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고에너지 방사선치료 시 치료변수에 따른 광중성자 선량 변화 연구 (Experimental investigation of the photoneutron production out of the high-energy photon fields at linear accelerator)

  • 김연수;윤인하;배선명;강태영;백금문;김성환;남욱원;이재진;박영식
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.257-264
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    • 2014
  • 목 적 : 고에너지 광자선을 이용한 방사선치료 시 발생되는 광중성자는 치료대상인 종양 주위의 인접한 정상조직에서 2차적인 암의 발생에 기인 될 수 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 방사선치료계획 시에 고려할 수 있는 변수 중 치료방법, 선속평탄여과판, 선량률, 갠트리 각도들을 변환시켰을 때 발생된 광중성자의 선량 변화를 비교 분석하였다. 대상 및 방법 : 실험에는 TrueBeam $ST{\time}TM$(Ver.1.5, Varian, USA)치료기를 사용하였다. 광중성자 측정 장비는 조직등가비례계수기(Tissue Equivalent Proportional Counter : TEPC)인 KTEPC를 이용하였으며, 치료대의 세로 방향으로 조사야 중앙 하단 6cm 지점에서 측정을 실시하였다. 치료방법, 선속평탄여과판의 사용유무, 선량율에 따른 광중성자 선량의 차이를 평가하기 위하여 모든 환자에 대하여 전산화치료계획시스템(Eclipse Ver 10.0, Varian, USA)으로 방사선치료계획을 각각 수립하였다. 치료방법으로는 세기변조방사선치료와 용적변조회전방사선치료로 구분하였으며, 선량율은 400MU/min, 1,200MU/min 및 2,400MU/min에 따른 차이를 평가하였다. 또한 방사선의 입사방향에 따른 광중성자 선량을 측정하였다. 결 과 : 치료방법의 차이에 따라 세기변조방사선치료와 용적변조회전방사선치료로 조사하였을 때 산란 광중성자 평균선량은 각각 $449.7{\mu}Sv$, $2940.7{\mu}Sv$로 측정되었다. 선속평탄여과판의 사용 유무에 따라 Flattening Filter(FF)모드와 Flattening Filter Free(FFF)모드에서의 산란 광중성자 평균선량은 $2940.7{\mu}Sv$, $232.0{\mu}Sv$로 측정되었다. 400, 1200, 2400 MU/min으로 선량률을 변환시켜 조사하였을 때 CASE I은 $3242.5{\mu}Sv$, $3189.4{\mu}Sv$, $3191.2{\mu}Sv$로, CASE II는 $3493.2{\mu}Sv$, $3482.6{\mu}Sv$, $3477.2{\mu}Sv$로, 그리고 CASE III에서 $4592.2{\mu}Sv$, $4580.0{\mu}Sv$, $4542.3{\mu}Sv$로 측정 되었다. $0^{\circ}$부터 $315^{\circ}$까지 $45^{\circ}$간격으로 갠트리 각도를 변환시켰을 때 산란 광중성자 선량은 10MV 광자선에 대하여 최소 $3.2{\mu}Sv$, 최대 $14.7{\mu}Sv$이었으며, 갠트리 각도가 $180^{\circ}$일 때 가장 높게 나타났다. 15MV 광자선의 경우 최소 $369.6{\mu}Sv$ 최대 $448.0{\mu}Sv$이었으며, 역시 갠트리 각도가 $180^{\circ}$일 때 가장 높게 측정되었다. 결 론 : 치료방법의 차이에 따른 실험은 용적변조회전방사선치료가 세기변조방사선치료 보다 산란된 광중성자 선량이 측정점에서 평균 6.5배 높게 측정되었다. 선속평탄여과판의 사용 차이에 따른 실험에서 선속평탄여과판을 사용하였을 때 12.7배 높게 측정되었다. 선량률을 변환에 따른 차이는 큰 차이를 보이지 않았다. 갠트리 각도에 따른 산란 광중성자 선량 측정에서는 광자선이 치료대를 지나는 각도인 $135^{\circ}$, $180^{\circ}$, $225^{\circ}$에서 산란 광중성자 선량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. TrueBeam $ST{\time}TM$을 이용한 FFF 모드와 세기변조방사선치료를 한 경우 산란 광중성자가 적게 발생한다는 것을 확인할 수 있었다. 지속적으로 더 많은 변수에 대한 실험을 계획하고 광중성자 측정에 대한 평가를 통하여, 보다 환자들에게 안전한 방사선치료에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

GIS 및 공간통계를 활용한 낙동강 유역 수생태계의 건강성 평가 (Health Assessment of the Nakdong River Basin Aquatic Ecosystems Utilizing GIS and Spatial Statistics)

