초록 ▼

연구의 목적 및 내용
첨단 의료방사선의 복잡하고 다차원적 방사선량의 분포를 정확히 계측하기 위해서는 다차원 정밀 방사선 흡수선량 측정기술의 확보가 필요하다. 본 과제는 방사선 흡수선량을 다차원적으로 정확히 측정하고 분석할 수 있는 국제적 수준의 방사선량계량기술을 확보하는 것을 목표로 하였다. 정밀 방사선 흡수선량 측정기술은 현재 방사선치료의 선진국에서도 연구와 개발이 진행되고 있는 의료방사선안전의 핵심기술로서, 본 과제를 통해서 아래의 핵심 기술을 선도적으로 개발하고자 한다. (1) 최신 세기조절방사선치료(IMRT)의 선량검증

연구의 목적 및 내용
첨단 의료방사선의 복잡하고 다차원적 방사선량의 분포를 정확히 계측하기 위해서는 다차원 정밀 방사선 흡수선량 측정기술의 확보가 필요하다. 본 과제는 방사선 흡수선량을 다차원적으로 정확히 측정하고 분석할 수 있는 국제적 수준의 방사선량계량기술을 확보하는 것을 목표로 하였다. 정밀 방사선 흡수선량 측정기술은 현재 방사선치료의 선진국에서도 연구와 개발이 진행되고 있는 의료방사선안전의 핵심기술로서, 본 과제를 통해서 아래의 핵심 기술을 선도적으로 개발하고자 한다. (1) 최신 세기조절방사선치료(IMRT)의 선량검증을 위해서 이온전리함을 이용한 출력인자(Sc)의 정밀측정기술 개발, (2) 영상처리 기법에 의한 고분해능 2차원 radiochromic film (RCF) dosimetry기술의 향상, (3) 3차원 gel dosimetry시스템 구축과 다차원 방사선량 측정을 위한 팬톰의 개발
연구결과
첨단 의료방사선의 기술 개발을 위해 총 3개 년도에 걸쳐 방사선 흡수선량 측정 및 분석 기술을 개발하였다. 1차 년도에는 최신 방사선치료기법인 IMRT의 흡수선량 검증을 위해 이온전리함을 이용한 출력인자(Sc)의 정밀측정기술을 개발하였으며, 이 기술을 통해 기존의 측정 방법에 비해 약간의 정확성 향상을 가져왔다. 또한 이온전리함을 이용한 의료방사선 흡수선량 측정기술은 근접방사선치료의 검증으로도 사용되어 SCI급의 논문을 출간하기도 하였다. 2차 년도에는 고분해능 2차원 방사선감광 필름을 사용한 흡수선량 측정기술을 개발하였다. 자체적으로 개발한 프로그램을 통해 영상처리를 통한 이미지 분석을 수행하였고, 암 치료용 방사선치료계획 시스템과 함께 방사선 흡수선량의 검증을 수행하였다. 이 밖에도 특수 방사선치료인 TBI나 TEST의 흡수선량 검증에도 사용하였으며, 기존의 MOSFET을 이용한 측정방법과 비교하여도 손색없을 정도의 결과를 얻어내었다.
3차 년도에는 방사선감광 겔을 이용한 3차원 방사선량 계측을 수행하였다. 방사선에 조사된 겔을 optical CT를 통해 스캔한 후 영상처리 과정을 거쳐 최종적으로 암 치료용 방사선치료계획 시스템과 비교하였다. 전체적으로 치료용 방사선 흡수선량과 비슷한 측정결과를 보여주었다. 또한 다차원 방사선 흡수선량을 측정할 수 있는 팬톰을 자체적으로 개발하여 특허에 등록하는 성과를 거두었다. 방사선 흡수선량 측정 및 분석 기술개발을 바탕으로 해당 과제 기간 동안 방사선의학물리 분야의 국제인증(CAMPEP)을 받았으며, 다수의 SCI 논문과 특허, 학술대회 발표의 실적을 이루었다.
연구결과의 활용계획
첨단방사선치료의 안전을 위해 필수적인 방사선치료 관련 임상시험에 대한 객관적인 자료를 제공할 수 있다. 확보된 기술력과 인적 인프라를 통해 전체 방사선피폭의 절반에 이르는 의료방사선피폭에 대한 국민들의 우려에 대해 의료방사선안전 문화를 선도할 수 있을 것이다. 또한 앞으로 국내에서 발생할 수 있는 방사선의료사고의 정확한 원인 규명과 사고방사선량 측정을 위해서도 본 과제로 개발된 기술력이 큰 도움이 될 것이다. 또한 개발된 방사선 흡수선량의 다차원 측성 및 분석 시스템 기술이 국내·외 병원 최첨단 방사선 치료에서 선량정도관리 시스템의 표준이 되도록 보급하여, 다기관의 첨단 방사선치료의 정도관리를 위한 인프라 구축에 기여할 수 있다. 본 연구 결과는 방사선의학의 가장 기초가 되고, 향 후 융합적 산업기술과 방사선기기를 개발하기 위한 전제 기술이 될 것이다.

