KR20210000172A - 선량계를 수용하는 홀더 및 이를 이용한 방사선 선량측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선량계를 수용하는 홀더 및 이를 이용한 방사선 선량측정방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 홀더는 신체 팬텀을 이용한 방사선 선량측정에 사용되며 선량계를 수용하며, 내부에 상기 선량계가 수용되는 수용공간을 포함하는 홀더본체; 및 상기 홀더본체의 단부에 형성되어 있으며 별도의 홀더와의 연결을 위한 연결부;를 포함한다.

Description

선량계를 수용하는 홀더 및 이를 이용한 방사선 선량측정방법{Holder for holding dosimeter and method for measuring dose of radiation using the same}

본 발명은 선량계를 수용하는 홀더 및 이를 이용한 방사선 선량측정방법에 관한 것이다.

방사선 사고 혹은 고 방사선장에 종사자가 노출될 경우 정확한 선량평가나 효율적인 방사선방호 설계를 위해 피폭환경에 대한 분석을 하게 된다.

인체의 방사선량을 평가하기 위한 수단으로, 방사선에 대해 실제 인체와 동일한 조직등가물질로 구성된 인체대용체를 사용한다.

고방사선장이나 다양한 방사선장에 팬텀을 노출시켜 다양한 실험 수행할 때 팬텀 내에 선량계, 예를 들어 열형광선량계(TLD)를 위치별로 넣어 방사선 선량을 측정한다. 선량계는 원기둥 형태의 홀더 내에 삽입되어 사용된다.

방사선 선량 측정을 위해서는 선량계의 센서부의 크기, 위치와 삽입개수에 의해 홀더의 높이가 정해지고, 팬텀은 홀더의 높이에 맞추어 절단해야 한다.

예를 들어, 열형광선량계(TLD)의 홀더는 홀더당 1개의 소형 칩이 삽입되어, 홀더의 높이가 낮아 팬텀을 잘게 절단하는 하는 것에 어려움이 있었고, 절단에 의해 팬텀의 마모가 심한 문제가 있었다.

한편, 팬텀은 신체부위의 밀도특성 등에 따라 서로 다른 재질로 만들어지는데 기존의 홀더는 동일한 재질로 만들어져 있어 홀더에 의한 방사선 측정 오차가 발생하는 문제가 있다.

한국 특허 공개 제2016-0095944호(2016년 08월 12일 공개)

따라서 본 발명의 목적은 팬텀의 절단 간격을 증가시키고 다수의 선량계를 수용하고 측정부위별 조직등가물질로 제작된 홀더 및 방사선 선량측정방법을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 신체 팬텀을 이용한 방사선 선량측정에 사용되며 선량계를 수용하는 홀더에 있어서, 내부에 상기 선량계가 수용되는 수용공간을 포함하는 홀더본체; 및 상기 홀더본체의 단부에 형성되어 있으며 별도의 홀더와의 연결을 위한 연결부;를 포함하는 것에 의해 달성된다.

상기 홀더본체는 길게 연장되어 있으며, 상기 수용공간은 상기 홀더 본체의 연장방향을 따라 일렬로 배치되어 있는 복수개로 마련될 수 있다.

상기 연결부는, 상기 홀더본체의 일단부에 형성되어 있는 돌출부; 및 상기 홀더본체의 타단부에 형성되어 있는 함몰부를 포함할 수 있다.

상기 홀더본체는, 제1물질로 이루어진 제1홀더본체; 및 상기 제1물질과 밀도가 상이한 제2물질로 이루어진 제2홀더본체를 포함하며, 상기 제1홀더본체와 상기 제2홀더본체는 상기 홀더본체의 길이방향을 따라 다른 위치에 배치되어 있을 수 있다.

상기 본 발명의 목적은 신체 팬텀을 이용한 방사선 선량측정방법에 있어서, 커팅된 신체 팬텀에 광선량계가 수용된 홀더 어셈블리를 삽입하는 단계를 포함하며, 상기 홀더 어셈블리는 복수의 홀더를 포함하며, 상기 복수의 홀더 중 적어도 하나의 홀더는, 길게 연장되어 있으며 내부에 상기 선량계가 수용되며 이격되어 있는 복수의 수용공간을 포함하는 홀더본체; 및 상기 홀더본체의 단부에 형성되어 있으며 다른 홀더와의 연결을 위한 연결부;를 포함하는 것에 의해 달성된다.

상기 홀더 어셈블리는, 뼈조직 등가물질로 이루어진 제1홀더; 폐조직 등가물질로 이루어진 제2홀더; 및 근육 및 장기 등가물질로 이루어진 제3홀더 중에서 커팅된 신체 팬텀에 해당하는 신체조직에 대응하도록 선택하여 마련될 수 있다.

