• 한국방사선학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.473-479
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• 2023

본 연구에서는 고 에너지를 이용한 전립샘암의 방사선 치료 시 발생되는 광중성자의 선량을 광자극발광선량계를 사용하여 측정하였다. 이에 따른 복부에 발생되는 유효선량에 의한 유전적 위험확률을 연구하고자 하였다. 15 MV 에너지 발생이 가능한 의료용 선형가속기 True Beam STx(Varian Medical Systems, USA)와 방사선 치료 계획 시스템(Eclipse, Varian Medical System, USA)을 사용하였다. 선형가속기 Couch 위에 인체팬텀을 설치하고, 광중성자 선량의 측정은 Albedo Neutron Optical Stimulation Luminescence Neutron Detector(Landauer Inc., IL, USA)를 사용하였다. VMAT과 3C-CRT 의 복부에서 광중성자 선량값은 VMAT이 3D-CRT에 비하여 2배 이상 높은 52.8 mSv 였다. 전립샘암의 방사선 치료 시, 광중성자 선량으로 인한 복부에 발생되는 유효선량에 의한 유전적 위험확률은 VMAT는 1,000명 당 3.2명, 3D-CRT는 1.4명이 발생률임을 산출하였다. 전립샘암의 방사선 치료 시 발생할 수 있는 큰 부작용이 있는 복부를 연구함으로써 전립샘암 환자들의 삶의 질과 확률적 영향을 연구하는데에 의미 있는 연구로 활용되어지길 기대한다.

• Spatial Information Research
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• 제21권6호
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• pp.43-55
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• 2013

최근 실내 공간에서의 재난, 화재와 테러 등 대피상황을 재현하여 이를 가시화하기 위한 연구가 주목 받고 있으며, 실내 공간에 대한 모델을 설계하고 인명 안전 평가를 통한 신뢰성 있는 분석이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 실제적인 건물 화재 위험 요인을 고려하여 피난 안전성 분석과 피난 경로 안내가 가능한 시뮬레이션 모델을 개발하고자 하였다. 이를 위해 인천터미널역 역사를 대상으로 3차원 화재 및 피난 모델을 설계하고, 실내 내장재의 재질을 바탕으로 열 매개변수와 화재 인지 장치를 이용하여 화재 위험 분석을 수행하였다. 둘째, 인명안전을 위한 평가에 있어 화재 시뮬레이션인 FDS(Fire Dynamics Simulator)와 피난 시뮬레이션을 통해 재실자가 인체에 손상 없이 견딜 수 있는 피난허용시간(ASET: Available Safe Egress Time)을 산출하였다. 또한 화재를 감지하고 안전한 장소까지 완전하게 피난하는데 소요되는 피난요구시간(RSET: Required Safe Egress Time)을 계산하고 이를 비교 분석하였다. 결과적으로 연구대상의 3차원 공간적인 정보를 기반으로 한 실내 공간 모델과, 고시된 안전기준을 반영한 열차 내 화재 및 피난 위험도 측정 시뮬레이션 분석을 통해 보다 실제적인 안전성 평가를 수행 할 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.45-50
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• 2013

전산화단층촬영장치(Computed Tomography:CT)등장은 인체의 검사 시에 비 침습적인 검사로서 환자의 병변을 발견하는데 사용된다. 전산화단층촬영장치가 주는 정보는 3차원 영상구현에 중요한 역할을 하고 있다. 과학이 발전함에 따라 최근에는 전산화단층촬영장치를 사용하여 물리학적인 또한 생물학적 연구에 적용할 수 있는 장비가 필요하게 되었다. 따라서 좀 더 세밀하고 구체적인 정보를 제공해주는 마이크로 시티(Micro-CT)가 등장하였다. 마이크로 시티가 주는 영상정보는 더욱 더 세밀하고 구체적인 영상 정보이며 따라서 생명공학과 고분자 재료공학 발전에 크게 기여하고 있다. 그러나 아직까지 마이크로 시티의 사용자에 관한 피폭선량의 한도에 관한 공간선량 측정 정보가 정확하게 보고된바 없다. 또한 마이크로 시티를 사용함으로써 원치 않게 발생 할 수 있는 산란선에 관하여 공간 피폭 선량이 보고되지 않았다. 마이크로 시티는 장비의 외관은 피폭 산란선 제거용 납으로 구성되어 있다. 따라서 산란선에 의한 피폭을 충분히 예방할 수 있지만 시간이 흐르고 장비가 노후되어짐에 따라 꾸준한 장비의 관리가 필요 할 것이다. 우리는 우연치 않게 발생 될 수 있는 마이크로 시티를 직접적으로 사용하고 있는 운영자의 산란선 피폭에 관해 공간선량을 측정하였다. 결론적으로 마이크로 시티의 사용자로 하여금 원치 않게 발생되는 산란선에 관하여 피폭 관리가 필요하다고 알리고 싶다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.203-209
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• 2008

