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문제 정의
- 본 연구에서는 유리 선량계(Glass Dosimeter: GD), 면적 선량계(Dose Area Product: DAP), 반도체 선량계(Semiconductor Dosimeter)를 이용하여 선량계들의 선량 실측치를 비교 평가하여 선량계의 특성을 파악하고 각각의 선량계의 이용에 따른 유용성을 알아보고자 한다.
- 본 연구에서는 유리 선량계, 면적 선량계, 반도체 선량계를 이용하여 선량계들의 선량 실측치를 비교 평가하여 선량계의 특성을 파악하고 각각의 선량계의 이용에 따른 유용성을 알아보고자 하였고, 연구의 제한점 및 추후 연구진행으로 방사선발생장치의 형식에 따른 종류 예를 들어 단상장치, 콘덴서 방식의 장치 등 다양한 장치들에 관한 연구와 촬영 조건을 보다 넓고 세밀하게 구분하여 장치별 선량계별 선량 실측치를 구할 필요가 있겠다.
제안 방법
- SID는 일반촬영과 같은 조건으로 설정하기 위해 일반촬영 시 주로 사용하는 100 cm로 설정하였고, Table 1과 같이 관전압 (kVp)과 관전류 (mA), 조사면 (Field size)을 설정하였다. 조사야의 경우 면적선량계의 최대 크기인 15 × 15 cm²을 고려하여 설정하였다.
- 또한, 김교태 등은 “의료영상시스템에서 면적선량계 기반의 피폭선량관리시스템의 가능성 연구”를 통해 전리함 기반의 방식과 면적선량계 기반의 방식을 비교 평가하였는데 이 논문에서는 관전압에 따른 상관관계 여부를 확인하였다[17].
- 반도체 선량계는 Piranha 657의 External detector를 이용해 측정하였고, 이는 오차범위가 ± 5%이내이며, 선량 측정범위는 최소 0.5 μGy부터 최대 1,500 Gy까지 측정이 가능하다.
- 본 논문에서는 조사야 크기를 10 × 10 cm, 15 × 15 cm으로 하고 관전압 세 그룹(60 kV, 70 kV, 80 kV)과 관전류를 10 mAs, 16 mAs 2가지 조건을 이용하여 유리 선량계, 면적 선량계, 반도체 선량계의 선량 값들을 그래프로 나타내었다.
- 본 저자의 선행 연구로 “유리선량계의 단계별 관전류량 변화에 따른 특성 연구”를 통해 유리선량계의 특성을 평가하였고[18], “두개부, 흉부, 복부검사시 반도체 선량계와 면적선량계를 이용한 선량값의 측정 및 비교”를 통해 상관관계를 평가하였다[19].
- 2]처럼 위치시킨 후 선량계를 각각 측정하였고, 후방산란을 제거하기 위해 면적선량계 밑에 납판을 두었다. 선량에 대한 재현성 확보를 위해 실험에 이용한 유리선량계 12개와 면적선량계, 반도체선량계를 동일한 절차로 하여 5회 이상 반복 측정하였다.
- 앞선 여러 논문들을 살펴보면 한재복 등은 “입사표면선량 계산에 따른 진단용X-선 촬영시 피폭선량 비교 연구를 통해 Edmonds가 고안한 ESDs식과 유리선량계의 실측치를 비교 평가하였고[14], 윤영우 등 “관전류 변화에 따른 면적선량과 영상 농도 평가”에서 면적선량계를 이용하여 필름과 DR(Dgital Radiography)의 농도를 비교하여 평가하였다[15].
- 각각의 선량계에서 나타난 실측치를 비교하기 위해 임의로 반도체 검출기 값 1을 기준하였다. 이는 일반적으로 사용이 간편하여 보편적으로 선량 측정에 주로 이용하기 때문에 이 값을 기준으로 하여 면적 선량계와 유리 선량계 간의 선량값 차이를 구하였다.
