Usefulness Evaluation and Fabrication of the Radiation Shield Using 3D Printing Technology

장희민(Hui-Min Jang),윤준(Joon Yoon) 한국방사선학회 2019 한국방사선학회 논문지 Vol.13 No.7

최근 의료분야에서 X선은 질병의 진단 및 치료영역에서 필수적으로 요구되며, 영상의학 기술의 발전과 더불어 X선의 이용은 지속적으로 증가하는 추세지만, X선은 방사선 피폭의 단점을 가지고 있다. 방사선피폭을 방어하기 위해 임상에서는 납 방호도구를 사용하지만 납은 중금속으로 분류되어 납중독 등 인체에 유해한 반응을 일으킬 수 있다. 따라서 본 연구는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식의 3차원 프린터의 재료를 이용하여 제작한 차폐체의 유용성을 알아보고자 한다. 필라멘트의 선감약계수를 확인하기 위해 PLA, XT-CF20, Wood, Glow, Brass를 이용해 팬텀을 제작 하고, CT scan을 하였다. 그리고 100 × 100 × 2 ㎜ 크기의 차폐 시트를 모델링하고, 진단용 X선발생장치와 조사선량계를 이용하여 선량 및 차폐율을 측정하였으며, 납 방호도구와의 차폐율을 비교하였다. 실험결과 Brass의 CT number가 가장 높게 측정되어 Brass를 이용하여 차폐시트를 제작하였으며, 진단용 X선발생장치로 확인한 결과 100 kV, 40 mAs 조건으로 X선 조사 시 6 ㎜ 두께의 차폐시트에서 차폐율이 90 % 이상으로 측정되어 apron 0.25 ㎜Pb보다 차폐율이 높은 것을 확인하였다. 본 연구의 결과 3차원 프린팅 기술로 제작한 차폐체가 진단용 X선 영역에서 높은 차폐율을 보이는 것을 확인하였으며, 납 방호도구와의 비교를 통하여 납을 대체하여 방사선 방호도구로서의 가능성을 알 수 있었다. In the medical field, X-rays are essential in the diagnosis and treatment of diseases, and the use of X-rays continues to increase with the development of imaging technology, but X-rays have the disadvantage of radiation exposure. Although lead protection tools are used in clinical practice to protect against radiation exposure, lead is classified as a heavy metal and can cause harmful reactions such as lead poisoning. Therefore, the purpose of this study is to investigate the usefulness of the shield fabricated using materials of FDM (Fused Deposition Modeling) 3D printer. In order to confirm the filament s line attenuation factor, phantoms were fabricated using PLA, XT-CF20, Wood, Glow and Brass, and CT scan was performed. And the shielding sheet of 100 × 100 × 2 ㎜ size was modeled, the dose and shielding rate was measured by using a diagnostic X-ray generator and irradiation dose meter, and the shielding rate with lead protection tools. As a result of the experiment, the CT number of the brass was measured to be the highest, and the shielding sheet was manufactured by using the brass. As a result of confirming with the diagnostic X-ray generator, the shielding rate was increased in the shielding sheet having a thickness of 6 ㎜ upon X-ray irradiation under the condition of 100 kV and 40 mAs. It measured by 90% or more, and confirmed that the shielding rate is higher than apron 0.25 mmPb. As a result of this study, it was confirmed that the shield fabricated by 3D printing technology showed high shielding rate in the diagnostic X-ray region. there was.

