• 한국방사선학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.253-260
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• 2019

방사선 선량 증강은 물질과의 상호작용 단면적을 높여 국소 부위에 대한 선량을 증가시키는 방법으로 선에너지부여 및 상대적 생물학적 효과비 증가로 치료가능비 향상에 기여할 수 있다. 선량 증강에 대한 선행 연구는 X, ${\gamma}$선에 대한 보고가 주를 이루고 있으나, 본 연구에서는 MCNP6를 이용한 몬테칼로 시뮬레이션을 바탕으로 양성자 선원에 대해 선량 증강 현상을 분석하였다. 수학적 모델 방법에 따라 확산된 피크의 양성자 선원에 대한 에너지 분포와 상대적 강도를 산출하였으며, 금, 아이오딘, 가돌리늄의 선량 증강 물질에 대한 선량증강비와 깊이 변화에 따른 에너지 분포를 평가하였다. 금을 이용한 증강 현상에서 1.085-1.120배, 가돌리늄에서는 1.047-1.091배의 선량증강비를 나타내었다. 또한 깊이에 따른 흡수에너지 변화로 인해 실질 비정과 95% 선량 구간의 감소를 나타내었으며, 이는 선량 증강 현상과 더불어 종양조직에 불확실한 선량 전달로 이어질 수 있으므로 증강 물질의 질량 저지능으로부터 확산된 피크 구간의 적절한 보정이 필요할 것으로 사료된다. 본 연구에서 모의모사를 통한 선량 증강 현상의 분석은 실질적인 증강 효과 확인을 위한 체내 외 실험의 기초자료로써 활용될 것으로 기대한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.791-799
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• 2019

선량 증강 현상에서 발생하는 물리적 특성과 증강 물질과의 상호 작용으로부터 발생하는 이차입자 생성을 평가하였다. Geant 4, MIRD 두부 팬텀을 이용한 몬테카를로 전산 모사를 진행하였으며, 선형가속기에서 발생되는 4, 6, 10, 15, 18, 25 MV X선을 선원으로 적용하였다. 10, 20, 30 mg/g의 금(aurum), 가돌리늄(gadolinium) 증강 물질을 팬텀 내부 종양에 모사하였으며, 물리적 상호작용의 변화와 이차입자 발생에 따른 입자플루언스와 초기 에너지로부터 방사선가중인자를 고려하여 등가선량을 평가하였다. 방사선 선량 증강 물질에 의한 상호작용은 고 원자번호에서 기인하여 광전효과에 의한 에너지 흡수를 높이는 것으로 나타났으며, 10 MV 이상의 에너지에서는 광핵반응의 증가를 나타내었다. 이로 인해, 팬텀 내부에서 양성자, 중성자와 같은 이차입자 발생의 증가를 보였으며, 중성자에 의한 등가선량이 최대 424.2배 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구는 선량 증강 현상에서의 에너지 전달, 흡수의 물리적 과정을 모사하여, 증강 현상에서 발생하는 물리적 특성을 분석하고자 하였다. 이러한 결과는 향후 in-vivo, in-vitro 선량 증강 실험을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.279-285
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• 2014

본 연구는 소아 심장 전산화단층촬영 검사에서 조영제의 과다 사용을 최소화하며 피폭 선량 저감화를 목적으로 조영제의 주입속도 및 심장 도달 시간 등의 변수를 고려한 스캔 지연 시간을 경험론적 방법으로 수식화함으로써 4개의 심방과 심실이 동시 조영증강 영상을 획득할 수 있는 최적화 방안을 제시하고자 하였다. 소아 심장전산화단층 검사를 시행한 소아 환자 30명을 대상으로 정성적 평가, 정량적 평가, 선량평가를 실시하였다. 결론적으로 본 연구에서 개발한 체중에 따른 조영제 양과 주입속도에 따른 스캔 지연 시간을 계산하는 경험론적 방법을 적용함으로써 왼 오른 심방과 심실의 동시 조영증강에서 소아 심장 판독에 적합한 300 HU 값 이상으로 나타났고 명확성, 선예도, 노이즈에 대한 정성적 영상 평가에서 질적 우수성을 보였으며 선량평가에서도 소아가 받는 피폭선량도 명확하게 감소되었다. 따라서 본 연구는 임상에서 조영제 과다 사용으로 인한 부작용 감소 효과를 기대 할 수 있었으며 방사선 피폭 저감화를 기대 할 수 있는 이점을 가지고 최적의 영상을 만드는데 중요한 역할을 할 것으로 판단되었다.

