• 제목/요약/키워드: 생물학적 선량측정

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저선량의 감마선 피폭된 사람 말초 임파구의 미소핵을 이용한 방사선 생물학적 피폭선량 측정법 연구 (Cytokinesis-blocked micronuclei in the human peripheral lymphocytes following low dose γ-rays irradiation)

  • 김태환
    • 대한수의학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.99-104
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    • 2001
  • 불의의 방사선 피폭 환자의 체내 방사선 피폭선량의 예측을 위한 방사선 생물학적 선량측정 개발의 일환으로 저선량 피폭환자의 체내 피폭선량 측정 지표로서의 미소핵 분석법 이용 가능성을 평가하기 위하여 코발트-60 감마선을 0.25 Gy에서 1 G의 선량을 인체 말초 혈액에 조사한 후 임파구내에 미소핵의 수적 변화를 형태학적으로 관찰하였다. 저선량에 피폭된 임파구에서 미소핵이 관찰되었으며, 선량에 따른 수적인 변화도 나타났다. 저선량 피폭에 대한 미소핵의 수적 변화에 대한 선량-반응 곡선은 $Y=(0.02{\pm}0.0009)+(0.033{\pm}0.010)D+(0.012{\pm}0.012)D^2$의 식을 얻었으며, linear quadratic model 이였다. 이상의 결과에서 미소핵의 발생 빈도와 피폭 선량간에 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었다. 그리고 정상대조군에서는 세포당 $0.02{\pm}0.0009$개가 관찰되었다. 따라서 말초 임파구를 이용한 미소핵 분석법은 저선량 피폭환자의 체내 피폭선량 측정은 물론 방사선 방호제의 검색 및 방사선 민감도 검사를 위한 방사선 생물학적 지표로 이용 가능하며, 특히 이 방법은 간편하고 정확하며 재현성이 있는 방법으로 불의의 방사선 피폭 사고시 체내 피폭선량을 예측하는 좋은 지표로 사용되어질 수 있을 것으로 사료됨.

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임파구의 미세핵 분석법을 이용한 생물학적 방사선 피폭선량 측정 : 마우스와 인체에서의 반응비교 (The cytokinesis-block micronucleus assay as a biological dosimeter in irradiated lymphocyte : Comparison of the response of mouse and human)

  • 김성호;조철구;김태환;류성렬;고경환;윤형근;고주환;최수용
    • 대한수의학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.487-492
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    • 1993
  • 정상인 말초혈액임파구 및 C57BL/6마우스 비장임파구에 $^{60}Co{\gamma}-rays$를 in vitro상태에서 조사한 후 500개 또는 1000개의 cytokinesis-blocked(CB) lymphocytes의 미세핵(micronuclei)의 발생빈도를 측정하였다. 방사선조사량에 따라 미세핵의 발생빈도는 증가하였으며 linear-quadratic model로 측정한 결과 선량반응곡선의 식은 인체의 경우 $Y=(0.31{\pm}0.049)D+(0.0022{\pm}0.0002)D^2+13.19$($r^2=1.000$)이었으며, 마우스의 경우 $Y=(1.31{\pm}0.264)D+(0.0015{\pm}0.0006)+8.7$($r^2=0.988$)이었다(Y는 1000개의 CB cell 당 미세핵발생빈도, D는 cGy로 표시되는 조사선량). 인체 말초혈액임파구에 대한 마우스 비장임파구의 상대적 생물학적 효과(relative biological effectiveness)는 미세핵의 발생율이 세포당 0.05~0.8의 범위에서 $1.84{\pm}0.48$이었다. 미세핵분석법은 인체 및 동물의 방사선 피폭시 간편하고 빠른 생물학적 선량측정법으로 사용될 수 있을 것이다.

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BIDAS프로그램 : 방사성 핵종의 섭취량과 선량 평가용 생물학적분석 자료 해석 소프트웨어 프로그램 (The BIDAS Program : Bioassay Data Analysis Software for Evaluating Radionuclide Intake and Dose)

  • Tae-Yong Lee;Jong-Kyung Kim;Jong-Il Lee;Si-Young Chang
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.113-124
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    • 2004
  • 본 연구에서는 인체 내에서 방사성핵종의 거동에 관하여 국제방사선방호위원회에서 권고한 최근 호흡기 모델, 소화기 모델 및 생체동역학 모델을 사용하여 생물학적분석 자료로부터 섭취량과 예탁유효선량을 평가하기 위한 BIDAS 프로그램을 개발하였다. 프로그램은 생물학적분석 자료를 관리하는 데이터베이스 모듈, 각 방사성 핵종에 대한 예측 생물학적분석 양을 내장하고 있는 모듈, 측정된 생물학적분석 양에 근거하여 급성 및 만성 피폭으로부터 섭취량과 선량을 평가하는 계산모듈 등으로 구성되어 있다. 본 논문은 프로그램의 특성과 검증결과에 대해 기술한다.

