경제성을 고려한 새로운 PAC 선정방법을 적용하고자 상수원수 내 MIB와 유기물 제거를 위한 PAC 흡착실험을 수행하였다. PAC 투입량이 증가함에 따라 MIB 제거율은 증가하는 경향을 보였으며, 석탄계 PAC가 목탄계 PAC에 비해 MIB 제거율이 우수한 것으로 나타났다. DOC 및 $UV_{254}$의 제거율은 PAC와 원수 종류에 따라 큰 차이를 보이지는 않았으나, MIB 제거율에 비해 떨어지는 결과를 보였다. MIB, DOC, 그리고 $UV_{254}$ 제거율은 실험에 사용한 PAC들 중에서 P-1000 PAC가 가장 좋았다. EEM 결과에 의하면 모든 시료에 존재하는 대부분의 유기물은 Fulvic산과 유사한 물질인 것으로 판명되었다. 특히, PAC 접촉 이후 대상 시료에 존재하는 유기물 중에서 Fulvic산과 유사한 유기물, Humic과 유사한 유기물, 그리고 SMP와 유사한 유기물 등이 줄어드는 경향을 보였다. 경제성을 고려한 PAC 선정방법에 의해 MCI 값이 가장 낮은 P-1000이 가장 적합한 PAC로 선정되었다. 최종적으로 선정하기에 앞서 PAC의 효율성 및 취급용이성, PAC의 입자크기 및 분포, 그리고 DOC 농도에 따른 PAC 투입비용 등도 고려해야 할 것으로 판단된다.
온열요법은 암치료에 있어서 방사선과 병용하였을 때 상호보완 작용을 하여 방사선에 저항성이 높은 세포주기의 S-기에 민감하게 작용하며 세포의 준치사손상의 회복을 저지시킴으로써 방사선의 효과를 상승시킬 수 있다. 저자는 100Watt, 2450MHz의 마이크로파 온열기구를 제작하고 조직등가인 판톰을 이용하여 예비측정과 방열조사 조건 및 방법을 계획한 후 생물학적 반응을 관찰하기 위하여 흰쥐 102마리를 이용하여 온열요법, X-선조사 (6Gy-15Gy) 및 선 조사와 온열요법을 병행하여 직장과 방광의 조직학적 소견을 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 100Watt, 2450MHz의 소형마이코로파 온열발생장치로서 조직을 $40{\sim}50^{\circ}C$로 유지하여 1시간 이상 가열할 수 있었다. 2) 조직온열분포는 깊이 3cm, 직명 2-10cm의 넓이에 $40{\sim}44^{\circ}C$의 온도분포를 계속 유지할 수 있었다. 3) 온열요법 단독으로는 직장의 점막하층의 부종을 볼 수 있었으나 방광의 조직학적 변화는 볼 수 없었다. 4) 점막상피괴사는 직장에 X-선조사 6Gy의 15일군에서, 방광에 8Gy의 15일군에서 각각 나타나기 시작하였으며, 근층괴사는 직장에 X-선조사 8Gy의 15일군에서, 방광에 10Gy의 60일군에서 각각 나타났다. 5) X-선조사와 온열요법병행군에서 직장과 방광의 조직학적변화 (점막과 근층의 괴사)를 관찰하여 열증강율은 1.0으로 증가되지 않음으로서 직장과 방광의 내용선량의 변화가 없음을 시사하였다.
대장-직장암은 한국에서 남녀 모두 4위의 비교적 높은 빈도를 보이고 있으며 점점 증가되는 추세에 있다. 근치적 수술요법이 주 치료방법으로 사용되어 왔으나 그 생존율은 $20\~50\%$에 불과하다. 국소재발은 특히 직장암에서 가장 흔한 실패의 원인으로서 근치적 복합요법의 발달에도 불구하고 $40\~92\%$의 높은 국소재발율이 보고되고 있어 생존율를 높이고 생존의 질을 높이기 위하여는 국소재발을 줄이는 노력이 필수적이다. 수술중 방사선 치료는 수술중에 원하는 부위에만 다량의 방사선을 한번에 조사하는 방법으로 최근 보고에서 국소재발율을 $5\%$까지 줄일 수 있었다고 보고되고 있다. 영남대학병원 치료방사선과에서는 국내에서는 처음으로 91년 5월 30일 직장암 환자에 수술중 방사선 치료를 실시한 후 현재까지 6명의 대장 직장암 환자에 수술중 방사선 치료를 실시하였기에 환자선택, 치료선량, 선량분포, 수술 및 방사선치료과정등을 보고하고저 한다.