  • 조명희;심준석;이재안;장성현
    • 한국지리정보학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.174-189
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    • 2015
  • 본 연구는 낙동강 유역의 수생태계 건강성 조사지점에서 생물 및 서식환경, 수질에 대한 건강성을 조사 및 평가한 결과자료를 이용하여 공간정보로 재구축하고 공간분석기법을 활용하여 낙동강 유역의 수생태계 보전 및 복원 정책의 합리적인 의사결정을 지원하고 효율적인 관리방안을 제시하는데 목적이 있다. 낙동강 유역의 수생태계 건강성을 분석하기 위하여 250개 조사구간의 수생태계 건강성 조사 및 평가 결과자료를 각 지점별 위치정보를 기반으로 점형 자료로 구축하였다. 그리고 공간적인 분석기법의 적용을 위해 면형 자료로 재구축 할 필요성이 있으며, 이를 위해 Kriging 보간법(ArcGIS 10.1, Geostatistical Analysis)을 활용하여 공간적 영향력 및 트랜드를 분석하였고 면형 자료로 재구축 하였다. 이를 바탕으로 낙동강 유역 건강성의 공간분포 특성을 분석하기 위해 Hotspot(Getis-Ord Gi, $G^*_i$)과 LISA(Local Indicator of Spatial Association), 표준편차타원체(Standard deviational ellipse) 분석을 활용하였다. Hotspot 분석 결과 생물지수(TDI, BMI, FAI)의 Hotspot 유역은 안동댐 상류, 왕피천, 임하댐 유역으로 생물지수의 건강성 등급이 양호한 것으로 분석되었으며, Coldspot 유역은 낙동강 남해, 낙동강 하구, 수영강 등의 유역으로 나타났다. LISA 분석 결과 이례지역은 가화천, 합천댐 상류, 영강 상류 유역으로 분석되었으며 이 지역은 생물 건강성 지수가 높은 유역이지만 주변 유역의 건강성이 낮아 수생태계 건강성에 대한 관리가 필요한 유역으로 분석되었다. 이화학적 요인(BOD)의 Hotspot 유역은 낙동강하류 유역과 수영강, 회야강, 낙동강남해 유역으로 나타났으며, Coldspot 유역은 안동댐, 임하댐, 영강 등 낙동강 지류의 상류 유역으로 분석되었다. 서식 및 수변환경(HRI)요인의 Hotspot과 LISA 분석결과 요인별 Hotspot과 Coldspot이 다르게 분석되었으나 일반적으로 낙동강 상류, 안동댐, 임하댐, 합천댐 유역 등 낙동강 본류와 지류의 상류 유역 서식 및 수변환경 건강성이 좋은 것으로 분석되었다. 서식 및 수변환경 요인이 Coldspot으로 나타난 유역들은 생물지수와 이화학적 요인의 건강성 지수도 낮게 나타나 서식 및 수변환경의 관리가 필요한 유역으로 판단할 수 있다. 표준편차타원체로 분석한 시계열 분석결과 생물과 서식 및 수변환경에 의한 수생태계 건강성이 좋은 지역이 점점 북쪽으로 이동하는 경향을 나타내고 있으며 BOD 결과는 조사년도에 따라 방향과 집중도가 각각 다르게 나타나는 것으로 분석되었다. 이러한 수생태계 건강성 분석 결과는 조사지점별 건강성 관리정보뿐만 아니라 향후 공간정보 기술기반 수환경 연구와 실무연구진을 위한 집수구역 단위 수생태계를 관리할 수 있는 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

모사된 컴프턴 카메라 투사데이터의 재구성을 위한 OSEM 알고리즘의 부분집합 구성법 비교 연구 (A Comparative Study of Subset Construction Methods in OSEM Algorithms using Simulated Projection Data of Compton Camera)

