초록 ▼

연구의 목적 및 내용
○ 본 연구의 목적은 인체조직과 등가인 성질을 가지는 유기섬광체와 플라스틱 광섬유를 이용한 다채널 최소 침습 광섬유 리본 방사선량계 시스템의 개발 및 이를 이용한 근접방사선 치료용 선원의 정확한 위치와 실시간 3차원 선량분포의 동시 측정임. 본 연구에서는 다채널 최소 침습 광섬유 리본 방사선량계 시스템의 개발의 기초연구로 0차원 및 1차원의 섬광체 배열을 통한 방사선 센서를 개발하였고, 성능평가를 실시하였음. 그리고 다채널 광 계측기 조사 및 다채널 광섬유 리본 방사선량계를 제작하였고,다채널 섬광신호 측정

연구의 목적 및 내용
○ 본 연구의 목적은 인체조직과 등가인 성질을 가지는 유기섬광체와 플라스틱 광섬유를 이용한 다채널 최소 침습 광섬유 리본 방사선량계 시스템의 개발 및 이를 이용한 근접방사선 치료용 선원의 정확한 위치와 실시간 3차원 선량분포의 동시 측정임. 본 연구에서는 다채널 최소 침습 광섬유 리본 방사선량계 시스템의 개발의 기초연구로 0차원 및 1차원의 섬광체 배열을 통한 방사선 센서를 개발하였고, 성능평가를 실시하였음. 그리고 다채널 광 계측기 조사 및 다채널 광섬유 리본 방사선량계를 제작하였고,다채널 섬광신호 측정을 위한 광 계측장비 연구 및 성능평가를 실시하였음. 또한, 워터팬텀 제작 및 이를 이용하여 광섬유 방사선량계의 성능평가를 진행하였음.

연구결과
→ 종류 및 직경이 서로 다른 유기섬광체에 대한 광량 측정 실험을 수행하였으며, 계측기에 따른 결과를 분석하여 섬광체 및 계측기를 선택함.
→ 유기섬광체를 이용한 0차원 프로브형 광섬유 방사선 센서를 제작하여 팬텀의 깊이에 따른 방사선원의 선량을 측정하였고, 기준 센서로서 사용한 Gafchromic EBT 필름을 이용하여 측정한 결과와 비교하여 센서의 성능을 확인함.
→ 멀티채널 광 계측기를 통해 획득된 영상분석을 통하여 다양한 광 계측기의 성능을 평가함.
→ 카테터의 삽입이 가능한 PMMA 팬텀을 제작하여 카테터 주위의 선량분포 측정 및 위치판별이 동시에 가능하도록 유기섬광체를 이용하여 카테터 삽입형 팬텀 센서를 제작함.
→ 카테터의 삽입이 가능한 섬광 광섬유 번들 센서를 제작함. 실험을 수행한 결과, 카테터 삽입형 팬텀 센서와 섬광 광섬유 번들 센서는 다채널의 섬광영상 획득이 가능한 광 계측기를 통하여 실시간으로 Ir-192 방사선원의 위치 판별 및 선량분포의 측정이 가능한 것을 확인함.
→ 인체에 대부분을 구성하는 물에서 선량정보를 획득하기 위한 워터팬텀을 제작함. 인체유사 팬텀 및 워터팬텀을 이용하여 광섬유 방사선량계의 성능을 평가함.
→ 고선량률 방사선장에서 광섬유 방사선량계의 내방사선 특성을 확인함.
→ 3차원 선량분포측정 및 선량 변환이 가능한 LabVIEW 기반 광섬유 방사선 센서용 광자계수기 측정 프로그램을 개발함.

연구결과의 활용계획
○ 본 연구에서 제안하는 다채널 최소 침습 광섬유 리본 방사선량계는 실시간, 고 분해능으로 근접방사선 치료 시 3차원 선량분포의 측정이 가능하며 비단 근접방사선 치료에서의 선량 측정뿐만 아니라 외부 방사선빔(external beam) 조사 또는 다양한 방사선 치료분야에서도 활용 가능하므로 이용 범위가 매우 넓음. 핵의학 분야에서도 수술 보조기기 및 고분해능 방사선 계측기기로서 사용가능 하기 때문에 향후 실용화에 성공한다면 진단 방사선 의료분야에서도 폭넓게 사용되고 더 나아가 원자력/환경/공학/자연과학 분야 등에 폭넓게 적용 가능할 것으로 판단됨.

( 출처 : 한글요약문 4p )

Abstract ▼

Purpose&contents
○ The purpose of this study is development of a multichannel minimally invasive fiber ribbon radiation dosimeter system using organic scintillators and plastic optical fibers having equivalent properties to human tissue, and measurement of the accurate location of the source for

Purpose&contents
○ The purpose of this study is development of a multichannel minimally invasive fiber ribbon radiation dosimeter system using organic scintillators and plastic optical fibers having equivalent properties to human tissue, and measurement of the accurate location of the source for HDR brachytherapy and the real-time three-dimensional dose distribution. In this study, we have fabricated a one-dimensional fiber optic ribbon dosimeter as a basic research for the development of multi-channel minimally invasive fiber optic ribbon dosimeter system and evaluated a performance of that. Also, we investigated multichannel light measuring instruments and fabricated multichannel fiber optic ribbon dosimeter. Finally, the performance of the fiber optic ribbon dosimeter system was evaluated using the water phantom and human-like phantom.

Result
→ We measured the amount of light for organic scintillators of different types and diameters and selected the scintillator and the instrument by analyzing the result according to the instrument.
→ We fabricated a 0-dimensional probe-type fiber optic radiation sensor using organic scintillators and measured the radiation dose of radiation source according to the depth of the phantom. We also evaluated the performance of the sensor using Gafchromic EBT film as a reference sensor.
→ We evaluated the performance of various light measuring instruments through image analysis obtained by multichannel light measuring instruments.
→ We fabricated a PMMA phantom capable of inserting a catheter and also fabricated a catheter insertion type phantom sensor capable of simultaneously measuring the dose distribution around the catheter and determining the position of the catheter using an organic scintillators.
→ We fabricated a sensor of scintillation fiber optic bundle which can be inserted into the catheter. As a result of the experiments, we confirmed that the catheter insertion type phantom sensor and the sensor of scintillation fiber optic bundle can detect the position of the Ir-192 radiation source and measure the dose distribution in real time through a light measuring instruments.
→ We fabricated a water phantom to acquire dose information in the water that makes up the inner of human body. We evaluated the performance of fiber optic ribbon dosimeter system using human-like phantom and water phantom.
→ We identified the radiation characteristics of fiber optic ribbon dosimeter system in high-dose-rate radiation fields.
→ We developed of program based LabVIEW to measure 3-dimensional dose distribution and convert scintillation light to dose.

Expected Contribution
○ The multichannel minimally invasive fiber optic ribbon dosimeter system proposed in this study is able to measure the three-dimensional dose distribution in real time, high resolution during brachytherapy. In addition, this system can be used in external beam irradiation or various radiation treatment fields as well as dosimetry in brachytherapy, and thus it is expected that its usage range is wide. Since it can be used as an operative assistant device and a high resolution radiation measurement device in nuclear medicine field, if it can be successfully used in the future, it can be widely used in diagnostic radiology medical field, and it can be widely applied to nuclear energy / environment / engineering / natural science field.

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 69
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 71
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 73
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 75
• 8. 참고문헌 ... 76
• 9. 연구성과 ... 78
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 89
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 89
• 12. 기타사항 ... 90
• 별첨1 ... 91
• 별첨2 ... 106
• 끝페이지 ... 129