• 제목/요약/키워드: Dose reduction

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6MV 광자선에서 전자오염 감소에 관한 연구 (Reduction of Electron Contamination Using a Filter for 6MV Photon Beam)

  • 이철수;유명진;염하용
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제15권2호
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    • pp.159-165
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    • 1997
  • 목적 : 광자선과 블록을 얻는 트레이와의 상호작용에 의해 생성된 2차 전자는 피하층에 과도 한 선량증가의 원인이 된다. 이런 전자오염으로 인한 표면선량을 감소시키기 위해 트레이 아래 전자필터를 부착하는 것이 유용하다. 대상 및 방법 :두께가 다른 Cu판, Al판 그리고 Cu/Al 복합판을 사용하여 전자오염에 의한 표면선량을 감소시키는 효과를 측정하였다. 최적의 필터를 찾기 위해서 $10m\times10cm$ 조사야와 SSD 78.5cm의 기하학적 모형으로 표면에서부터 최대선량 지점까지 2mm 간격으로 흡수선량을 측정하였다. 최적필터의 조사야 의존성을 구하기 위해서 $4cm\times4cm$에서부터 $25cm\times25cm$까지 조사면적을 변화시켜가며 흡수선량을 측정하였다 결과 : 표면선량은 조사면적을 증가시키면 서서히 증가하였고 $15cm\times15cm$ 조사면적 이상에 서는 표면선량이 급속히 증가하였다. Al판을 사용했을 경우 표면선량이 최대선량 지점의 선량보다 낮게 유지되지 않으므로 Al판은 전자필터로는 부적합하였으며 0.5mm Cu판과 Cu/Al=0.28mm/1.5mm 복합판이 최적 전자필터로 결정되었다. 두가지 최적필터의 경우 $4cm\times4cm$ 조사면에서는 표면선량을 $5.5\%$(tray 사용할때 표면선량에서 filter 사용할때 표면선량을 뺀 것) 낮출 수 있었고 $10cm\times10cm$에서는 $11.3\%,\;25cm\times25cm$에서는 $21.3\%$로 낮출 수 있었다. 결론 : 전자오염에 기인한 표면선량은 조사면적에 의존하였고 트레이를 설치했을때 표면의 전자오염은 많았고 특히 조사면적이 클 때 표면의 전자오염은 더욱 증가하였다 표면 및 build-up영역의 선량 특성을 측정한 결과 0.5mm Cu판과 Cu/Al=0.28mm/1.5mm 복합판이 최적 필터로 결정되었다. 트레이 밑에 최적 필터를 부착하면 표면선량을 유효하게 감소시킬 수 있었고 필터의 효과는 조사면적이 클 때 더욱 좋았다.

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딥러닝 알고리즘을 이용한 저선량 디지털 유방 촬영 영상의 복원: 예비 연구 (Radiation Dose Reduction in Digital Mammography by Deep-Learning Algorithm Image Reconstruction: A Preliminary Study)

  • 하수민;김학희;강은희;서보경;최나미;김태희;구유진;예종철
    • 대한영상의학회지
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    • 제83권2호
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    • pp.344-359
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    • 2022
  • 목적 깊은 컨볼루션 신경망 기법을 결합한 영상 잡음 제거 알고리즘을 개발하고 이를 응용하여 저선량 유방 촬영 영상으로 유방암을 진단하는 데 그 효능을 조사하고자 한다. 대상과 방법 6명의 유방 영상 전문의가 전향적 연구에 참여하였다. 모든 영상 전문의는 병변 감지를 위해 저선량 영상을 독립적으로 평가하고 정성적 척도를 사용하여 진단 품질을 평가하였다. 영상 잡음 제거 알고리즘을 적용한 후, 동일한 영상 전문의가 병변 감지 가능성과 영상 품질에 대한 평가를 하였다. 임상 적용을 위해 동일한 영상 전문의가 병변 유형과 위치에 대한 합의 결정 후, 저선량 영상, 재구성된 영상, 기존 선량 영상을 무작위 순서로 제시하여 평가하였다. 결과 전 절제 표본의 저선량 영상을 참조로 40% 재구성된 영상에서 병변이 더 잘 인식되었다. 임상 적용단계에서 40% 재구성된 영상과 비교하여, 기존 선량 영상이 해상도(p < 0.001), 석회에 대한 진단 품질(p < 0.001), 유방 종괴, 비대칭, 구조왜곡의 진단 품질(p = 0.037)에 대해 더 높은 평균값을 보였다. 40% 재구성된 영상은 100% 영상과 비교 시 전반적 화질(p = 0.547), 병변의 가시성(p = 0.120), 대조도(p = 0.083)에서 비슷한 성적을 보였으며 유의미한 차이도 보이지 않았다. 결론 깊은 컨볼루션 신경망 기법을 결합한 효과적인 잡음 제거 및 영상 재구성 처리 알고리즘은 유방 촬영의 상당한 선량 감소를 위한 길을 열어 유방암 진단을 가능하게 할 것이다.

