Earticle

목 적: 방사선수술에 사용되는 치료계획을 위한 정위 영상 획득 때 사용되는 표시기(indicator)의 회전에 의한 오차를 분석하고 이를 교정하는 소프트웨어의 기능을 점검하는 방법을 제시한다. 이 방법을 이용하여 상용 프로그램인 렉셀감마플랜의 회전 오차 기능을 점검한다. 대상 및 방법: 상용 프로그래밍 언어인 Interactive Data Language(version 5.5)를 이용하여 소프트웨어적으로 만든 정위 영상으로 가상 팬텀을 만들었다. 영상의 두께는 0.5mm, 픽셀 크기 0.5 mm, 필드 크기 256mm, 그리고 분해능은 512x512이었다. 영상은 DICOM 3.0 표준을 따라서 렉셀감마플랜이 인식할 수 있도록 하였다. 회전 교정 기능 점검을 위하여 가상 팬텀의 중심에서 상하로 50mm와 30mm 떨어진 곳과 중앙에 위치한 횡단면 영상에 각각 50mm 간격으로 측정점 9개를 만들어 총 45개의 측정점을 만들었다. 기준 가상 팬텀을 x, y, z축을 중심으로 각각 3°회전한 영상, xy, yz, zx 축을 중심으로 각각 3°씩 회전한 영상, xyz 세 방향으로 모두 3°씩 회전한 영상을 만들어서 회전에 의한 오차를 계산하고, 렉셀감마플랜의 교정 기능을 점검하였다. 결과: 가상 영상을 렉셀감마플랜에 입력하고 정위좌표를 정의할 때 영상에 의한 등록 오차는 0.1±0.1mm로써 방사선수술에서 요구하는 오차 내에 있었다. x, y, z축 중 1개 축을 중심으로 3°회전할 때 가능한 최대 오차는 2.6 mm, 2개 축을 중심으로 3°씩 회전할 때는 3.7mm, 3개축 모두에 대해 3°씩 회전할 때는 4.5mm이다. 이에 대해 영상의 회전을 교정하여 렉셀감마플랜에서 측정한 측정점들의 변위 1개축을 중심으로 회전하였을 때 0.1±0.1mm, 2개 축의 경우 0.2±0.2mm, 3개 축의 경우 0.2±0.2mm로서 회전의 영향을 보정하는 기능이 정확하게 작동하고 있음을 확인할 수 있었다. 결론: 방사선수술 치료계획 프로그램의 여러 소프트웨어적 기능을 점검하기 위한 가상 팬텀을 만들고 상용프로그램의 회전 오차 교정 기능을 점검한 결과 정확하게 작동하고 있음을 확인하였다. 본 연구에서 작성한 가상 팬텀은 치료계획 프로그램의 다른 여러 기능들을 점검하는 데도 사용될 수 있을 것이다

Objective: This study analyzed errors due to rotation or tilt of the magnetic resonance (MR) imaging indicator during image acquisition for a stereotactic radiosurgery. The error correction procedure of a commercially available stereotactic neurosurgery treatment planning program has been verified. Materials and Methods: Software virtual phantoms were built with stereotactic images generated by a commercial programming language, Interactive Data Language (version 5.5). The thickness of an image slice was 0.5 mm, pixel size was 0.5x0.5 mm, field of view was 256 mm, and image resolution was 512x512. The images were generated under the DICOM 3.0 standard in order to be used with Leksell GammaPlan®. For the verification of the rotation error correction function of Leksell GammaPlan®, 45 measurement points were arranged in five axial planes. On each axial plane, there were nine measurement points along a square of length 100 mm. The center of the square was located on the z-axis and a measurement point was on the z-axis, too. Five axial planes were placed at z=-50.0, -30.0, 0.0, 30.0, 50.0 mm, respectively. The virtual phantom was rotated by 3° around one of x, y, and z-axis. It was also rotated by 3° around two axes of x, y, and z-axis, and rotated by 3° along all three axes. The errors in the position of rotated measurement points were measured with Leksell GammaPlan® and the correction function was verified. Results: The image registration errors of the virtual phantom images was 0.1±0.1 mm and it was within the requirement of stereotactic images. The maximum theoretical errors in position of measurement points were 2.6 mm for a rotation around one axis, 3.7 mm for a rotation around two axes, and 4.5 mm for a rotation around three axes. The measured errors in position was 0.1±0.1 mm for a rotation around single axis, 0.2±0.2 mm for double and triple axes. These small errors verified that the rotation error correction function of Leksell GammaPlan® is working fine. Conclusion: A virtual phantom was built to verify software functions of stereotactic neurosurgery treatment planning program. The error correction function of a commercial treatment planning program worked within nominal error range. The virtual phantom of this study can be applied in many other fields to verify various functions of treatment planning programs.