  • 김수미;이재성;이미노;이주한;김중현;김찬형;이춘식;이동수;이수진
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제41권3호
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    • pp.234-240
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    • 2007
  • 목적: 본 연구에서는 컴프턴 카메라의 투사데이터를 재구성하기 위하여 부분집합 개수에 비례하여 고속화된 수렴속도를 보이는 통계학적 영상재구성 방법인 OSEM 알고리즘을 적용하였다. 또한 연산시간 및 퍼센트 오차 측면에서 컴프턴 투사데이터의 부분집합 구성 시 여러 구분방법에 대한 비교연구를 수행함으로써 컴프턴 투사데이터의 최적화된 OSEM 알고리즘을 제안하고자 하였다. 대상 및 방법: 산란부와 흡수부로 구성된 컴프턴 카메라의 투사데이터를 재구성하기 위하여 단순역투사, 기댓값 최대화 방법과 OSEM 알고리즘을 구현하였다. 그리고 OSEM의 경우 컴프턴 투사데이터는 산란부 및 흡수부의 검출위치 및 산란각에 따라 부분 집합으로 구분하였다. EM 알고리즘은 64번의 반복연산을 수행하였으며 OSEM은 16개의 부분집합에 대해 4번의 반복연산을 수행하였다. 각 재구성 방법과 부분집합 구분방법에 대한 정량적 성능평가를 위하여 계산 시간과 퍼센트 오차를 측정하였다. 결과: SBP 방법에 비해 모든 통계학적 영상재구성 방법의 결과들이 보다 정확하였다. 64번 반복연산을 수행한 EM 알고리즘에 비해 4번의 반복연산과 16개의 부분집합을 가지는 모든 OSEM 알고리즘은 유사한 퍼센트 오차를 나타내면서 14배 빠른 수렴속도를 보였다. OSEM의 경우, 부분집합의 구분방법에 따라 연산속도와 재구성된 영상의 정확도 면에서는 거의 차이가 없었다. 결론: 본 연구의 실험 결과를 통하여 핵의학 영상 분야에서 사용하는 OSEM 알고리즘이 컴프턴 카메라에 대한 재구성 알고리즘으로 유용함을 확인하였으며 OS-EM 방법은 EM에 비해 유사한 결과영상을 재구성하면서 14배 빠른 수렴속도를 보이며 컴프턴 투사데이터를 부분집합으로 구분 시 검출위치와 산란각을 모두 이용하는 것이 가장 효율적인 것으로 간주된다.NIS와 EGFP의 이중 리포터 유전자를 가지고 있는 HepG2 세포주가 성공적으로 만들어졌다. 세포의 약 50% 정도가 형광 현미경 아래에서 관찰되었다. NIS 유전자의 발현은 역전사효소 중합효소 연쇄반응 실험을 통해서 확인하였고, NIS가 발현된 세포의 방사능옥소 섭취량은 대조군에 비하여 약 9배 정도 높게 나타났다. 방사능옥소 유출량 실험에서는 약 9분에 반 정도의 옥소가 유출되는 것이 확인되었다. 구축된 세포주를 이식한 후 획득한 형광 영상, 감마카메라과 소동물용 PET 영상에서는 반대쪽의 대조군 세포를 이식한 것에 비하여 뚜렷한 형광신호가 보였고, 더 높은 방사능옥소 섭취가 확인되었다. 결론: NIS와 EGFP의 이중 리포터 유전자를 가지는 간암 세포주가 성공적으로 구축되었고, 소동물에서 두 유전자를 각각 치료용 리포터 유전자와 영상 리포터 유전자로의 사용이 가능할 것이라고 생각된다.타내는 중요한 효소로 인정되고 있으며, 조직의 손상, 발암, 염증, 성인병 및 노화 등과 같은 여러 가지 유해 작용을 일으킨다. 정상군에 비해 대조군은 1.74배 수치가 증가되었으며, RCM투여군의 대조군과 비교 시 57.4% 감소되는 효과를 볼 수 있었다. 본 연구는 LPS로부터 유도된 산화적 스트레스에 대한 복분자의 선투여 후 예방효과를 알아보았다. 생약재의 일종인 복분자의 경우 LPS로 유도된 산화적 스트레스 억제 및 지질대사로부터의 개선 효과가 있는 것으로 판단되며 지질과산화에 대해서 강한 억제 활성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로 복분자는 생활 습관병의 예방과 개선에 유효한 것으로 사료되었으며, 지질대사와 과산화지표의 검증을 통해 기능성 식품소재로 활용될 수 있음을 보여주었다.로서 역시 CTV 치료계획에서 적게 조사되었다(p=0.005). 기존의 ICRU 치료계획은

면역방사계수법을 이용한 Thyroglobulin 측정시 항 Thyroglobulin 항체의 존재가 미치는 영향: Thyroglobulin 측정 키트에 따른 차이 (Effects of Anti-thyroglobulin Antibody on the Measurement of Thyroglobulin : Differences Between Immunoradiometric Assay Kits Available)

