폴리곤 면 기반 ICRP 표준 성인여성 팬텀 개발에 관한 예비연구

Abstract

요 지

폴리곤 면 기반 ICRP 표준 성인여성 팬텀 개발에 관한 예비연구

박 영 재

지도교수: 김 찬 형

국제방사선방호위원회(International Commission on Radiological Protection; ICRP)는 성인 남녀 복셀 팬텀 한 쌍을 ICRP 표준 성인팬텀으로 채택하였다. 채택된 ICRP 표준 팬텀은 CT 영상을 기반으로 제작되었기 때문에 기존에 사용되던 MIRD (Medical Internal Radiation Dose) 수학적 팬텀보다 인체의 해부학적 구조를 더욱 사실적으로 표현한다는 장점이 있다. 하지만, ICRP 표준 팬텀은 이들을 구성하는 복셀 크기(남성: 2.137 mm × 2.137 mm × 8.0 mm, 여성: 1.775 mm × 1.775 mm × 4.84 mm)가 매우 크기 때문에 작거나 얇은 구조로 이루어진 장기들을 사실적으로 표현하지 못하며, 결과적으로 비정이 짧은 저에너지 광자나 하전입자에 대해 부정확한 선량을 제공한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 한양대학교에서는 ICRP 표준 팬텀을 보다 발전된 형태인 폴리곤 모델로 변환하는 연구를 제안하였으며, 이에 대한 예비 연구를 수행하여 ICRP 표준 성인남성 팬텀의 변환 가능성을 확인한 바 있다. 남성에 이어 본 연구에서는 ICRP 표준 성인여성 팬텀의 변환 가능성을 확인하는 예비 연구를 수행하였으며 이를 위해 주요 장기들을 폴리곤 면으로 변환하는 연구를 수행하였다. 변환 결과, 림프노드 및 근육을 제외한 유효선량 계산에 필요한 모든 장기들은 폴리곤 모델로 변환이 가능하였으며, 변환된 폴리곤 모델은 기존 복셀 모델보다 장기의 모양을 더욱 사실적으로 표현하였다. 또한, 변환된 폴리곤 팬텀의 장기선량을 계산하여 기존 복셀 팬텀의 장기선량과 비교하였다. 비교 결과 0.06 MeV 이상인 광자에 대한 선량차이는 장기들 대부분 10% 이하로 유의한 차이가 없었으며, 반면에 전자에 대해서는 ICRP 표준 성인여성 팬텀이 피부 및 벽 장기 선량을 변환된 폴리곤 팬텀 보다 2-5배 낮게 평가함을 확인하였다. 결론적으로 본 연구를 통해 ICRP 표준 여성 팬텀의 대부분의 장기들은 충분히 폴리곤 모델로 변환이 가능하고 기존 ICRP 표준 팬텀의 문제점을 해결할 수 있는 가능성을 확인하였다. 하지만 폴리곤 면 기반 ICRP 표준 성인 팬텀을 최종적으로 완성하기 위해서는 근육 및 림프노드와 같은 변환이 어려운 장기들에 대한 적절한 모델링 방법을 반드시 고안해야 하며 ICRP 기준에 부합하도록 완성도를 높이기 위한 추가적인 분석 및 더욱 정밀한 팬텀의 구현을 위한 지속적인 연구가 수반되어야 한다.