축산용 항생제는 투여된 양의 일부만이 체내에서 사용되며 나머지는 분뇨로 배출되며 이를 활용한 퇴비를 농경지에 살포함으로써 농업환경에 유입되어 2차 오염 등을 초래하고 있다. 따라서, 농업환경 중 항생제 관리기준 설정 등 사후 관리 기술이 필요하다. 본 연구는 국내 사용빈도가 높은 것으로 알려진 tetracycline 및 sulfonamide 계열 등의 항생제를 대상으로 매체별 잔류량을 비교하고 퇴비 시용 전·후 농경지 토양 중 잔류항생제의 위해성을 평가하기 위하여 수행되었다. Buffer 및 SPE를 사용한 전처리 방법은 ppb 수준에서 70% 이상의 회수율을 나타냈으며, 검출한계(LOD)의 범위는 퇴비와 토양에서 각각 0.13-0.46 ㎍/kg과 0.05-0.25 ㎍/kg이었다. 잔류 항생제 분석결과 퇴비 중 tetracycline 계열 항생제의 잔류 농도는 5.38-196.0 ㎍/kg, sulfonamide 계열은 below the detection of limit (BDL)-259.0 ㎍/kg 수준으로 검출되었다. 농경지 토양의 경우 각각 0.30-53.3 ㎍/kg, BDL-4.16 ㎍/kg의 잔류 수준을 나타냈으며 토양분배계수(Kd) 값이 높은 tetracycline 계열 항생제의 잔류 농도가 sulfonamide 계열보다 높았다. 퇴비 시용 전후의 농경지 토양의 항생제에 대한 인체위해도는 항생제 종류에 따른 차이가 있었으나, 전체 HQ가 1 이하에서 안전하다는 기준에 의하면 조사된 항생제 5종 모두 인체 위해성이 매우 낮았으며 시용 전·후의 영향이 전체 위해도에 미치는 비율을 고려하면, 퇴비시용이 토양의 항생제에 대한 인체위해성에 미치는 영향은 미비한 것으로 판단되었다.
양성자 치료는 방사선치료 중 하나로 브래그 피크로 알려진 물리적 특성을 활용한 방법이다. 양성자 치료계획 수립 시 주로 전산화단층촬영(CT)의 인체 횡단면 영상이 사용되고 있다. CT는 사용되는 관전압에 따라 HU가 변하게 되며 이는 구조물의 경계, 두께 변화로 이어진다. 본 연구는 Geant4를 이용하여 복합 물질로 구성된 두개골 팬텀에서 두께 변화에 따른 뇌 영역의 브래그 곡선의 변화를 살펴보았다. 먼저, 단일 물질로 구성된 팬텀에서 매질의 종류와 양성자의 입사에너지에 따른 브래그 곡선을 측정하여 Geant4 계산결과의 신뢰성을 확보하였다. 두개골 팬텀의 각 두께를 변동하였을 때 뇌 영역에서 발생하는 피크의 위치변화를 측정하였다. 연부조직의 두께를 변화하였을 때 피크의 위치 변화는 나타나지 않았으며, 피부의 두께를 변화하였을 때 피크의 변화는 적었으며, 주로 뼈의 두께를 변화할 때 피크의 위치 변화가 나타났다. 또한 뼈를 단독으로 변화하였을 때와 뼈를 다른 조직과 함께 변화하였을 때 피크의 위치 변화량은 동일하였다. 뼈의 정확한 두께 측정이 방사선치료계획의 선량-깊이 분포 예측에 주요 인자 중 하나임을 확인하였다.
근접방사선치료에서는 종양조직을 사멸시키기 위하여 선원을 인체 내부에 삽입하기 때문에 선원의 위치 정확성을 정확히 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 기존 사용되는 검출기 재료로 사용되는 물질보다 저렴하고 제조 공정이 간단하여 기존 물질들을 대체할 수 있는 CsPbBr3를 사용하여 근접방사선치료용으로 사용가능한 선량계를 개발하고자 하였다. 그리고 192Ir 선원에서의 재현성, 선형성, 거리의존성 분석하여 선량계의 기초 성능을 평가하였다. 재현성 평가 결과, RSD는 1.36%로 기준치 1.5%를 만족하였다. 선형회귀분석에 따른 선형성 평가결과, 0.9993의 R2값으로 기준치 0.9990 이상의 R2이 제시되었다. 거리의존성 평가결과 거리가 멀어짐에 따라 지수적으로 일정하게 감소하는 신호값을 확인하였다. 재현성, 선형성, 거리의존성 평가결과에 기준 이상의 성능을 제시하여 제작된 CsPbBr3 선량계가 근접방사선치료용 선량계로 활용 가능한 것으로 보여주었다.