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방사선에 전신 조사된 마우스 음와 세포의 아포토시스 유도를 이용한 생물학적 선량 측정 모델 개발 연구 (Mouse model system based on apoptosis induction to crypt cells after exposure to ionizing radiation)

  • 김태환
    • 대한수의학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.571-578
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    • 2001
  • 방사선 피폭선량의 예측을 위한 방사선 민감 지표 모델 개발의 일환으로 apoptotic fragment assay법이 방사선에 피폭된 후 체내 피폭선량을 예측할 수 있는 지표로의 이용 가능성을 평가하기 위하여 코발트-60 감마선과 의료용 싸이크로트론 50MeV($p{\rightarrow}Be^+$) fast neutron 을 0.25Gy에서 1Gy의 선량을 마우스에 각각 전신 조사한 후 소장 음와세포내 apoptotic crypt cell의 수적 변화를 관찰하였다. 저선량 조사군에서 apoptotic crypt cell의 출현 빈도가 1Gy까지 급격하게 증가한 것으로 보아 방사선이 stem cell 지역에 있는 crypt cell의 형태학적 변화를 유발하는 것으로 나타났다. 이상의 결과는 아포토시스가 손상된 세포를 제거하므로 손상된 방사선 민감 표적 장기의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다. Apoptotic fragments의 발생빈도에 대한 선량-반응 곡선에 있어서 음와세포는 중성자조사군이 $y=0.18+(9.728{\pm}0.887)D+(-4.727{\pm}1.033)D^2$ ($r^2=0.984$)으로, 반면에 감마선조사군은 $y=0.18+(5.125{\pm}0.601)D+(-2.652{\pm}0.7000)D^2$ ($r^2=0.970$)의 식을 얻었다. 이와 같이 중성자조사군과 감마선조사군은 공히 linear quadratic model 로 관찰되었다. apoptotic fragments 의 발생빈도와 조사 선량간에 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었다. 이상의 결과에서 조사선량의 증가에 비례하여 방사선 민감 세포의apoptotic fragments 가 수적으로 증가하였으며, 고준위 방사선과 저준위 방사선은 선량 반응 관계식과 시간 경과에 따른 영향이 매우 유사하였으며, 마우스 음와세포의 apoptosis 유도에 대한 중성자선의 방사선 생물학적 효과비(RBE)는 2.072이였다. 그리고 모든 방사선조사군에서 방사선피폭 후 4시간과 6시간에 apoptosis 유도가 가장 많았으며, 음와세포의 형태학적 소견은 정상 대조군에서 관찰되지 않는 전형적인 apoptotic fragments 가 나타났다. 따라서 음와 세포에서의 아포토시스 유도는 방사선 피폭으로 발생된 세포 손상의 생물학적 영향 평가검색, 방사선 방호제의 민감도 검사, 방사성 동위원소의 체내 오염에 대한 체내 피폭선량 예측의 지표 및 방사선 민감 표적장기의 손상정도 파악에 이용 가능할 것임. Apoptotic fragment assay 법은 0.25Gy에서 1Gy 까지의 선량에서 간편하고 빠르며 재현성이 있는 지표로서 방사선 민감 표적 장기의 선량 반응 평가와 방사선 피폭후 조기 피폭선량 예측을 위한 방사선 생물학적 선량측정법의 좋은 지표로 사용할 수 있을 것으로 사료됨.

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방사선 조사량에 따른 인체 정상 림파구의 미세핵 발생빈도 (Frequency of Micronuclei in Lymphocytes Following Gamma and Fast-neutron Irradiations)

