The purpose of this study was to investigate radiation dose sensitivity due to displacement of human extremities in the water bolus box on radiation therapy. Water bolus box and human thigh with femur bone were constructed in computerized radiation therapy planning system to verify the absorbed dose. Two 6MV X-ray beams were irradiated bilaterally into water bolus box and then radiation dose were calculated each situation at displacement of middle axis of thigh from the center in water bolus box to right and left direction. Absorbed dose of thigh and femur bone increased by the distance of displacement. The maximum dose of thigh even increased 20% over than prescribed dose. This is in contrast to conventional concept of dose distribution in water bolus box. Based on this result, displacement of body site in the water bolus box have to be averted during radiation therapy.

플라스틱 섬광체와 상용 50 mm, f1.8 렌즈 및 고감도 CMOS 카메라를 사용하여 방사선치료 시 흡수선량을 측정할 수 있는 광 도시메트리 시스템을 구축하였다. 아울러 촬영된 방사선 분포 영상에 대한 비네팅 보정, 기하학적 왜곡 보정, 스케일 보정을 통하여 화소값으로 선량을 교정하는 절차를 확립하였다. 개발된 광 도시메트리 시스템을 6 MV 의료용 선형가속기에 대하여 선량 특성 평가를 수행한 결과, 심부선량백분율은 이온챔버로 측정한 결과에 비하여 빌드 업 깊이 이상에서는 오차 범위 2% 이내로 일치하였으며, 90% 조사야에 대하여 2.8%의 평탄도가 측정됨에 따라 방사선치료선량 측정 시스템으로서의 충분한 활용가능성을 확인하였다.

방사선 치료 시 환자는 부득이하게 산란선과 누설선에 의한 2차 방사선 피폭을 받게 된다. 진단용 방사선의 경우 진단참조준위로 환자의 피폭을 줄이기 위한 가이드라인을 제시하고 있지만 치료용 방사선의 경우 2차 방사선에 의한 피폭선량이 상당함에도 불구하고 상한치 설정 시 치료 효과의 저감을 이유로 선량을 제한하지 않고 있다. 이에 본 연구는 선형가속기를 이용한 방사선 치료 시 원거리 조직에서 환자가 받을 수 있는 2차 방사선을 형광유리선량계로 측정하였으며 형광유리선량계의 빌드업 특성에 따른 형광량의 포화도를 측정하였다. 연구 결과 조사야 경계로부터 거리가 멀어질수록 피폭선량은 급격히 줄어들었으며, 두부 1 Gy 조사 시 경부 18.45 mGy, 경부 1 Gy 조사 시 두부 15.55 mGy, 흉부 1 Gy 조사 시 경부 14.26 mGy, 골반 1 Gy 조사 시 흉부 1.14 mGy로 피폭되었다. 형광량의 포화도는 판독시점에 따라 1.8 ~ 4.8% 정도 과대평가 될 수 있음을 확인하였다.

본 연구는 EBT3 필름을 이용하여 감마나이프 퍼펙션 모델의 3차원적인 선량분포 측정하고 기준값과 비 교 분석하여 표준화된 측정방법의 기초로 활용하고자 한다. 2개 종합병원에 설치된 감마나이프 퍼펙션 모 델의 선량 분포를 EBT3 필름을 이용하여 정확도와 정밀도를 평가하였다. 정확도 평가를 위해 4 ㎜ 콜리메터를 사용하여 기계적인 중심축과 선량중심축의 일치도를 측정하였다. A병원 0.098 ㎜, 0.195 ㎜ 이며 B 병원 0.229 ㎜, 0.223 ㎜ 로 허용 오차 0.3 ㎜ 이하로 측정되었다. 정밀도 평가는 4, 8, 16 ㎜ 콜리메터(collimater) 각각의 x, y, z 3차원면 에서의 반치폭(FWHM : Full Width at Half Maximum)을 이미지-제이 프로그램을 이용하여 평가하였다. A 병원은 –0.283∼0.583 ㎜, B 병원은 –0.857∼ 0.810 ㎜로 50%선 ± 1 ㎜ 이하의 기준에 적합하였다. 이미지−제이 프로그램을 이용한 선량 분포 분석의 경우 측정자 간의 오차가 발생 가능함으로 측정점에 대한 명확한 기준을 확립할 필요가 있으며, 감마나이프 방사선 수술이 시행되어지는 고선량 영역에서 사용 가능한 선량영역이 높은 필름을 이용한 치료계획과 실제 치료 조사면의 비교가 필요하다고 생각된다.

