[논문]반도체 선량계, 일반 선량계, 유리 선량계를 이용한 입사표면선량 모델 제시에 관한 연구: 몬테카를로 시뮬레이션 기반의 PCXMC 2.0을 통한 유효선량과 발병 위험도의 비교분석을 중심으로

황준호; 이경배

doi:10.7742/jksr.2018.12.2.149

반도체 선량계, 일반 선량계, 유리 선량계를 이용한 입사표면선량 모델 제시에 관한 연구: 몬테카를로 시뮬레이션 기반의 PCXMC 2.0을 통한 유효선량과 발병 위험도의 비교분석을 중심으로
A Study on the Presentation of Entrance Surface Dose Model using Semiconductor Dosimeter, General Dosimeter, Glass Dosimeter: Focusing on Comparative Analysis of Effective Dose and Disease Risk through PCXMC 2.0 based on Monte Carlo Simulation 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.12 no.2, 2018년, pp.149 - 157

황준호 (경희대학교병원 영상의학과) , 이경배 (경희대학교병원 영상의학과)

초록
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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.

Abstract ▼ AI-Helper

One of the purposes of radiation protection is to minimize stochastic effects. PCXMC 2.0 is a Monte Carlo Simulation based program and makes it possible to predict effective dose and the probability of cancer development through entrance surface dose. Therefore, it is especially important to measure entrance surface dose through dosimeter. The purpose of this study is to measure entrance surface dose through semiconductor dosimeter, general dosimeter, glass dosimeter, and to compare and analyze the effective dose and probability of disease of critical organs. As an experimental method, the entrance surface dose of skull, chest, abdomen was measured per dosimeter and the effective dose and the probability of cancer development of critical organs per area was evaluated by PCXMC 2.0. As a result, the entrance surface dose per area was different in the order of a general dosimeter, a semiconductor dosimeter, and a glass dosimeter even under the same condition. Base on this analysis, the effective dose and probability of developing cancer of critical organs were also different in the order of a general dosimeter, a semiconductor dosimeter, and a glass dosimeter. In conclusion, it was found that the effective dose and the risk of diseases differ according to the dosimeter used, even under the same conditions, and through this study it was found that it is important to present an accurate entrance surface dose model according to each dosimeter.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 각각 다른 특성을 가진 반도체 선량계, 일반 선량계, 유리 선량계를 이용하여 입사 표면선량을 측정하고 몬테카를로 시뮬레이션 기반의 PCXMC 2.0으로 선량계에 따른 결정 장기의 유효선량과 발병 위험도를 비교분석하여 선량계 별로 정확한 입사표면선량을 결정할 수 있는 모델을 제시하고자 하였다.
^[15,21-23] 이는 사용한 선량계에 따라 유효선량과 암의 발병 위험도 모사의 결과가 다르게 나타난다는 것을 의미한다. 이에 본 연구는 선량계별로 유효선량과 암의 발병 위험도의 차이를 분석하여 정확한 입사표면선량 측정의 중요성과 각각의 선량계에 따른 입사표면선량 모델을 제시하고자 하였다.

제안 방법

PCXMC 2.0으로 선량계에 따른 부위 별 결정 장기의 발병확률을 분석하였다. 그에 따른 발병위험도는 두개부는 갑상선암, 흉부는 갑상선암, 간암, 폐암, 복부는 대장암, 간암, 위암, 방광암이었으며 암의 발병확률 또한 Unfors Raysafe ThinX, Piranha 657, 유리 선량계 순으로 차이가 났으며 입사표면 선량, 유효선량과 비례한다는 점을 알 수 있었다.
PCXMC 2.0을 통해 선량계에 따른 부위 별 결정 장기의 유효선량을 측정한 후 몬테카를로 시뮬레이션으로 부위 별 결정 장기에서 일어날 수 있는 발병 위험도를 분석하였다.
3. Through this program, effective dose, risk of disease, energy spectrum were analyzed.
선량계 별로 모든 부위에서의 입사표면선량을 측정하였다. 동일한 조건임에도 불구하고 입사표면선량은 Unfors Raysafe ThinX, Piranha 657, 유리 선량계 순으로 차이가 났다.
실험은 2017년 11월 1일부터 20일까지 A 대학병원의 Simens 사의 Fluorospot Compact Manual로 모델명 YSIO-2D 방사선 발생장치를 이용하여 20차례에 걸쳐 진행하였다. 팬텀은 Fig.
74에 따른 후방산란계수를 곱해주었다. 유리 선량계는 남아있는 잔존선량을 감산하여 선량을 산출하였다.
이를 토대로 PCXMC 2.0으로 부위 별 결정 장기의 유효선량을 분석하였다. ICRP의 보고서에 따른 결정 장기 중 실험부위와 관련된 결정 장기는 갑상선, 간, 폐, 대장, 위, 방광이었다.
흉부의 입사표면선량은 30번 촬영한 영상의 평균으로 구하였다. Wall 검출기에 팬텀을 Fig.

대상 데이터

1과 같은 조직등 가물질의 Rando Man Phantom (alderson research laboratories, USA)을 사용하였다. 실험부위는 두개부, 흉부, 복부로 하였다.
실험은 2017년 11월 1일부터 20일까지 A 대학병원의 Simens 사의 Fluorospot Compact Manual로 모델명 YSIO-2D 방사선 발생장치를 이용하여 20차례에 걸쳐 진행하였다. 팬텀은 Fig. 1과 같은 조직등 가물질의 Rando Man Phantom (alderson research laboratories, USA)을 사용하였다. 실험부위는 두개부, 흉부, 복부로 하였다.