  • 안병철;서지형;배진호;정신영;유정수;정진향;박호용;김정국;하승우;손진호;이인규;이재태;김보완
    • 대한핵의학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.252-256
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    • 2005
  • 목적 : Thyroglobulin (Tg)은 갑상선질환의 병태생리에 중추적 역할을 하고 있으며, 분화갑상선암 환자에서 갑상선암 재발에 대한 추적관찰에 가장 중요한 표지자의 하나로 임상에서 널리 이용된다. 혈청 Tg는 방사면역검사법 및 면역방사계수검사법으로 주로 측정되는데, 항 Tg 항체가 Tg측정값의 부정확성에 주된 영향인자임이 알려져 있으며 본 연구진에서도 보고한 바 있다. 본 연구자들은 국내에서 가장 널리 이용되는 면역방사계수법 Tg 키트 2종류를 이용하여, Tg측정 시 항 Tg 항체 영향이 사용된 키트에 따라 어떤 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 면역방사계수법을 이용한 Tg 측정키트 2가지(A와 B)를 이용하였다. 검사시료로서는 Tg와 항 Tg 항체 표준용액을 혼합한 시료과 Tg 농도가 높은 환자의 혈청과 항 Tg 항체의 농도가 높은 환자의 혈청을 혼합한 시료를 이용하였다. 검사방법은 A 및 B 키트 모두 제조회사에서 제시한 표준방법을 이용하여 검사를 시행하였다. 통계학적 분석은 ANOVA test 를 이용하였다. 결과: Tg와 항 Tg 항체 표준용액을 혼합한 시료를 이용한 검사 시 두 가지 키트 모두에서 항 Tg 항체가 존재하는 경우 Tg값이 유의하게 낮게 측정되었다. 그러나 A 키트를 이용한 경우 그 정도가 현저하였으며, B 키트를 이용한 경우 임상적으로 의미가 없을 정도로 미약하였다. 환자의 혈청을 이용한 검사에서는 A 키트에서만 Tg측정값이 과소평가되는 결과를 나타내었다. 결론: 항 Tg 항체의 존재는 면역방사계수법을 이용한 혈청 Tg 측정시 과소평가를 일으킬 수 있으며, 그 정도는 사용한 Tg측정 키트에 따라 상이하게 나타남을 알 수 있다. 그러므로 Tg측정 시 항 Tg항체의 측정이 꼭 필요하며, 항 Tg 항체를 가진 혈청에서의 Tg 측정치를 해석할 경우 세심한 주의가 필요하리라 생각된다. 추적검사로 $^{18}F$-FDG PET, 흉부 CT, 그리고, 혈액검사를 시행받았다. PET추적검사 상 이전에 높은 섭취를 보였던 7명 중 6명에서 peak 및 mean SUV의 감소를 보였고 이전에 높은 섭취를 보인 나머지 1명과 낮은 섭취를 보인 1명에서는 병변이 완전히 소실되었다. 이러한 변화 소견은 흉부 CT 추적검사 소견과도 일치하였다. 결론: 원발성 과호산구증가 증후군 환자군에서 폐침범을 보이는 경우, 폐병변은 FDG PET 영상에서 폐암과 유사한정도의 높은 섭취를 보이는 위양성 결과를 나타내어 한번의 PET검사만으로는 양성과 악성을 감별할 수 없었다. 이러한 경우, 추적검사로 CT 및 $^{18}F$-FDG PET를 시행하여 병변의 위치 및 범위, SUV의 변화 소견을 같이 보는 것이 원발성 과호산구증가 증후군 환자에 있어서 보일 수 있는 폐침범 소견과 악성 종양을 감별하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다. 심벽두꺼워짐의 향상과는 상관성이 없었다. 심근기능의 전부하 후부하에 독립적인 지표인 탄성도는 실제 부피의 증가와 연관되지 않으면서도 생존능이 있는 심근의 기준과 일치하는 양상을 보였으므로 독립적인 매개변수로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.높았다. 그러나 두 약제 섭취율 증가의 차이는 동물실험에서는 관찰되지 않았다. 이러한 결과로 보아 MIBI와 tetrofosmin은 Pgp와 MRP에 의한 다약제내성의 발현을 평가할 수 있는 방사성의약품으로 판단되며, 다약제내성 극복제의 시험관내 효능평가에는 MIBI가 tetrofosmin보다 더 우수할 것으로 사료되었다.변화는 없었다. 결론: Verapamil은 암세포의 종류에 따라 MIBI와 TF의 섭취를 감소시켰고, 고용량에는 MDR세포의 섭취도 감소시켰으며 이러한 현상은 세포독성 이나 PKC효소 아형과는 관련이 없었다. 그러므로

조직 특이 발현 Sodium Iodide Symporter 유전자 이입에 의한 방사성옥소 간암세포 치료와 광학영상을 이용한 치료효과 평가 (Radioiodine Therapy of Liver Cancer Cell Following Tissue Specific Sodium Iodide Symporter Gene Transfer and Assessment of Therapeutic Efficacy with Optical Imaging)