• 한국자기학회지
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• 제26권5호
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• pp.173-178
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• 2016

두경부와 전립선 암 환자에서 CT조영제가 방사선치료계획에 미치는 영향을 확인하고 선량계산 정확성 향상을 위하여 본 연구를 실시하였다. 30명의 환자에 대하여 Pinnacle 8.0 시스템을 이용하여 조영제에 의한 조직의 전자밀도 변화를 측정하였으며 각각의 방사선치료계획을 통한 선량계산을 실시하였다. Pinnacle과 Tomotherapy planning 시스템을 이용하여 각각의 전자밀도와 3D 입체조형방사선치료(3D CRT)와 세기변조방사선치료(IMRT)계획을 수립하였다. 조영제에 의한 전자밀도의 변화는 4%이하로 두경부: 표적용적 2.1%, 이하선 1.9%, 하악선 3.6%, 혀 0.9%, 척수 0.3%, 식도 2.6%, 하악골 0.1%, 전립선: 표적용적 0.7%, 림프절 1.1%, 방광 1.2%, 직장 1.5%, 소장 1.2%, 대장 0.6%, penile bulb 0.8%, 대퇴골두 -0.2%로 나타났다. 선량계산의 차이는 2.5% 이하의 선량 증가가 발생하였다(3D CRT: 두경부 0.69~2.51%, 전립선 0.04~1.14%, IMRT: 두경부 0.58~1.31%, 전립선 0.36~1.04%). 이러한 오차는 임상에서 허용 가능한 오차 이내이지만 영상융합(조영증강 영상과 조영증강 하지않은 영상)이나 ROI import 기능을 활용하여 조영 증강하지 않은 영상에서 선량계산을 실시한다면 1~3%의 방사선치료계획 선량 오차를 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제5권2호
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• pp.83-95
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• 1987

온열요법은 조직에 $40^{\circ}C-44^{\circ}C$의 열을 가함으로서 방사선에 저항성이 큰 DNA합성기의 세포 및 pH가 낮은 세포에 민감하게 작용하는 생물학적 효과를 암 치료에 이용하는 것이다. 그러나 온열요법은 방사선과의 병행요법에 의하여 발생되는 열증강율 및 치료 이득이 방사선량, 열량, 온도, 가열시간, 온도분포, 조사시간 등에 민감하고 변화가 많으므로 객관적인 치료효과와 통일된 치료방법을 결정하기가 어렵다. 저자는 2450MHz, 100watt의 마이크로파 온열기구와 조직등가인 팬톱을 직접제작하여 예비측정을 통해 방열 조사조건과 방법을 결정한 후 생물학적 반응을 관찰하기 위하여 102마리 흰쥐 소장 및 대장의 조직학적 면화를 관찰하고 열증강율에 따른 효과를 비교 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1 온열요법 단독으로는 소장과 대장의 조직학적 면화는 볼 수 없었다. 2. 방사선 조사 단독군과 병행군에서 소장 및 대장의 점막상피 괴사는 방사선 조사 6Gy에서 관찰되었으며 방사선량의 증가와 관찰시간 경과에 따라 그 정도가 심하여졌다. 3. 방사선 조사 단독군과 병행군에서 소장 및 대장의 근육층의 괴사는 방사선 조사 10Gy에서 관찰되기 시작하였으며 관찰시간의 경과에 따라 그 정도가 심하여졌다. 4. 방사선 조사와 온열요법 병행군에서 소장과 대장의 조직학적 변화(점막상피와 근육층의 괴사)를 관찰하여 열증강율은 증가되지 않았다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제3권2호
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• pp.87-93
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• 1985

