• 제목/요약/키워드: 기하 비선형

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산란전자선을 이용한 강내측방조사기구의 제작과 특성 (Fabrication of Backscatter Electron Cones for Radiation Therapy)

  • 추성실;서창옥;김귀언
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제19권1호
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    • pp.74-80
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    • 2001
  • 목적 : 강내에 발생된 종양치료용 원통형 전자선 조사기구(Electron cone)는 기하학적으로 강내벽에 위치한 종양치료에 부적당하므로 후방 또는 측면방향으로 산란되는 전자선을 이용하여 체강 내벽점막 등에 발생된 종양을 효과적으로 치료할 수 있는 산란전자선 치료방법을 개발하고자 한다. 강내조사기구내에 전자선 입사방향에 수직 또는 일정한 각도의 산란판을 배치하여 측면방향으로 산란전자선을 방출시키는 강내 측면조사기구를 제작하고 산란판의 제원과 전자선 에너지에 따라 산란방출된 산란선의 특성과 조직내 선량분포를 측정 평가하였다. 새상 미 방법 : 외부조사용 전자선조사기구(Electron cone) 대신에 강내 삽입용 전자산란선 조사통(Intracavitary backscatter electron cone)과 이를 콜리메이터와 연결시킬 수 있는 차폐연결기구(Shielded electron device)를 고안하였다. 산란전자선 조사기구는 직경이 $2\~3\;cm$이고 길이가 25 cm인 금속(내식강)원통을 이용하였으며 입구에서 20 cm위치에 산란판을 부착시키고 원통 측면에 직경 $1\~2\;cm$의 산란선 방출구를 제작하였다. 산란판은 $2\~10\;mm$의 연판을 사용하였으며, 오제전자와 특성 엑스선을 제거하기 위하여 주석, 구리, 알루미늄판 등을 부착시켰으며 종양위치를 관찰할 수 있도록 표면을 처리하였다. 고에너지 방사선치료용 선형가속기(Clinac 2100C/D)에서 발생된 $6\~12\;MeV$ 에너지의 전자선을 이용하였으며 선량측정은 평행평판형 전리상(Markus chamber, PTW 23343)을 조직등가 팬텀(Polystyrene)에 삽입하여 측정하였다. 전자산란선의 에너지분포는 Monte Carlo (EGS4) 계산으로 예측하였으며 조직내 선량분포는 필름 흑화도(X-Omat V, Wellhofer 700i)에 의하여 측정하였다. 결과 : 전자선 입사에너지가 6 MeV일 때 전자산란선의 평균 에너지는 약 1.5 MeV 이었으며 산란각이 클수록 에너지는 줄어들었다. 입사 전자선 에너지 6 MeV 에서 산란판의 각도 $30^{\circ},\;45^{\circ}$ 에 따른 최대선량지점은 산란선 방출구의 중심에서 각각 5 mm 및 -10 mm지점의 표면에서 발생되며 입사전자선에 대한 전자산란선의 선량비는 약 $8.5\%$ 내외로 측정되었다. 입사전자선에너지 6 MeV에서 산란판각도 $45^{\circ},\;60^{\circ}$에 의한 $50\%$의 심부선량분포는 각각 6 mm와 7 mm 깊이에 도달하였으며 입사에너지 증가에 비례하였다. 결론 : 전자선 후방산란의 특성을 연구하고 이를 인체 강내 측방 점막부위에 발생한 종양을 효과적으로 치료할 수 있는 강내 전자산란선 조사통을 고안 제작 하였다. 시험용으로 제작한 전자산란선 조사기구를 이용하여 전자선 에너지와 산란판의 각도에 따른 산란선의 선량비율과 심부율을 측정하였다. 구강, 자궁, 직장 등 강내측벽 점막 등에 발생된 악성종양의 모양과 깊이에 가장 적당한 입사 에너지, 산란판의 각도, 산란창구 및 조사각도를 선택함으로서 방사선치료방법을 향상시킬 수 있을 것이라고 기대된다.

