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고선량에 대한 광자극발광선량계의 방사선 민감도 변화 연구

Changes of Optically Stimulated Luminescence Dosimeter Sensitivity with High Dose

Progress in Medical Physics = 의학물리, v.27 no.2, 2016년, pp.98 - 104  

한수철 (과학기술연합대학원대학교 방사선종양의과학) ,  김금배 (과학기술연합대학원대학교 방사선종양의과학) ,  최상현 (한국원자력의학원 방사선기기부) ,  박승우 (한국원자력의학원 방사선기기부) ,  정해조 (과학기술연합대학원대학교 방사선종양의과학) ,  지영훈 (과학기술연합대학원대학교 방사선종양의과학)

초록
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본 연구는 고선량으로 인한 광자극발광선량계의 방사선 민감도 변화에 관하여 분석하기 위하여 60-Co 감마선에서 상용화된 광자극발광선량계(Landauer, Inc., Glenwood, IL)를 이용하였다. 고선량으로 인한 방사선 민감도 변화를 분석하기 위하여 한번도 사용하지 않은 소자들을 이용하여 상대적 방사선 민감도 변화 경향을 확인하였으며, 7번째까지 3% 정도 증가하다가 그 이후 1 Gy의 조사 횟수에 따라 0.35%씩 감소하는 것을 확인하였다. 그리고 30회까지 조사하였을 때 7% 감소하였다. 고 선량을 받은 소자들의 경우, 15 Gy가 조사된 그룹은 한번도 사용하지 않은 소자들의 방사선 민감도에 비해 6% 감소하였으며, 30 Gy가 조사된 그룹은 12% 감소하였다. 감소되는 경향은 지수함수에 곡선 맞춤 하였다. 고선량을 받은 소자들을 다시 재 사용할 경우 측정에 대한 큰 불확도를 가지고 있으며, 이를 인지 하고 소자에 대한 조사 이력 관리를 하면서 사용해야 할 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We investigated the effect of high dose on the sensitivity of optically stimulated luminance dosimeters (OSLDs) on Co-60 gamma rays and used a commercial OLSD (Landauer, Inc., Glenwood, IL). New OSLDs were chosen arbitrarily and were irradiated with 1 Gy repeatedly. We confirmed the change in the ra...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 누적선량뿐만 아니라 고선량이 조사된 광자극 발광선량계의 재사용에 대한 가능성을 평가하기 위하여, Co-60 감마선을 이용하여 누적선량 및 고선량이 조사된 소자들의 방사선 민감도 변화를 비교분석하였다.
  • 1). 표본추출을 통하여 실험에 사용된 소자들의 방사선 민감도 차이를 최소화함으로써 고선량으로 인하여 발생하는 방사선 민감도 변화에 대하여 신뢰성 있는 결과를 얻기 위함이다. 표본 추출된 소자들을 대상으로 다음과 같이 진행하였다.

가설 설정

  • 6-15) 누적선량으로 인한 방사선 민감도 변화 연구는 Jursinic에 의해 수행되었으며, 50 Gy 선량을 조사하여 20 Gy의 누적선량까지 방사선 민감도는 유지되며, 그 이상의 선량에서는 10 Gy당 약 4%의 방사선 민감도 변화가 있음을 보고하였다. 그리고 이와 같은 누적선량으로 인한 방사선 민감도의 변화는 다이오드에서 발생하는 방사선손상(Radiation damage)와 유사한 현상이라고 가정하였다.1) 방사선손상은 체내 선량계들(in-vivo dosimeters) 중 실리콘 반도체를 이용하는 다이오드(diode)와 금속 산화막 반도체 전장효과 트랜지스터(MOSFET: metal oxide semiconductor field effect transistor)에서 나타나게 되는 현상으로, 다이오드의 경우 N 타입이 P 타입에 비해 누적선량으로 인한 방사선 민감도 감소영향을 많이 받는다고 보고 되고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
광자극발광선량계의 장점 및 특징은? 광자극발광선량계(OSLD: Optically Stimulated Luminescence Dosimeter)는 열을 이용하지 않고도 간편하게 선량 측정이 가능하다는 장점을 가지고 있으며, 플라스틱 홀더로 싸여 있어 쉽게 소자를 다루거나 보관할 수 있는 특성을 가지고 있다. 뿐만 아니라 칩 형태를 가지고 있어 막대 형태의 유리선량계에 비해 피부선량 측정이 용이하고, 소자의 작은 사이즈는 정위조사면(stereotactic fields)이나 세기조절방사선치료(IMRT: Intensity-Modulated Radiation Therapy)와 같은 매우 작은 조사면에서 선량측정이 용이하다.1) 이런 장점들로 인하여 의료방사선의 선량측정 및 평가에 이용되고 있다.
OSLD의 방사선 민감도(radiation sensitivity)는 어떤 단점을 지녔는가? 그러나 OSLD의 방사선 민감도(radiation sensitivity)는 다른 방사선 측정 소자에 비하여 누적선량에 대하여 의존성을 가지고 있어, 재사용에 대하여 제한적이며, 짧은 수명을 가지는 단점을 가지고 있다. 임상에서 사용되고 있는 OSLD의 제조사는 누적선량이 10 Gy까지 사용할 것을 권고하고 있으며, 그 이상의 선량에 대하여 사용할 경우, 측정에 대한 불확도가 증가하게 되는 것을 보고 하고 있다.
광자극발광선량계는 어디에 이용되고 있는가? 뿐만 아니라 칩 형태를 가지고 있어 막대 형태의 유리선량계에 비해 피부선량 측정이 용이하고, 소자의 작은 사이즈는 정위조사면(stereotactic fields)이나 세기조절방사선치료(IMRT: Intensity-Modulated Radiation Therapy)와 같은 매우 작은 조사면에서 선량측정이 용이하다.1) 이런 장점들로 인하여 의료방사선의 선량측정 및 평가에 이용되고 있다. 예를 들어 전피부전자선조사(TSEI: Total Skin Electron Irradiation)에서 OSLD를 이용하여 조사 전 선량을 검증하였으며,2) 직장암 방사선 치료 환자를 대상으로 OSLD를 이용하여 환자의 피부선량을 측정하였다.
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참고문헌 (16)

