1. 방사선치료
방사선치료에서는 암세포를 파괴하는 동시에 주변 정상조직에 어느 정도의 방사선량이 조사 되고 있는 지를 아는 것이 가장 중요하다. 따라서 방사선치료에서 방사선량을 측정하는 목적은 환자의 정확한 종양치유선량 (tumor control dose; TCD)과 정상조직의 내용선량 (tissue tolerance dose; TTD)을 파악하고, 치료가능비 (therapeutic ratio; TR) 및 조직의 손상 여부를 예측하는 것이다. 그러나 환자를 대상으로 종양 및 정상조직의 흡수선량을 직접 측정하는 것은 매우 어렵다. 그러므로 실제 방사선치료는 표적용적을 정하여 균등한 선량을 부여할수 있는 조사방법을 선택하고 표적용적 및 주변 정상조직의 선량분포가 어느 정도 되는 지를 계산에 의해 결과를 도출하고 있다. 인체에 조사되는 방사선량을 계산하기 위하여 인체와 조직 등가 물질인 물 팬텀 또는 고체 팬텀 내에서 전리함, 반도체 측정기, 필름, 열형광선량계등의 적절한 측정기를 이용하여 방사선량과 선량분포 등의 선속 데이터를 측정하고 이를 적절한 수학적 알고리즘을 사용해서 환자의 체내에서 선량분포를 예측할 수 있어야 한다.
2. 조사선량과 흡수선량의 관계
모든 선량 평가는 직접 측정이 가능한 조사선량을 이용하여 변환할 수 있기 때문에 조사선량과 흡수선량과의 관계를 이해할 필요가 있다. 공기 중에서 3 Mev 이하의 광자가 조사될 때 전리에 의해 생성된 전하량을 조사선량이라 하고 그 전하량을 생성하는데 필요한 에너지로 환산하면 조사선량을 공기 중에서 흡수선량으로 환산할 수 있다.
1R = 0.87rad
즉, 조사선량 1R은 공기 중에서 흡수선량 0.87rad에 해당된다. 공기가 아닌 조직의 흡수선량을 구하기 위해서는 공기의 질량 에너지 감쇠계수에 대한 조직의 질량 에너지 감쇠계수를 곱해주면 된다.
3. Bragg - Gray 공동 이론
조사선량은 공기에 대하여 적용되는 매우 유용한 물리량으로서, 조사선량을 측정하는 경우에 이로부터 공기 흡수선량을 결정할 수 있고, 물질의 흡수선량을 결정할 수 있음을 알 수 있었다. 그러나 조사선량은 공기 중에 대해서만 정의되며, 물질 속에서는 적용되지 않는다. 또한 높은 에너지에서 발생되는 전자들의 공기중 비정이 너무 길어 전자평형 조건의 성립에 어렵기 때문에 광자 에너지 3 MeV 이상에서는 측정이 어렵다.
Bragg - Gray 이론은 하전입자가 물질 속의 작은 공동을 통과할 경우에 공동의 흡수선량과 물질의 흡수선량을 가정할수 있다. 물질에서 전자의 에너지 손실이 물질에 흡수되는 에너지와 직접 관계함을 의미한다. 그렇지만 공동을 통과하는 전자(일차전자)의 경우에 전자가 손실한 에너지를 기체 원자에 전달하는 과정에서 높은 에너지를 가진 이차전자들이 발생할 수 있으며 이들은 공동을 떠날 수 있다. 따라서 이 경우, Bragg - Gray 이론이 성립할 수 없다.
공동이론은 작은 기체 공동의 흡수선량으로부터 물질의 흡수선량을 구하는 유용한 이론이다. 따라서 상용화된 소형 전리함을 이용한 임상적 흡수선량 측정에서 Bragg - Gray 이론을 적용할 수 있다. 그렇지만 상용 전리함은 공동 뿐 만 아니라 중심전극, 벽 그리고 이들을 지지하는 스템으로 제작되어 있으므로 흡수선량의 측정에서 이들에 의한 영향을 고려해야 한다.
선량측정 프로토콜은 전리함을 사용한 흡수선량 결정의 모든 과정에 대한 일관된 체계이다. 따라서 프로토콜을 준수하여 측정함으로써 수식과 데이터의 적용에 있어서 측정자의 주관적 요소를 제거할 수 있으며, 국가간 또는 기관간의 흡수선량 결정의 단일화에 기여할 수 있다. 프로토콜의 개발과 보급은 IAEA(국제원자력기구), ICRU(국제방사선위원회)와 같은 국제적 공인기관 또는 AAPM(미국의학물리학회)와 같은 학회에서 주관하며 프로토콜은 보다 실용적이면서 정확성 향상을 위하여 지속적으로 보안되고 있다. 여기서 초기에 발표된 방법(ICRU 1972)을 소개하고 최근 임상에서 활발히 사용되는 IAEA의 TRS-277(1987) 및 TRS-398(2000) 프로토콜에 대하여 소개한다.
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