방사선 치료분야에서 인체에 조사되는 방사선 양은 수 ${\sim}$ 수 십 Gy로 매우 높기 때문에 항상 정확히 다루어져야 한다. 본 논문의 실험을 위해 전리함(ionization chamber)이 사용되었다. 품질관리프로토콜 (quality assurance protocol) 없이 사용되는 전리함의 상태를 파악하고, 전리함의 본래 기하학적 구조가 변형되었을 때 변화된 값을 측정하였다. 지두형 전리함의 집전극 휨 정도를 알아내기 위해 방사선 투시장치와 CT 3차원 영상으로 재구성하여 휨 정도를 정량화 하였다. 그리고 기하학적 구조가 정상적인 전리함과 측정값을 비교하여 그 값의 왜곡정도를 알아보았고, 선량측정은 4MV, 10MV photon 두 종류를 같은 선량과 선량율로 하였다. 집전극이 휘어진 전리함의 흡수선량의 왜곡정도는 대략 $5.5{\sim}7.2%$ 정도 값 이었으며 에너지에 대한 차이는 거의 없었다. 본 연구를 통해 전리함의 기하학적 구조가 시간 경과, 장비의 취급 부주위 등에 따라 변형 될 수 있고, 특히 집전극의 휨 현상이 발생할 수 있다는 것을 알았다. 또한 평소에 인지하지 못하는 곳에서도 많은 왜곡과 오차를 만들어 낼 수 있다는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.965-973
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• 2021

방사선 치료는 고에너지 X선을 최소 20 Gy에서 80 Gy까지 다양하게 조사되기 때문에 종양이 위치하는 국소부위에 고선량을 투여하며 일부 정상조직의 여러 부작용이 예상 된다. 현재 임상에서는 정상조직의 차폐를 위한 노력으로 대표적인 재료인 납을 사용하고 있지만 납은 인체에 유해한 중금속으로 분류되고 있으며 다량의 피부접촉은 중독을 유발할 수 있다. 따라서 본 연구는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식의 3차원 프린터의 재료 Tungsten, Brass, Copper을 이용하여 납의 한계점을 보완 할 수 있는 측정시트를 제작하고 투과성능을 알아보고자 한다. 3D 프린터를 이용해 Tungsten 혼합 필라멘트 투과측정 시트 크기는 70 × 70 mm, 두께는 1, 2, 4 mm로 제작하였으며 제작한 측정시트의 투과성능을 확인하기 위해 선형가속기 (TrueBeam STx, S/N: 1187)에서 발생된 6, 15 MV을 Water Phantom과 Ion chamber (FC-65G), elcetrometer (PTW UNIDOSE)을 사용하여 SSD 100 cm, 물 속 5 cm에서 100 MU를 조사하여 측정하고 투과성능을 평가하였다. 각 소재의 측정시트를 1 mm씩 증가시킨 결과 6 MV에서는 Tungsten 시트의 경우 3.8~3.9 cm일때의 시트는 기존 납의 차폐체 두께 6.5 cm 보다 얇으며, 15 MV에서는 Tungsten 시트의 경우 4.5~4.6 cm일 때 시트는 기존 납의 차폐체 두께 7 cm 보다 얇으며 동등한 성능을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 Tungsten 합금 필라멘트을 이용하여 제작한 투과측정 시트는 고에너지 영역에서의 투과 차폐 가능성을 확인하였으며. 대체품으로써의 사용가능성 또한 우수함을 확인하였다, 향후 3D 프린팅 기술로 차폐제 제작을 위한 기초자료로 제공할 수 있을 것으로 사료 된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권2호
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• pp.90-98
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• 2003