방사선조사와 5-Fluorouracil(5-FU)과의 병용시 5-FU투여로 인한 마우스 공장 소낭선세포의 방사선 감수성에 미치는 영향과 방사선조사 효과 증강율을 측정하기 위하여 $C_3H$마우스 110마리를 대상으로 동물실험용 세시움 방사선 조사기를 이용하였다. 방사선조사 단독시행군은 $1,000{\sim}1,600rad$를, 5-FU와 병용군은 $800{\sim}1,400rad$의 방사선조사와 복강내 5-FU투여를 병용하였다. 방사선조사 단독시행 군은 조사 후 90시간 후에, 병용요법군은 120시간 후에 마우스 공장을 횡절단하여 마우스공장 소낭선 측정 법을 이용하여 평군치사선량과, 5-FU주입이 공장 소낭선세포 생존케 미치는 dose effect factor(DEF)를 측정하였으며, 결과는 다음과 같다. 1, 방사선조사 단독시행 군, 방사선조사 분전 5-FU주입군, 방사선조사 6시간 후에 5-FU주입군의 평균치사선량(Do)은 각각 135, 135, 114rad였다. 2. 방사선조사 단독시행 군에 비하여 방사선조사 15분전 5-FU주입군과, 방사선조사 6시간 후에 5-FU주입군의 DEF는 각각 1.13, 1.27이였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권2호
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• pp.155-164
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• 2002

목적 : Ginkgo biloba extract (GBE)는 혈액순환개선효과가 있어 기존의 방사선민감제와 달리 혈류저항이 높은 악성종양에서 저산소세포 분획을 줄일 수 있으나 아직까지는 실제 임상에서 사용되는 저선량 분할 방사선조사시에도 GBE가 방사선조사 효과의 증대를 나타내는지 밝혀지지 않았다. 이에 본 연구에서는 저선량 분할 방사선조사시 GBE가 방사선조사효과증대를 나타내는지, 또한 정상조직과 악성종양의 혈류량 분포에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 통상적인 범위의 저산소세포 분획을 가진 C3H 마우스의 섬유육종(FSall)을 마우스 우측하지에 이식한 후 종양직경이 7 mm에 도달하였을 때 마우스 체중 kg당 100 mg의 GBE를 방사선조사 25시간 전과 매회 1시간 전에 복강내 투여 후 방사선을 조사하였다. 3 Gy 내지 12 Gy의 방사선을 일회 조사시 GBE투여군과 방사선단독조사군의 종양성장지연기간을 비교하여 GBE에 의한 방사선효과 증강율을 구하였다. 3 Gy씩 10회의 분할 방사선조사시 방사선 단독조사군의 방사선량-종양성장지연기간(tumor growth delay, TGD)의 관계식을 구하여 두 실험군의 선형회귀직선 기울기의 비율, 즉 GBE에 의한 방사선효과 증강율을 구하였다. 같은 종양을 이용하여 레이저 도플러 혈류측정기로 정상근육과 종양의 혈류량을 측정함으로써 저혈류 분포의 차이가 존재하는지 확인하였고, GBE 투여에 의한 혈류량분포의 변화 여부를 관찰하였다. 결과 : 3 Gy 내지 12 Gy의 방사선을 일회 조사시 GBE투여군의 종양성장지연기간이 방사선단독조사군에 비하여 의미있게 증가되었으며(p<0.05), GBE에 의한 방사선효과 증강율은 3일 종양성장지연 기준으로 1.16이었다. 3 Gy씩 10회의 분할 방사선조사시 방사선 단독조사군의 방사선량-종양성장지연기간(tumor growth delay, TGD)의 관계는 TGD $(days)=0.26{\times}D$ (Gy)+0.13, GBE 병용군의 경우 TGD $(days)=0.30{\times}D$ (Gy)+0.13이었고 두 실험군의 직선 기울기의 비율, 즉 GBE에 의한 방사선효과 증강율은 1.19 ($95\%$ 신뢰구간: $1.13\~1.27$)로 나타났다. 같은 종양을 이용하여 레이저 도플러 혈류측정기로 혈류량을 측정한 결과, 혈류량의 분포는 모두 Poisson 분포와 비슷한 양상을 보였다. 정상근육의 혈류량은 평균 10.15 mL/100 g/min, 종양의 혈류량은 평균 7.78 mL/100 g/min으로 종양의 평균 혈류량이 근육에 비하여 낮게 나타났고(p=0.001), 2 mL/100 g/min 이하의 저혈류 분포는 정상근육에 비하여 종양에서 높게 나타났다($0.5\%$ 대 $5.2\%$, p=0.005). 정상근육에서는 GBE 투여에 의하여 혈류량 분포에 큰 변화가 없었던 반면, 종양에서는 2 mL/100 g/min 이하의 저혈류량 분포가 감소하였고, 평균 혈류량은 $23.5\%$ 증가되었다(p=0.0004). 결론 : GBE는 방사선 일회 조사시 뿐만 아니라 분할조사시에도 방사선치료의 효과를 유의하게 증가시켰다. 또한 정상근육에 비하여 종양의 혈류량을 선택적으로 증가시킴이 확인되었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제4권1호
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• pp.1-13
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• 1986

