초록 ▼

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
본 연구에서는 입자선 치료빔을 빠르고 정밀하게 검증하기 위해 생체 피부조직과 밀도가 거의 같고 그 구성원소가 유사한 유기물질인 섬광섬유로 구성된 새로운 치료빔 선량 측정 검출 장치를 개발한다. 특히 픽셀 또는 주사선 방식의 동적 치료빔을 빠른 시간 내에 측정 분석할 수 있도록, 피부조직과 동등한 다중겹으로 검출기를 구성하고 250 Hz 속도로 선량 데이터를 처리하여 입체적인 선량 분포를 제공하는 기능을 갖춘 검출 장치를 개발한다.
1. 입자선 빔의 선량을 삼차원적으로 측정할 수 있도록 다중겹

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
본 연구에서는 입자선 치료빔을 빠르고 정밀하게 검증하기 위해 생체 피부조직과 밀도가 거의 같고 그 구성원소가 유사한 유기물질인 섬광섬유로 구성된 새로운 치료빔 선량 측정 검출 장치를 개발한다. 특히 픽셀 또는 주사선 방식의 동적 치료빔을 빠른 시간 내에 측정 분석할 수 있도록, 피부조직과 동등한 다중겹으로 검출기를 구성하고 250 Hz 속도로 선량 데이터를 처리하여 입체적인 선량 분포를 제공하는 기능을 갖춘 검출 장치를 개발한다.
1. 입자선 빔의 선량을 삼차원적으로 측정할 수 있도록 다중겹 섬광섬유로 구성된 연구용 검출장치를 설계한다. 빔 도달깊이가 20.0 g cm²인 최대180 MeV 양성자 빔에 대해 선량 측정을 측정할 수 있도록 측정 가능한 범위(Planned Treatment Volume)가 102 × 102 (유효면적) × 200(range) mm³인 연구용 검출장치를 설계하고 기술적 타당성을 입증할 검출장치를 제작하고 시험한다. 치료빔 전류에 대한 측정 범위는 0.1 ~ 10nA이다.
2. PTV 내에서 픽셀 또는 주사선 방식 동적 치료빔의 선량 궤적을 추적할 수 있도록 4 ms 마다 양성자 빔이 도달하는 각 깊이에서 선량분포를 측정하는 고속 신호 및 데이터 처리 전자장치를 개발한다.
3. 다중겹 섬광섬유로 구성된 연구용 검출장치를 완성하고 원자력의학원 MC50 양성자 사이클로트론 빔을 활용하여 장치의 특성을 도출하고 섬광섬유 기반 검출 기술을 검증한다. 향후 치료빔을 대상으로 다양한 임상연구와 인증 실험을 수행하고 이를 바탕으로 장치의 상용화 개발이 가능하도록 기술적 기반을 확립한다.

Abstract ▼

III. Contents and Range of the Project
In this project, we propose to develop a tissue-equivalent dose verification detector based on scintillation fibers whose density and composition are approximately same with biological tissue. In order to perform precision dose measurements and the required

III. Contents and Range of the Project
In this project, we propose to develop a tissue-equivalent dose verification detector based on scintillation fibers whose density and composition are approximately same with biological tissue. In order to perform precision dose measurements and the required analyses for fast moving pixel- or dynamic raster-scan-mode beams, we develop a detector system that processes the data with a DAQ speed of 250 Hz and provides us precision dose distributions.
1. We design a multi-layer scintillation-fiber detector system in a research base to 3-dimensionally measure therapeutic doses. The effective Planned Treatment Volum(PTV) of the dose measurement with the proposed detector system for a proton beam with an energy of 180 MeV, whose range is 20.0 g cm², is 102 × 102 (active area) × 200 (range) mm³.
The measurable therapeutic-beam current ranges from 0.1 to 10 nA. 2. In order to precisely track the dose induced by the therapeutic beam, we develop an electronics for fast signal and data process that provide us a dose distribution at each depth range of the beam every 4 ms.
3. We construct a multi-layer scintillation-fiber detector system in research base, and test the detector system with proton beams provided by MC50 proton cyclotron at KIRAMS to derive the detector characteristics and to prove the current detection technique based on scintillation fibers. In future, we apply the results of the current research to various clinical researches and quality-assurance tests with therapeutic beams and, eventually, to an industrialization of the current detection technology.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 11
• 목 차 ... 12
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 13
• 제1절 연구개발의 목적 ... 13
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 13
• 제3절 연구개발의 범위 ... 15
• 제2장 국내외 기술 현황 ... 16
• 제1절 국외 기술 현황 ... 16
• 제2절 국내 기술 현황 ... 17
• 제3절 선진국 대비 국내 기술 수준 ... 18
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 20
• 제1절 연구 내용 ... 20
• 제2절 연구 결과 ... 24
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 49
• 제1절 연구목표 달성도 ... 49
• 제2절 관련분야에의 기여도 ... 49
• 제5장 연구결과 활용계획 ... 51
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 52
• 제7장 참고문헌 ... 53
• 연구성과(연구마루 입력성과) ... 55