양성자 치료는 브래그 피크로 인해 우수한 치료 기법으로 알려져 있다. 양성자의 치료 효과를 높이기 위해 금 나노입자를 종양에 분포시켜 흡수선량을 높이는 방법이 연구되고 있다. 마이크로미터와 나노미터 범위에서 금 나노입자를 다루었던 것을 밀리미터 범위에서 금 나노입자를 전산모사 할 수 있는 방법을 제시하였다. 전산모사를 위해 Geant4 툴킷을 사용하였다. 인체와 유사한 물과 금 나노입자가 균일하게 분포되어 있다는 것을 가정하고 밀도비를 통해 금 나노입자의 개수 또는 농도를 조절하였다. 브래그 피크 위치에서 밀도비가 5%일 때 금 나노입자로 인해 순수 물 팬텀에 비해 흡수 에너지의 이득이 거의 2배로 나타났다. 밀도비가 증가할수록 흡수 에너지의 이득은 선형적으로 증가하였다. 브래그 피크 위치에서 금 나노입자가 하나의 복셀에만 분포하고 있을 때 양성자의 에너지는 자신 주변의 복셀에만 영향을 미치지만, 넓은 영역에 금 나노입자가 분포하는 경우 순수 물 팬텀에서 최고 흡수 에너지 (9.95 keV)의 95% 흡수 에너지 (9.46 keV)를 나타내는 부피는 16배 큰 영역에서 흡수 에너지의 이득이 나타났다. 그리고 이 영역은 밀도비가 증가할수록 증가하였다. 밀리미터 범위에서 금 나노입자의 밀도비와 RBE의 관계를 정량화하는 등 추가적인 연구가 필요하다.
가토에서 체중 kg당 40mg 용량을 15분간 단기 주입 또는 일정 혈중농도 유지를 위한 지속 주입 방법으로 pyrazinamide를 투여 후 혈청농도 및 뇨중 배설량을 축정하여 이의 신장 배설 기전을 약동학적으로 분석하고 분포기 이후의 조직농도 측정으로 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 가토에서 pyrazinamide의 약동학적 분석을 compartmental model에 적용시 분포기의 반감기는 $2.38{\pm}0.57$시간이었으며 Vc(central compartment의 용적)는 체중 kg당 $349.96{\pm}70.99m{\ell}$이었고 총 분포 용적 $(V_{dss})$은 $907.00{\pm}255.61m{\ell}$이었다. 2. Non-compartmental model parameter는 총 분포 용적$(V_{dss})$은 체중kg당 $953.34{\pm}362.02m{\ell}$이었으며 평균 체내 잔류 시간$(MRT_{iv})$은 $3.30{\pm}0.84$시간이었고 신 청소율은 112.26ml/kg 로 총 청소율의 39.5%에 해당하였다. 3. pyrazinamide의 혈청 단백 결합율은 $5{\sim}100{\mu}g/m{\ell}$의 범위에서 12.50-1.80%의 결합율을 보였다. 4. pyrazinamide의 분포기 이후 조직/혈청 농도비는 약물 투여 방법에 따라 지속 정맥주입에 따른 steady-state 유지시 15분 정주 방법시 보다 낮은 값을 보였으며 steady-state 상태의 조직 분포율은 신장에서 가장 높았고$(1.68{\pm}0.53)$, 근육에서 가장 낮은 값$(1.10{\pm}0.46)$을 보였다. 5. 가토에서의 pyrazinamide의 신장 청소율은 혈청 농도 변화에 비직선적인(non-linear) 관계를 보였다. 6. pyrazinamide의 신장 현성 운반량(apparent transport)은 혈청 Pyrazinamide농도 $10{\mu}g/m{\ell}$까지는 양성 균형을 보였으나 이후 혈청 농도의 증가에 따라 현저한 음성균형을 보였다. 7. pyrazinamide의 신장을 통한 분비율(excretion ratio, ER)은 혈청농도 증가에 따라 현저히 감소하는 양상을 보이며 $60{\mu}g/m{\ell}$의 농도에서 약 0.3의 ER치를 보여 70% 이상의 재흡수율을 나타냈다. 8. 혈청 pyrazinamide농도를 일정히 유지하고 뇨량 변화시 pyrazinamide의 신장 청소율은 뇨량 증가에 의존적인 상승을 보였다. 이상의 실험 결과로 pyrazinamide의 신장 배설은 사구체 여과와 더불어 세뇨관 분비 기전이 존재하고 비교적 빠른 확산속도를 보이는 세뇨관 재흡수 기전에 의해 신장 배설이 조절됨을 추정할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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