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ISSN : 2288-3509(Print)
ISSN : 2384-1168(Online)

Journal of Radiological Science and Technology Vol.42 No.6 pp.447-454
DOI : https://doi.org/10.17946/JRST.2019.42.6.447

Evaluation of the Usefulness of Patient Customized Shielding Block Made with 3D Printer in the Skin Cancer Electron Beam Therapy

Ki-Song Ahn¹⁾, Woo-Chan Jung¹⁾, Dae-Hyun Kim²⁾, Moo-Sub Kim³⁾, Do-Kun Yoon³⁾, Jae-Goo Shim¹⁾, Tae-Suk Suh³⁾

¹⁾Department of Radiologic Technology Daegu Health College
²⁾Department of Radiation Oncology, Kangbuk Samsung Hospital
³⁾Department of Biomedical Engineering and Research Institute of Biomedical Engineering, College of Medicine, Catholic University of Korea

Corresponding author: Jae-Goo Shim, Department of Radiologic Technology Daegu Health College, Youngsong-ro 15, Buc-gu, Daegu 41453, Republic of Korea / Tel: +82-53-320-1458 / E-mail: sjg2428@dhc.ac.kr

Received 05/12/2019 Review 24/12/2019 Accepted 26/12/2019

Abstract

In order to improve and supplement the shielding method for electron beam treatment, we designed a patient-specific shielding method using a 3D printer, and evaluated the usefulness by comparing and analyzing the distribution of electron beam doses to adjacent organs. In order to treat 5 cm sized superficial tumors around the lens, a CT Simulator was used to scan the Alderson Rando phantom and the DICOM file was converted into an STL file. The converted STL file was used to design a patient-specific shield and mold that matched the body surface contour of the treatment site. The t hickness o f the shield was 1 cm and 1.5 cm, a nd the mold was p rinted u sing a 3D printer, and t he patient customized shielding block (PCSB) was fabricated with a cerrobend alloy with a thickness of 1 cm and 1.5 cm. The dosimetry was performed by attaching an EBT3 film on the surface of the Alderson Rando phantom eyelid and measuring the dose of 6, 9, and 12 MeV electron beams on the film using four shielding methods. Shielding rates were 83.89%, 87.14%, 87.39% at 6, 9, and 12 MeV without shielding, 1 cm (92.04%, 87.48%, 86.49%), 1.5 cm (91.13%, 91.88% with PSCB), 92.66%) The shielding rate was measured as 1 cm (90.7%, 92.23%, 88.08%) and 1.5 cm (88.31%, 90.66%, 91.81%) when the shielding block and the patient-specific shield were used together. PCSB fabrication improves shielding efficiency over conventional shielding methods. Therefore, PSCB may be useful for clinical application.

Key Words : 3D Modeling , 3D Printer , Electron beam therapy , Superficial cancer , Bolus

전자선치료 시 3D 프린터로 제작한 환자 맞춤형 차폐체의 유용성 평가

안 기송¹⁾, 정 우찬¹⁾, 김 대현²⁾, 김 무섭³⁾, 윤 도군³⁾, 심 재구¹⁾, 서 태석³⁾

¹⁾대구보건대학교 방사선과
²⁾강북삼성병원 방사선종양학과
³⁾가톨릭대학교 의공학교실

초록

키워드 : 3D 모델링 프로그램 , 3D 프린터 , 전자선 치료 , 표재성 암 , 볼루스

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Funding:

Ⅰ. 서 론

방사선치료는 종양 조직에 최대 선량으로 조사하고 정상 조직에 최소 선량을 조사함으로써 정상장기의 부작용과 합 병증 발생률을 줄이고, 인체 여러 부위에서 발생하는 종양 의 특성에 대항하기 위해 다양한 치료 기술이 발전되어 왔 다[1]. 방사선치료 대상인 종양 즉 표적이 피부표면에 위치 한 경우 광자선으로 가능하지만 전자선을 이용하여 방사선 치료를 하는 경우가 많다. 그 이유는 전자선의 물리적 특성 영향과 밀접하다. 전자선의 물리적 특성은 산란박, 조준기 개방, 조사통 구조, 조사 면의 크기 및 형태 그리고 차폐체 밀도 및 두께 등에 따라 전자선이 투과할 시 물질의 원자핵 혹은 궤도전자와 상호작용이 일어나 입사 전자들의 운동 에 너지와 방향에 변화가 일어나 다중 산란이 발생한다[2,3]. 따라서 다중 산란 영향으로 인해 전자선은 조사선량이 유효 치료 80% 심부선량백분율(Percentage Depth Dose; PDD) 을 지나면 선량 흡수가 급격히 감소로 방사선 영향이 적어 져 부작용 발생률이 낮아진다. 이에 따라 전자선 치료 시 체 표에서 5 cm 이하 깊이 표재성 종양 치료에 이용되고 있다 [4]. 표재성 종양 치료 시 표적 주변의 손상위험장기가 위치 할 경우 방사선 영향을 최소화하기 위해서 매우 정밀한 치 료계획 및 차폐방법이 요구되는데, 손상위험장기에 과도한 방사선 영향을 받으면 부작용 또는 합병증이 발생할 수 있 기 때문이다. 예를 들어 수정체(lens) 부위 주위에 기저세포 암(basal cell carcinoma)이 발생하여 전자선 치료를 시행 할 경우 수정체는 방사선 감수성이 높은 장기로 수정체 역 치 선량 2 Gy 이상 피폭 받을 시 일시적으로 백내장이 발생 하며, 5 Gy 이상 피폭 받았을 때는 만성 장해의 백내장이 발생한다[5].

따라서 표재성 종양 치료 시 손상위험장기의 방사선 노출 을 줄이기 위해 차폐체를 제작하여 방사선 노출을 최대한 줄여주는 것이 중요하며 현재 임상에서는 치료 기술에 따른 다양한 차폐방법을 적용하여 차폐를 시행하고 있다.

방사선치료를 위해 차폐체 제작을 할 경우 전자선 치료 차폐 방법은 차폐 블록을 부착한 조사통을 표적에 중심을 맞추어 차폐를 시행하는데, 조사통에 부착하는 차폐 블록과 인체 표면 간 거리에 의하여 공기층(Air gap)이 생겨 문제 가 발생한다. 이러한 공기층 부분을 최소화하기 위해 공기 층이 생기지 않도록 조사통을 조사 부위에 최대한 밀착하지 만 조사되는 인체 표면이 불규칙하여 공기층이 생길 확률이 높다. 따라서 표면 선량이 감소하여 원하는 차폐효율을 얻 기 힘들다[6-8]. 또한 광자선 치료 차폐방법은 환자 표면을 스티로폼을 통해 조형을 만든 후 저용융점 납합금을 이용하 여 차폐체를 수작업으로 제작하여 사용한다. 이와 같은 방 법의 제한성은 첫 째, 종양 위치한 부분마다 모양은 다르고, 환자마다 인체 해부학적 구조 및 조사방향이 달라지므로 환 자 개별적 맞춤형으로 제작하는 번거로움으로 제작 시간이 오래 걸린다. 둘째, 차폐체 제작을 위해 공구를 이용하여 수 작업으로 차폐체를 진행하기 때문에 작업종사자에게 발생 할 수 있는 개인 숙련도에 따라 차폐체 제작의 완성도가 좌 우된다. 셋째, 환자 맞춤형의 차폐체를 제작하는 경우 환자 의 표면을 본뜨기 위하여 석고를 이용하는 방법이 있다. 이 러한 방법은 석고를 환자 표면에 직접 접촉해야하기 때문에 환자의 불편함을 발생 시킬 수 있다 [9-11].