  • 김성호;조철구;김태환;정인용;류성렬;고경환;윤형근
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제11권1호
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    • pp.35-42
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    • 1993
  • 원자력 시설 이용 증대에 따른 불의의 방사선 사고에 대비하여 방사선 작업종사자의 피폭시 진단을 위한 검사방법이 필요하다. 이 방법은 검사를 위한 검체의 채취가 용이하고, 짧은 시간내에 간편하게 많은 Sample을 처리하여야 한다는 조건을 만족시켜야 한다. 인체의 다양한 조직 및 세포 중에서 위의 조건을 만족시킬 수 있는 말초 혈액의 림파구는 비교적 방사선에 대한 감수성이 높다고 알려져 있으며, 채집 또한 용이하여 생물학적 선량 측정의 도구로써 이용가치가 높아 방사선 작업 종자사나 피폭 가능성이 있는 사람의 screening test에 사용될수 있다. 정상인에 있어서의 림파구내 미세핵 존재 여부와 방사선 피폭량에 따른 미세핵 발생빈도를 시험관내 실험을 통하여 표준화시켜 향후 방사선 피폭시 피폭선량을 역으로 산출해 낼 수 있는 방사선 장해의 평가 기술 개발의 기초자료를 마련하기 위하여 본 실험을 시행하였다. 정상인으로 부터 혈액을 채취하여 림파구만을 Ficoll-Hypaque gradient 방법으로 추출하여 배양한 다음, 본 치료방사선과의 중성자 치료기 (MC-50, scanditronix)와 Co-60 teletherapy unit(Theratron-780, AECL)를 이용하여 방사선 조사를 시행하였다. Cytokinesis-block method를 이용하여 첫번째 분열을 한 림파구에서 미세핵(Micronucleus)을 현미경을 통하여 계수한 다음, 이의 선량-반응 관계식을 linear-quadratic model을 사용하여 구하고, 이를 근거로 하여 gamma-ray에 대한 중성자의 Relative biological effectiveness (RBE)를 산출하였다. 방사선에 피폭되지 않은 림파구의 미세핵 발생빈도는 binucieated cell한 개당 $0.013{\pm}0.0002$로써 사람에 따라 통계학적으로 큰 차이를 보이지 않았다. 그림 2와 3에서 보는 바와 같이 개개인으로부터 얻은 data는 감마선과 중성자선 모두에서 선량-반응 곡선의 linear-quadratic equation에 잘 일치하였다. 감마선과 중성자선 모두에서 선량에 따른 미세핵의 발생빈도는 선량이 높을수록 비례하여 증가하였는데, 감마선의 경우에는 $r^2=1.000,\;x^2=0.7074$, p=0.95였으며, 중성자선인 경우에는 $r^2=0.996,\;x^2=7.6834$, p=0.11 였다. 이를 linear-quadratic model로 분석하면, 가장 적합한 선은 감마선인 경우에는 y= ($0.31{\pm}0.049)\;D+(0.0022{\pm}0.0002)\;D^2+(13.19{\pm}1.854$) 였으며, 중성자선인 경우에는 y=($0.99{\pm}0.528)\;D+(0.0093{\pm}0.0047)\;D^2+(13.31{\pm}7.309$) 였었다. 감마선에 대한 중성자선의 상대적 생물학적 효과비 (RBE)는 y=aD+$bD^2$+c를 다음과 같은 식으로 변형시켜 계산하였다. $$\frac{[-a{pm}\sqrt{a^2-4b\;(c-y}}]}{2{\times}6}$$ 미세핵 발생빈도가 세포당 0.05와 0.8사이에서의 중성자선의 상대적 생물학적 효과비는 $2.37{\pm}0.17$ 이었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 선량에 따른 미세핵 발생빈도는 기존의 방사선 감수성 test의 결과와 대동소이하여, 앞으로 방사선 감수성을 측정하는 방법으로 이용할 수 있으며, 또한 실험방법이 비교적 간단하며 짧은 시간에 결과를 도출할 수 있어 생물학적 선량측정 도구로써 널리 이용될 수 있을 것으로 생각되어 진다.

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시험선원을 이용한 기준 전리함의 감도변화와 임상필드전리함의 성능 안정성 비교 (Comparison the reference ion chamber in using the radioactive check source and field ion chamber for output dose for Co-60 source of remote afterloading system)

  • 최태진
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제12권2호
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    • pp.141-146
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    • 2001
  • 치료효과를 보증하기 위해서는 조사선량의 5% 이내의 선량오차가 방사선생물학적 의미가 높은 것으로 잘 알려져 있다. 따라서 종양치료를 위한 강내조사 선원이나 선형가속기의 고선량율의 선량 평가는 정확하고 안정적 평가가 이루어져야 된다. 선량을 평가 교정하기 위해 전리함의 교정 인정기관의 교정상수를 유지하기 위해 선진국에서는 기하학적으로 고정된 표준선원과 전리함의 사용을 오래 전부터 권고해 왔다. 본 연구는 전리함의 감도 변화를 측정할 수 있는 Sr-90 시험선원을 이용한 임의의 기준 전리함의장기간 안정성이 1.00$\pm$0.01 의 오차 범위에 있음을 알 수 있었고, 고선량률 원격강내조사선원인 Co-60 선원에 대한 기준전리함의 출력선량에 대한 임상측정용 전리함의 출력선량은 평균 0.997 $\pm$ 0.01의 오차범위에서 평가될 수 있었으며, 최대오차는 예상선량에 -2.5% 였다. 이 실험을 통해 반감기가 긴 시험선원을 이용하여 임상 측정용 공기전리함의 안정적 성능을 유지할 수 있음을 알 수 있다.