- 임상에서 주로 사용하는 많은 선량측정기들 중에서 유리 선량계, 면적 선량계, 반도체 선량계를 사용하여 진단영역의 X선 에너지를 설정하여 실험을 진행하였다. 실험한 결과 유리 선량계, 반도체 선량계를 이용하여 설정한 조건에서 각 선량계 특성에 따른 차이가 발생하였고 특히, 면적 선량계의 값은 많은 차이가 나타남을 알 수 있었다, 이러한 실험 결과를 바탕으로 일반촬영에서 조사야의 크기에 따라 선량 실측값이 크게 차이가 나타난다는 것을 확인할 수 있었다.
대상 데이터
- 측정 선량 범위는 1 μGy∼10 Gy / 1 μSv∼1 Sv이다. FGD-202(AGC Techno Glass Co, Japan)를 이용하여 유리 선량계의 판독 장치로 사용하였다[13].
- 유리선량계는 총 12개를 사용하였고 SC-1 모델로 30 mm × 40 mm × 9 mm 크기이며 사각모형이다.
성능/효과
- 각각의 선량계 평균값은 관전압 60 kV에서 유리 선량계 0.67 mGy, 면적 선량계 0.54 mGy, 반도체 선량계 0.67 mGy, 관전압 70 kV에서는 유리 선량계 0.93 mGy, 면적 선량계 0.74 mGy, 반도체 선량계 0.93 mGy. 관전압 80 kV에서는 유리 선량계 1.
- 각각의 선량계 평균값은 관전압 60 kV에서는 유리 선량계 0.65 mGy, 면적 선량계 1.08 mGy, 반도체 선량계 0.61 mGy, 관전압 70 kV에서는 유리 선량계 0.90 mGy, 면적 선량계 1.55 mGy, 반도체 선량계 0.83 mGy, 관전압 80 kV 에서는 유리 선량계 1.18 mGy, 면적 선량계 1.93 mGy, 반도체 선량계 1.07 mGy이었다.
- 각각의 선량계 평균값은 관전압 60 kV에서는 유리 선량계 1.03 mGy, 면적 선량계 1.74 mGy이며 반도체 선량계 0.98 mGy, 관전압 70 kV에서는 유리 선량계 1.42 mGy, 면적 선량계 2.37 mGy이며 반도체 선량계 1.33 mGy, 관전 압 80 kV에서는 유리 선량계 1.89 mGy 면적 선량계 3.02 mGy이며 반도체 선량계 1.71 mGy이었다.
- 각각의 선량계 평균값은 관전압 60 kV에서는 유리 선량계 1.08 mGy, 면적 선량계 0.87 mGy이며 반도체 선량계 1.11 mGy, 관전압 70 kV에서는 유리 선량계 1.51 mGy, 면적 선량계 1.19 mGy이며 반도체 선량계 1.49 mGy, 관전압 80 kV에서는 유리 선량계 1.99 mGy, 면적 선량계 1.55 mGy이며 반도체 선량계 1.90 mGy이었다.
- 조사야크기 15 × 15 cm, 관전류 10 mAs, 16 mAs에서는 조사야 크기가 커질수록 DAP에서 선량값이 다른 선량계보다 크게 나타남을 알 수 있다. 관전압 뿐만 아니라 조사야 크기에 따라 면적선량계와 다른 선량계의 선량 실측치에 큰 차이가 나타남을 알 수 있었다.
- 본 연구를 통해 확인한 사항은 조사야 크기 10 × 10 cm, 관전류 10 mAs, 16 mAs에서는 유리선량계와 반도체 선량계의 경우 차이는 거의 없으나, DAP의 경우 낮은 선량 값을 나타냈다.
- 실험 조건에 의한 반도체선량계, 유리선량계, 면적선량계 각각의 R제곱 값은 0.9983, 0.9999, 0.9992로 관전압 값이 증가함에 따라 측정 선량 값도 증가하는 선형성(linearity)을 알 수 있었다[Fig. 3].
