 자들을 구하는 것이다. 보정인자들은 랜다우어사에서 제공한 팬텀 정에 관한 X-선에 상대적인 선량계의 에너지반응 그래프와 로사도 등이 발표한 IEC의 RQR 표준방사선 품질들에 대한 평균에너지 값들을 사용하여 구하였다. 결과들은 관전압 40-150 kVp에서 1-1.33의 보정인자들을 나타냈다. 얻어진 보정인자들은 각 관전압에서 정확한 피부선량 측 정을 위하여 임상에 사용하는데 유용할 것으로 생각된다.