꿈의 암치료기라고 불리는 중입자 치료는 환자의 암세포에 입사하여 암세포만을 사멸하고 사라지는데 이때 중성자 및 감마선이 발생되어 치료실 내 영상장비, 그 밖의 전자장비에 영향을 미치게 된다. 중입자 치료시설을 구축하기 위해서는 약 2,000억 원 가량의 예산이 필요하며 구축기간도 5년 이상 소요된다. 따 라서 구축 전 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 치료실 내 선량 분포에 대해 관찰하여 적절한 대비를 하 는 것이 중요하다. 본 연구에서는 몬테카를로 시뮬레이션 툴인 FLUKA를 이용하여 중입자 치료 시 치료실 내 선량분포에 대해 알아보았으며 1분 치료 시 치료실 내에는 약 0.1 mSv에서 2 pSv 정도의 영향이 있을 것으로 파악되었다.

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.

감마나이프 방사선수술(GKRS)의 높은 정밀도와 정확성은 치료 성공을 위한 기본 요건이다. 방사선의 급격한 감소와 함께 정교한 방사선 전달 및 선량 기울기가 임상적으로 적용되어야 하므로 방사선량 측정 및 기하학적 정확성을 보장하고 감마나이프 방사선수술에서 발생할 수 있는 모든 위험 요인을 줄이기 위해서는 전용 정도관리(QA) 프로그램이 필요하다. 본 연구에서는 독립적인 검증 프로그램 가변 타원체 모형화기술(Variable Ellipsoid Modeling Technique: VEMT)을 적용해서 감마나이프 치료계획 시스템 렉셀 감마플랜의 알고리즘에 사용된 단일 샷 선량 분포의 정확성을 검증하였다. 감마나이프 퍼펙션(PFX)에 장착한 직경 160 mm의 구형 ABC 팬텀에 조사한 단일 샷의 선량 분포를 평가했다. 단일 샷의 조사는 ABC 팬텀의 중심으로 향하게 하여 x, y 및 z 축을 따라 4, 8 및 16 mm 크기의 시준기 배치가 고려되었다. 감마나이프 방사선수술에서 사용되는 감마나이프 퍼펙션 치료계획 시스템은 렉셀 감마플랜(LGP) 버전 10.1.1이 사용되었다. VEMT의 검증을 통해서 감마나이프 방사선수술의 정확성은 배가 될 것이다. 그래서 VEMT 검증 후 감마나이프 방사선수술의 정확성과 정밀성을 토대로 임상 적용이 최종적으로 수행되어야 한다. 특히 환자의 머리가 직경 160mm의 구형으로 시뮬레이션된 조건에서 50% 등선량 높이 수준의 너비, 즉 최대반값폭(FWHM)이 검토되었다. VEMT를 통해 예측된 x, y, z 축의 선량 분포에 관한 모든 데이터는 4 mm 및 8 mm 시준기 배치에 대해 z 축을 따라 최대반값폭과 반그늘(PENUMBRA)의 약간의 차이점을 제외하고는 사양 내(등선량 50%에서 1 mm 이내)에서 LGP의 선량 분포와 훌륭하게 일치했다. 최대반값폭의 최대 불일치는 모든 시준기 배치에서 2.3% 미만이었다. 반그늘의 최대 불일치는 z 축을 따라 8 mm 시준기에 대해서 0.07 mm로 주어졌다. VEMT와 LGP로 얻은 선량 분포에서 최대반값폭과 반그늘의 차이는 감마나이프 방사선수술에서 임상적 유의성을 부여하기에는 너무 작았다. 이 연구의 결과는 전 세계 감마나이프 방사선수술에 관련된 의학물리학자를 위한 참고 자료로 활용될 수 있으리라 사료된다. 따라서 우리는 LGP의 결과물에 대한 독립적인 검증방법 VEMT를 포함하는 정기 예방정비 프로그램을 통해 결정된 모든 시준기 배치에 대한 선량 분포의 유효성을 확인하고 감마나이프 방사선수술 환자에게 임상적으로 완벽한 치료를 보장할 수 있다. 그래서 VEMT의 활용은 시스템을 안전하게 검증하고 운영할 수 있는 정도관리의 한 부분이 될 것으로 기대한다.