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후두암 및 폐암 세포주에서 Flavopiridol이 방사선에 의한 아포토시스에 미치는 영향 (Effect of Flavopiridol on Radiation-induced Apoptosis of Human Laryngeal and Lung Cancer Cells)

  • 김수지;권은경;이승희;박혜진;우홍균
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제25권4호
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    • pp.227-232
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    • 2007
  • 목적: 세포 주기 억제제인 flavopirldol이 후두암과 폐암 세포주에서 방사선으로 인한 아포토시스에 미치는 영향을 알아보고 세포 내 아포토시스 조절 물질들의 발현에 어떤 변화를 가져오는지 알아본다. 대상 및 방법: 사람 후두암 세포주인 AMC-HN3와 폐암 세포주인 NCI-H460을 배양하여 1) 아무 처치도 하지 않은 군, 2) 방사선 조사만 한 군, 3) flavopiridol 약물 처치만 한 군, 4) 방사선과 flavopriodol 동시 병합 치료를 한 군으로 나누어 비교하였다. 방사선 조사시 4 MV 선형가속기의 X-ray를 10 Gy 조사하였고 flavopiridol은 세포 배양액에 100 nM 농도로 희석하여 24시간 동안 투여했다. 치료를 시작한 시점으로부터 24시간 후에 네 군의 아포토시스율을 비교하였다. 아포토시스율은 유세포 분석기를 이용하여 sub-G1 세포의 분율로 구했다. 또한 네 군에서 cleaved caspase-3, cleaved PARP (poly(ADP-ribose) polymerase), p53, p21, cyclin D1, phosphorylated Akt (protein kinase B) 발현 양상을 비교하기 위해 면역단백분석을 시행하였다. 결 과: 방사선 단독 처치 또는 flavoplridol 단독 처치한 군에 비해 방사선과 flavopiridol을 동시 병합 치료한 군에서 아포토시스율이 증가하는 것을 두 가지 암세포주 모두에서 확인할 수 있었다. 면역단백분석에서도 cleaved caspase-3, cleaved PARP 발현이 동시 병합 치료 군에서 높게 나타나는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 두 세포주 모두에서 flavopiridol에 의해 cyclin D1 발현이 감소되는 것을 확인하였으나 flavopiridol이 p53, p21 발현에 미치는 영향은 세포주에 따라 다르게 나타났으며 Akt 발현은 두 세포주 모두에서 flavopiridol 투여에 의한 변화가 없었다. 결 론: 본 실험을 통해 사람 후두암 및 폐 암 세포주에서 flavoplridol이 방사선에 의한 아포토시스를 증가시킴으로써 방사선 치료 효과를 증진시킬 수 있음을 확인하였다. Flavopiridol이 p53, p21 발현에 미치는 영향은 세포주에 따라 다른 것으로 나타났으며 phosphorylated Akt 발현은 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.

유방전절제술을 시행한 환자에서 치료기법에 따른 피부선량 평가 (Evaluation of superficial dose for Postmastectomy using several treatment techniques)

  • 송용민;최지민;김진만;권동열;김종식;조현상;송기원
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.225-232
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    • 2014
  • 목 적 : 방사선 치료 시 치료기법에 따라 피부에 흡수되는 선량은 달라진다. 본 연구에서는 유방전절제술을 시행한 환자의 방사선 치료 시 치료 기법에 따른 표면선량 및 깊이에 따른 피부선량을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 조직등가물질로 구성된 팬톰(I'mRT, IBA)을 이용하여 전산화단층촬영을 시행 한 후 치료계획시스템에 의해 인체의 흉벽과 같이 가상의 표적과 정상조직을 설정하였다. 총 5가지의 치료계획(Wedged Tangential technique, 4-field IMRT, 7-field IMRT, TOMO DIRECT, TOMO HELICAL)에 대해 6MV 광자선을 이용해 최적의 치료계획을 수립하였다. 흉벽의 표면선량을 측정하기 위해 Gafchromic EBT3필름 이용하여 팬톰의 표면에 밀착 시킨 후 내측(0~4 cm), 중심측(4~12 cm), 외측(12~16 cm)으로 구분하여 분석 하였고, 깊이에 따른 피부선량을 측정하기 위해 팬톰 단면 사이에 필름을 삽입 후 측정하여 흉벽의 내측(3지점), 중심측(4지점), 외측(3지점)에 대해서 1~6 mm 깊이 별로 측정하여 분석하였다. 결 과 : 흉벽의 표면선량 측정결과 처방선량 기준으로 TOMO DIRECT에서 47~70%로 가장 높게 측정 되었으며, 7-field IMRT의 경우 35~46%로 가장 낮은 선량을 보였다. 깊이에 따른 피부선량 측정결과 TOMO DIRECT와 TOMO HELICAL에서 다른 치료기법에 비해 1 mm, 2 mm, 5 mm깊이에서 처방선량의 75%, 80%, 90% 이상으로 모든 영역에서 상대적으로 높은 선량이 측정 되었으며, 특히 TOMO DIRECT의 경우 접선인자 영향에 의해 중심 측의 1 mm, 2 mm깊이에서 처방선량의 80%, 90%이상의 선량이 측정 되었다. 결 론 : 유방전절제술을 시행한 환자의 방사선 치료 시 선형 가속기를 이용한 치료 기법에 비해 TOMO DIRECT와 TOMO HELICAL에서 표면 및 피부선량이 높게 나타났으며, 표면으로부터 1 mm깊이의 피부영역에서 75% 이상의 충분한 선량을 전달 할 수 있었다.

