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문제 정의
- 이 이차 방사선은 치료실 출입이 잦은 방사선 작업 종사자에게 피폭의 가능성을 가져다 줄 것으로 생각된다. 본 논문에서는 양성자 치료 시 다량의 이차 방사선에 의해 발생할 수 있는 피폭으로 인해 방사선 작업 종사자에게 어느 정도 영향을 미치는지 알아보기 위해 이번 연구를 진행하였다.
- 이에 방사선 측정 시에 널리 이용되고 있는 열형광선량계(Thermoluminescent dosimeter, TLD)를 이용하여 양성자 치료실에서 근무하는 방사선 작업 종사자의 개인별 방사선 피폭 정도를 평가하고 이를 토대로 양성자 치료기를 다루는 방사선 작업 종사자들의 효과적인 피폭관리와 방사선 피폭선량에 관한 기초 자료를 제시하고자 한다.
제안 방법
- 그리고 방사선 작업 종사자의 작업 동선에 따른 공간적인 방사선량의 분포를 보기 위하여 빔 사출구의 임의의 A, B, C의 지점과 PPS (Patient Positioning System)의 임의의 지점 D, E, Pendant의 임의의 지점 F, 차폐체장의 임의의 지점 G, H, DIPS Console의 임의의 지점 I, J, 출입 통로의 임의의 지점 K까지 총 11곳에 열형광선랑계를 부착하고 일일 근무시간 8시간 동안 총 80시간 노출 시켜 각각의 평균 선량을 얻었다. 측정 기간 동안 일일 환자수와 일일 평균 선량은 전 실험과 동일하였다(Fig.
- 또한 양성자의 빔 라인 주변에서 발생하는 이차방사선의 신체부위별 피폭선량 분포를 알아보고자 본원의 양성자 치료실에서 근무하는 방사선 작업 종사자의 신체부위에 직경 3 mm의 정사각형 모양의 LiF 소재인 열형광선랑계를 부착하여 일일 8시간의 근무시간동안 유지하도록 하였고 총 80시간 측정하여 평균 데이터를 얻었다. 측정 기간 동안의 일일 평균 환자수는 9.
- 방사선에 노출된 모든 열형광선랑계의 분석은 TLDO Annealing Oven (Bildunterschrift, PWT)을 이용하였고 정확성을 높이고자 실험 전 4시간의 Annealing 과정을 거쳐 열형광선랑계의 백그라운드 선량을 측정하여 선량을 계산하였다. 판독에는 TLD Automatic Reader (Model 5500, Harshaw)를 이용하였다(Fig.
- 또한 양성자의 빔 라인 주변에서 발생하는 이차방사선의 신체부위별 피폭선량 분포를 알아보고자 본원의 양성자 치료실에서 근무하는 방사선 작업 종사자의 신체부위에 직경 3 mm의 정사각형 모양의 LiF 소재인 열형광선랑계를 부착하여 일일 8시간의 근무시간동안 유지하도록 하였고 총 80시간 측정하여 평균 데이터를 얻었다. 측정 기간 동안의 일일 평균 환자수는 9.4명, 에너지는 168 MeV, 2,043 MU, DIPS 촬영건수는 64건이었고 부착한 지점은 양쪽 외안각(Lateral Canthus), 목(7th C-Spine), 양쪽 유두점(Nipple), 배꼽(Umbilicus), 등(Scapula inferior angle을 이은 선의 1/2 지점), 양쪽 손목(Wrist)으로 하고 움직이지 않도록 단단히 가운 위에 고정시켰다. 외안각은 위치상 직접 붙이기에는 어려움이 있어서 가장 근접한 안경테에 부착하였다(Fig.
- 본원의 양성자 치료기(Proteus-235, IBA, Belgium)가 운영되는 치료실에서 2007년 3월부터 2012년 3월까지 근무한 방사선 작업 종사자를 대상으로 개인피폭 선량계인 열형광선랑계 뱃지를 이용해 개인 피폭현황을 정기적으로 측정한 기록지의 데이터를 이용했다. 피폭정도의 기준은 각 3개월간의 누적량을 통해 비교하였으며 기준 준위 이하 값은 제외하여 후임근무자의 3개월간의 피폭선량을, 선임근무자의 1년간 누적 피폭 선량을 통해 평균값을 구하였다(Fig. 1).
대상 데이터
- 본원의 양성자 치료기(Proteus-235, IBA, Belgium)가 운영되는 치료실에서 2007년 3월부터 2012년 3월까지 근무한 방사선 작업 종사자를 대상으로 개인피폭 선량계인 열형광선랑계 뱃지를 이용해 개인 피폭현황을 정기적으로 측정한 기록지의 데이터를 이용했다. 피폭정도의 기준은 각 3개월간의 누적량을 통해 비교하였으며 기준 준위 이하 값은 제외하여 후임근무자의 3개월간의 피폭선량을, 선임근무자의 1년간 누적 피폭 선량을 통해 평균값을 구하였다(Fig.