X선과 같은 고에너지 방사선에 의한 DNA 손상 중 간접적인 손상을 확인하기 위하여 탄탈륨(Ta) 박막위에 동결건조 과정으로 만들어진 pGEM-3Zf(-) plasmid DNA 단일층(monolayer)의 박막을 만든 다음,에너지가 1.5 keV인 Al KαX선을 0분, 3분, 7분, 10분 동안 초고진공 상태에서 이 DNA 단일층에 조사하여 평균 흡수선량(mean absorbed dose)의 변화에 따른 DNA 손상을 관찰하였다. 또한 3eV의 낮은 에너지 전자선을 조사하여 그 결과를 X선을 조사한 경우와 비교하였다. X선과 낮은 에너지 전자선으로 조사된 plasmid DNA를 전기영동(electrophoresis) 방법을 이용해 supercoiled DNA와 unsupercoiled DNA로 분리한 후 각각을 정량적으로 분석하였다. Supercoiled DNA는 X선과 3eV 전자선의 조사에 따른 평균흡수선량이 증가함에 따라 선형적으로 감소했다. 그와 반대로 circular DNA와 crosslinked form 1 DNA는 평균흡수선량이 증가함에 따라 선형적으로 증가했다. 이것은 supercoiled DNA가 낮은 에너지 전자와 상호작용하여 외가닥 절단(single strand break)을 일으켰고 그 결과 unsupercoiled DNA로 변화되었음을 보여준다. 본 실험을 통해 X선과 같은 고에너지 방사선에 의한 DNA의 간접적 손상이 일어남을 관찰할 수 있었고, DNA의 이온화 에너지보다 작은 에너지(0~10 eV)를 갖는 전자에 의해서도 DNA 손상이 일어날 수 있음을 확인할 수 있었다.

We observed DNA damages as a function of mean absorbed dose to identify the indirect effect of high-energy radiation such as x-ray. Monolayer films of lyophilized pGEM-3Zf(-) plasmid DNA deposited on tantalum foils were exposed to Al Kα X-ray (1.5 keV) for 0, 3, 7 and 10 min, respectively, in a condition of ultrahigh vacuum state. We compared DNA damages by X-ray irradiation with those by 3 eV electron irradiation. X-ray photons produced low-energy electrons (mainly below 20 eV) from the tantalum foils and DNA damage was induced chiefly by these electrons. For electron beam irradiation, DNA damage was directly caused by 3 eV electrons. Irradiated DNA was analyzed by agarose gel electrophoresis and quantified by ImagaQuant program. The quantities of remained supercoiled DNA after irradiation were linearly decreased as a function of mean absorbed dose. On the other hand, the yields of nicked circular (single strand break, SSB) and interduplex crosslinked form 1 DNA were linearly increased as a function of mean absorbed dose. From this study, it was confirmed that DNA damage was also induced by low energy electrons (0~10 eV) even below threshold energies for the ionization of DNA.

목 적: 전립선암 환자의 방사선 치료 시 전립선의 위치 변화 및 비뇨기계 부작용을 줄이기 위해 방광의 체적을 일정하게 유지하도록 한 후 초음파를 이용하여 방광의 체적 변화를 측정 하였다. 대상 및 방법: 2002년 12월부터 2007년 8월 까지 이대 목동병원에서 전립선 암으로 진단받고 근치적 목적의 방사선 치료를 받은 환자 26명을 대상으로 하였다. 13명의 실험군 환자는 방광의 체적을 일정하게 유지하기 위하여 모의조사, CT 스캔, 및 치료 1시간 전에 450cc의 물을 마시도록 하였다. 나머지 13명의 대조군 환자에 대해서는 특별한 지시를 하지 않았다. 각 환자의 CT영상에서 방광의 체적을 측정하였다. 3차원 입체 조형 치료 계획이 설계되었고 처방선량 70.2 Gy 조사할 경우 방광과 직장의 유효체적을 계산 하였다. 실험군에 속해 있는 환자에 대해 방사선 치료 전 방광의 체적을 초음파를 이용하여 6-8주 간 매주 측정하였고 방광의 체적 변화를 분석하였다. 결과: CT상에서 측정 한 방광의 평균 체적 및 표준 오차는 실험군의 경우 283.5±114.0cc (40%) 이고 대조군의 경우 181.2±120.1cc (66%)이다. 실험군의 경우 CT 상의 방광 체적과 CT scan 전에 획득한 초음파 영상상의 방광 체적은 통계적으로 유의하지 않으나 상관관계가 있는 것으로 보이고 초음파를 이용하여 측정한 방광의 체적은 CT상에서의 체적의 평균 62%이다. 실험군에 있어서 초음파 시스템을 이용하여 주간 측정한 방광의 체적의 변화는 상당히 컸으며 최소 33%에서 최대 75%까지 변화 하였다. 결론: CT스캔 전에 일정한 양의 물을 마시도록 지시한 실험군의 환자들의 경우 대조군대비 평균 방광의 체적을 크게 유지할 수 있었다. 그러나 일정한 양의 물을 마시도록 지시하더라도 6-8주간의 치료 기간 중에 방광의 체적을 일정히 유지 하는데는 어려움이 있었다.