따라서 선행 연구들을 통해 기존 방사선 차폐방법의 문제 점을 보완하기 위한 연구가 진행되었으나 손상위험장기 차 폐방법에 대한 뚜렷한 해결 방법이 없기 때문에 개선이 필 요하다. 본 연구는 저용융점 납합금과 현재 의료 기관에서 사용이 증가하는 3-Dimensional(3D) 프린터 기술을 접목 한[12, 13] 차폐체를 제작하는 방법을 고안하였으며, 3D 프 린터 기술을 통해 효율적인 차폐체 제작이 가능하다.

3D 프린터 방식의 종류에는 가장 보편적으로 많이 사용 하는 FDM(Fused Deposition Modeling: FDM) 방식으로 PolyJet, SLA (Stereo Lithography Apparatus: SLA), SLS (Selective Laser Sintering; SLS), InkJet, DLP (Digital Lighting Process: DLP) 등이 있다. 본 논문에서 는 제작비용과 시간 면에서 효율적이며 타 방식보다 장치의 구조와 프로세스가 간단하여 보급률이 높아 어디서든 프린 터를 구매하기 쉬운 가장 대표적인 방식인 FDM 방식을 사 용하였다[14].

방사선 차폐방법의 문제점을 개선하기 위하여 고안한 3D 프린터 기술을 활용한 차폐체 제작방법은 CT Simulator를 통해 인체 모형 팬톰(Alderson Rando phantom)을 스캔 후 DICOM 파일을 STL 파일로 변환하고, 변환된 STL 파일을 이용하여 치료 부위의 체표 윤곽과 일치하는 환자 맞춤형 차폐체와 주형틀을 디자인했다. 디자인된 모델을 3D 프린 터로 인쇄 후 저용융점 납합금을 이용하여 3D 환자 맞춤형 차폐체(Patient Customized Shielding Block: PCSB)를 제작하였다. PCSB는 개인 맞춤형 제작이 쉽고, 불규칙한 체표 윤곽에 균일한 선량 분포를 종양에 조사하기 어려웠던 문제점을 해결할 수 있다 [4]. 또한 높은 치료 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 표적 주변의 손상위험장기를 차폐할 수 있는 장점을 갖고 있다. 그리고 3D 프린터 기술은 굴곡 진 부분 또는 복잡한 형상 제작에 용이하고 정확하여 완제 품 제작 시 제조 공정을 간소화할 수 있기 때문에 짧은 시간 안에 제작 가능하여 방사선 작업 종사자의 업무효율 증대와 더불어 환자는 보다 정확한 차폐체 제작으로 표적으로의 선 량 전달이 더 정확할 것이다.

따라서 본 연구에서는 기존 차폐방법의 문제점 보완을 위 하여 3D 프린터를 이용한 환자 맞춤형 차폐체 제작 방법을 고안했으며, 차폐 효과를 평가하기 위해 팬텀의 손상위험장 기 선량 분포를 비교 및 분석하여 환자 맞춤형 차폐체 제작 에 유용성을 알아보고자 한다.

Ⅱ. 대상 및 방법

본 연구는 전자선 치료 시 정상조직에 대한 기존의 차폐 방식과 인체 표면을 직접 차폐하는 환자 맞춤형 차폐체 (Patient Customized Shielding Block : PCSB)를 이용한 방법에 따른 손상위험장기 선량을 측정하여 비교하고자 하 였다. 인체의 얼굴 부위 중 수정체(lens)는 손상위험장기로 써 방사선 감수성이 높기 때문에 인체 모형 팬톰(Alderson Rando phantom)의 얼굴 부위 중 임의로 수정체(lens)가 위치한 눈(Eye) 주변에 크기 5 cm인 피부 종양이 발생한 가 정하에 실험을 진행하였다. 가정된 종양을 치료하는 과정에 서 사용되는 환자 맞춤형 차폐체는 3D 프린터를 이용하여 제작하고 차폐 방법에 따른 손상위험장기의 선량 측정을 실 시하였다.