데이터처리

유효선량과 미래의 발병 위험도는 Fig. 3(a)에 나타낸 몬테카를로 시뮬레이션 기반의 프로그램인 PCXMC 2.0을 이용하여 평가하였다. 또한 PCXMC 2.

이론/모형

, Japen)를 사용하였다. Piranha 657과 Unfors로 측정한 입사표면선량은 후방산란에 대한 영향을 고려해주기 위해서 ICRU Report No.74에 따른 후방산란계수를 곱해주었다. 유리 선량계는 남아있는 잔존선량을 감산하여 선량을 산출하였다.

성능/효과

001 mGy를 감산해주었다. 그 결과 입사표면선량 은 Piranha 657은 차례로 0.759 mGy, 0.335 mGy, 0.816 mGy, Unfors Raysafe ThinX는 0.795 mGy, 0.374 mGy, 0.934 mGy, 유리 선량계는 0.608 mGy, 0.312 mGy, 0.672 mGy로 나타났다.
0으로 선량계에 따른 부위 별 결정 장기의 발병확률을 분석하였다. 그에 따른 발병위험도는 두개부는 갑상선암, 흉부는 갑상선암, 간암, 폐암, 복부는 대장암, 간암, 위암, 방광암이었으며 암의 발병확률 또한 Unfors Raysafe ThinX, Piranha 657, 유리 선량계 순으로 차이가 났으며 입사표면 선량, 유효선량과 비례한다는 점을 알 수 있었다.
그에 따른 발병위험도는 두개부는 갑상선암의 발현으로 나타났으며 그 확률은 Piranha 657, Unfors Raysafe ThinX, 유리 선량계 차례로 1.88 × 10-4%, 1.96 × 10-4%, 1.50 × 10-4% 로 나타났다.
두개부의 결정 장기는 갑상선, 흉부는 갑상선, 간, 폐, 복부는 대장, 간, 폐, 위, 방광으로 나타났다. 두 개부의 결정 장기인 갑상선의 유효선량은 Piranha 657, Unfors Raysafe ThinX, 유리 선량계 차례로 0.762 mSv, 0.799 mSv, 0.611 mSv로 나타났다. 흉부의 결정 장기인 갑상선, 간, 폐의 유효선량은 Piranha 657, Unfors Raysafe ThinX, 유리 선량계 차례로 갑상선 0.
673 mGy로 나타났다. 정확한 입사표면선량의 산출을 위해 Piranha 657과 Unfors Raysafe ThinX는 두개부 1.47, 흉부 1.44, 복부 1.51의 후방 산란계수를 곱해 주었고 유리 선량계는 잔존선량 0.001 mGy를 감산해주었다. 그 결과 입사표면선량 은 Piranha 657은 차례로 0.
이러한 유효선량의 차이는 앞서 측정한 입사표면선량의 영향에 모두 비례하여 나타났다. 특히 복부의 결정 장기 중 방광의 유효선량은 다른 부위에 비해 선량계별 유효선량 차이가 두드러지게 나타났음을 알 수 있었다.

후속연구

본 연구는 몬테카를로 시뮬레이션을 이용해 변수를 통제하였음에도 불구하고 실험부위의 한정으로 결정 장기의 유효선량과 암의 발병 위험도 분석을 갑상선, 간, 폐, 대장, 위 방광으로 한정하였다는 제한점을 가진다. 그럼에도 불구하고 동일한 조건에서 선량계별로 입사표면선량이 다를 수 있다는 것을 입증한 점, 또한 선량계에 따라 유효선량과 암의 발병도가 차이가 날 수 있다는 것을 발견한 것은 큰 의의가 있다.
그럼에도 불구하고 동일한 조건에서 선량계별로 입사표면선량이 다를 수 있다는 것을 입증한 점, 또한 선량계에 따라 유효선량과 암의 발병도가 차이가 날 수 있다는 것을 발견한 것은 큰 의의가 있다. 이를 바탕으로 정확한 입사 표면선량 측정을 위한 선량계 교정의 중요성과 각각의 선량계에 따른 입사표면선량 모델을 제시할 수 있을 것으로 여겨진다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	PCXMC 2.0의 특징은 무엇인가?	[18] PCXMC 2.0은 장기별로 받는 흡수선량과 유효선량을 분석하여 미래의 발병 위험도의 예측을 가능하게 한다. [18,19] PCXMC 2.
	방사선 검사건수의 증가로 인해 발생하는 문제는 무엇인가?	방사선 검사건수의 증가는 보건의료 빅데이터 개방 시스템의 청구 통계에 따라 2013년부터 2015 년까지 1억5천2백만, 1억5천8백만, 1억6천5백만 건으로 증가되는 것으로 보고되고 있다. [4] 비록 행위 의 정당성을 기반으로 검사를 시행한다 하더라도 방사선 검사건수의 증가는 장비의 성능저하와 환자의 피폭이 증가되는 문제를 가지게 된다.[5,6]
	유효선량의 도입배경은 무엇인가?	선량계로 정확한 선량을 측정하더라도 흡수선량은 방사선의 종류와 인체 조직별로 상대적인 위험도 차이를 반영하지 못하기 때문에 방사선이 인체에 미치는 위험도를 평가할 수는 없다. [11,14,17] 그렇기 때문에 방사선 방호의 관점에서 정확한 흡수선량의 측정을 바탕으로 방사선 가중인자와 조직별 가중인자를 고려한 위험평가의 척도로써 유효선량 을 도입하게 되었다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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