- 실험 조건에 의한 반도체선량계, 유리선량계, 면적선량계 각각의 R제곱 값은 0.9994, 0.9971, 0.9999로 관전압 값이 증가함에 따라 측정 선량 값도 증가하는 선형성(linearity) 을 알 수 있었다[Fig. 6].
- 실험 조건에 의한 반도체선량계, 유리선량계, 면적선량계 각각의 R제곱 값은 0.9994, 0.9989, 0.9963로 관전압 값이 증가함에 따라 측정 선량 값도 증가하는 선형성(linearity)을 알 수 있었다[Fig. 5].
- 실험 조건에 의한 반도체선량계, 유리선량계, 면적선량계 각각의 R제곱 값은 0.9995, 0.9999, 0.9988로 관전압 값이 증가함에 따라 측정 선량 값도 증가하는 선형성(linearity) 을 알 수 있었다[Fig. 4].
- 임상에서 주로 사용하는 많은 선량측정기들 중에서 유리 선량계, 면적 선량계, 반도체 선량계를 사용하여 진단영역의 X선 에너지를 설정하여 실험을 진행하였다. 실험한 결과 유리 선량계, 반도체 선량계를 이용하여 설정한 조건에서 각 선량계 특성에 따른 차이가 발생하였고 특히, 면적 선량계의 값은 많은 차이가 나타남을 알 수 있었다, 이러한 실험 결과를 바탕으로 일반촬영에서 조사야의 크기에 따라 선량 실측값이 크게 차이가 나타난다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 조사야를 줄이거나 확대하는 경우가 많은 일반촬영에서 면적 선량계가 아닌 유리선량계 또는 반도체 선량계를 사용하는 것이 보다 정확한 선량 측정이 가능할 것으로 사료된다.
- 조사야 크기를 10 × 10 cm으로 하였을 때 관전류 10 mAs에서는 유리선량계와 반도체 선량계는 차이가 거의 없으나, 면적선량계는 낮은 선량 값을 나타냈고, 관전류를 16 mAs로 증가하였을 경우에도 마찬가지로 유리선량계와 반도체 선량계는 차이가 거의 없으나, 면적선량계의 경우 낮은 선량 값을 나타냈다.
- 조사야크기 15 × 15 cm, 관전류 10 mAs, 16 mAs에서는 조사야 크기가 커질수록 DAP에서 선량값이 다른 선량계보다 크게 나타남을 알 수 있다.
- 한편, 조사야 크기를 15 × 15 cm로 넓혔을 경우 면적선량계에서 선량값이 다른 선량계보다 크게 나타났는데 관전류 10 mAs, 16 mAs로 증가시켰을 경우 면적선량계에서 선량값이 다른 선량계보다 크게 나타남을 알 수 있었다.
후속연구
- 따라서, 조사야를 줄이거나 확대하는 경우가 많은 일반촬영에서 면적 선량계가 아닌 유리선량계 또는 반도체 선량계를 사용하는 것이 보다 정확한 선량 측정이 가능할 것으로 사료된다. 그러므로 본 논문이 선량계에 따른 참고 지표로 활용하여 선량측정에 도움이 될 것으로 생각된다.
- 실험한 결과 유리 선량계, 반도체 선량계를 이용하여 설정한 조건에서 각 선량계 특성에 따른 차이가 발생하였고 특히, 면적 선량계의 값은 많은 차이가 나타남을 알 수 있었다, 이러한 실험 결과를 바탕으로 일반촬영에서 조사야의 크기에 따라 선량 실측값이 크게 차이가 나타난다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 조사야를 줄이거나 확대하는 경우가 많은 일반촬영에서 면적 선량계가 아닌 유리선량계 또는 반도체 선량계를 사용하는 것이 보다 정확한 선량 측정이 가능할 것으로 사료된다. 그러므로 본 논문이 선량계에 따른 참고 지표로 활용하여 선량측정에 도움이 될 것으로 생각된다.
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