본 발명에 따르면 팬텀의 절단 간격을 증가시키고 방사선 측정 오차를 감소시키는 홀더 및 이를 이용한 방사선 선량측정방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더의 분해도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀더를 나타낸 것이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀더를 나타낸 것이고,
도 5는 본 발명에 따른 다양한 홀더들을 결합한 홀더 어셈블리를 나타낸 것이고,
도 6은 본 발명에 따른 홀더 및 홀더 어셈블리를 이용한 방사선량 측정방법을 나타낸 것이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다. 또한 첨부된 도면은 각 구성요소 간의 관계를 설명하기 위해 크기와 간격 등이 실제와 달리 과장되어 있을 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 홀더를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더의 분해도이다.

홀더(10)는 홀더본체(110), 돌출부(120), 함몰부(130) 및 수용공간(140)을 포함한다.

홀더본체(110)는 길게 연장된 원통형상이며, 2부분(110a, 110b)로 나누어져 있다. 홀더본체(110)의 길이(L)는 2.5cm 내지 10cm이고, 직경(H)은 10mm 내지 25mm일 수 있다.

홀더본체(110)에는 4개의 수용공간(140)이 형성되어 있으며, 수용공간(140)에는 선량계, 예를 들어 열형광선량계(TLD)가 수용된다. 수용공간(140)의 형태는 선량계의 형태 등에 따라 변형될 수 있다.

홀더본체(110)의 일단에는 돌출부(120)가 형성되어 있고 타단에는 함몰부(130)가 형성되어 있다. 돌출부(120)는 홀더본체(110)와 일체로 형성되어 있으며 2부분(120a, 120b)으로 이루어져 있다. 함몰부(130) 역시 2부분(130a, 130b)으로 이루어져 있다.

돌출부(120)와 함몰부(130)는 서로 대응하는 크기로 마련되어 있으며, 돌출부(120)는 다른 홀더(10)의 함몰부(130)에 삽입되어 양 홀더(10)를 결합시킨다.

도시하지는 않았지만 홀더본체(110)의 2부분(110a, 110b)에는 도 1과 같이 결합되어 있을 때 서로를 고정할 수 있는 구조, 예를 들어 돌기와 홈 등이 형성되어 있을 수 있다.

이상 설명한 홀더(10)는 다양하게 변형가능하다. 홀더본체(110)는 원통형이 아닌 사각기둥, 타원기둥 등일 수 있으며, 돌출부(120)와 함몰부(130)의 형태 및 크기 역시 복수의 홀더(10)를 연결 및 고정할 수 있으면 다양한 형태로 변형가능하다.

수용공간(140)에 수용되는 선량계는 열형광선량계일 수 있다. 열형광선량계는 소형이고 저가이며 국소부위 선량 측정이 가능하다. 열형광선량계는 얇은 원판형태일 수 있으며, 직경은 3mm 내지 6mm이고 높이는 0.5mm 내지 2mm일 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀더를 나타낸 것이다.

도 3의 (a)와 같이 홀더(10)는 수용공간(140)이 3개이거나 도 3의 (b)와 같이 홀더(10)는 수용공간(140)이 1개인 비교적 짧은 형태로 마련될 수 있다. 도 3의 (b)에 나타낸 홀더(10)의 길이는 2.5cm 내지 5cm일 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀더를 나타낸 것이다.

홀더(10)는 4개의 수용공간(140)을 가지고 있으며, 홀더본체(110)는 제1홀더본체(110-1)와 제2홀더본체(110-2)로 이루어져 있다. 제1홀더본체(110-1)에는 3개의 수용공간(140)이 위치하고 있고 제2홀더본체(110-2)에는 1개의 수용광간(140)이 위치하고 있다.

제1홀더본체(110-1)와 제2홀더본체(110-2)는 일체로 이루어져 있다. 제1홀더본체(110-1)와 제2홀더본체(110-2)는 재질구성이 상이하며, 이에 따라 밀도 및/또는 CT hounsfield unit(HU)가 상이하다. 제1홀더본체(110-1)와 제2홀더본체(110-2)에 대한 재질, 밀도 및/또는 CT hounsfield unit(HU)의 구체적인 예시 및 효과는 홀더 어셈블리(1)의 각 홀더(10a, 10b, 10c)를 참조한다.

이하 본 실시예에 따른 홀더(10)의 제조방법을 설명하나, 이에 한정되지는 않는다.