상추에서의 싸리수염진딧물(Aulacorthum solani)의 발육과 발육모형 (Development Model of the Foxglove Aphid, Aulacorthum solani (Kaltenbach) on Lettuce)

  • 이상계;김형환;김태흥;박길준;김광호;김지수
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.359-364
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    • 2008
  • 싸리수염진딧물(Aulacorthum solani)의 온도별 발육상을 조사하기 위해 $12.5^{\circ}C$에서 $27.5^{\circ}C$까지 $2.5^{\circ}C$ 간격으로 7개 온도에서 조사를 하였으며, 상대습도는 $65{\pm}5%$, 광주기는 16L:8D 조건으로 처리하였다. 일반적으로 진딧물의 약충 단계는 1령${\sim}$4령까지로 구분하나 본 연구에서는 1${\sim}$2령과 3${\sim}$4령으로 구분하였다. 대부분의 온도에서 사망률은 1${\sim}$2령과 3${\sim}$4령 약충이 유사하였으나, $27.5^{\circ}C$에서는 오히려 3${\sim}$4령의 사망률이 66.7%로 대부분을 차지하였다. 온도별 발육기간은 $12.5^{\circ}C$에서 16.9일로 가장 길었고 온도가 상승함에 따라 점차 짧아져 $22.5^{\circ}C$에서는 6.6일로 가장 짧았으나, $25^{\circ}C$에서는 오히려 7.4일로 발육 기간이 길어지는 양상을 보였다. 약충의 발육영점온도는 $0.08^{\circ}C$이고, 유효적산온도는 162.8일도였다. 각 온도별 발육률은 변형된 Sharpe와 DeMichele의 비선형 모형에 잘 적합 되었다. 발육단계별 발육기간을 표준화하여 누적시킨 값을 3개의 변수를 갖는 Weibull function에 적용했을 때 1${\sim}$2령 < 3${\sim}$4령 < 전체 약충 순으로 발육기간이 짧아지는 경향을 보여 주었고, $r^2$는 0.86${\sim}$0.91로 나타났다.

골-임플란트 접촉 양상에 따른 골 변형 연구: 유한요소법적 연구 (Effect of bone-implant contact pattern on bone strain distribution: finite element method study)

