양전자 방출 핵종의 방사선학적 비정에 대한 제안

Development of the Radiological Range of Positron Emitting Radionuclides

양전자 방출 핵종은 진단영상인 PET영상 만드는데 이용된다. 이때 양전자의 비정은 영상의 해상도를 결정하는 인자이며, 본 연구에서는 방사선학적 기준을 통하여 새로운 비정 측정 방법을 제시하고자 한다. 실험은 MCNP6로 진행하였으며, 대표적인 양전자 방출 핵종인 18F, 11C, 13N, 및 15O를 대상으로 하였다. 방사선학적 기준은 영상을 만드는 신호인 소멸 복사선의 발생위치를 기준으로 하였다. 실험결과 양전자의방사선학적 비정은 2.3 mm(18F), 3.9 mm(11C), 5.0 mm(13N), 7.9 mm(15O)로 나타났으며, 양전자의 발생에너지가 높을수록 기존의 비정인 CSDA range와의 차이가 크게 나타났다. CSDA range는 현재 가장 많이 이용 되는 비정 측정방법으로 전자가 물리적으로 날아간 거리를 뜻하는 물리적 비정이므로, 방사성동위원소를 인체에 투여하는 핵의학의 경우 방사선학 기준을 적용한 방사선학적 비정을 적용하여야 한다.

PET images used in medical diagnoses are created using positron emitting radionuclides. The radiation used for imaging is generated at 0.511 MeV by p-annihilation. The CSDA range is the distance the particle radiation flew physically, and it is different from the range shown in PET images. This study proposes a novel method that uses radiological criteria to measure this range. The experiment was conducted by applying the MCNP6 simulation to positron emitting nuclides 18F, 11C, 13N, and 15O. Radiological criteria were based on the location of the p-annihilation event, which is also the image signal. Results showed the radiological range of positrons to be 2.3, 3.9, 5.0, and 7.9 mm for 18F, 11C, 13N, and 15O, respectively. The higher the positron energy, the larger its difference from the CSDA range. Positron emitting nuclide is being developed and studied as a nuclide for dosimetry or radiotherapy. Further research needs to be conducted into various positron ranges.