소아 두부 전산화단층촬영 선량지표 분석을 통한 피폭선량 모니터링: 일개병원 사례 중심으로 (Analyzed the Computed Tomography Dose Index (CTDI) to the Pediatric Brain CT by Reason of the Observation for the Exposure Dose: Base on a Hospital)

  • 이재승;김현진;임인철
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.290-296
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    • 2015
  • 본 연구는 일개병원에서 시행된 년간 소아 두부 CT 검사에 대한 CT 선량지표(CTDI)를 국내 진단참고 준위와 비교하여 분석함으로써 제안점을 도출하고 피폭 방사선량 저감화 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 2014년 1월부터 12월까지 두부 손상으로 소아 두부 CT 검사를 의뢰 받은 10세 미만의 소아 231명을 후향적으로 조사하였다. 조사 방법은 선량 보고서와 의료전자차트를 참조하여 일반적 특성, 관전압(kVp), 관전류(mA), 검사 범위, $CTDI_{vol}$, DLP를 조사하여 분석하였다. 결과적으로 $CTDI_{vol}$은 전체 연구대상자의 7.4%(17명)가 국내 진단참고준위를 초과한 것으로 나타났으며 DLP의 경우 41.6%(96명)가 초과 되어 $CTDI_{vol}$ 보다 비교적 높게 나타났다. DLP는 한국식품의약품안전처에서 제시한 CT 선량 지표보다 대부분 약 60% 이상 초과되었으며 건강보험심사평가원에서 제시한 기준 검사 범위보다 약 30%이상 증가된 검사 범위가 DLP가 높게 나타난 원인으로 분석되었다. 결론적으로 임상에서 CT 검사 시 건강보험심사 평가원에서 제시하는 소아 두부 CT 검사의 기준 검사 범위를 준수하여 검사하고 프로토콜을 적절히 조절한다면 피폭선량을 상당히 낮출 수 있을 것으로 판단된다.

파노라마촬영 시 조직등가물질을 이용한 갑상선보호대의 갑상선피폭선량 감소효과 (The Effects of a Thyroid Shield Made of a Tissue-Equivalent Material on the Reduction of the Thyroid Exposure Dose in Panoramic Radiography)

  • 이혜림;김현영;최형욱;이혜미;임창선
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.2278-2284
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    • 2012
  • 파노라마방사선촬영 시 방사선감수성이 높은 갑상선의 방사선 피폭을 최소화하면서 진단에 유용한 영상을 얻기 위하여 조직등가물질인 보루스(bolus)를 차폐체로 사용하여 피폭선량 감소효과를 측정하였다. 실험은 2011. 6. 1일부터 6. 30일까지 두경부팬톰을 이용하여 갑상선 위치의 표면입사선량과 심부흡수선량을 측정하였다. 그 결과 갑상선 부위 입사표면선량은 평균 43.84 ${\mu}Gy$이었고, 10 mm 두께의 보루스로 만든 갑상선보호대에서는 평균 28.39 ${\mu}Gy$로 15.45 ${\mu}Gy$(35.24%)가 감소되었다. 20 mm 갑상선보호대를 착용했을 경우에는 평균 25.38 ${\mu}Gy$로 미착용 시 평균 43.84 ${\mu}Gy$보다 18.46 ${\mu}Gy$(42.10%)가 감소되었다. 그리고 표면에서 20 mm 깊이에서는 10 mm 두께의 갑상선보호대는 선량 감소효과가 없었고, 20 mm 갑상선보호대를 착용했을 경우에는 0.06 mSv (20%)의 선량감소효과가 있었다.