Abstract ▼

Purpose&contents
Securing the multi-dimensional and precise dosimetry technique for absorbed dose is essential to measure the complex and multi-dimensional dose distribution of advanced medical radiation accurately. The goal of this study is to assure international level of dosimetry technique wh

Purpose&contents
Securing the multi-dimensional and precise dosimetry technique for absorbed dose is essential to measure the complex and multi-dimensional dose distribution of advanced medical radiation accurately. The goal of this study is to assure international level of dosimetry technique which can measure and analyze the absorbed dose multi-dimensionally and precisely. Accurate absorbed dose measuring technique is a core technology of medical radiation safety, which developed countries are also developing. Through this study, we try to develop the following three core technologies. (1)The development of precise measurement technique of Sc using an ion-chamber for dose verification of Intensity Modulated Radiation Therapy(IMRT), (2)The improvement of high-resolution 2D radiochromic film(RCF) dosimetry technique, (3)The establishment of 3D gel dosimetry system and the phantom development for multi-dimensional radiation dosimetry.
Result
For three-year study to develop medical radiation technique, we developed measurement and analysis technique of absorbed dose. During the first year, precise measurement technique of Sc using an ion-chamber for dose verification of IMRT was developed. It enhanced accuracy from existing measurement technique. Also, the measurement technique using an ion-chamber was used in verification of the brachytherapy, which published SCI level paper. During the second year, high-resolution 2D radiochromic film(RCF) dosimetry technique was developed.
Using our own program, we conducted image analysis by image processing. And we also conducted the verification of absorbed dose with radiotherapy planning system.
Additionally, we used for verification of absorbed dose of TBI and TEST which are kinds of special radiotherapy and its result was good enough compared to using MOSFET. During the third year, 3D dosimetry was conducted using radiation-sensitive gel. We scanned the irradiated gel using the optical CT and compared with radiotherapy planning system after image processing. Generally, its measurement was similar to radiotherapy planning system. And we also registered patent by developing a phantom which can measure multi-dimensional absorbed dose.
Based on these technique development, we got CAMPEP which is international certification of medical physics education, published many SCI papers and patent and presented at the symposium.
Expected Contribution
It is expected to provide objective data about radiotherapy related clinical test for medical radiation safety. Through secured technical skill and human resources, we can lead medical radiation safety culture against concern about medical radiation exposure which takes half of entire radiation exposure. Also, secured technique skill will be helpful in investigating the cause of medical radiation accidents and measuring the amount of accident dose in the future. And we can popularize the developed multi-dimensional measuring and analysis system as a standard of internal and external radiotherapy QA system. It can contribute to construction of infrastructure of multi-institutional radiotherapy QA. The results of this study will become basic of radiology and basic technique to develope fusion industrial technology and radiation instrument.

목차 Contents

• 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
• 목 차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 16
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 57
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 63
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 68
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 73
• 8. 참고문헌 ... 74
• 9. 연구성과 ... 76
• 10. 기타사항 ... 85
• 끝페이지 ... 96