Objective: To reduce urinary side effects in prostate cancer patients receiving radiation, patients were asked to drink certain amount of water to maintain bladder volume constant and the bladder volumes were measured weekly using ultrasound scanner. Materials and Methods: Twenty-six patients with prostate cancer who received radiation between December 2002 and August 2007 were enrolled in this study. Thirteen patients were enrolled in experimental group. These patients were asked to drink 450 cc of water, one hour prior to simulation, CT scan, and treatment. The other thirteen patients were given no information about bladder filing. Bladder, prostate, and rectum were contoured on CT and volumes were calculated. 3D conformal treatment planning was performed and effective volumes of bladder were calculated when a prescription dose of 70.2 Gy was delivered. For the patients in experimental group, bladder volumes were measured weekly using ultrasound scanner for 6-8 weeks and the bladder volume variations were analyzed. Results: Average bladder volumes and standard deviations obtained at CT scanning were 283.5±114.0 cc (40%) and 181.2±120.1 cc (66%) in experimental and control groups, respectively. Although it was not statistically significant, there was correlation between the bladder volumes measured from CT and ultrasound. The volumes measured using ultrasound scanner were 62% lower than the volumes using CT images on average. There was significant variations in volumes measured weekly for 6-8 weeks. It ranged between 33 - 75 %. Conclusion: Our results showed that it is possible to obtain larger bladder volume if they are asked to drink certain amount of water prior to CT scan. However, patients were unable to maintain constant bladder volumes over the 6-8 weeks of treatment period although they were asked to drink constant amount of water.

본 연구에서는 국내 4개 원전 부지에서 가동 중인 20기에 대한 보건영향을 평가하였다. 이를 위해 국제원자력기구가 최근 개발하여 보급하고 있는 원전에 대한 평가도구인 '뉴크팩스(NukPacts) 모형'을 활용하였다. 국내 원전의 부지별 피폭 경로에 따른 중대 영향인자를 분석하고 보건영향 발생 빈도를 비교하며, 보건영향의 연간 피해비용을 산출하여 발전량당 피해비용을 유럽 국가의 산출 결과와 비교하였다.동일 배출량 조건 하에서의 상대적 중요도, 피폭 경로의 상대적 중요도 및 연도별 경향 분석 등을 통해 부지별로 가장 크게 영향을 미치는 방사성물질을 분석하여 최소 비용으로 그 효과를 극대화할 수 있는 방안을 도출하였다. 주요 입력 파라미터의 변화에 따른 영향을 분석하기 위하여 인구 밀도, 유효 배출 고도 등에 대한 민감도 분석을 수행하였다

As the first comprehensive attempt at a national implementation, this study aims at assessing the external costs of major electricity generation technologies in Korea, particularly an evaluation of the impacts on human health resulting from exposures to atmospheric radiological emissions from nuclear power plants, and a monetary quantification of their damages. The methodology used for the assessment of the externalities of the selected fuel cycles has been developed by the International Atomic Energy Agency (IAEA), namely the SimPacts Model Package. The model is internationally recognized as a tool which can be applied to a wide range of fuels, different technologies and locations, for an externalities study. In this study, the relevant missions are quantified first and then their impacts on human health are evaluated and compared. The study focused on all the nuclear power plants for the last 6 years (2001~2006) in Korea. With respect to nuclear power, the impact analysis only focuses on a power generation, however the front- and back-end nuclear fuel cycles are not included, namely uranium mining, conversion, enrichment, reprocessing, conditioning, etc., because these facilities are not present in Korea. The analysis results show that nuclear power in general, generates low external costs. The highest damage costs from the nuclear power plants among the 4 sites in Korea were estimated to be 3.9 mills/MWh, which is about 1/20th of the result for a similar case study conducted in the U.K., implemented through the ExternE project. This difference is largely due to the number of radionuclides included in the study and the amount of released radioactive emissions based on up-to-date information in Korea. In this study, the sensitivities of the major factors for nuclear power plants were also calculated. The analysis indicates that there was around a ±3% damage costs variation to a ±15% change of the reference population density and a ±1% damage cost variation to a 1~30 meters change of the effective release height, respectively. These sensitive calculations show that there is only a minor difference when the reference costs are compared.