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선량 및 선량률 변화에 따른 말초혈액 임파구의 염색체 이상의 빈도 (The Frequency of Chromosomal Aberrations of Peripheral Lymphocytes according to Radiation Dose and Dose Rate)

  • 정태식;백흠만;신병철;문창우;김미향;이용환;염하용
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제18권2호
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    • pp.138-149
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    • 2000
  • 목적 : X-선 조사 후 이동원 염색체와 환형 염색체의 빈도가 피폭 선량과 비례하는지를 확인하고, X-선 조사시 선량률의 변화가 생물학적 선량 측정에 영향을 주는지를 찾아서 보정인자로 작용하는지를 알아보았다. 대상 및 방법 : 28세의 건강한 성인남자에서 2회에 걸쳐 각각 16 ml와 18 ml의 전혈을 정맥으로부터 무균채취하여 이미 해파린(heprin) 처리되어 있는 10 ml의 vacutainer (삼화공사, 한국)에 2 ml씩 분주하였다. 분주한 혈액 시료를 1개는 정상대조 군으로 16개는 실험 군으로 총 17개를 실험에 사용하였으며, 방사선 조사는 조사야 10${\times}$10 cm$^{2}$로 분당 240 cGy 의 일정한 선량률로 50, 100, 200, 300, 400, 600, 800 cGy의 선량을 각 1회 조사하였다. 나머지 9개의 실험 군은 동일한 선량(400 cGy)에서 선량률 변화만 주어 20, 40, 60, 80, 100, 160, 240, 320, 400 cGy/min의 각 선량률로 1회 조사하였다. 관찰 시 염색체의 개수가 46${\times}$2개 되는지 여부를 확인하고 또한 염색체의 밀도나 염색체 형태가 염색체 이상 빈도 확인에 적합한지 확인한 후 해당되는 경우에 한해서만 계측하였다. 각 표본에서 최소 50개의 림프구를 관찰하려고 하였다. 통계처리는 SPSS를 이용하여 평균값 비교와 회귀곡선의 기울기 값을 구하였다. 결과 : 방사선 조사된 림프구의 관찰된 총 수에 대한 염색체 이상을 가진 림프구의 비율(yield)은 선량이 50, 100, 200, 300, 400, 600, 800 cGy일 때 각각 0, 9, 20, 27, 55, 88, 100%이었다. 선량변화에 따른 염색체 이상(이동원 및 환형 염색체)의 평균빈도는 50, 100, 200, 300, 400, 500, 800 cGy일 때 각각 0.000, 0.093, 0.200, 0.354, 0.612, 2.040, 2.846이었다. 관찰된 총림프구에서 이동원 염색체와 환형 염색체의 빈도(Ydr)는 선량이 50, 100, 200, 300, 400, 600, m cGy일 때 각각 0.000, 0.093, 0.200, 0.364, 0.613, 2.040, 2.846이었다. 방사선량과 Ydr의 관계는 Ydr=$\alpha$D+$\beta$D$^{2}$에 의한 Liner-quadratic model을 따를 때 Ydr=0.188${\times}$10$^{-2}$ D/Gy+0.422${\times}$10$^{-4}$/Gy$^{2}$${\times}$D$^{2}$로 나타났다. 이동원 염색체와 환형 염색체 이상을 가지는 림프구에서 이동원 염색체와 환형 염색체의 빈도(Qdr)는 50, 100, 200, 300, 400, 600, 800의 선량일 때 각각 0.000, 1.000, 1.000, 1.333, 1.118, 2.318, 2.846 이었으며 이는 앞의 Ydr값으로부터 구한 값과 거의 일치하였다. 선량율을 각각 20, 40, 60, 80, 100, 160, 240, 320, 400 cGy/min으로 달리하여 총 선량을 400 cGy를 각각 조사했을 때 임파구에서 나타난 염색체이상(이동원, 환형, 무동원체단편 염색체)의 빈도의 차는 없었다. 결론 : 방사선의 급성 피폭에 의한 손상은 선량률에 의한 영향은 미미하며 대부분 피폭된 총 선량에 의해 좌우된다. 염색체 이상을 이용한 생물학적 선량측정방법은 피폭 선량이 증가함에 따라 비교적 규칙적으로 증가하므로 피폭 선량 측정을 위한 유용한 방법이라고 생각한다. 그러나 일회 피폭인 급성 피폭 시는 선량률 변화가 보정인자로써 작용하지는 않았다.

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