방사선 조사와 adriamycin 병용투여가 마우스 소장 소낭선세포의 방사선 감수성에 미치는 영향을 관찰하고 adriamycin의 방사선 증강효과를 측정하기 위하여 $C_3H$계 마우스 120마리를 cobalt-60원 격치료기로 전복부에 조사하였다. 방사선 단독조사군은 1,000rad에서 1,600rad까지, adriamycin병용투여군은 900rad에서 1,400rad까지 각각 100rad씩 증강시켜 조사하였고 adriamycin 10mg/kg을 조사 2시간전과 4시간후에 각각 복강내에 주사하였다. 실험군은 84시간 후에 공장을 절제하고 소낭선 측정법을 이용하여 세포생존곡선을 작성하므로써 adriamycin 병용투여시의 조사효과를 측정하였으며, 주사전자현미경(SEM)으로 소장융모의 형태변화를 관찰하여 다음과 같은 효과를 얻었다. 1) 조사군의 환상면당 소낭선수는 평균 $130{\pm}16$개이었다. 2) 방사선 단독조사 군에서 소낭선세포의 평균 치사선량은 160rad이었으며, 방사선조사 2시간과 4시간후 adriamycin 병용투여군은 모두 170rad이었다. 3) 방사선조사 2시간전과 4시간 후에 adriamycin 투여군의 dose effect factor(DEF)는 1.19와 1.26이었다. 4) 주사전자현미경소견에서 조사선량 증가에 따라 소장융모의 손상이 각각 다른 형태로 뚜렷이 변하였으며, conical collapse형태로 면한 것은 단독조사군의 1,200rad와 adriamycin병용투여군의 1,000rad에서 각각 관찰되었다. 이상의 실험결과로 보아 마우스 소장에서 방사선과 adriamycin 병용투여시 $19{\sim}26%$의 유의한 조사효과 상승이 관찰되었으므로 향후 복부나 골반부에 방사선조사와 항암제를 병용하는 경우에는 방사선 감수성이 높은 장기인 소장에 대한 손상을 고려하여 임상에서 암의 방사선치료에 깊은 배려가 필요하다고 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권2호
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• pp.107-114
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• 1998