L-Spine X-선 촬영에서의 Jelly type 차폐체의 산란선 차폐평가

장희민(Hui-Min Jang),김도권(Do-Gwon Kim),김형빈(Hyeong-Bin Kim),윤준(Joon Yoon) 한국방사선학회 2020 한국방사선학회 논문지 Vol.14 No.7

의료용 X선 방호는 끊임없이 논쟁이 되고 불필요한 피폭을 막으려는 노력은 많은 연구자들의 관심사였다. X선은 환자를 투과하고 영상을 얻기 까지 피사체와 광전효과, 컴프턴산란 등의 상호작용을 하여 산란선을 만든다. 이 때문에 의료방사선 종사자뿐만 아니라 검사를 받는 환자도 환부 외 영역에 불필요한 산란선 피폭을 받게 된다. 이에 본 연구는 본 연구에서는 여성의 인체를 가정하여, 요추정면 검사 조건으로 X선을 팬텀에 조사한 후 유방근처의 산란선과 갑상샘 근처의 산란선을 측정하였다. 이후 jelly type의 차폐체를 제작하여 산란선 차폐 및 방사선감수성이 높은 부위에서 차폐효과를 확인하는 것이 목표이다, 실험결과 차폐체를 적용하였을 때의 갑상선 측정시 평균 0.16 mR, 왼쪽, 오른쪽 유방 측정 시 평균 0.6 mR, 왼쪽 겨드랑이 0.64 mR, 오른쪽 겨드랑이 0.54 mR 의 산란선 평균을 나타내었으며 약 82%의 산란선 차폐효과를 확인 할 수 있었다. 향후 기존 방호도구와 비교하여 Jelly type의 차폐 체와의 요추 검사에서 발생하는 피폭의 차폐율을 비교하여 기존 방호도구를 대체할 방안으로 제시 될 수 있을 것으로 사료된다. There have been continuous controversies on medical X-ray protection and numerous researchers have been trying to prevent unnecessary exposure to radiation. As X-ray passes through the patient and obtains an image, it creates scattered ray due to interactions such as photoelectric effect and Compton scattering with the subject. As a result, both medical radiation staff and patient are exposed to unnecessary radiation on areas other than the target area. In response, this study will be assuming a body of a female, radiating X-ray on the phantom under the conditions of lumbar spine AP test, and measuring scattered ray around breasts and thyroid glands. Then, The experiment results were as follows. After application of non-shielding material, the average of scattered ray was 0.88 mR in thyroid measurement, 3.34 mR, Lt Axillary 3.54 mR, and Rt Axillary 3.03 mR in mamonary measurement but, After application of shielding material, the average of scattered ray was 0.16 mR in thyroid measurement, 0.60 mR, Lt Axillary 0.64 mR, and Rt Axillary 0.54 mR in mamonary measurement showing average scattered ray protection effect of about 82%. This study suggested the manufacturing method of a Jelly-type shielding material, identified the possibilities of researches on mixing various substances with radiology field, and verified the usability of the Jelly-type shielding material as a substitute for existing protection tools.

방사선 치료에서 3D 프린터로 제작된 금속 필라멘트의투과율에 관한 유용성 평가

권경태(Kyung-Tae Kwon),장희민(Hui-Min Jang),윤명성(Myeong-Seong Yoon) 한국방사선학회 2021 한국방사선학회 논문지 Vol.15 No.7