  • 장병국;이유라;이용진;안손주;류민정;윤선미;이상우;유정수;조제열;이재태;안병철
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제42권5호
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    • pp.383-393
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    • 2008
  • 목적: 조직 특이 프로모터를 이용하면 특정 암조직내에서만 원하는 치료유전자를 발현시킬 수 있다. 나트륨 옥소 공동 수송체(sodium iodide symporter: NIS) 유전자는 옥소를 섭취하는 특성을 가져 방사성옥소를 이용한 치료용 유전자로 사용될 수 있다. 광학 영상용 유전자인 luciferase (Luc) 유전자를 세포에 이입하면 비침습적으로 유전자가 이입된 세포의 상태를 평가할 수 있다. 본 연구는 간암 특이성을 나타내는 AFP 프로모터에 의해 발현이 조절되는 NIS유전자와 CMV프로모터에 의해 발현되는 Luc유전자를 간암세포에 이입하여 NIS유전자 이입에 의한 방사성옥소 유전자치료의 효과를 알아보고, 종양사멸 정도를 광학 리포터 유전자 발현으로 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: AFP enhancer와 GSTP 프로모터를 연결하여 AFP프로모터를 제작하였으며 이를 NIS유전자와 연결하였다. 또한 CMV 프로모터에 조절 받는 Luc 유전자를 동시에 삽입하여 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 생산하였다. 실험 대상 세포주로는 간암세포주인 HepG2와 Huh-7 세포와 사람 대장암세포주인 HCT-15 세포를 이용하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 발현벡터를 Liposome을 이용해 실험대상 세포주 내로 이입하였으며, 방사성옥소 섭취율과 방사성옥소의 유출량을 측정하였다. 또한 Luciferase 발현 정도를 luminometer로 측정하였으며, clonogenic assay를 통하여 I-131에 대한 세포주에 따른 사멸효과 차이를 알아보았다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입 세포주를 누드마우스에 대퇴부 피하에 주입하여 I-131 축적여부를 감마카메라 영상을 획득하였다. 결과: AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 제작하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포의 방사성옥소 섭취율은 유전자 이입이 되지 않은 대조군 HepG2와 Huh-7 세포에 비하여 높았으며, $KClO_4$를 처리시 옥소 섭취가 저해되었다. 대장암 세포주인 HCT-15세포에 AFP-NIS-CMV-Luc유전자를 이입 시 방사성옥소의 섭취률은 증가되지 않았다. 30분간 방사성옥소를 섭취시킨 AFP-NIS-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포에서의 방사성옥소의 유출반감기는 약 4분과 6분으로 각각 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2, Huh-7세포의 Luc 유전자의 발현은 241, 441 $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났으며, 대조군 HepG2와 Huh구세포에서의 Luc 유전자의 발현은 74, $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났다. HCT-15 세포는 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되지 않았으나, HepG2 및 Huh-7 세포는 FP-NIS-CMV-Luc 유전자 이 입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되었으며, Huh-7세포의 경우 0.5mCi의 I-131을 투여한 경우 모든 세포가 사멸하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포수가 많을수록 방사성옥소 섭취율이 증가하며 luciferase활성도도 높게 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포를 이식한 누드마우스에 I-131 감마카메라 영상에서 종양이식부위에 방사능 축적을 관찰 할 수 있었다. 결론: AFP프로모터의 의하여 NIS유전자가 발현되며, CMV프로모터에 의한 Luc 유전자가 발현되는 벡터를 제작하였으며, 이 벡터를 이입한 경우 간암세포에서만 I-131의 세포 독성이 증가하는 효과를 나타내었다. 또한 Luc유전자를 이용하여 비침습적인 광학 영상으로 세포사멸 효과를 확인할 수 있었다. 간암특이 프로모터에 조절되는 치료 유전자와 광학리포터 유전자를 한 벡터에 동시에 이입하면 간암 특이 유전자 치료와 그 치료효과를 비침습적으로 평가할 수 있을 것으로 생각된다.

관동맥내 주사 TI-201 SPECT에서 심근 분절의 섭취: 부하-재주사 TI-201 영상과의 비교 (Myocardial Tracer Uptake in SPECT Images after Direct Intracoronary Injection Of TI-201: Comparison with Stress-Reinjection Images)