목적 : 혈관수축이완작용 및 혈액점도저하의 약리작용을 가져 말초혈관의 혈류를 증가시키는 것으로 알려진 은행잎 추출물인 Ginkgo biloba extract(GBE) 투여후 방사선 조사시 마우스 종양에서 방사선 효과가 증강됨이 확인되었다. 즉 저산소세포 분획이 감소되었으며 따라서 암조직의 혈류증가가 간접적으로 증명되었다. 방사선효과 증강제인 경우 암조직에 대한 효과가 정상조직에 대한 효과보다 더 커야한다는 것은 필수적이다. 이에 저자들은 GBE 투여후 방사선조사시 마우스 정상조직 급성 반응의 증가여부 및 그 정도를 확인하기 위하여 본 실험을 시행하였다. 대상 및 방법 : 방사선에 대한 급성 피부 반응의 측정 및 공장 재생 소낭선 측정을 위해서 C3H 마우스를 방사선 단독 조사군과 GBE 투여후 방사선조사군으로 나누었다. GBE는 방사선조사 24시간 전과 1시간 전에 각각 복강 내에 2회 주사하였다. 급성 피부 반응 측정 실험에서는 30-50Gy가 마우스 우측 하지에 조사되었고, 공장 재생 소낭선 측정 실험에서는 11-14Gy가 마우스 전신에 조사되었다. 결과 : 방사선에 의한 급성 피부반응 점수 2.0 이상에 해당하는 $RD_{50}$는 방사선 단독조사군에서 44.2Gy(40.6-48.2Gy)이었고, GBE 투여후 방사선 조사시에는 44.4Gy(41.6-47.4Gy)로서 GBE에 의한 영향이 없었다. 방사선 단독 조사군 및 GBE 투여후 방사선조사군의 각 방사선량에 따른 마우스 공장 재생 소낭선의 수는 차이를 보이지 않았다(p=0.57-0.94). 평균치사선량($D_0$)은 방사선 단독조사시 1.80Gy(1.57-2.09Gy), G8E 투여후 방사선조사를 병용시 1.88Gy(1.65-2.18Gy)로서 GBE에 의한 영향이 없었다. 결론 : C3H 마우스에서 방사선에 의한 급성 정상조직 손상은 GBE에 의하여 전혀 증가되지 않는 것으로 판단되며 이미 증명된 종양세포에 대한 치료효과의 증강과 더불어 방사선치료시 GBE를 병용함으로써 치료적 이득을 얻을 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권1호
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• pp.41-46
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• 1999

본 실험은 의료용 가속기로부터 나오는 6MV 광자선과 6 MeV 전자선을 고체 팬텀위의 LiF 열형광 선량계 (TLD-l00)에 쪼여서 수행하였다. TLD-l00의 방사선 반응감도를 증가시키기 위해 TLD-l00 기판 (표면적 3.2 $\times$ 3.2 $\textrm{mm}^2$) 위에 같은 면적의 금속박막 (주석 혹은 금)을 얹어서 실험하였다. SSD l00cm, 방사선장의 크기 10$\times$10 $\textrm{cm}^2$의 조건 하에서 표면 흡수선량을 측정하였다. 측정결과 각 금속들로 인하여 TLD-l00 의 신호강도가 증강된 것이 관측되었다. 그리고 표면 흡수선량이 방사선량에 따라서 매우 선형적인 값을 가지는 것으로 나타났다 .6 MV 광자선의 경우 1 mm 의 금속박막을 TLD-l00 에 얹은 결과 표면 흡수선량이 각 각 14%, 56% 증가되었다 .6MeV의 전자선의 경우에는 금박막은 TL 반응감도가 13% 증가되었으나 주석의 경우에는 전혀 변화가 없었다. 금속박막을 얹은 TLD-l00의 방사선량 반응감도는 금속박막의 전자 입자밀도에 따라 증가하는 것으로 관측되었다. 이것은 TLD-l00보다 큰 전자밀도를 가진 부가물질(금속박막 )로부터 TLD-l00으로 산란전자가 유입되는 데 기인하는 것으로 보인다. 이 결과로부터 금속박막을 얹은 TL 선량계가 치료광자선용 증폭 선량계로서의 역할을 할 수 있을 것임을 시사한다. 즉 금속박막으로 인해서 TLD-l00 의 방사선 량 반응감도가 증가되었으므로 높은 감도의 보다 작은 TL 선량계의 개발이 가능하게 되었다.