- 방사선에 노출된 모든 열형광선랑계의 분석은 TLDO Annealing Oven (Bildunterschrift, PWT)을 이용하였고 정확성을 높이고자 실험 전 4시간의 Annealing 과정을 거쳐 열형광선랑계의 백그라운드 선량을 측정하여 선량을 계산하였다. 판독에는 TLD Automatic Reader (Model 5500, Harshaw)를 이용하였다(Fig. 7).
성능/효과
- 2) 그러나 전하를 갖지 않기 때문에 에너지가 작아도 전자구름을 관통하여 원자핵 가까이 도달하여 핵반응을 일으키는 것이 가능하다. 그 결과 2차적으로 생기는 방사선이 생성이 되는데 이로 인한 방사선 피폭의 문제가 발생할 수 있다.
- 그리고 방사선 작업 종사자의 작업 동선에 따른 공간적인 방사선량은 80시간 노출시킨 결과 빔 사출구의 A, B, C의 지점에서 평균 0.322, 0.256, 0.251 cGy PPS의 D, F 지점에서 평균 0.102, 0.09 cGy, Pendant의 F에서 평균 0.117 cGy, 차폐체장의 지점 G, H에서 평균 0.092, 0.08 cGy, DIPS Console의 지점 I, J에서 평균 0.08, 0.082 cGy, 출입 통로의 지점 K에서 0 cGy의 값을 얻었다. 결과적으로 빔 사출구에서 상대적으로 높은 선량이 나타났고 그 외의 지점에서는 비슷한 수준의 선량이 측정되었다(Table 4, Fig.
- 방사선 작업 종사자의 동선에 따른 공간적인 방사선량을 분석한 결과, 빔 사출구 주변부에서 많은 선량이 발생하기 때문에 양성자 빔이 조사된 후 빔 사출구 주변에서 작업 시에는 부득이한 방사선 피폭에 유의해야 한다는 것을 확인할 수 있었다. 이에 대해 빔 조사 후 시간적 간격을 두고 치료실을 출입하는 것이 피폭선량 감소에 도움이 될 것이며 또한 빔 조사 후 필드에 맞는 차폐체를 장착하기 위해 빔 사출구에 접근 시 차폐체에 잔존하고 있을 선량도 감소되어 방사선 작업 종사자의 피폭선량을 감소시킬 수 있을 것이다.
- 신체부위별 평균 피폭선량은 양쪽 외안각에서 0.059 mSv, 목(7번 경추)에서 0.073 mSv, 양쪽 유두점에서 0.030 mSv, 배꼽에서 0.023 mSv, 등(견갑골 상각을 이은 선의 1/2 지점)에서 0.012 mSv, 양쪽 손목에서 0.041 mSv으로 가장 많은 피폭량을 보인 곳은 목이었고, 가장 적은 피폭량을 보인 곳은 등으로 나타났다(Table 3, Fig. 9). 외안각과 유두점, 손목은 양쪽의 평균값으로 구하였다.
- 양성자 치료실에서 근무한 방사선 작업 종사자들의 분기별 평균 피폭선량과 연평균 피폭선량은 환자 수와 치료필드 수를 고려하더라도 국제 방사선 방어 위원회(International Commission on Radiological Protection, ICRP)에서 권고하는 분기별 한도 5 mSv, 연간 누적 한도인 50 mSv를 초과하지 않는 충분한 적정 수준이었다. 양성자 치료실에서 근무하는 방사선 작업 종사자의 신체부위별 평균 피폭선량을 분석한 결과 각 신체부위마다 피폭량이 서로 차이가 나는 것을 확인할 수 있었고 목과 외안각, 손목에서 상대적으로 많은 피폭량이 측정된 것으로 보아 신체부위로 판단해볼 때 치료 시각 필드마다 다른 차폐체(Brass)의 사용으로 인하여 양성자의 빔 사출구 근처에서 차폐체를 장착하면서 손이 접촉되는 경우가 많기 때문이라고 생각된다.
- 양성자 치료실에서 근무한 방사선 작업 종사자의 개인 피폭현황을 위한 열형광선량계 뱃지의 피폭량을 조사한 결과 3개월의 피폭선량을 측정한 대상자에서 분기별 평균 0.174 mSv으로 나타났고 1년간의 누적 피폭 선량 측정 대상자에서 연평균 0.543 mSv로 나타났다(Table 1, 2, Fig. 8).