1. 환자 맞춤형 차폐체 설계 및 제작

환자 맞춤형 차폐체(Patient customized shielding block: PCSB) 제작은 CT 모의치료기(Light speed RT 16, GE, U.S.A) 를 이용하여 획득한 인체 모형 팬톰(Alderson Rando phantom) CT 영상을 바탕으로 영상을 제작하였다[15]. 획득한 CT 영 상을 이용해 표재성 종양의 치료계획은 전산화치료계획컴 퓨터인 Phillips사 Pinnacle3, Ver. 16.0)을 사용하여 치료 계획을 세웠다. 치료계획을 통해 빔의 방향, 에너지와 치료 부위 주변의 고려해야 할 장기와 차폐체 사용 여부를 결정 하고 제작에 관한 정보가 포함된 CT 영상을 의료용 디지털 영상 및 통신 표준(Digital Imaging and Communications in Medicine: DICOM) 파일형식으로 얻었다. 3D 프린터로 계획한 환자 맞춤형 차폐체 출력을 위해 이미지 파일 형식 변경이 필요하여 Materialise Mimics (ver.21.0, Belgium) 을 이용하여 DICOM 파일 형식이 아닌 STL파일 형식으로 변환하였고, 변환된 STL 파일은 3D 모델링 프로그램인 메 타세콰이아(Metasequoia 4, Ver.4.6, Japan)을 사용하여 환자 맞춤형 차폐체를 모델링 진행하였다. 환자 맞춤형 차 폐체의 재질로 사용한 저용융점 납합금(Cerrobend Alloy) 구성은 비스무스(Bi)+납(Pb)+주석(Sn)+카드뮴(Cd)으로 3D 프린터로 직접 출력할 수 없어 모델링 된 환자 맞춤형 차폐 체를 이용하여 주형틀을 모델링을 실시하였으며, 환자 맞춤 형 차폐체 주형틀은 적층형 방식인 FDM 방식 3D 프린터 (maketbot replicator z18, U.S.A)로 출력하였으며, 사용 된 필라멘트는 생분해성 열가소성 폴리에스터(Polylactic Acid: PLA)를 사용하였다. 출력된 주형틀에 저용융점 납합 금을 부어 환자 맞춤형 차폐체를 제작하였다[Fig. 1]. 이런 과정으로 Alderson Rando phantom에 가정된 표재성 종양 조직을 차폐하기 위한 환자 맞춤형 차폐체는 1.5 cm, 1 cm 이다[Fig. 2], [15].

2. 전자선 치료 Set-up

Alderson Rando phantom에 표재성 종양을 치료하기 위 해 선형가속기(IX Varian, CA, U.S.A)를 이용하여 갠트리 각도 325°, 선원 표면 간 거리(Source Surface Distance: SSD) 100 cm로 설정하였으며, 선속 중심과 표적 부위와의 중심을 일치시켰다[Fig. 3].

3. 전자선 치료 시 차폐방법에 따른 손상위험장기 선량측정

본 실험은 손상위험장기에 대한 선량을 측정하기 위해 수 정체(lens)가 위치한 눈꺼풀 표면에 필름을 부착하였다. 선 량 측정에 사용된 필름은 차폐체의 유무와 방식에 따른 선 량을 측정하기 위해 선량 흡수 범위가 1∼10 Gy로 단위 에너지 100 KeV부터 MeV까지 선량 측정 범위가 넓은 GafChromic EBT3 film, Ashland, U.S.A를 사용하였으며 [16, 17] 차폐 방법마다 필름의 위치는 동일하게 부착하였 다. 차폐방식에 따른 손상위험장기인 수정체에 들어가는 선 량을 측정하기 위하여 6 × 6 cm² 조사면 크기로 만들어 전 자선 치료 시 사용되는 조사통에 부착하는 기존 방법의 차 폐체와 환자의 치료 부위에 직접 올려 사용하는 환자 맞춤 형 차폐체를 사용하였다. 아래 그림은 4가지 실험 방법으로 분류하였고, 6, 9, 12 MeV의 에너지를 조사하며 각 차폐방 식과 환자 맞춤형 차폐체의 두께(1 cm, 1.5 cm)에 따른 손 상위험장기 선량을 측정하였다[Fig. 4]

