[논문]CsPbBr3을 기반으로 한 Perovskite 선량계의 방사선치료 Quality Assurance에 대한 적용가능성 평가

양승우; 박성광

doi:10.7742/jksr.2022.16.3.211

초록
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방사선치료에서는 정상조직에 대한 피해를 최소화하면서도 종양조직을 죽이기 위하여 정확한 정도관리 품질보증이 요구된다. 이를 위해서 치료 방사선을 정확하게 계측할 수 있는 선량계가 요구된다. 본 연구에서는 기존 사용되는 검출기 재료로 사용되는 물질보다 저렴하고 제조 공정이 간단하여 기존 물질들을 대체할 수 있는 페로브스카이트 물질에 제조단가를 낮출 수 있고 공정을 간소화 시킬 수 있는 particle in binder(PIB) 방법을 적용하여 민감도가 높은 고효율의 방사선 선량계를 개발하고자 하였다. 고에너지 광자선에 대한 반응특성을 평가함으로써 방사선치료분야에 정도관리 품질보증선량계로 적용 가능한지 적용가능성을 평가하였다. 재현성 평가 결과, 6 MV 에너지에서의 RSD 1.178%로 제시되었고 15 MV에너지에서는 1.141%로 제시되었다. 선형회귀분석에 따른 선형성 평가결과, 6 MV, 15 MV 에너지 각 조건에서 0.9999의 R²값을 제시하였다. 재현성, 선형성 평가결과를 바탕으로 제작된 CsPbBr₃ 선량계의 치료방사선 분야에 정도관리 품질보증 선량계로의 적용가능성이 높은 것으로 나타났다. 본 연구에서 제작된 CsPbBr₃ 선량계는 재현성, 선형성 평가에서 기준이상의 성능을 제시하였으며, 개선을 통하여 치료방사선 정도관리 품질보증 선량계로 활용 가능한 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In radiation therapy, accurate Quality Assurance (QA) is required to irradiate tumor tissue while minimizing damage to normal tissue. Therefore, a dosimeter that can accurately measure radiation is needed. The purpose of this study is to develop a highly efficient radiation dosimeter with high sensi...

In radiation therapy, accurate Quality Assurance (QA) is required to irradiate tumor tissue while minimizing damage to normal tissue. Therefore, a dosimeter that can accurately measure radiation is needed. The purpose of this study is to develop a highly efficient radiation dosimeter with high sensitivity by applying a particle in binder method that can reduce manufacturing costs and simplify processes to perovskite materials that are cheaper and simpler to manufacture. By evaluating the response characteristics to high-energy photon, the applicability of QA dosimeter to radiation therapy was evaluated. As a result of reproducibility evaluation, RSD at 6 MV energy was presented as 1.178% and 15 MV energy was presented as 1.141%. As a result of linearity evaluation according to linear regression analysis, R2 values of 0.9999 were presented under each condition of 6 MV and 15 MV energy. It was found that the CsPbBr3 dosimeter manufactured based on the results of reproducibility and linearity evaluation is highly applicable as a QA dosimeter in the field of therapeutic radiation. The CsPbBr3 dosimeter manufactured in this study presented more than the standard performance in the evaluation of reproducibility and linearity, and it can be used as a radiotherapy QA dosimeter through improvement.

주제어

표/그림 (3)

그림 Fig. 1. CsPbBr₃ dosimeter manufacturing schematic.
그림 Fig. 2. Reproducibility CsPbBr₃ Dosimeter.
그림 Fig. 3. Linearity of CsPbBr₃ Dosimeter.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 위와 같이 다양한 특성을 보이는 페로브스카이트 물질에 제조단가를 낮출 수 있고 공정을 간소화 시킬 수 있는 particle in binder (PIB) 방법을 적용하여 고효율의 방사선 선량계를 개발하고자 하였으며, 고에너지 광자선에 대한 반응 특성을 평가함으로써 방사선치료분야에 정도관리 품질 보증 선량계로 적용 가능한지 적용 가능성을 평가하였다.

제안 방법

제작된 페로브스카이트 선량계의 치료 방사선 선량계 적용 가능성을 평가하고자 선형가속기 (RapidArc, Varian, USA)에서 생성되는 6 MV, 15MV 에너지에서의 반응 특성을 평가하였다.

대상 데이터

999% 순도의 금(Sigma Aldrich Inc. U.S.A.)을 물리적 기상 증착 공정 (Physical vapor deposition; PVD)을 통하여 증착하였다. 본 연구는 기초 연구단계로써 제작 공정 재현성의 차이를 보일 수 있다.
반응 특성을 전기적 신호로 획득하기 위하여 전위계 (6517A, Keithley, USA)와 오실로스코프 (WaveSurfer 510, Teledyne LeCroy, USA)를 페로브스카이트에연결시키고 μm 두께당 1 V의 전압을 인가하고 오실로스코프를 통하여 방사선이 조사되었을 때의 파형 및 신호를 획득하였다

데이터처리

반응 특성을 전기적 신호로 획득하기 위하여 전위계 (6517A, Keithley, USA)와 오실로스코프 (WaveSurfer 510, Teledyne LeCroy, USA)를 페로브스카이트에연결시키고 μm 두께당 1 V의 전압을 인가하고 오실로스코프를 통하여 방사선이 조사되었을 때의 파형 및 신호를 획득하였다. 획득한 신호는 ACQ(AcqKnowledge 4.2, Biopac, Canada) 소프트웨어 프로그램을 사용하여 누적된 전하량으로 산출하였다.

후속연구

제작된 선량계는 재현성, 선형성 평가에서 기준이상의 성능을 제시하였으며, 이는 개선연구 및 정도 관리 품질보증 평가항목 측정평가를 통하여 치료 방사선 정도관리 품질보증 선량계로 제시할 수 있을 것이라 판단된다.

참고문헌 (8)

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