• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.355-363
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• 2023

지구물질에 존재하는 안정 동위원소의 평형상태에서의 분화(equilibrium isotope fractionation of stable isotope)는 물질의 진동 특성(vibrational properties)에 기인하며, 지구물질이 지구시스템 내에서 겪는 다양한 지질학적 과정들을 정량적으로 이해하는 데 도움을 준다. 본 연구에서는 H₂O 분자의 clumped 동위원소의 특성을 양자화학계산을 이용하여 규명하였다. 특히, 산소 동위원소(¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O)와 수소 동위원소(수소, 중수소, 삼중수소)의 조합으로 구성된 H₂O 분자에 대한 산소와 수소 동위원소간의 clumping 세기를 정량적으로 계산하고, 온도 변화에 따른 clumping 세기 변화 패턴을 분석하였다. 최적화된 분자구조의 평형 결합길이(bond length)와 결합각(bond angle)은 분자의 질량수와 무관하며, 각각 0.9631-0.9633 Å과 104.59-104.62°로 일정하였다. H₂O 분자의 3개의 진동 모드의 진동수는 동위원소 질량수가 증가함에 따라 감소하였으며, 산소보다 수소 동위원소의 변화에 더 큰 영향을 받는다. 진동수를 바탕으로 계산된 동위원소 치환반응의 평형상수 또한 수소 동위원소 질량수에 따라 더 큰 변화 양상을 보인다. 무거운 동위원소 조합의 clumping 반응의 평형상수는 로그값에서 강한 선형 상관관계를 지시한다. 세 동위원소 조합의 상대적인 clumping 강도는 HD¹⁸O에 대하여 각각 1.86배(HT¹⁸O), 1.16배(HT¹⁷O), 0.703배(HD¹⁷O)로 나타났다. Clumping의 세기인 Δ₂₁ 값은 온도의 증가에 따라 감소하며 이차 상관관계를 보인다. 이는 Δ₂₁이 온도 환경 지시자로서 이용될 가능성이 있음을 지시한다. 본 계산 결과는 ¹⁷O와 삼중수소를 포함한 clumped 동위원소 분배의 경향을 최초로 정립한 연구이다. 향후, 자연계에서 산소-수소 동위원소 조성의 기원을 보다 정량적으로 이해하기 위하여 비조화적(anharmonicity) 진동이 고려된 동위원소 분배계수의 계산 또한 필요하다. 상기한 연구 결과는 H₂O 분자의 다양한 지표환경에서의 clumped 동위원소의 측정과 이를 기반으로 한 지질환경 변화 기작을 설명하는 데 사용될 것으로 기대한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-8
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• 2005