홀더(10)는 간이몰드법으로 제조될 수 있다. 먼저 홀더(10)의 3D 모델을 3D프린터에서 출력하고, 출력물을 활용하여 실리콘 주형틀을 제작한다.

4개의 수용공간(140)에 맞추어 4단으로 주형틀을 구성하고 3단까지 제2홀더본체(110-2)에 대응하는 재료를 넣고 경화시킨다. 이때 3단과 나머지 1단 사이에는 가로덮개를 배치할 수 있다. 이후 가로덮개를 제거하고 나머지 1단에 제1홀더본체(110-1)에 대응하는 재료를 넣고 경화시킨다.

다른 실시예에서 홀더(10)는 3개의 다른 부분으로 이루어질 수 있으며, 수용공간(140)의 개수 및 부분별 수용공간(140)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.

이하 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 방사선 측정 방법을 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 다양한 홀더들을 결합한 홀더 어셈블리를 나타낸 것이다.

홀더 어셈블리(1)는 3개의 홀더(10a, 10b, 10c)를 포함한다.

홀더 어셈블리(1)에서 각 홀더(10a, 10b, 10c)는 돌출부(120)와 함몰부(130)를 통해 서로 결합되어 있으며, 도면에서는 홀더 어셈블리(1) 내부에 위치하는 돌출부(120)와 함몰부(130)의 도시는 생략하였다.

제1홀더(10a)는 3개의 수용공간(140)을 가지고 있으며, 제1밀도를 가진다. 제2홀더(10b)는 1개의 수용공간(140)을 가지고 있으며, 제2밀도를 가진다. 제3홀더(10c)는 2개의 수용공간(140)을 가지고 있으며 제3밀도를 가진다.

여기서 제1밀도, 제2밀도 및 제3밀도 중 적어도 어느 하나는 다른 값을 가진다. 이는 각 홀더(10a, 10b, 10c)가 위치하는 팬텀위치에 대응하는 신체의 밀도특성을 고려하기 위한 것이다.

예를 들어, 제1홀더(10a)는 뼈조직에 대응하는 팬텀위치에 사용되며, 뼈조직등가물질로 이루어지고 밀도가 1.3 내지 1.9이거나 CT hounsfield unit(HU)가 300 내지 1000이다. 제1홀더(10a)는, 이에 한정되지 않으나, 폴리우레탄에 분말형 석고를 혼합하여 제조할 수 있다.

제2홀더(10b)는 폐조직에 대응하는 팬텀위치에 사용되며, 폐조직등가물질로 이루어지고 밀도가 0.20 내지 0.35이거나, CT HU가 ??900 내지 ??600이다. 제2홀더(10b)는, 이에 한정되지 않으나, 발포 폴리우레탄을 사용할 수 있다.

제3홀더(10c)는 근육이나 장기에 대응하는 팬텀위치에 사용되며, 근육/장기등가물질로 이루어지고 밀도가 0.9 내지 1.1이거나, CT HU가 ??150 내지 200이다. 제3홀더(10c)는, 이에 한정되지 않으나, 폴리우레탄 플라스틱 또는 ABS 수지를 사용할 수 있다.

홀더 어셈블리(1)의 홀더(10)의 구성 및 각 홀더(10) 내의 수용공간(140)의 개수는 팬텀의 높이 및 팬텀 내에서의 위치, 즉 팬텀이 모사하고 있는 신체부위에 따라 결정된다. 따라서 홀더 어셈블리(1)의 구성은 다양하게 변화될 수 있다.

다른 실시예에서, 홀더 어셈블리(1)는 뼈조직 등가물질로 이루어진 제1홀더(10a) 2개만으로 이루어질 수 있다. 이 경우 각 제1홀더(10a)는 3개의 수용공간(140)을 가질 수 있다.

또 다른 실시예에서, 홀더 어셈블리(1)는 뼈조직 등가물질로 이루어진 제1홀더(10a) 1개와 폐조직등가물질로 이루어진 제2홀더(10b) 1개로 이루어질 수 있다. 이 경우, 수용공간(140)은, 제1홀더(10a)는 2개의 수용공간(140)을 가지고 제2홀더(10b)는 4개의 수용공간(140)을 가지거나, 제1홀더(10a)는 2개의 수용공간(140)을 가지고 제2홀더(10b)는 4개의 수용공간(140)을 가지는 등 다양하게 변형될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 홀더 및 홀더 어셈블리를 이용한 방사선량 측정방법을 나타낸 것이다.

모사하는 신체의 길이방향의 수직방향으로 커팅 또는 개별제작된 모의피폭체, 즉 팬텀 내에 삽입공이 형성되어 있다.