방사성동위원소(RadioIsotope) 생산시설인 Cyclotron의 방사선안전관리는 방사선작업종사자뿐만 아니라 일반 이용자들의 방사선에 의한 건강장해를 예방하기 위해 중요한 부분이므로 방사선안전관리 행위에 영향을 미치는 예측모형을 도출하여 방사선안전관리 행위수준을 높이는데 필요한 근거자료를 제공하고자 하였다. 문헌고찰, 현장관찰, 전문가 포커스 토의를 통하여 도출되고 내용타당도가 확보된 설문지를 사용하여 국내 Cyclotron이 설치된 24개 허가기관의 방사선안전관리자를 대상으로 2008년 1월 2일부터 30일간 조사하여 다음과 같은 결과를 도출하였다. 방사선안전관리에 관한 경로는 1단계 생산준비, 2단계 RI생산, 3단계 합성, 4단계 분배, 5단계 품질관리, 6단계 운반용기 포장, 7단계 운반 단계로 지정하였다. 방사선피폭의 우려가 가장 높다고 생각하는 단계는 분배 15명(62.5%), 시설 설치부터 운영까지 가장 힘든 업무는‘인허가 관련’과‘설치시설 및 생산장비 확보’가 각 9명(37.5%), 방사선피폭 관련 문제가 발생한 단계는‘합성과 분배’각 4번(30.8%)으로 높게 나타났다. 방사선안전관리 행위수준은 4점 만점을 기준으로 최소 2.42점, 최고 4.00점, 평균 3.46 ± 0.47점으로 나타났다. 방사선안전관리 행위와 직업에 대한 복지후생(ｒ=0.529)이 유의수준 5%에서 통계적으로 유의한 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 방사선안전관리 행위에 영향을 미치는 변수를 기준으로 예측모델을 도출한 결과 일반적 특성, 기관 특성, 자기효능감은 통계적으로 유의한 경로를 나타내지 않았고 직업특성 중 복지후생이 방사선안전관리 행위에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 방사선안전관리 행위수준을 높이기 위해 직업적 특성 중 복지후생 수준을 향상시킬 수 있는 전략이 필요하다고 본다. 본 연구는 최근 설치가 급격히 증가하는 Cyclotron의 방사선안전관리에 대한 국내 전수조사로 최초 수행하여 기초자료를 제공하는데 의미가 있다고 본다.

This study attempted to provide reference materials for improving the behavior level in radiation safety managements by drawing a prediction model that affects the radiation safety management behavior because the radiation safety management of medical Cyclotrons, which can be used to produce radioisotopes, is an important factor that protects radiation caused diseases not only for radiological operators but average users. In addition, this study obtained follows results through the investigation applied from January 2 to January 30, 2008 for the radiation safety managers employed in 24 authorized organizations, which have already installed Cyclotrons, through applying a specific form of questionnaire in which the validity was guaranteed by reference study, site investigation, and focus discussion by related experts. The radiation safety management were configured as seven steps: Step 1 is a production preparation step, Step 2 is an RI production step, Step 3 is a synthesis step, Step 4 is a distribution step, Step 5 is a quality control step, Step 6 is a carriage container packing step, and Step 7 is a transportation step. it was recognized that the distribution step was the most exposed as 15 subjects (62.5%), the items of ‘the sanction and permission related works’ and ‘the guarantee of installation facilities and production equipments’ were the most difficult as 9 subjects (37.5%), and In the trouble steps in such exposure, the item of ‘the synthesis and distribution’ steps were 4 times, respectively (30.8%). In the score of the behavior level in radiation safety managements, the minimum and maximum scores were 2.42 and 4.00, respectively, and the average score was 3.46 ± 0.47 out of 4. Prosperity and well-being programs in the behavior and job in radiation safety managements (r=0.529) represented a significant correlation statistically. In the drawing of a prediction model based on the factors that affected the behavior in radiation safety managements, general characteristics, organization characteristics, and selfefficacy didn’t show a significant path statistically in which the prosperity and well-being programs in job characteristics affected the behavior in radiation safety managements. Therefore, it is necessary to establish a strategy that improves the level of prosperity and well-being levels in job characteristics in order to increase the behavior in radiation safety managements. Thus, this study provides basic materials for the radiation safety management of Cyclotron through the full-scale investigation that is first applied in Korea.