방사선 치료는 고에너지 X선을 최소 20 Gy에서 80 Gy까지 다양하게 조사되기 때문에 종양이 위치하는 국소부위에 고선량을 투여하며 일부 정상조직의 여러 부작용이 예상 된다. 현재 임상에서는 정상조직의 차폐를 위한 노력으로 대표적인 재료인 납을 사용하고 있지만 납은 인체에 유해한 중금속으로 분류되고 있으며 다량의 피부접촉은 중독을 유발할 수 있다. 따라서 본 연구는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식의 3차원 프린터의 재료 Tungsten, Brass, Copper을 이용하여 납의 한계점을 보완 할 수 있는 측정시트를 제작하고 투과성능을 알아보고자 한다. 3D 프린터를 이용해 Tungsten 혼합 필라멘트 투과측정 시트 크기는 70 × 70 mm, 두께는 1, 2, 4 mm로 제작하였으며 제작한 측정시트의 투과성능을 확인하기 위해 선형가속기 (TrueBeam STx, S/N: 1187)에서 발생된 6, 15 MV을 Water Phantom과 Ion chamber (FC-65G), elcetrometer (PTW UNIDOSE)을 사용하여 SSD 100 cm, 물 속 5 cm에서 100 MU를 조사하여 측정하고 투과성능을 평가하였다. 각 소재의 측정시트를 1 mm씩 증가시킨 결과 6 MV에서는 Tungsten 시트의 경우 3.8~3.9 cm일때의 시트는 기존 납의 차폐체 두께 6.5 cm 보다 얇으며, 15 MV에서는 Tungsten 시트의 경우 4.5~4.6 cm일 때 시트는 기존 납의 차폐체 두께 7 cm 보다 얇으며 동등한 성능을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 Tungsten 합금 필라멘트을 이용하여 제작한 투과측정 시트는 고에너지 영역에서의 투과 차폐 가능성을 확인하였으며. 대체품으로써의 사용가능성 또한 우수함을 확인하였다, 향후 3D 프린팅 기술로 차폐제 제작을 위한 기초자료로 제공할 수 있을 것으로 사료 된다. Since radiation therapy is irradiated with high-energy X-rays in a variety of at least 20 Gy to 80 Gy, a high dose is administered to the local area where the tumor is located, and various side effects of some normal tissues are expected. Currently, in clinical practice, lead, a representative material, is used as an effort to shield normal tissues, but lead is classified as a heavy metal harmful to the human body, and a large amount of skin contact can cause poisoning. Therefore, this study intends to manufacture a measurement sheet that can compensate for the limitations of lead using the materials Tungsten, Brass, and Copper of the 3D printer of the FDM (Fused Deposition Modeling) method and to investigate the penetration performance. Tungsten mixed filament transmission measurement sheet size was 70 × 70 mm and thickness 1, 2, 4 mm using a 3D printer, and a linear accelerator (TrueBeam STx, S/N: 1187 ) was measured by irradiating 100 MU at SSD 100 cm and 5 cm in water using a water phantom, an ion chamber (FC-65G), and an elcetrometer (PTW UNIDOSE), and the permeability was evaluated. . As a result of increasing the measurement sheet of each material by 1 mm, in the case of Tungsten sheet at 3.8 to 3.9 cm in 6 MV, the thickness of the lead shielding body was thinner than 6.5 cm, and in case of Tungsten sheet at 4.5 to 4.6 cm in 15 MV. The sheet was thinner than the existing lead shielding body thickness of 7 cm, and equivalent performance was confirmed. Through this study, the transmittance measurement sheet produced using Tungsten alloy filaments confirmed the possibility of transmission shielding in the high energy region. It has been confirmed that the usability as a substitute is also excellent. It is thought that it can be provided as basic data for the production of shielding agents with 3D printing technology in the future.

방사선사와 방사선학과 재학생의 윤리강령 인식 실태조사와 기초자료 연구

정지혜(Ji-hye Jung),윤명성(Myeong-Seong Yoon),장희민(Hui-min Jang),한동균(Dong-kyoon Han) 한국보건의료윤리학회 2023 한국보건의료윤리학회지 Vol.2 No.1

Background: By identifying the degree of awareness of the Code of Ethics of Radiological technologist and Radiologic science students, and figuring out what content and format is appropriate for education, we intend to prepare basic data for the development of the Code of Ethics in the future. Methods: The data collection period was from July 21 to November 24, 2020, and the data collection method was conducted in a non-face-to-face manner through Google questionnaires. Results: The degree of awareness of the code of ethics according to individual characteristics is for Radiological technologist. There was a difference according to age (p=0.005), work area (p=0.019), religion (p≤0.001), and the degree of professional workers was gender (p=0.025), age (p=0.002), and work area. (p=0.019), experience (p=0.010), and religion (p=0.002) showed differences. In the case of enrolled students, there was no difference according to gender, practical experience, and religion, and the degree of perception of occupation was different according to religion (p=0.020). Conclusion: It can be said that it is enough to show that Radiological technologist and Radiologic science students need ethics education, but they do not receive education on actual ethics.