  • 서지형;강성민;배진호;이용진;이상우;유정수;안병철;조용근;이재태
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제41권4호
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    • pp.291-298
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    • 2007
  • 본 연구에서는 관동맥 혈류가 감소된 부위에 혈중 방사성의약품의 농도를 증가시킴으로서 심근내 섭취를 향상 시킬 수 있을 것이라는 가정 하에 관동맥조영술 시에 관동맥 내에 Tl-201를 직접 주사한 후 SPECT 영상을 얻어 심근 분절의 섭취 정도를 평가하였다. 이 심근영상을 생존심근의 진단에 이용되는 아데노신 부하-재주사 TI-201 SPECT 영상의 심근 내 방사성의약품의 섭취 정도와 비교하였다. 대상 및 방법: 심장 초음파검사에서 심벽운동의 이상이 있고, 관동맥조영술을 시행할 예정인 14명의 관동맥질환자를 대상으로 연구를 시행하였다. 남자가 11명이었고, 평균연령은 54세(36-73세)였다. 관동맥내 주사 TI-201 SPECT 영상은 관동맥조영술을 시행한 환자들을 대상으로 관동맥조영술이 끝나기 직전에 TI-201 111 MBq(3 mCi)를 나누어서 각각 좌, 우관동맥 내에 각각 직접 주사하여 얻었다. 아데노신 부하-재주사 TI-201 SPECT 영상은 TI-201 2-3mCi를 정맥주사 후 아데노신 부하영상을 얻고 4시간 후에 TI-201 1mCi를 재주사한 후 다시 영상을 얻었다. 심근분절의 섭취정도에 따라 0-3의 4등급으로 분류하였다. 정상적인 섭취를 등급 0, 경도로 감소된 섭취를 등급 1, 중등도로 감소된 섭취를 등급 2, 심하게 감소되었거나 관류결손이 나타난 분절은 등급 3으로 분류하였다. 생존된 심근의 판정은 부하영상 재주사후의 영상, 또는 관동맥주사후의 영상 모두에서 심근 분절의 섭취정도가 등급 0, 1인 경우는 생존심근으로 판정하였고, 심근 분절의 Tl-201 섭취가 정상분절 섭취의 50%이하이며 역치를 50%로 설정 한 color coding으로 black-out하였을 때, 결손으로 나타나는 등급 2, 3을 비생존 심근으로 판단하였다. 결과 총 14명의 환자 중 14%에 해당하는 2명의 관동맥내 주사 영상은 낮은 계수율로 인하여 심장의 경계가 정확하게 구분되지 않거나 분절을 명확하게 구분할 수 없을 정도로 영상이 깨끗하지 못하였으므로 본 연구의 심근분절 섭취 분석에서 제외하였고 나머지 12명의 영상에서 총 252분절을 구분하여 섭취 정도를 분석하였다. 관동맥내 주사 영상에서 0등급-1등급이었던 192개의 분절을 생존심근으로 판단하였고, 재주사 영상에서는 0등급-1등급이었던 214개의 분절이 각각 생존심근으로 나타났다. 두 영상에서의 관류등급 평가에 대한 일치율은 76.5%였으며 생존능 평가에 대한 일치율은 90.5%였다. 부하-재주사영상시 비생존심근으로 나타난 38개의 분절 중 단 1개의 분절만이 관동맥내 주사 영상에서 생존심근인 것으로 판단할 소견을 보였으며, 부하-재주사 영상에서 생존심근인 것으로 나타났던 214개의 분절 중에서는 23개의 분절은 관동맥주사 영상시 오히려 생존능이 없는 것으로 하향 평가 되었다. 결론: Tl-201 관동맥내 주사 SPECT 영상은 Tl-201 부하-재주사 SPECT 영상과 비교하였을 때, 심근의 생존능을 평가하는데 있어 어느 정도 도움을 줄 수는 있으나 우월하지 않았다. 관동맥내 주사 영상은 6시간에서 24시간이 지나 얻은 지연영상의 낮은 계수율 때문으로 좋지 않은 결과를 얻었을 것 이 라 판단되었고, 조기에 영상을 얻기가 어려운 현실에서, Tl-201 관동맥내 주사 영상의 임상적 유용성은 제한적일 것이다.

적응형 군집화 기반 확장 용이한 협업 필터링 기법 (Scalable Collaborative Filtering Technique based on Adaptive Clustering)

  • 이오준;홍민성;이원진;이재동
    • 지능정보연구
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    • 제20권2호
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    • pp.73-92
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    • 2014
  • 기존 협업 필터링 기법은 사용자들의 아이템에 대한 선호도를 기반으로 유사 아이템 집합 또는 유사 사용자 집합을 구성하고, 이를 이용해 예측된 사용자의 특정 아이템에 대한 선호도를 기반으로 추천을 수행한다. 이로 인해, 사용자 선호도 정보가 부족하게 되면, 유사 아이템 사용자 집합의 신뢰도가 낮아지고, 추천 서비스의 신뢰도 또한 따라서 낮아진다. 또한, 서비스의 규모가 커질수록, 유사 아이템, 사용자 집합의 생성에 걸리는 시간은 기하급수적으로 증가하고 추천서비스의 응답시간 또한 그에 따라 증가하게 된다. 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 적응형 군집화 기법을 제안하고 이를 적용한 협업 필터링 기법을 제안하고 있다. 이 기법은 크게 네 가지 방법으로 이루어진다. 첫째, 사용자와 아이템의 특성 벡터를 기반으로 사용자와 아이템 각각을 군집화 하여, 기존 협업 필터링 기법에서 유사 아이템, 사용자 집합을 생성하는데 소요되는 시간을 절약하며, 사용자 선호도 정보만을 이용한 부분 집합 생성보다 추천의 신뢰도를 높이고, 초기 평가 문제와 초기 이용자 문제를 일부 해소한다. 둘째, 미리 구성된 사용자와 아이템의 군집을 기반으로 군집간의 선호도를 이용해 추천을 수행한다. 사용자가 속한 군집의 선호도가 높은 순서대로 아이템 군집을 조회하여 사용자에게 제공할 아이템 목록을 구성하여, 추천 시스템의 부하 대부분을 모델 생성 단계에서 부담하고 실제 수행 시 부하를 최소화한다. 셋째, 누락된 사용자 선호도 정보를 사용자와 아이템 군집을 이용하여 예측함으로써 협업 필터링 추천 기법의 사용자 선호도 정보 희박성으로 인한 문제를 해소한다. 넷째, 사용자와 아이템의 특성 벡터를 사용자의 피드백에 따라 학습시켜 아이템과 사용자의 정성적 특성 정량화의 어려움을 해결한다. 본 연구의 검증은 기존에 제안되었던 하이브리드 필터링 기법들과의 성능 비교를 통해 이루어졌으며, 평가 방법으로는 평균 절대 오차와 응답 시간을 이용하였다.