후속연구
- 이번 연구에 사용된 개인 피폭 선량계인 LiF 소재의 TLD는 민감성이라는 감도측면에서 부족한 면이 있다. 또한 양성자 치료에서는 광자선 치료보다 고에너지를 사용하기 때문에 신체부위에서의 피폭량과 치료실 내의 공간적인 방사선량에 대해서 에너지 의존성을 고려했을 때 정확한 측정값인지 의문을 가질 수 있고 방향 의존성에 대한 오차가 있기 때문에 측정값을 절대적인 수치로 판단하기 보다는 상대적인 수치로 분석하는 자료로써 가치가 있을 것이다. 특히 방사선 감수성이 높은 장기들에게 미치는 피폭선량은 감도가 우수하고 절대적인 선량을 측정할 수 있는 선량계를 사용하여 추가 연구가 필요할 것으로 생각되며 방사선 작업 종사자의 피폭 관리에 있어서도 정확도가 높고 정밀한 측정이 가능한 개인 피폭 선량계의 사용에 대한 논의가 필요하다고 여겨진다.
- 이에 대해 빔 조사 후 시간적 간격을 두고 치료실을 출입하는 것이 피폭선량 감소에 도움이 될 것이며 또한 빔 조사 후 필드에 맞는 차폐체를 장착하기 위해 빔 사출구에 접근 시 차폐체에 잔존하고 있을 선량도 감소되어 방사선 작업 종사자의 피폭선량을 감소시킬 수 있을 것이다. 또한 치료실별로 하루 환자 수를 제한하여 치료실 출입 횟수를 조절하거나 정확한 환자 Setup으로 DIPS의 재촬영의 수를 줄이는 등의 방법도 피폭선량을 최소화할 수 있는 한 가지 대안이 될 것이다.
- 한 연구에 따르면 양성자 치료는 정상조직에 최소한의 선량만이 조사되지만 중성자에 의한 이차방사선이 영향을 미쳐 환자의 정상조직에 피폭이 발생할 수 있다는 연구도 있다. 물론 그 연구 결과에서 환자에게 미치는 선량은 크지 않아 영향은 크지 않을 것으로 판단되었지만 이에 관한 좀 더 많은 연구가 필요하다고 지적하고 있다.3) 또한 양성자 치료에서 치료 필드를 생성하고 정상조직을 보호하기 위해 사용되는 차폐체(Brass)에 양성자 빔이 조사되었을 때 중성자에 의한 상호작용으로 인해 생성되는 핵종의 수는 100 MeV에서 88개의 동위원소를, 230 MeV에서 258개의 동위원소를 생성하며 차폐체에 잔존하는 선량은 1시간 후에서야 1/50로 줄어든다는 연구결과도 보고되고 있다.
- 방사선 작업 종사자의 동선에 따른 공간적인 방사선량을 분석한 결과, 빔 사출구 주변부에서 많은 선량이 발생하기 때문에 양성자 빔이 조사된 후 빔 사출구 주변에서 작업 시에는 부득이한 방사선 피폭에 유의해야 한다는 것을 확인할 수 있었다. 이에 대해 빔 조사 후 시간적 간격을 두고 치료실을 출입하는 것이 피폭선량 감소에 도움이 될 것이며 또한 빔 조사 후 필드에 맞는 차폐체를 장착하기 위해 빔 사출구에 접근 시 차폐체에 잔존하고 있을 선량도 감소되어 방사선 작업 종사자의 피폭선량을 감소시킬 수 있을 것이다. 또한 치료실별로 하루 환자 수를 제한하여 치료실 출입 횟수를 조절하거나 정확한 환자 Setup으로 DIPS의 재촬영의 수를 줄이는 등의 방법도 피폭선량을 최소화할 수 있는 한 가지 대안이 될 것이다.
- 또한 양성자 치료에서는 광자선 치료보다 고에너지를 사용하기 때문에 신체부위에서의 피폭량과 치료실 내의 공간적인 방사선량에 대해서 에너지 의존성을 고려했을 때 정확한 측정값인지 의문을 가질 수 있고 방향 의존성에 대한 오차가 있기 때문에 측정값을 절대적인 수치로 판단하기 보다는 상대적인 수치로 분석하는 자료로써 가치가 있을 것이다. 특히 방사선 감수성이 높은 장기들에게 미치는 피폭선량은 감도가 우수하고 절대적인 선량을 측정할 수 있는 선량계를 사용하여 추가 연구가 필요할 것으로 생각되며 방사선 작업 종사자의 피폭 관리에 있어서도 정확도가 높고 정밀한 측정이 가능한 개인 피폭 선량계의 사용에 대한 논의가 필요하다고 여겨진다.
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