(1) 차폐체 사용 안 한 경우: 조사통에 차폐 블록을 장착 하지 않고 선량을 측정
(2) 기존의 전자선 치료 시 사용되는 차폐 블록 사용한 경 우: 기존의 전자선 치료방식과 동일하게 조사통에 차폐 블 록을 장착한 후 선량을 측정
(3) 환자 맞춤형 차폐체를 사용한 경우: 조사통에 차폐 블 록을 장착하지 않고 환자 맞춤형 차폐체만 Alderson Rando phantom에 직접 밀착시킨 후 선량을 측정
(4) 기존의 전자선 치료 시 사용되는 차폐 블록과 함께 사 용한 경우: 기존의 전자선 차폐 블록과 환자 맞춤형 차폐체 를 동시에 장착시킨 후 선량을 측정

위의 실험과정에서 차폐 방식과 에너지를 제외한 모든 과정은 기하학적 조건이 동일한 상태에서 측정되었으며 기 계적 선량의 오차를 줄이기 위하여 동일한 조건에서 2회 반 복 측정하였다. 측정된 EBT3 필름은 디지털 평판 스캐너 (Epson Expression 1000XL – Graphic Arts)을 이용하여 스캔 후 필름 데이터 측정 프로그램(FilmQA – Pro)을 이용 하여 결과 값을 얻은 후 평균값과 표준편차 값을 산출하여 차폐체 유무와 차폐 방식 차이에 따른 결과를 통하여 비교, 분석하였다.

Ⅲ. 결 과

차폐방법 따라 EBT3 film에 측정된 선량 값은 에너지와 차폐체 두께를 구분하여 D_min, D_max, D_mean 값으로 측정하였 고, 측정된 두 번의 선량 값의 평균으로 데이터를 분석하였 다. 이에 따라 다음과 같은 공식으로 차폐율을 계산하였다 (식 1), [18]

S h i e l d i n g D o s e R a t e (%) = \frac{N S D - S D}{N S D} \times 100

..........식(1)

NSD: Non Shielding Dose
SD: Shielding Dose

1. 선량 측정

총 4가지의 측정방법에 대한 선량은 다음과 같이 측청 되 었다. 첫째, 환자 맞춤형 차폐체와 조사통에 부착하는 차폐 블록을 사용하지 않고 EBT3 film에 조사된 평균 선량값 (D_mean)은 6 MeV의 경우 109.53 cGy, 9 MeV의 경우 116.5 cGy, 12 MeV의 경우 118.75 cGy로 측정되었다. 둘째, 차폐 블록만 사용한 방법에서는 조사통에 차폐 블록을 부착한 상 태에서 EBT3 film에 선량을 조사하였으며 측정된 평균 선 량값(D_mean)은 6MeV의 경우 17.71 cGy, 9 MeV의 경우 14.98 cGy, 12 MeV의 경우 14.98 cGy로 측정되었다. 셋째, 환자 맞춤형 차폐체만 사용한 방법에서 평균 선량값(D_mean) 은 두께가 1 cm일 때 6 MeV의 경우 8.75 cGy, 9 MeV의 경우 14.58 cGy, 12 MeV의 경우 16.0 4cGy로 측정되고, 두 께가 1. 5cm일 때 평균 선량값(D_mean)은 6 MeV의 경우 9.75 cGy, 9 MeV의 경우 9.46 cGy, 12 MeV의 경우 8.72 cGy로 측정되었다. 넷째, 차폐 블록과 환자 맞춤형 차폐체를 같이 사용한 방법에서 평균 선량값(D_mean)은 환자 맞춤형 차폐체 두께가 1 cm일 때 6 MeV의 경우 10.23 cGy, 9 MeV의 경우 9.05 cGy, 12 MeV의 경우 14.15 cGy로 측정되었고, 환자 맞춤형 차폐체 두께가 1.5 cm일 때 6 MeV의 경우 12.85 cGy, 9 MeV의 경우 10.88 cGy, 12 MeV의 경우 9.72 cGy 로 측정되었다[Table 1] .