흉부 방선균종의 임상적 고찰 (Clinical Study on Thoracic Actinomycosis)

  • 홍상범;김우성;이재환;방성조;심태선;임채만;이상도;고윤석;이인철;김동순;김원동
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제45권5호
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    • pp.1058-1066
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    • 1998
  • 연구배경: 흉부 방선균 감염에서 흉곽벽 혹은 늑골까지 폐 방선균 감염이 파급되는 경우는 감소되고 있는 것으로 보고 되었다. 또한 흉부 방선균증은 흔한 질환이 아니고 아급성 내지는 만성 폐 감염의 경과를 보이프로 폐결핵 혹은 폐암과의 감별 진단이 어려운 것으로 알려져 있다. 아직 진단 방법에 대해 추천되는 것은 없는 실정이며 기관지경 검사의 역할에 대해서는 아직 자세히 기술된 적은 없었다. 저자들은 총 17예의 흉부 방선균증을 경험하였고 진단에 있어서 기관지내시경의 역할과 타호흡기 질환과의 동반 여부에 대하여 보고하는 바이다. 연구방법: 1989년 이래 서울중앙병원에 입원하여 흉부 방선균증으로 진단되었던 17예(연령 24~72세, 평균 53세 ; 남녀 비 11 : 6)의 임상적 특징을 후향적으로 분석하였다. 연구결과: 흉부 방선균종의 진단시 증상은 기침이 14예(82%)로 가장 많았고, 객혈 8예, 화농성 객담 8예, 흉막염성 흉통 6예 순이었으며, 체중 감소와 만성 피로감이 각 6예에서 관찰되었고, 섭씨 38.3도 이상의 발열이 있었던 예는 없었다. 증상 발현에서 진단까지의 기간은 평균 6개월 (3주~2년)로서 폐결핵의 추정 진단하에 항결핵제를 5예에서 투여하였다. 기저 폐질환으로는 기관지 확장증이 2예, 폐기종이 1예였고, 과거 폐결핵 병력이 있었던 예는 5예로서 이 중 2예에서 다시 항결핵제 투여를 하고 있었다. 흉부 방사선 촬영 소견은 폐종괴 8예, 무기폐 3예 및 폐렴 소견 3예로서 상기 소견은 모두 1개 폐엽에 국한되었고 이중 흉막염 동반에는 1예였으며, 나머지 3예는 정상 소견이었다. 확진전 임상적 추정 진단은 폐암에 11예, 그리고 폐결핵이 6예였다. 흉부 방선균중이 진단된 방법은 기관지 내시경하 조직 검사에 의해 7예, 세척세포진이 2예였고, 경피적 세침 흡인술 3예, 폐엽 절제술 및 종격동경 검사가 각각 4예 및 l예였다. 기관지 내시경 검사 육안 소견은 점막 종창에 의한 기관지 협착이 5예, 종괴 5예, 그리고 기판지가 괴사 물질로 덮인 경우가 3예에서 관찰되었으며, 정상 소견은 3예였다. 최종 진단은 방선균 폐렴 10예, 기관지 방선균증 6예, 그리고 종격동 임파선 방선균 감염 1예 였으며, 폐외 병소 감염이 있었던 예는 1예로서 다발성 뇌결절의 양상을 보였다. 객담 결핵균 검사상 도말은 음성이었으나 배양이 양생인 예가 2예 있었고, 폐암과의 공존 예도 2예 있었다. 항생제 치료를 시행한 16예 중에서 1예는 폐암으로 사망하였고, 지속적 치료가 가능하였던 15예에서 항생제 치료 기간은 평균 9.2개월이었고, 경구 약제 복용을 중단한 1예에서 재발이 있었다. 결 론: 흉부 방선균증은 만성의 비교적 국소성인 폐질환으로 폐암 혹은 폐결핵과 유사한 양상을 보이고, 상기 질환들과의 공존 가능성도 염두에 두어야 한다. 또한 흉부 방선균증은 병변의 위치가 중심부인 경우는 기관지 내시경이 중요하고, 말초부인 경우는 경피적 세침 흡인술이 중요할 것으로 사료된다.

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동적 $H_2^{15}O$ PET에서 앙상블 독립성분분석법을 이용한 심근 혈류 정량화 방법 개발 (Development of Quantification Methods for the Myocardial Blood Flow Using Ensemble Independent Component Analysis for Dynamic $H_2^{15}O$ PET)