방사선 치료시 최근 많이 쓰이고 있는 IMRT, Tomotherapy, mArc(modulation arc therapy)의 치료법을 선량 적인 측면에서 상호 비교하고자 한다. 비소세포성 폐암의 환자를 대상으로 하여 치료계획용적에 58.0 Gy를 처방선량을 기준으로 설정하였으며 주변 정상장기는 척수, 식도, 간을 설정하였다. PTVmean는 mArc의 경 우 57.60 Gy, Tomotherapy가 61.04 Gy, IMRT는 58.95 Gy이었다. 식도(Esophagus)의 평균선량은 mArc가 2.84 Gy였고, Tomotherapy가 5.14 Gy, IMRT가 1.84 Gy로 나타났다. 간(Liver)은 mArc는 19.44 Gy, Tomotherpy가 12.22 Gy, IMRT는 21.97 Gy이었고 척수(Spinal Cord)은 mArc 5.72 Gy, Tomotherapy가 7.08 Gy, IMRT는 6.15 Gy로 측정되었다. 또한, 선량포함도와 선량체적곡선 등의 자료를 관찰해 본 결과 mArc와 Tomotherapy 그리 고 IMRT의 결과와 현저한 차이를 보이지는 않았다. 하지만, 본 연구는 폐암이라는 질환으로 한정하였었고 실험군의 수가 적은 단점을 가지고 있으므로 좀 더 많은 질환과 환자를 대상으로 연구를 폭넓게 진행 한다 면 환자 맞춤형 치료기법을 개발하여 적용될 것으로 사료된다.

본 연구에서는 CSI 치료시 Standard Technique과 Simple Technique을 비교하여 조사야 접합부의 고선량(ho t spot) 또는 저선량(cold spot)이 발생되는 부위의 체적을 분석하고 이에 따른 방사선 치료 유용성을 평가 하고자 한다. 연구 목적에 동의한 환자를 대상으로 CT Simulator를 이용하여 환자의 두개부에서 골반부 까 지 영상을 획득하였다. Standard Technique 의 경우 조사야 접합부의 이동을 실시하며 Simple Technique은 접합부에서 조사야를 고정하여 치료계획을 수립 후 분석하였다. 분석결과 Standard Technique의 경우에는 조사야 접합부분에 대한 고선량(hot spot)의 영역이 발생 되었으며, Simple Technique은 Standard 기법 보다 선량이 균등하게 나타났다. Standard Technique 과 Simple Technique의 CI 지수는 각 1.6∼3, 1.6∼1.87, CN의 경우는 0.32∼0.53, 0.46∼0.51, HI는 0.11∼0.33, 0.2∼0.26의 분포를 나타났다. 즉, 인접 조사야가 접합하는 조사야 부분의 선량 분포는 Standard Technique에 비해 균등하게 나타났으며, CI, CN, HI 지수를 비교한 결 과 Simple Technique에서 균등한 선량 분포가 나타나 CSI 치료에서 Simple Technique의 적용은 적합하다고 판단된다.

이 연구는 금속쐐기필터를 대신하여 동적쐐기필터를 사용할 수 있을지에 대한 적정성 평가에 관한 것이다. 선형가속기에서 발생되는 엑스선 에너지는 6 MV, 10 MV로 상용화되어있다. 금속쐐기필터의 15°, 30°, 45°, 60°에 각각 100, 200, 300, 400, 500, 600 선량율(MU/min)로 48번 조사하였고, 동적쐐기필터와의 비교를 위해 같은 조건으로 총 96번 조사하였다. 측정조건은 선원필름간 거리 100cm, 조사면 10×10cm 로 측정하였다. 현상된 필름을 스캔하여 선량분석프로그램으로 교정 후 분석하였고, 표준편차를 구해 선량율을 비교하였다. 동적쐐기필터는 선량, 산란선 및 치료시간을 감소시키며, 환자에 조사되는 선량이 적어 매우 유용하다. 동일한 조건에서 선량율에 따른 오차는 연관성이 없으므로 환자의 상황에 따라 고선량율의 치료를 사용하는 것도 가능할 것으로 생각된다.

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.