2. 차폐율 계산

차폐 블록을 적용했을 때와 적용하지 않은 두 비교 결과 는 6 MeV인 경우 83.89%, 9 MeV인 경우 87.14%, 12 MeV 인 경우 87.39%로 차폐율이 감소하였다.

환자 맞춤형 차폐체만 사용한 방법은 차폐체를 사용하지 않은 방법에 비해 환자 맞춤형 차폐체가 두께가 1cm일 때 6 MeV인 경우 92.04%, 9 MeV인 경우 87.48%, 12 MeV인 경우 86.49%로 차폐율이 감소하였으며, 환자 맞춤형 차폐 체 두께가 1.5 cm일 때 6 MeV인 경우 91.13%, 9 MeV인 경 우 91.88%, 12 MeV인 경우 92.66%로 차폐율이 감소하였다.

차폐 블록과 환자 맞춤형 차폐체를 동시에 사용한 방법은 차폐체를 사용하지 않은 방법에 비해 환자 맞춤형 차폐체 두께가 1 cm일 때 6 MeV인 경우 90.7%, 9 MeV인 경우 92.23%, 12 MeV인 경우 88.08%로 차폐율이 감소하였으 며, 환자 맞춤형 차폐체 두께가 1.5 cm일 때 6 MeV인 경우 88.31%, 9 MeV인 경우 90.66%, 12 MeV인 경우 91.81%로 차폐율이 감소하였다[Table 2], [Fig. 5].

Ⅳ. 고 찰

1. 환자 맞춤형 차폐체의 차폐 성능

차폐체 제작 시 두께 결정은 치료계획 시 차폐하고자 하 는 부위에 입사하는 빔의 선질과 에너지에 따라 정해진다. 저용융점 납합금의 경우 전자선 차폐는 MeV 1/2 mm 정도 면 95% 차폐를 한다.[19] 따라서 본 논문에서 실험한 6, 9, 12 MeV의 적절한 차폐 두께는 3, 4. 5, 6 mm가 될 수 있다. 그러나 본 논문에서는 1, 1.5 cm 두께의 환자 맞춤형 차폐체 제작을 실시하였고 실험했다. 그 결과 현재 임상에서 적용 하는 전자선 에너지에 따른 6, 9, 12 MeV 차폐 블럭 차폐율 83.89%, 87.14%, 87.39%보다 높은 평균 90%이상 차폐율 확인을 통해 차폐효과가 향상되었다. 그러나 두께에 따라 차폐율이 무조건 높은 결과를 볼 수 있는 것은 아니었으며, 에너지에 따라 차폐율의 변화가 비례적 관계를 보여주지 않 았다. 이러한 원인은 다음과 같은 이유로 설명되어 질 수 있 다.[20, 21] 전자선이 투과하는 차폐체 물질과의 상호작용 으로 인하여 이차 전자 및 제동복사 발생, 표면 선량에 영향 을 주는 후방 산란과 측방 산란 때문이라고 생각되며, 환자 맞춤형 차폐체를 단독으로 사용하는 것이 더 높은 차폐율을 보였다. 따라서 본 논문에서 제안하는 환자 맞춤형 차폐체 를 기존의 차폐체와 같이 사용하거나 단독으로 사용하게 되 면 보다 높은 차폐효과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