  • 이병일;이재성;이동수;강원준;이종진;김수진;최승진;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.486-491
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    • 2004
  • 목적: 요소분석법. 독립성분분석법 등이 PET을 이용하여 심근혈류를 비침습적으로 측정하기 위하여 사용되어 왔다. 이론적으로 뛰어나고 새로운 방법인 앙상블 독려성분분석법을 이용하여 $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET데이터의 정량분석방법을 개발하였다. 이 연구에서 사용한 앙상블 독려성분분석법을 이용하여 환자의 혈류를 정량화 하였다. 대상 및 방법: 관동맥질환이 의심되어 관류 SPECT를 시행한 환자 20명을 대상으로 $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET을 시행한 후 앙상블 독립성분분석법을 이용하여 심근 독립성분영상을 추출하였으며, 좌심실영역과 심근영역에 대한 영상대조도를 조사하였다. 앙상블 학습은 독립성분과 가중치 행렬에 대한 확률분포를 가정하고 베이지안 이론에 의해서 혼합자료에 대한 확률분포를 추정한다. 이렇게 추정한 혼합자료의 확률분포와 실제 분포간의 차이인 Kullback-Leibler 발산치가 최소가 되도록 독립성분과 가중치 행렬을 순차적으로 변화시켜가며 최종 해를 찾는 방식이다. 이 연구에서 사후확률분포는 동적 핵의학 영상에 적합한 비음성제약조건과 함께 수정된 가우시안 분포를 이용하여 최적화 하였다. 혈류량은 심첨부, 중벽 네 부분, 하벽 네 부분의 9개 영역으로 나누어 측정하였으며, 측정결과에 대해 관류 SPECT 소견과 관동맥조영술의 소견과 비교하였다. 결과: 전체 20명의 휴식기 및 부하기 영상에서 5명을 제외한 15명의 데이터에 대해 심근혈류를 측정할 수 있었다. $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET에서 앙상블 독립성분분석법을 이용하여 정량화한 휴식기 혈류량은 $1.2{\pm}0.40$ ml/min/g, 부하기 혈류량은 $1.85{\pm}1.12$ml/min/g이었다. 같은 영역에 대해 두 번 측정했을 때 측정된 심근혈류값의 상관계수는 0.99로 재현성이 높았다. 분리된 독립성분영상에서 영상대조도는 좌심실에 대한 심근영역의 비는 평균 1:2.7이었다. 관동맥 조영술을 시행한 9명에서 협착이 없는 분절과 협착이 있는 분절의 혈류예비능에 유의한 차이가 있었다(P<0.01). 또한, 관동맥조영술에서 협착이 확인된 66분절의 심근관류 SPECT 소견에서 가역적 혈류감소를 보인 분절의 혈류예비능이 더 많이 감소되는 경향을 보였으나 통계적 유의성을 보이지는 않았다. 결론: 앙상블 학습을 이용한 독립성분분석방법을 이용하여 심근혈류가 측정이 되었다. 앙상블 독립성분분석법을 이용한 $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET 분석방법이 관상동맥 질환의 분석 및 동적 핵의학 영상 데이터의 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

빅데이터와 딥러닝을 활용한 동물 감염병 확산 차단 (Animal Infectious Diseases Prevention through Big Data and Deep Learning)

  • 김성현;최준기;김재석;장아름;이재호;차경진;이상원
    • 지능정보연구
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    • 제24권4호
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    • pp.137-154
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    • 2018
  • 조류인플루엔자와 구제역 같은 동물감염병은 거의 매년 발생하며 국가에 막대한 경제적 사회적 손실을 일으키고 있다. 이를 예방하기 위해서 그간 방역당국은 다양한 인적, 물적 노력을 기울였지만 감염병은 지속적으로 발생해 왔다. 최근 빅데이터와 딥러닝 기술을 활용하여 감염병의 예측모델을 개발하고자 하는 시도가 시작되고 있지만, 실제로 활용가능한 모델구축 연구와 사례보고는 활발히 진행되고 있지 않은 실정이다. KT와 과학기술정보통신부는 2014년부터 국가 R&D사업의 일환으로 축산관련 차량의 이동경로를 분석하여 예측하는 빅데이터 사업을 수행하고 있다. 동물감염병 예방을 위하여 연구진은 최초에는 차량이동 데이터를 활용한 회귀분석모델을 기반으로 한 예측모델을 개발하였다. 이후에는 기계학습을 활용하여 좀 더 정확한 예측 모델을 구성하였다. 특히, 2017년 예측모델에서는 시설물에 대한 확산 위험도를 추가하였고 모델링의 하이퍼 파라미터를 다양하게 고려하여 모델의 성능을 높였다. 정오분류표와 ROC 커브를 확인한 결과, 기계 학습 모델보다 2017년 구성된 모형이 우수함을 확인 할 수 있었다. 또한 2017에는 결과에 대한 설명을 추가하여 방역당국의 의사결정을 돕고 이해관계자를 설득할 수 있는 근거를 확보하였다. 본 연구는 빅데이터를 활용하여 동물감염병예방시스템을 구축한 사례연구로 모델주요변수값, 이에따른 실제예측성능결과, 그리고 상세하게 기술된 시스템구축 프로세스는 향후 감염병예방 영역의 지속적인 빅데이터활용 및 분석 모델 개발에 기여할 수 있을 것이다. 또한 본 연구에서 구축한 시스템을 통해 보다 사전적이고 효과적인 방역을 할 수 있을 것으로 기대한다.