진단용 방사성동위원소 취급 시 핵의학 종사자의 안구 선량평가 : 진단용 방사성동위원소 취급 시 핵의학 종사자의 안구 선량평가 = Evaluation of ocular dose in nuclear medicine workers during the handling of diagnostic radionuclide

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The International Commission on Radiological Protection (ICRP) has
recently lowered the equivalent dose limit for the lens of the eye,
emphasizing the importance of dose management for radiation
workers. In addition, reports have indicated potential ocular diseases
not only from lens exposure but also from irradiation of other ocular adnexa. This study aimed to evaluate radiation doses to ocular
substructures during the handling of diagnostic radionuclide by
nuclear medicine workers, using monte carlo simulations with
MCNPX (ver. 2.5.0). A mathematical eye model was incorporated into
the adult MIRD phantom, with the sensitive and insensitive volumes
of the lens, cornea, anterior chamber, and vitreous body designated as
regions of interest. The diagnostic radionuclide investigated were
99mTc, 18F, 67Ga, ¹²³I, and 201Tl.
Dose evaluation at varying source-to-eye distances demonstrated
that, at 10 cm, the anterior chamber exhibited the highest absorbed
dose, followed by the sensitive and insensitive lens volumes. Among
the radionuclide, 18F consistently produced the highest dose across all
distances, whereas 99mTc resulted in the lowest. With increasing
distance, a marked dose reduction was observed, with ¹⁸F showing
the greatest decrease.
Evaluation under different shielding conditions revealed that the use
of low-energy shields achieved more than 90% dose reduction for
99mTc, 67Ga, ¹²³I, and 201Tl, whereas 18F showed only approximately
60% reduction. Ocular dose distributions were concentrated in the
anterior chamber and lens regions under insufficient shielding but
became more variable as shielding efficiency increased. When
high-energy shields were applied, dose reduction for ¹⁸F exceeded
90%, confirming the necessity of energy-appropriate shielding. The
L-block alone demonstrated dose reduction of over 97% for all
radionuclide, and combined use with syringe or vial shields achieved reductions greater than 99%.
This study provides quantitative data supporting the need for
effective shielding and distance management to reduce ocular doses in
nuclear medicine practice. The findings underscore the importance of
appropriate protective measures for both the lens and other ocular
adnexa, contributing to occupational dose management and future risk
assessment.

국문 초록 (Abstract)

진단용 방사성동위원소 취급 시 핵의학 종사자의 안구 선량평가 방사선학과 최 우 영 지도교수 조 용 인 국제방사선방호위원회(ICRP)가 수정체 등가선량 한도를 하향 조정하면 서 국제적으로 종사자들의 수정체 선량 관리의 필요성이 증가하는 추세 이다. 또한, 수정체 뿐만 아니라 안구 부속기관의 피폭으로 발생하는 안 구 질환의 위험성이 보고되었다. 이에 본 연구에서는 몬테카를로 전산모 사 기법인 MCNPX(ver. 2.5.0)를 사용하여 의료분야 핵의학 종사자가 방 사성동위원소 취급 시 노출되는 안구 부속기관의 선량평가를 실시하였 다. 안구 부속기관은 성인 MIRD 팬텀에 수학적 안구 모델을 삽입한 형 태로 모사하였고, 수정체의 민감·비민감 영역, 각막, 전방, 유리체를 관심 영역으로 설정하였다. 방사성동위원소는 진단용으로 사용되는 99mTc, 18F, 67Ga, 123I, 201Tl로 선정하였다. 차폐체는 주사기, 바이알 차폐체와 L-Block 차폐체를 모사하여 차폐 유형별 안구 부속기관의 선량평가를 실시하였다. 첫 번째, 선원과의 거리별 안구 부속기관 선량평가 결과, 10 cm 지점에 서 전방 영역이 가장 높은 선량 분포를 보였으며, 그 외 수정체 민감 영 역, 비민감 영역 순으로 높게 나타났고 각막과 유리체는 핵종별로 다른 양상을 보였다. 선원 중 18F이 모든 거리에서 가장 높은 선량률을 나타 내었으며, 99mTc 선원의 경우 가장 낮은 선량률을 보였다. 선원과의 거리 증가에 따른 안구 부속기관의 선량분포는 거리 역자승 법칙에 따라 감소 되는 경향을 보였으며, 선원 중 18F에서 가장 큰 감소율을 나타냈다. 차폐체 사용 조건별 안구 부속기관에 대한 선량평가 결과, 바이알 차폐 체 사용 시 99mTc, 67Ga, 123I, 201Tl의 경우 90% 이상의 유의미한 차폐율 을 보였으나, 18F은 약 60%의 다소 낮은 차폐율을 나타냈다. 안구 부속 기관의 선량 분포는 차폐율이 낮을수록 전방 영역, 수정체의 민감 영역, 비민감 영역 순으로 높은 선량 분포를 나타냈으나, 차폐율이 높아질수록 불규칙한 경향을 보였다. L-Block 차폐체의 경우, 단독 사용으로 모든 선원에서 97% 이상의 유의미한 차폐율을 보였으며, 외부 용기 차폐체 (주사기 및 바이알 차폐체)와 동시 사용 시 모든 선원에서 99% 이상의 차폐율을 나타냈다. 따라서, 진단용 방사성동위원소 취급 시 각 선원의 물리적 특성에 적합 한 차폐체 사용이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 핵의학 종사 자의 방사성동위원소 취급 시 안구 부속기관의 선량 관리 및 위험도 평 가를 위한 보조자료를 제공할 것이라 사료된다. 주제어 : 핵의학 종사자, 몬테카를로 전산모사, 수정체, 안구 부속기관, 방사 선 차폐

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 연구 배경 4
• 1. 방사선과 물질과의 상호작용 4
• 2. 방사성동위원소 10
• 3. 방사선 방호 18
• 4. 안구에 대한 방사선의 영향 29
• 5. 몬테카를로 전산모사 30
• Ⅲ. 기술현황 분석 33
• Ⅳ. 재료 및 방법 37
• 1. MCNPX를 이용한 전산모사 37
• 가. MCNPX 37
• 나. 방사성동위원소의 모사 38
• 다. 차폐체의 모사 40
• 라. 안구에 대한 수학적 모델 모사 45
• 2. 선원과의 거리에 따른 안구 부속기관 선량평가 47
• 3. 방사성동위원소 취급 시 차폐 유형별 안구 부속기관 선량평가 49
• 가. 주사기 차폐체 사용 시 안구 부속기관 선량평가
• 나. 바이알 차폐체 사용 시 안구 부속기관 선량평가
• 다. L–Block 차폐체 사용 시 안구 부속기관 선량평가
• 4. 연간 수정체 피폭선량 평가 55
• Ⅴ. 결 과 56
• 1. 선원과의 거리에 따른 안구 부속기관 선량평가 56
• 2. 방사성동위원소 취급 시 차폐 유형별 안구 부속기관 선량평가 61
• 3. 연간 수정체 피폭선량 평가 79
• Ⅵ. 고 찰 87
• Ⅶ. 결 론 92
• 참고문헌 94
• 영문초록(Abstract) 99