2. 3D 프린터 기술 접목한 환자 맞춤형 차폐체 제작 정합성

기존 차폐체 제작은 방사선치료가 전문인 숙련된 종사자 가 직접 수작업으로 제작하여 정확하게 제작하지만 미세한 부분에 차폐가 필요한 경우 미세한 부분까지 정확하게 고려 한 차폐체를 제작하기 어렵다. 하지만 본 연구에서 제안하 는 환자 맞춤형 차폐체는 3D 프린터를 이용하여 제작하여 환자의 체표 윤곽에 맞는 정밀한 모양의 차폐체를 제작할 수 있으며, 제작 과정을 간소화할 수 장점이 있다[10,11], [22]. 본 실험 결과에서 알 수 있듯 조사통에 차폐 블록을 부착하여 차폐한 방법과 달리 환자 맞춤형 차폐체를 사용한 차폐 방법에서 환자의 피부표면을 직접적으로 차폐함으로 균일한 선량으로 종양에 조사할 수 있으며 또한 손상위험장 기인 수정체에 조사되는 불필요한 선량을 감소시킬 수 있 다. 방사선치료 시 환자의 자세 재현성에서도 환자 맞춤형 차폐체는 환자 체표 데이터로 제작하여 치료 준비과정에서 차폐체를 표적 피부표면에 맞춰서 차폐할 위치에 올려놓기 만 하면 되기 때문에 환자 셋업이 용이하며, 재현성을 증가 하는 장점이 있다. 이런 장점에도 불구하고 제한점으로 여 전히 환자의 피부표면에 차폐체를 올려놓음으로써 차폐체 의 무게에 의한 환자의 불편함은 해결해야 할 문제점으로 남아있다. 또한 다양한 에너지 선택 및 반복 측정 횟수에 대 한 제한점은 향 후 3D 맞춤형 차폐체 제작을 통한 연구에서 추가적으로 보완해야 하는 제한점도 있다. 추후 여러 연구 를 통해 이러한 부분이 해결된다면 환자 맞춤형 차폐체는 환자가 방사선치료 시 손상위험장기에 조사되는 불필요한 선량을 최소한으로 주며 방사선치료의 목적을 달성할 차폐 방법이라 사료된다.

Ⅴ. 결 론

본 논문에서는 차폐방법과 차폐체의 유무에 따른 차폐율 을 알아 보기위해 손상위험장기인 수정체에 미치는 전자선 선량을 측정, 분석하였다. 결과적으로 3D 프린터로 제작한 환자 맞춤형 차폐체를 사용한 방법이 가장 우수하였다. 차 폐체 제작에서도 3D 프린터로 제작하는 경우 기존 차폐체 제작 시간보다 짧았으며, 제작 과정에서 발생할 수 있는 작 업종사자에 대한 오류도 줄일 수 있다. 또한 불규칙한 체표 윤곽에서도 환자 맞춤형의 차폐체를 제작 할 경우 좀 더 세 밀하고 정교하게 제작할 수 있으며 오차를 줄일 수 있다. 본 논문에서 제안하는 3D 프린터를 이용하여 제작한 환자 맞춤 형 차폐체 사용은 방사선 작업 종사자의 업무효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 방사선치료 효과를 보다 더 높일 수 있 을 것이므로 임상에서 유용하게 사용할 수 있을 것으로 사 료된다.

Figure

Fig. 1.

Patient customized shielding block manufacturing process

Fig. 2.

(a) Two types of patient customized shielding molds printed using a 3D printer, (b) Two types of patient customized shielding block(1, 1.5 cm)

Fig. 3.

Experimental settings for dose measurement

Fig. 4.

(a) GafChromic EBT3 film, (b) Patient customized shielding block (PCSB), (c) Shielding block settings for dose measurement

Fig. 5.

Shielding dose rate according to the shielding method

Table

Table 1.

Lens dose comparison for shielding method

Table 2.

Shielding dose rate according to the shielding method

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