전림프계의 방사선치료시 선형가속기와 토모테라피를 이용하여 치료계획 수립 시 유용성을 확인하였다. 실험에 동의한 실험대상자 15명(남: 7명, 여: 8명)의 모의치료영상을 Somatom Sansation Open 16 channel으로 획득하여 이를 각각 의료용 선형가속기 치료계획 장치와 토모테라피 치료계획 장치로 전송하고 종양체적과 정상조직(전체 폐, 척수,우측신장, 좌측신장)을 구분하여 종양조직에 750 cGy를 설정하여 종양조직의 선량 적합성, 정상조직의 선량흡수정도,선량분포양상 그리고 선량체적곡선을 비교하여 평가하였으며 SPSS Ver. 18.0을 이용하여 대응표본검정을 실시하였다. 종양의 흡수선량 측정결과 토모테라피의 경우 751.0 ± 4.7 cGy, 선형가속기는 746.9 ± 14.1 cGy의 선량을 보였으며 이는 통계적으로 유의하지 않았다(p>0.05). 정상조직의 경우 전체 폐, 척수, 우측신장, 좌측신장에 입사되는 평균 방사선량은 토모테라피가 선형가속기보다 다소 낮은 방사선 흡수량을 보였다. 선량체적곡선에서 종양조직 및 정상조직 모두 적합한 양상을 보였다. 즉, 종양 및 정상조직의 선량흡수정도, 선량분포양상, 선량체적 곡선을 살펴본 결과모두 적합한 치료효과비를 보인 것으로 판단되며 토모테라피 치료가 다소 높은 치료효율을 보였다. 토모테라피를 이용한 치료는 폐쇄형 치료공간과 긴 치료시간의 단점이 있기 때문에 오랜시간 자세재현이 불가능한 환자의 경우, 제한적으로 선형가속기 치료를 실시하여도 무방할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 ALOKA PDM-117(X-ray 측정용 선량계)선량계를 이용하여 구내방사선 촬영기에서 발생하는 방사선에 대하여 거리의 변화에 따른 선량분포를 3차원으로 측정하였다. 구내 방사선촬영에 있어서 XCP 필름 유지기구 (XCP-DS FIT)를 사용하여 영상을 얻는 경우 방사선의 선량 분포는 변할 수 있고 이것은 방사선영상과 환자피폭에영향을 미치게 된다. 따라서 위치에 따른 선량을 표준화하여 XCP 필름 유지기구 사용 유무에 따른 선량과의 관계를알아볼 필요성이 있다. 본 연구에서는 측정된 3차원 선량분포를 통하여 등각촬영시 얻을 수 있는 최적의 영상과 동일한 선량을 얻기 위한 조사시간과 거리와의 관계 및 선량분포의 모서리 퍼짐 현상에 대한 결과를 정량적으로 측정하였다. 거리가 증가함에 따라 중심 선량은 감소하였지만 조사통 가장자리 부분의 방사선 퍼짐은 증가하는 경향을 보였다. 이것은 XCP 필름 유지기구를 사용하는 경우에 선속 가장자리 부분에서 방사선의 선량이 퍼지는 경향을 보이기때문이므로 환자의 병소이외의 부분에 대한 피폭에 주의를 기울여야 함을 정량적으로 확인 하였다. 본 연구의 결과는품질 좋은 치아영상을 얻고, 환자의 피폭선량을 줄이는데 매우 유용하게 사용되어 질 수 있을 것으로 사료된다.

세기조절방사선치료(intensity modulated radiation therapy ; IMRT)는 주변 정상장기 선량을 최소화하면서 종양에 집중적으로 고선량을 조사할 수 있는 장점으로 인하여 최근 그 사용이 급격히 증가하고 있다. 기능강화 동적쐐기 (enhanced dynamic wedge; EDW) 사용 시 기하학적 변화에 따른 Mapcheck에서의 선량분포를 측정 평가하고자 한다. Clinac ix에서 IMRT를 이용하여 EDW angle(10˚, 15˚, 20˚, 25˚,30˚, 45˚, 60˚), field size(asymmetric field),depth 변화(1,5 cm, 5 cm)에 따른 선량분포를 검증하기 위해 Mapcheck위에 고체팬텀을 올려놓고 6 MV, 10MVX-ray로 100MU를 조사하였다. 6MV, 10MV의 에너지를 사용하여 기하학적변화에 따라 최대선량깊이(1.5 cm)와 5cm 깊이에서 심부 선량백분율(percentage depth dose; PDD)은 치료계획장치에서 계산한 값의 차이가 최대 0.6%로 1%미만의 값으로 나타났다. 심부선량백분율은 조사야 중앙에서 최대선량깊이의 선량을 100%로 보았을 경우, 2.4%에서 7.2%의 범위에 있다. 또한 심부선량백분율 차이의 최대값은 Y2-OUT 방향에서 4.1%로 나타났고 Y1-IN 방향으로 1.7%로 나타났다. 동적쐐기를 사용하여 환자를 치료할 경우, 조사야 주변부의 불필요한 피폭을 유발하여 산란되는선량을 줄이기 위하여 기능 강화 동적쐐기를 사용하는 것이 바람직할 것으로 사료된다. 특히 임상에서 환자를 치료할경우, 쐐기의 toe방향 선량이 heel방향 선량보다 높다는 것을 염두에 두고 치료를 수행해야 할 것으로 사료된다.