목적 : 척수에 전이가 가능한 뇌종양 치료를 위한 두개척수 방사선치료를 전산화단층촬영장치(volumetric spiral CT)와 입체조준장치(CT simulator) 및 3차원 조형치료계획장치(3D conformal planning system)를 이용한 두개척수 방사선치료계획 방법을 개발하고 기하학적 검증을 통하여 유용성과 정확성을 평가한다. 방법 : 연세암센터 방사선종양학과에서 두개척수 방사선치료를 받은 환자 11명을 대상으로 전산화 단층촬영을 이용한 입체 모의치료계획과 3차원 방사선조형치료를 시행하였다. 중증의 뇌종양 환자의 두경부는 두부고정틀(thermoplastic mask, $Aquaplast^{R}$)로 고정시키고, 전신은 $Vac-Loc$ $Aquaplast^{R}$ (전성물산, 한국)으로 고정한 후 전산화단층촬영장치(Spiral CT)를 이용하여 전신체적영상(volumetric image)을 얻었다. 환자자세의 재현성 확인 및 검증을 위해 두부에 세 개의 점과 전신에 기준선 및 기준점 등을 표시하였다. 이후 입체조준장치(CT-simulator)의 가상현실영상(virtual fluoroscopy)에서 인체의 크기와 방향에 제약이 없고 치료 침대와 고정기구에 대한 시각장애를 제거함으로써 자유롭게 모의치료를 할 수 있었으며, 조사면과 선속을 결정하고 디지털화재구성사진(digitally reconstructed radiography, DRR)과 디지털화합성사진(digitally composited radiography, DCR)을 통하여 분해능이 좋은 화질의 투시 및 모의치료영상을 획득하였다. 기하학적 검증은 치료중심점 이동시 얻은 모의치료영상과 첫 치료 시에 얻은 조사면 검증 사진(port verification film) 등을 전산화단층촬영영상으로부터 재구성한 DRR 영상과 시각적, 정량적으로 비교, 분석 였다. 결론 : 입체조준장치와 3차원 방사선치료계획 장치 등을 이용하여 두개척수 방사선 치료계획을 신속하고 정확하게 원활히 수행할 수 있었다. 가상현실영상에서 대부분의 설계작업이 이루어지므로 환자의 자세고정을 요하는 시간은 전신체적 영상을 얻는 10분 이내이므로 환자의 불편을 줄일 수 있을 뿐 아니라 모의치료과정 중의 체위 변동 변수를 제거할 수 있었다. 또한 전산화단층촬영영상을 얻음으로써 중요정상조직인 안구, 척수 등을 정확하게 설정할 수 있었고, 조사면 결정과 차폐의 정확성을 증진시킬 수 있었다. 환자자세오차는 디지털화재구성사진과 치료 시마다 얻은 포트필름에서 치료중심점과 척수 사이의 거리를 측정하여 3 mm 이내의 정확성을 얻을 수 있었다. CT조준장치를 이용한 중추신경계의 방사선 입체조형치료는 가상현실모의치료계획으로 두개척수의 방사선치료를 정확하고 용이하게 실현할 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.471-476
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• 2022

전립샘암의 방사선치료법인 3D CRT와 IMRT 5 portals, IMRT 9 portals에서 정상장기인 대장과 갑상샘의 광중성자 선량 피폭으로 인하여 암이 발생할 확률을 연구하고자 한다. 전립샘암 총 처방선량 6600 cGy로 1회당 220 cGy, 총 횟수는 30회의 분할조사를 적용하였다. 실험에 사용한 의료용 선형가속기의 치료테이블(couch)위에 Rando phantom을 setup 한 후에 phantom의 대장, 갑상샘의 해당부위에 중성자 광자극발광선량계 (Optically stimulated luminescence albedo neutron dosimeter)를 위치시켜 측정하였다. 전립샘암 3D CRT시 정상장기인 대장과 갑상샘의 광중성자 선량으로 인한 2차 암의 발생확률은 10,000명 당 1.8명 이었다. 그리고 IMRT 5 portals은 10,000명 당 8.7명으로, 3D CRT에 비해서 약 5배 컸다. IMRT 9 portals는 1,000명 당 1.2명이 암이 발생할 확률이 있음의 결과를 도출하였다. 본 연구를 바탕으로 방사선 치료 시 발생하는 광중성자 선량으로 인하여 2차 방사선 피폭선량의 위험성을 연구하여, 향후 방사선의 확률적 영향과 방사선 방호에 관련하여 유용한 자료로 활용될 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권2호
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• pp.87-94
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• 2005