  • 유동기;김성균;곽재영;김진흠;허성주
    • 대한치과보철학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.214-221
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    • 2011
  • 연구 목적: 기존 대부분의 유한요소 연구에서는 100%의 골-임플란트 접촉을 가정하여 왔으나 인간사체연구(human retrieval study)에서는 골-임플란트 부착비율이 20-80%라고 보고되었다. 본 연구에서는 비선형 삼차원 유한요소법을 이용하여 실제적인 골-임플란트 접촉을 재현하기 위해 무작위 골접촉 양상을 비교연구하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 컴퓨터단층촬영에서 얻은 영상을 근거로 하여 제작한 골모형에 두 가지 디자인의 임플란트(MK III Br${\aa}$nemark$^{(R)}$, Inplant$^{(R)})$를 상악제2소구치에 해당하는 위치에 식립한 모형을 만들었다. 골질은 골형 2로서 Lekholm과 Zarb의 분류를 따랐다. 각 임플란트 디자인마다 두 가지(40%, 70%)의골-임플란트 접촉비율을 가정하였다. 각디자인과 골접촉율마다 5개의 모형을 제작하여 총 40 개의 모형을 만들었다. 이골-임플란트 접촉을 무작위 섞기방식(random shuffle method)으로 하였고 피질골과 해면골을 다 포함하여 골유착을 시킨 군(wholly randomized osseointegration; W)과 피질골과 해면골을 분리하여 골접촉시키기 위해서 각 0.75 mm마다 무작위 골접촉을 시킨 군(segmentally randomized osseointegration; S)을 비교연구하였다. 결과: 골-임플란트 접촉율이나 임플란트 디자인에 상관없이 W군과 S군 간 maximum von Mises strain의 평균에 있어서 유의성 있는 차이가 없었다(P=.939). 골-임플란트 접촉율이40%보다70%가 von Mises strain이 유의하게 낮았다(P=.007). 골-임플란트 접촉율이 40%일때는 Inplant$^{(R)}$과 MK III Br${\aa}$nemark$^{(R)}$의 변형율 간에는 유의성 있는 차이가 없었으나(P=.116), 골-임플란트 접촉율이 70%일때 Inplant$^{(R)}$에서는 $4886{\pm}1034\;{\mu}m/m$, MK III Br${\aa}$nemark$^{(R)}$에서는 $7134{\pm}1232\;{\mu}m/m$로서 Inplant$^{(R)}$의 von Mises strain이MK III Br${\aa}$nemark$^{(R)}$의 것보다 유의하게 낮았다(P<.0001). 결론: 골-임플란트 접촉을 가정함에 있어서 무작위 섞기방식(random shuffle method)을 이용하여 임플란트 전체에 대해서나 피질골과 해면골을 분리하여 무작위 골-임플란트 접촉을 시키든 간에 통계적으로 유의한 차이가 없어서 표본의 크기에 상관없이 둘 다 유효한 방법이라 할 수 있었다.

유방암 접선조사에서 PBC 알고리즘과 AAA에 따른 Field-in-Field Intensity Modulated Radiation Therapy와 Conventional Radiation Therapy 전산화 치료계획에 대한 고찰 (Study on Computerized Treatment Plan of Field-in-Field Intensity Modulated Radiation Therapy and Conventional Radiation Therapy according to PBC Algorithm and AAA on Breast Cancer Tangential Beam)

  • 염미숙;배성수;김대섭;백금문
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.11-14
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    • 2012
  • 목 적: Anisotropic Analytical Algorithm (AAA)는 Pencil Beam Convolution (PBC) 알고리즘에 비하여 2차선과 조직 불 균질에 대한 영향에 보다 더 정확한 선량계산을 제공한다. 본 연구는 유방암 접선조사 치료계획에서 PBC 알고리즘과 AAA의 선량계산 알고리즘에 따른 선량분포의 차이를 분석하고자 한다. 대상 및 방법: 선형가속기(CL-6EX, VARIAN, USA)의 6 MV 에너지를 이용한 유방암 환자 10명을 대상으로 Eclipse treatment planning system (Version 8.9, VARIAN, USA)을 사용하여 전산화 치료계획을 수립하였다. Conventional Radiation Therapy plan(Conventional plan)과 Field-in-Field Intensity Modulated Radiation Therapy plan (FiF plan)을 PBC 알고리즘을 이용하여 치료계획을 수립한 후 Monitor Unit (MU)를 고정시키고 AAA로 변경하여 선량계산하고, Dose Volume Histogram (DVH)을 이용하여 치료계획을 비교 분석하였다. 결 과: 첫 번째, Conventional plan의 PBC 알고리즘과 AAA에 따른 차이를 평가한 결과 치료용적에 대한 평균 Conformity Index (CI) 값의 차이는 PBC 알고리즘에서 0.295 높게 평가 되었다. 동측 폐에 대한 선량을 평가한 결과 $V_{47Gy}$$V_{45Gy}$는 PBC알고리즘에서 각각 5.83%, 4.04% 높게 평가되었고, Mean dose, $V_{20Gy}$, $V_{5Gy}$, $V_{3Gy}$는 AAA에서 각각 0.6%, 0.29%, 6.35%, 10.23%높게 평가되었다. 두 번째, FiF plan의 경우 치료용적에 대한 평균 CI 값의 차이는 PBC 알고리즘에서 0.165 높게 평가 되었고, 동측 폐에 대한 선량은 $V_{47Gy}$, $V_{45Gy}$, Mean dose는 PBC 알고리즘에서 각각 6.17%, 3.80%, 0.15% 높게 평가되었고, $V_{20Gy}$, $V_{5Gy}$, $V_{3Gy}$는 AAA에서 각각 0.14%, 4.07%, 4.35% 높게 평가되었다. 결 론: 유방암 접선조사에서 AAA로 계산했을 때, PBC 알고리즘에 비해 치료용적에 대한 Conformity가 Conventional plan, FiF plan 각각 0.295, 0.165 낮게 평가 되며, 동측 폐의 고 선량 영역의 선량은 적게 나타나며, 저 선량 영역의 선량은 많게 나타므로 폐에 대한 선량을 평가하는 데 선량계산 알고리즘에 따른 특징을 고려해야 할 것으로 사료된다.