  1. Jursinic PA: Characterization of optically stimulated luminescent dosimeters, OSLDs for clinical dosimetric measurements. Med. Phys. 34(12):4594-4604 (2007) 

  2. Bao Qunan, Hrycushko Brian, Dugas Joseph P, Hanger Frederick H and Solberg Timothy D: A technique for pediatric total skin electron irradiation. Radiation Oncology. 7:40 (2012) 

  3. Im In-Chul , Yu Yun-Sik, Lee Jae-Seung: Measurement of skin dose for rectal cancer patient in radiotherapy using optically stimulated luminescence detectors(OSLDs). Journal of radiation protection. 36(2): 86-92 (2011) 

  4. Lee Jeong-Ok, Lee Jae-Seung, Jeong Dong-Hyeok: Measurement of tumor dose using Optically stimulated luminescence detectors(OSLDs). Journal of radiation protection. 36(3):160-167 (2011) 

  5. Kim Jong-Eon, Im In-Chul, Min Byung-In: Measurement of the skin dose of patient using the optically stimulated luminescent dosimeter at diagnostic radiography. The Journal of the Korea Contents Association. 11(9): 437-442 (2011) 

  6. Jursinic PA: Changes in optically stimulated luminescent dosimeter (OSLD) dosimetric characteristics with accumulated dose. Med. Phys. 37(1):132-140 (2010) 

  7. Mrcela I, Bokuli'c T, Izewska J, et al: Optically stimulated luminescence in vivo dosimetry for radiotherapy: physical characterization and clinical measurements in 60Co beams. Phys. Med. Biol. 56(18): 6065-6082 (2011) 

  8. Omotayo AA, Cygler JE, and Sawakuchi GO: The effect for different bleaching wavelengths on the sensitivity of Al2O3:C optically stimulated luminescence detectors (OSLDs) exposed to 6MV photon beams. Med. Phys. 39(9):5457-5468 (2012) 

  9. Su Chul Han, Sang Hyoun Choi, Seungwoo Park, et al: Evaluation of dosimetric characteristics of rproducibility, lnearity and dose dependence of optically stimulated luminescence dosimeters in Co-60 gamma- rays. Korean Jouranl of Medical Physics 25(1):31-36 (2014) 

  10. Lye J, Dunn L, Kenny J, et al: Remote auditing of radiotherapy facilities using optically stimulated luminescence dosimeters. Med. Phys. 41(3):032102-1-10 (2014) 

  11. Viamonte A, da Rosa LA, Buckley LA, A Cherpak A, Cygler JE: Radiotherapy dosimetry using a commercial OSL system. Med. Phys. 35(4):1261-1266 (2008) 

  12. Yukihara EG and McKeever SW: Optically stimulated luminescence (OSL) dosimetry in Medicine, Phys. Med. Biol. 53(20):351-379 (2008). 

  13. Kim DW, Chung WK, Shin DO, et al: Dose response of commercially available optically stimulated luminescent detector, A2O3:C for megavoltage photons and electrons. Radiat. Prot. Dosim. 149(2):101-108 (2012) 

  14. Endo A, Katoh T, Kobayashi I, Joshi R, Sur J, and Okano T: Characterization of optically luminescence dosimeters to measure organ dose in diagnostic radiology. Dentomaxillofac Radiol. 41(3): 211-216 (2012). 

  15. Al-Senan RM, Hatab MR: Characteristics of an OSLD in the diagnostics energy range. Med. Phys. 38(7):4396-4405 (2011) 

  16. IAEA Human health report No.8: Development of procedures for In vivo Dosimetry in Radiotherapy (2013) 

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