목 적 : 공작실에서 block을 제작할 때 중금속이 사용된다. 이때 발생하는 중금속 분진 및 발연(發煙)은 인체에 위해를 준다. 이러한 중금속의 측정과 분석을 통해 심각성을 인식한다. 또한 그에 따른 해결방안을 강구하는 것이 논문의 목적이다. 대상 및 방법 : 논문에 사용되는 기구는 유도 결합 플라즈마 방출분광기이며, 대전 시내 4개 대학병원 방사선 종양학과 공작실(비스무스, 납, 주석, 카드뮴)을 대상으로 하였다. 실험방법은 ppb 단위로 포집하여 비교 분석하고, 체내 및 혈중 중금속 기준치를 통한 공기 중 중금속의 기준치를 계산하며 중금속 임시 기준치를 설정하였다. 결 과 : 지하생활공간 공기 질 관리법에서 정해진 납과 카드뮴의 기준치(24시간 기준)는 $3{\mu}g/m^3$과 $2{\mu}g/m^3$이다. 그리고 비스무스와 주석은 체내 및 혈중 기준치와 다른 중금속 기준치를 통해 $7{\mu}g/m^3$과 $6{\mu}g/m^3$로 정하였다. 대전지역 4개 대학병원 공작실 내부 중금속 측정치를 작업 유무에 따라 비교한다. 비작업 시에는 측정치 대부분이 기준치 이하로 나왔다. 하지만 작업을 하고 있을 경우에는 높은 수치를 나타났다. 또한 차폐체의 구성 비율에 따른 검출 비율의 연관성도 보였다. 결 론 : 작업종사자의 중금속 오염 심각성에 대한 해결방법은 근본적인 부분에서 찾아야 한다. 병원에서는 국소 배기장치의 설치 및 주기적 성능 점검, 보호구 제공 등이 시행되어져야 한다. 또한 작업자는 지속적인 관심과 위생관리, 중금속 오염에 대한 부분을 인식해야 한다. 마지막으로 학회 차원에서 기준치 설정 및 주기적인 측정을 통해 지속적으로 관리를 해야 한다. 그리고 정기적인 특수건강진단의 실시와 같은 근본적인 해결방안을 찾아야겠다.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.698-706
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• 2019

지난 수십 년 동안, 외부 자극에 대한 응답성이 우수하면서도 인체에 적용할 수 있는 소프트 액추에이터 개발을 위한 많은 노력이 이어졌다. 본 연구에서는 동역학적 정밀 제어가 가능한 의료용 소프트 액추에이터를 개발하기 위해, 유해한 화학적 첨가제나 개시제 없이 방사선을 이용하여 전기 자극 반응성과 물리적 특성이 우수한 3차원 가교 구조의 poly(acrylic acid) (PAAc)/poly(vinyl alcohol) (PVA)/poly(ethylene glycol) (PEG) 하이드로겔을 합성하였다. 방사선 조사 후, 모든 하이드로겔은 75% 이상의 겔 분율을 나타내었고, 표면 반사 적외선 분광법을 통해 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔이 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. 또한 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔의 겔 분율, 평형 수분 함량, 압축 강도를 측정하여 감마선의 총 조사 선량과 구성 성분의 함량비 조절에 따른 하이드로겔의 물리적 특성 변화를 확인하였다. 조사된 감마선의 선량이 증가하거나 poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA)의 함량이 많을수록 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔은 높은 가교 밀도와 우수한 기계적 강도를 나타내었다. 또한 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔은 3 V의 저전압에서도 전기적인 자극에 반응하였고, 전기장 하에서 이동성 이온의 움직임에 따른 하이드로겔의 밴딩 거동은 하이드로겔의 가교 밀도, 이온기의 함량, 인가 전압 및 전해질 용액의 이온 농도 등을 조절함으로써 제어할 수 있음을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권7호
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• pp.555-562
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• 2004