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6MV 광자선에서 측정 조건의 변화와 측정법의 차이에 의한 절대 선량값의 비교 (The Comparison of Absolute Dose due to Differences of Measurement Condition and Calibration Protocols for Photon Beams)

  • 김회남;박성용;서태석;권수일;윤세철
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제8권2호
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    • pp.87-102
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    • 1997
  • 목적 : 방사선량 측정시 에너지, 매질, 측정기 등의 측정 조건과 측정 프로토콜에 따라 절대 흡수선량값이 결정된다. 본 연구에서는 이러한 측정 조건의 변화와 측정 프로토콜의 차이에 따른 절대 선량 값을 구하여 비교 분석 하고자 한다. 방법 : 시멘스 선형가속기에서 발생하는 6MV 광자선을 이용하여 3개의 다른 매질(물, 고체 물팬텀, 폴리스틸렌팬텀)내에서 2개의 전리함 (PTW ion chamber, NEL ion chamber)과 2개의 전기계(Victoreen electrometer, Keithley electrometer)를 사용하여 흡수선량을 측정하였다. 매질, 전리함, 전기계등의 측정 조건을 달리하여 서로 다른 조합에 대한 측정값을 TG21, IAEA 프로토콜에 의해 각각 분석하였다. 결과 및 결론 : 2개의 전기계와 2개의 전리함 조합에 따른 TG2l 및 IAEA 의 Ngas,, ND값의 비는 평균적으로 1% 이내에서 일치하였다. 3개의 서로 다른 매질, 4개의 서로 다른 전리함 및 전기계 조합에 따른 12 가지 측정조건에 대한 흡수선량의 변화는 평균 0.6%의 차이를 보여 주였으며 임의의 전리함 및 전기계 조합에 대하여 물팬텀 및 고체물팬텀에 대한 TG21, MEA 측정법에 의한 흡수선량비의 변화 양상이 같은 양상을 보여주고 있으나 그 차이가 평균 1.96%를 보임으로서 고체물팬텀이 절대 흡수선량 측정에는 적절치 않은 것으로 사료된다. TG21 측정법에 따른 물팬텀과 폴리스틸렌팬텀을 이용한 절대 흡수선량값이 1.54%의 차이를 보임으로서 팬텀 매질에 대한 비교 factor가 필요할 것으로 사료된다. 측정매질, 전리함, 전기계 등의 여러 조건에 대한 흡수선량값의 차이가 TG21, IAEA 프로토콜에서 1% 이내의 차이를 보여 주고 있으며 상대적인 변화 양상이 측정법에 상관없이 같은 경향으로 변함으로서 측정조건이 측정법에 영향을 주지 않았음을 알 수 있다. 다만 표준 측정법을 사용할 때 팬텀에 의한 차이는 많이 날 수 있으므로 측정법에서 사용하는 표준 팬텀을 사용 할 것을 권장하며 이것이 어려운 경우는 병원에서 사용하는 팬텀에 대한 보정값을 자체적으로 구하여 사용하는 것이 오차를 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

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HL60 세포주에서 방사선 조사에 의한 Apoptosis와 세포 주기 관련 유전자의 발현 변화 (Expression of Cell Cycle Related Genes in HL60 Cells Undergoing Apoptosis by X-irradiation)