삽입공에 홀더 어셈블리(1)를 삽입한다. 홀더 어셈블리(1)는 팬텀 위치에 따라 다양한 홀더(10)의 조합으로 마련되어 있으며, 커팅된 팬텀의 두께에 대응되도록 길게 마련된 단일 홀더(10)가 삽입될 수도 있다. 이 때 단일 홀더(10)는 도 4와 같이 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다.

각 홀더 어셈블리(1)에 수용되어 있는 선량계에는 일정한 체계에 의해 번호가 부여될 수 있다.

이후, 팬텀을 연결한 후 방사선을 조사한다. 이 때 각 팬텀에 수용되어 있는 인접한 홀더 어셈블리(1)는 돌출부(120)와 함몰부(130)를 통해 서로 결합되어 있을 수 있다. 방사선 조사 후 홀더 어셈블리(1)를 삽입공에서 빼내고 선량계를 회수하여 방사선 조사량을 분석한다.

본 발명에 따르면 홀더(10)를 길게 만들거나 홀더(10)를 연결하여 홀더 어셈블리(1)를 사용할 수 있기 때문에, 팬텀의 커팅 간격을 증가시킬 수 있다. 즉, 커팅된 팬텀의 두께가 크더라고 홀더(10) 또는 홀더 어셈블리(1)가 커팅된 팬텀의 두께 전체를 커버할 수 있다.

커팅된 팬텀의 두께는 5cm 내지 10cm 또는 5cm 내지 20cm일 수 있으며, 삽입공에 삽입된 홀더(10) 또는 홀더 어셈블리(1) 역시 5cm 내지 10cm 또는 5cm 내지 20cm의 길이를 가진다.

또한 본 발명에 따르면, 팬텀 위치에 따라 서로 다른 밀도를 가진 홀더(10)를 배치할 수 있어, 측정의 정확도가 향상된다. 즉 모사하고자 하는 신체부위와 유사한 밀도를 가지는 홀더(10)를 사용하여 홀더(10)와 팬텀간의 밀도차이에 의한 측정오차를 감소시킨다.

또한 본 발명에 따르면, 복수의 선량계가 단일의 홀더(10) 내지는 홀더 어셈블리(1)에 삽입되기 때문에, 선량계 관리 및 측정 후 각 선량계의 팬텀 내 위치파악이 용이하다. 이에 따라 선량판독 과정에서의 오류 위험성이 감소하고 판독 비용이 감소한다.

전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 신체 팬텀을 이용한 방사선 선량측정에 사용되며 선량계를 수용하는 홀더에 있어서,
   내부에 상기 선량계가 수용되는 수용공간을 포함하는 홀더본체; 및
   상기 홀더본체의 단부에 형성되어 있으며 별도의 홀더와의 연결을 위한 연결부;를 포함하는 홀더.
2. 제1항에 있어서,
   상기 홀더본체는 길게 연장되어 있으며,
   상기 수용공간은 상기 홀더 본체의 연장방향을 따라 일렬로 배치되어 있는 복수개로 마련되는 홀더.
3. 제2항에 있어서,
   상기 연결부는,
   상기 홀더본체의 일단부에 형성되어 있는 돌출부; 및
   상기 홀더본체의 타단부에 형성되어 있는 함몰부를 포함하는 홀더.
4. 제2항에 있어서,
   상기 홀더본체는,
   제1물질로 이루어진 제1홀더본체; 및
   상기 제1물질과 밀도가 상이한 제2물질로 이루어진 제2홀더본체를 포함하며,
   상기 제1홀더본체와 상기 제2홀더본체는 상기 홀더본체의 길이방향을 따라 다른 위치에 배치되어 있는 홀더.
5. 신체 팬텀을 이용한 방사선 선량측정방법에 있어서,
   커팅된 신체 팬텀에 광선량계가 수용된 홀더 어셈블리를 삽입하는 단계를 포함하며,
   상기 홀더 어셈블리는 복수의 홀더를 포함하며,
   상기 복수의 홀더 중 적어도 하나의 홀더는,
   길게 연장되어 있으며 내부에 상기 선량계가 수용되며 이격되어 있는 복수의 수용공간을 포함하는 홀더본체; 및
   상기 홀더본체의 단부에 형성되어 있으며 다른 홀더와의 연결을 위한 연결부;를 포함하는 방사선 선량측정방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 홀더 어셈블리는,
   뼈조직 등가물질로 이루어진 제1홀더;
   폐조직 등가물질로 이루어진 제2홀더; 및
   근육 및 장기 등가물질로 이루어진 제3홀더 중에서 커팅된 신체 팬텀에 해당하는 신체조직에 대응하도록 선택하여 마련되는 방사선 선량측정방법.

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