뇌의 하부 구조인 해마의 전역적 부피 감소와 국부적 형상 변화는 정신의학적 질환에 깊게 관련되어 있다. 해마 구조에 관한 형상 분석 연구는 크게 해마 형상 표현 모델을 구축하고, 이러한 형상 표현으로부터 형상 유사성을 계산하는 과정으로 구성된다. 본 논문에서는 메쉬, 복셀, 골격 데이터를 포함하는 복합적인 옥트리 기반의 형상 표현을 이용하여 해마의 형상을 분석하기 위한 새로운 방법을 제시한다. 우선 해마에 관한 MRI 데이터를 입력으로 받아, 마칭큐브 알고리즘을 사용하여 다해상도 메쉬 모델을 구축한다. 이렇게 구성된 다각형 모델은 깊이맵 기반의 복셀화 방법을 이용하여 중간 단계의 이진 복셀 데이터로 변환된다. 그리고 변환된 복셀 데이터로부터 슬라이스 기반의 골격화 방법에 의하여 해마의 3차원 골격을 추출한다. 그런 후에 옥트리 기반의 다해상도 형상 표현을 얻기위해 해마의 메쉬, 복셀, 골격 데이터를 계층적으로 공간 분할하여 저장하고, 광선 추적 기반의 메쉬 샘플링 방법을 적용하여 샘플 메쉬 데이터를 추출한다. 최종적으로, 형상간 유사성 측정을 위하여 추출된 골격으로부터 방사되는 광선들과 충돌되는 각 샘플 메쉬 쌍에 대하여 $L_2$과 하우스도르프 거리를 계산하고 인터랙티브한 국부적 형상 분석을 지원하기 위하여 마우스 피킹 인터페이스를 채택한다. 이것은 형상의 국부적 변화에 대하여 다양한 해상도에 기반한 형상 분석을 가능하게 한다. 본 논문에서는 실험을 통하여, 제시한 형상 분석 방법이 회전과 스케일 등의 변환에 강인하고, 특히 형상의 국부적 변화 정도를 정확도를 유지하면서 빠르게 평가하는데에 효과적임을 확인하였다. 경로의 수신 신호가 완전 동기 된 수신 신호임을 확인하였다.omonas aeruginosa PA01과 $82\%$로 가장 높은 유사성을 보였고 Pseudomonas arvilla C-1와는 $71\%,$ Pseudomonas putida KT2440과는 $59\%,$ 그리고 Pseudomonas sp. CA10과는 $53\%$의 상동성이 각각 존재하는 것으로 확인하였다.)을 가지고 있음이 확인되었다. 사람에 직접적인 유해성을 가지고 있는 지 확인하기 위해 사람 방광 유래의 T-24세포와 장내 표피 유래의 Caco-2세포에 대한 부착능을 시험하였을 때, 16균주$(42.1\%)$가 T-24방광 세포에, 그리고 17균주$(44.7\%)$가 Caco-2장세포에 대해 강한 부착능을 나타내었다. 특히 11균주$(28.9\%)$는 두 세포 모두에 강한 부착능을 가지고 있었다. Filter mating method를 수행하여 이들 균주들의 독소 생산 유전자와 항생제 내성 유전자가 사람에서 분리된 균주로 전달되는 것을 확인할 수 있었다. 본 실험의 결과는 설사 중상을 나타내는 돼지로부터 분리된 용혈성 E. coli의 독성과 세포 부착능력, 그리고 항생제 내성간의 상호 연관성을 보여주지 않았으나 동물 분리 세균의 항생제 내성과 독소 생산 능력이 유전자 전달을 통해서 뿐만 아니라 세균의 직접 접촉에 의해서도 인체로 전달될 수 있는 것을 보여주는 것이다.다. 본 연구를 토대로 장시간의 체외순환에서는 신장기능을 대표하는 수치들에도