  • 김진희;박인규
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제16권4호
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    • pp.377-388
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    • 1998
  • 목적 : 방사선조사에 의한 apoptosis에서 나타나는 각종 세포주기관련 유전자들의 발현 양상을 RNA와 단백 수준에서 분석하여 방사선조사에 의한 apoptosis에서의 세포주기 조절의 변화를 규명함으로서 방사선치료의 기전에 대한 분자생물학적 이해를 도모하고자 본 연구를 시행하였다. 대상 및 방법 : promyelocytic leukemia 세포주인 HL60 세포주를 배양하여 선형가속기(6MV X-선)로 세포에 8Gy의 방사선을 조사하였다. 조사후 다양한 시간 간격으로 Apoptotic DNA Fragmentation Assay법을 이용하여 apoptosis를 확인하고 동시에 세포주기관련 유전자들(cyclinA, cyclin B, cyclin C, cyclin Dl, cyclin E, cdc2, CDK2, CDK4, $p16^{INK4a}$, $p21^{WAF1}$, $p27^{KIP1}$, E2F, PCNA와 Rb)을 단백질과 RNA 수준에서 분석하기위해 western blot analysis와 반정량적 RT-PCR을 시행하였다. 결과: 8 Gy의 방사선 조사에 의해 HL60세포에서 apoptosis가 관찰 되었다. 방사선 조사군에서 cyclin A단백은 조사후 48시간까지 시간이 갈수록 증가하였으며, cyclin E, E2F, CDK2 및 Rb 단백은 증가되었다가 다시 감소를 보였다. Rb단백의 증가는 대부분 비활성형인 ppRb (phosphorylated Rb protein)의 양적변화에 의한 것이었다. cyclin Dl, PCNA, COC2, CDK4, $p16^{INK4a}$단백은 발현의 차이를 보이지 않았으며 $p21^{WAF1}$$p27^{KIP1}$ 단백은 검출되지 않았다. cyclin A, B, C mRNA는 방사선 조사 직후 감소하였다가 12시간부터 발현이 증가되었으며 cyclin Dl mRNA는 조사후 바로 증가하여 48시간에 다시 감소하였다. cyclin E mRNA는 조사 후 시간이 경과함에 따라 감소하였다. CDK2 mRNA는 3시간째는 감소하다가 6시간부터 많은 증가를 보였으며 CDK4 mRNA는 조사후 6-12시간에 급격한 발현증가를 보였다. $p16^{INK4a}$ RNA는 발현의 변화가 없었으며, $p21^{WAF1}$$p27^{KIP1}$ RNA의 발현은 관찰되지 않았다. 결론 : 이상의 결과로 미루어볼 때, 방사선 조사에 의한 HL60세포의 apoptosis와 세포의 Gl/S transition는 밀접한 관계가 있는 것으로 생각되며 Rb단백의 증가와 활성형 Rb단백의 감소 현상도 관련이 있는 것으로 사료된다. 이는 E2F의 비정상적인 과발현 및 cyclin E/CDK2의 발현 증가와 관련이 있는 것으로 추측된다. 또한 $p21^{WAF1}$$p27^{KIP1}$는 방사선에 의한 apoptosis에는 관여되지 않는 것으로 사료된다.

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댐 방류 의사결정지원을 위한 딥러닝 기법의 적용성 평가 (Application of deep learning method for decision making support of dam release operation)

  • 정성호;레수안히엔;김연수;최현구;이기하
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권spc1호
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    • pp.1095-1105
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    • 2021
  • 기후변화에 따른 집중호우, 태풍 등의 발생빈도의 증가로 인하여 댐 운영의 고도화가 요구되고 있다. 일반적으로 댐 운영의 경우 강우예측, 강우-유출, 홍수추적 등 다양한 수리수문학적 요소들을 반영하여 수행되나 기 계획된 특정 규칙에 기반한 댐 운영 모형의 경우, 때때로 개별 모듈들의 불확실성과 복합적인 인자들로 인하여 댐의 방류량을 능동적으로 제어하는데 제약이 있을 수 있다. 본 연구는 남강댐 직하류 홍수피해 예방을 위하여 댐의 방류량 결정 등 효율적인 댐 운영을 지원하기 위해 딥러닝 기반 LSTM (Long Short-Term Memory) 모형을 구축하고, 선행시간별 댐직하류 수위예측 정확도를 분석하는 것을 목적으로 한다. LSTM 모형의 입력자료는 댐 운영에 사용되는 기초자료 및 하류 장대동 수위관측소의 수위 자료를 시 단위로 2009년부터 2021년 7월까지 수집하였다. 2009년부터 2018년 자료는 모형의 학습과 검증 및 2019년부터 2021년 7월 자료는 선행시간을 7개(1 h, 3 h, 6 h, 9 h, 12 h, 18 h, 24 h)로 구분하여 관측 수위와 예측 수위를 비교·분석하였다. 그 결과, 선행시간 1시간의 예측결과는 평균적으로 MAE가 0.01 m, RMSE가 0.015 m, NSE가 0.99 로 관측 수위에 매우 근접한 예측 결과를 나타내었다. 또한, 선행시간이 길어질수록 예측 정확도는 근소하게 감소하였지만, 관측 수위의 시간적 패턴을 유사하게 안정적으로 예측하는 것으로 분석되었다. 따라서 수리수문학적 비선형의 복잡한 자료간의 특징을 자동으로 추출하여 예측 자료를 생산하는 LSTM 모형은 댐 방류량 의사결정에 있어 활용이 가능할 것으로 판단된다.