목적 : CT영상을 이용한 삼차원치료계획을 수립하여 방광과 직장의 점선량(point dose)과 체적선량(volume dose)에 대해 선량-체적 히스토그램(Dose-Volume Histogram)을 이용하여 자궁경부암의 강내치료에 사용하는 packing의 효과를 분석하였다. 대상 및 방법 : 자궁경부암 환자 7명을 대상으로 하여 동일조건하에서 packing을 시행했을 때와 제거했을 때 각각 CT촬영(Ultra Z, marconi, USA)을 하여 치료계획장치(Plato Brachy the Rapy V14.2.4)에서 방광과 직장의 reference point를 각각 표시하고 ICRU38에 따라 A point에 치료계획을 시행하였다. 하지만 rectum의 경우 ICRU에서 제시한 point가 rectum 선량을 대표할 수 있는 값으로 적절하지 않기 때문에 maximum point를 찾아 비교하였다. 그리고 rectum과 bladder의 $50\%,\;80\%,\;100\%$선량의 volume에 따른 체적선량을 알아보았다. 측정한 값들을 윌콕슨 부호검정(SAS 통계분석처리 프로그램)을 통하여 packing의 효과를 분석하였다. 결과 : Packing 제거 시에서의 방광과 직장의 reference point 선량은 $116.94{\pm}35.42\%,\;117.59{\pm}21.08\%$이었고, packing 시행한 경우에는 각각 $107.08{\pm}38.12\%,\;95.19{\pm}21.32\%$이었다. Packing시행 후에 방광은 $9.86\%$, 직장은 $22.4\%$감소하였다. Packing제거시의 방광과 직장 maximum point 선량은 $164.51{\pm}50.89\%,\;128.81{\pm}33.05\%$, packing시행한 경우 각각 $142.31{\pm}44.79,\;110.08{\pm}37.03\%$이었다. packing시행 후에 방광과직장 maximum point 선량이 $22.2\%,\;18.73\%$줄어들었다. packing제거시 방광과 직장선량의 $50\%,\;80\%,\;100\%$선량의 Volume은 방광이 $48.62{\pm}18.09\%,\;16.12{\pm}11.15\%,\;7.51{\pm}6.63\%$, 직장이 $23.41{\pm}14.44\%,\;6.27{\pm}4.28\%,\;2.79{\pm}2.27\%$이었고, packing시행한 경우의 $50\%,\;80\%,\;100\%$선량의 volume은 방광이 $40.33{\pm}16.72\%,\;11.63{\pm}8.72\%,\;4.87{\pm}4.75\%$, 직장이 $18.96{\pm}8.37\%,\;4.75{\pm}2.58\%,\;1.58{\pm}1.06\%$이었다. packing시행 후에 $50\%,\;80\%,\;100\%$선량의 volume 방광은 $8.29\%,\;4.49\%,\;2.64\%$, 직장은 $4.45\%,\;1.52\%,\;1.21\%$ 감소하였다. 결론 : 자궁경부암의 강내치료 시 사용하는 packing의 효과를 CT를 이용한 삼차원치료계획을 통하여 알아본 결과 ICRU 38에서 권고하는 방광과 직장의 기준 점선량(reference point dose)의 경우 P값이 각각 0.0781, 0.0781이었고, 최대점선량(maximum point dose)은 P값이 각각 0.0156, 0.0156으로써 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났으나 $50\%,\;80\%,\;100\%$를 초과하는 체적선량(volume dose)의 경우 p갈이 0.15이상으로써 유의하지 않은 것으로 나타났다. 다시 말해서 packing의 효과가 점선량의 경우 차이가 있는 것으로 보이지만 실제 체적선량은 별 차이가 없는 것으로 분석되었다. 그 이유를 살펴보니 방광과 직장의 용적(volume)은 넓은데 비해 packing을 하는 부분은 일부분에 지나지 않아서 큰 선량감소의 효과가 없었던 것으로 보인다. 하지만 방사선의 강도는 거리 역 제곱에 비례하므로 거리가 멀면 멀수록 방사선의 강도는 약해진다. 따라서 packing을 실시하여 방광과 직장의 장해를 최소화하는데 노력을 기울여야 할 것이다.

• 대한골관절종양학회지
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• 제1권1호
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• pp.7-16
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• 1995

인체골 4 시편(specimen)과 돼지 경골 25쌍을 이용하여, 생체골의 열전도성 측정과 열처리후 열처리온도와 시간에 따른 골의 염전력을 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 인체골에 있어서 골수강을 제거하지 않고 $60^{\circ}C$의 항온식염수에서 열처리하면, 골심부의 온도가 $20^{\circ}C$에서 $58^{\circ}C$에 도달하는데 소요된 시간은 경골근위부가 32분 50초, 대퇴골 원위부가 30.분, $80^{\circ}C$ 항온조에서는 경골근위부가 12분 50초, 대퇴골 원위부가 11분 10초 소요되었다. 돼지 경골간부의 피질골내부(endosteum)에 열전대를 부착하고 뼈 양끝을 밀봉하여 같은 실험을 행한 결과 $50^{\circ}C$까지는 시간에 비례해서 일정한 비율로 온도상승이 이루어 졌으며, $20^{\circ}C$에서 $58^{\circ}C$에 이르는 시간이 $60^{\circ}C$ 항온조에서는 7분, $70^{\circ}C$에서는 3분 30초, $80^{\circ}C$에서는 2분이었다. 따라서 임상에서 골수강을 제거 후 장골의 간부(shaft) 만을 항온조에 달굴때는 골구강내에도 데워진 심염수로 가득차게 되므로 상기 시간의 절반이 못되는 짧은 시간내에 피질골의 내부가 $58^{\circ}C$에 이르리라고 판단되었다. 골수강을 소파하지 않은 돼지 경골을 각각 4쌍씩 우측만을 $60^{\circ}C$ 35분, $80^{\circ}C$ 15분 열처리한 후 실험군의 최대염전력은 대조군과 비교할 때 +7.0%, -5.1%, -3.2%, -4.2%의 변화가 있었고, $80^{\circ}C$ 15분 열처리후는 -4.3%, -3.8%, -1.4%(1예는 실험 오류로 제외됨)의 변화가 있었다. 골수강을 완전 제거한 되재 경골을 각각 4쌍씩 우측만을 $60^{\circ}C$, $70^{\circ}C$, $80^{\circ}C$에서 15분 열처리 후 실험군의 최대염전력은 대조군과 비교할 때 -3.4%, -4.2%, -0.7%, +2.7%의 변화가 있었고, $70^{\circ}C$ 15분 열처리후는 -2.8%, -3.9%, -2.1%(1예는 실험 오류로 제외됨)의 변화가 있었으며, $80^{\circ}C$ 15분 열처리후는 +5.2%, -4.4%, -2.9%, -0.3%의 염전력 변화가 있었다. 그러므로 골수강을 제거하지 않고 $80^{\circ}C$ 35분, $60^{\circ}C$ 15분 열처리 하거나, 골수강을 완전소파 후 $60^{\circ}C$ 15분, $70^{\circ}C$ 15분, $80^{\circ}C$ 15분 열처리해서는 각군사이에 염전력의 유의한 차이는없었다. 이상의 결과로 돼지 경골의 경우 $60^{\circ}C$ 항온에서는 35분까지, $80^{\circ}C$이하의 항온에서는 15분까지 열처리하여도 골강도에는 거의 영향이 없는 것으로 나타났다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권1호
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• pp.42-51
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• 2011