생쥐에서 과립구 집락형성인자(Granulocyte-Colony Stimulating Factor)의 공장점막에 대한 방사선 보호효과 (Radioprotective Effects of Granulocyte-Colony Stimulating Factor in the Jejunal Mucosa of Mouse)

  • 유미령;정수미;계철승;김연실;윤세철
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제19권1호
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    • pp.45-52
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    • 2001
  • 목적 : 최근 항암 화학요법이나 두경부의 방사선치료 후 나타나는 백혈구감소증을 치료하기 위해 조혈세포 성장인자인 과립구 집락형성인자를 투여한 결과, 백혈군감소증과 더불어 구강 점막염의 완화가 몇몇 임상연구에서 보고되고 있다. 그러나 그 기전이나 적절한 투여 방법에 대해서는 뚜렷이 밝혀지지 않았으며, 다른 위장관 점막에 대한 보호효과에 대해서도 아직 알려진 바가 없다. 이에 저자는 생쥐 공장 점막에 대한 과립구 집락형성인자의 방사선 보호제로서의 가능성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 실험 동물은 체중 20 g 내외의 생후 $4\~5$주된 BALB/c 생쥐 105 마리로 각각 정상 대조군, 과립구 집락형성인자 단독투여군(제 I 군 : $10\;{\mu}g/kg/$일, 제 II 군 $100\;{\mu}g/kg/$일), 방사선 단독조사군(7.5 Gy 또는 12 Gy 전신조사), 그리고 방사선조사와 과립구 집락형성인자 병행 처치군(G-CSF I 또는 II+7.5 Gy, G-CSF I 또는 II+12 Gy)의 아홉군으로 구분하였다. 과립구 집락형성인자는 과립구 집락형성인자 단독투여군 및 방사선조사와 과립구 집락 형성인자 병행처치군 모두에서 방사선조사 2일 전부터 24시간 간격으로 방사선조사일까지 3일 동안 매일 1회 피하 주사하였고, 방사선조사는 6 MV 선형 가속기를 이용하여 7.5 Gy와 12 Gy를 각 군별로 1회 전신조사하였다. 각 군별로 생쥐를 방사선조사 후 1, 3, 7일에 희생하여 공장을 적출하고 H&E 염색 및 PAS 염색을 시행한 후, 공장 조직 표본에서 소낭선의 수, 융모의 길이 및 조직학적 손상등급을 측정하고 조직학적 변화를 관찰하였다. 결과 : 방사선조사없이 과립구 집락형성인자 만을 투여한 군(제 I 군 : $10\;{\mu}g/kg/$ 및 제 II 군: $100\;{\mu}g/kg/$) 에서는 정상 대조군에 비해 생쥐 공장 점막 변화에 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 7.5 Gy 및 12 Gy 방사선 단독조사군에서는 정상 대조군에 비해 공장 점막의 소낭선 수의 감소와 높은 조직학적 손상등급을 관찰하였다(p<0.05). 12 Gy 방사선조사와 과립구 집락형성인자 병행처치군에서는 공장 점막의 손상이 7.5 Gy 방사선 단독조사군에 비해 1일 군에서는 차이가 없었으나(p>0.05), 3일 군에서 유의하게 높은 소낭선 수 및 낮은 조직학적 손상등급을 관찰하였고, 7일 군에서 낮은 조직학적 손상등급을 관찰하였다(p<0.05). 12 Gy 방사선조사와 과립구 집락형성인자 병행처치군에서의 공장 점막 손상은 12 Gy 방사선 단독조사군에 비해 소낭선의 수와 융모의 길이, 조직학적 손상등급의 차이가 유의하지 않았으며(p>0.05), 두 마리를 제외한 대부분의 생쥐가 방사선조사 후 5일 이내에 모두 사망하였다. 결론 : 한계 선량 이내의 전신 방사선조사시 과립구 집락형성인자는 생쥐의 공장 점막에 대한 방사선보호작용이 있는 것으로 사료된다.

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