전통적으로 심근 생존능을 식별하고 심근 관류를 정확히 평가하기 위한 도구로 핵의학영상이 이용되고 있으나 경색영역을 정의하기에는 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 극성지도의 분포를 분석하여 특성에 맞는 적응적 임계값을 이용하여 심근경색 모델을 정량적으로 평가하고자 하였다. 쥐 심근경색 모델은 왼쪽 관상동맥을 결찰시켜 제작하였다. 소동물PET 영상은 37 MBq $^{18}F$-FDG를 쥐의 꼬리정맥에 주사한 후 60분 섭취 후 Siemens Inveon SPECT/PET 스캐너를 이용하여 20분 동안 ECG 신호와 함께 획득하였고, OSEM 2D 알고리즘을 이용하여 재구성하였다. PET 영상의 심근 극성지도는 Siemens QGS 소프트웨어에 적합한 형식으로 변환 후 자동으로 심근 벽을 설정하여 작성하였다. 심근경색영역의 기준데이터는 TTC 염색으로 설정하였으며 전체 좌심실대비 염색된 영역의 백분율로 획득하였다. 최적의 임계값 설정을 위해 절대치 설정 방법, Otsu 알고리즘, 다중가우시안혼합모델(Multi Gaussian mixture model, MGMM)을 이용하여 평가하였다. 절대치 설정 방법은 10~90%까지 10%단위로 미리 정의 된 임계값을 이용하였고, Otsu 알고리즘은 영상 내에서 두 군집의 분산을 최대로 하는 임계값으로 설정하였다. MGMM 방법은 영상의 화소 강도를 분석하여 여러 개의 가우시안 분포함수(MGMM2, $\cdots$ MGMM4)로 반복 수행하여 최적의 가우시안 분포를 구하여 적응적 임계값을 설정하였다. 극성지도 평가지표는 각각의 알고리즘에서 측정된 임계값을 이용하여 이진화하고 전체 극성지도와 경색영역의 백분율로 획득한 후, TTC 염색으로 획득된 기준데이터와의 차이를 비교하였다. 그 차이는 절대치 방법의 20%에서 $7.04{\pm}3.44%$, 30%에서 $3.87{\pm}2.09%$, 40%에서 $2.15{\pm}2.07%$이었다. Otsu 방법은 $3.56{\pm}4.16%$이었으며 MGMM 방법은 $2.29{\pm}1.94%$이었다. 소동물 PET 극성지도에서는 30% 임계값이 조직학적 데이터와 비교하여 가장 작은 차이를 보였다. 그러나 TTC 염색으로 측정한 크기가 10% 이하에서는 MGMM 방법이 절대치 방법보다 작은 차이를 보였다(MGMM: 0.006%, 절대치방법: 0.59%). 이 연구에서는 심근경색 모델 평가를 위하여 생체영상 극성지도에서 다중가우시안혼합모델을 이용하여 평가하고자 하였다. MGMM은 사용자의 선택 없이도 자동적으로 영상 특성을 고려하여 적응적 임계값을 찾아주는 방법으로 극성지도에서 심근경색을 평가하는데 도움이 될 것으로 기대된다.