A Study to Compare the Radiation Absorbed Dose of the C-arm Fluoroscopic Modes

  • Cho, Jae-Hun;Kim, Jae-Yun;Kang, Joo-Eun;Park, Pyong-Eun;Kim, Jae-Hun;Lim, Jeong-Ae;Kim, Hae-Kyoung;Woo, Nam-Sik
    • The Korean Journal of Pain
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    • 제24권4호
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    • pp.199-204
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    • 2011
  • Background: Although many clinicians know about the reducing effects of the pulsed and low-dose modes for fluoroscopic radiation when performing interventional procedures, few studies have quantified the reduction of radiation-absorbed doses (RADs). The aim of this study is to compare how much the RADs from a fluoroscopy are reduced according to the C-arm fluoroscopic modes used. Methods: We measured the RADs in the C-arm fluoroscopic modes including 'conventional mode', 'pulsed mode', 'low-dose mode', and 'pulsed + low-dose mode'. Clinical imaging conditions were simulated using a lead apron instead of a patient. According to each mode, one experimenter radiographed the lead apron, which was on the table, consecutively 5 times on the AP views. We regarded this as one set and a total of 10 sets were done according to each mode. Cumulative exposure time, RADs, peak X-ray energy, and current, which were viewed on the monitor, were recorded. Results: Pulsed, low-dose, and pulsed + low-dose modes showed significantly decreased RADs by 32%, 57%, and 83% compared to the conventional mode. The mean cumulative exposure time was significantly lower in the pulsed and pulsed + low-dose modes than in the conventional mode. All modes had pretty much the same peak X-ray energy. The mean current was significantly lower in the low-dose and pulsed + low-dose modes than in the conventional mode. Conclusions: The use of the pulsed and low-dose modes together significantly reduced the RADs compared to the conventional mode. Therefore, the proper use of the fluoroscopy and its C-arm modes will reduce the radiation exposure of patients and clinicians.

비소세포성 폐암 환자의 방사선 치료 시 제한 호흡 주기의 유용성 평가 (Evaluation of the Usefulness of Restricted Respiratory Period at the Time of Radiotherapy for Non-Small Cell Lung Cancer Patient)

  • 박소연;안종호;서정민;김영일;김진만;최병기;표홍렬;송기원
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.123-135
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    • 2012
  • 목 적: 비소세포성 폐암 환자의 호흡 조절 방사선 치료 시 호흡에 의한 종양의 움직임을 최소화하는 것이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 자유호흡 주기와 제한호흡 주기를 각각 적용한 치료 계획을 비교, 분석하여 제한 호흡 주기의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 2011년 4월부터 12월까지 비소세포성 폐암 환자 9명(tumor n=10)을 대상으로 환자에게 평소의 호흡주기를 바탕으로 측정한 '자유호흡 주기'와 의도적으로 줄인 '제한호흡 주기'를 '신호모니터-호흡(guided-breathing)'법을 사용하여 각각 훈련을 실시한 후 RPM과 4차원 전산화 단층촬영 모의치료기를 이용해 치료계획용 4D CT를 실시하여 총 10개의 호흡 위상(respiration phase)별 CT 영상을 획득하였다. 각 호흡 주기의 CT 영상에 관측자 두 명이 각각 설정한 육안적 종양체적(Gross Tumor Volume, GTV)과 내부표적체적(Internal Target Volume, ITV)부피를 측정, 비교하였고 들숨(end-inspiration, EI)인 0%와 날숨(end-exhalation, EE)인 50% 위상에서의 center of mass (COM)를 측정하여 종양 움직임의 진폭을 측정했다. 또한 관측자 두명이 각각 두 호흡 주기를 적용한 치료계획을 수립하였고 정상 폐 평균선량(mean dose to normal lung, MDTNL)과 정상 폐 용적의 정상조직합병증확률(normal tissue complication probability, NTCP)을 비교, 분석하였으며 측정된 자료의 정량적 평가를 위해 통계 분석을 실시했다. 결 과: 관측자 두 명의 '제한호흡 주기'를 적용한 치료 계획을 분석한 결과 '자유호흡 주기'에 비해 종양의 3D 방향 움직임이 관측자 1의 경우 38.75%, 관측자 2의 경우 41.10%의 감소율을 보였고 GTV와 ITV의 부피를 측정, 비교한 결과 GTV의 부피는 관측자 1의 경우 $14.96{\pm}9.44%$, 관측자 2의 경우 $19.86{\pm}10.62%$, ITV의 부피는 관측자 1의 경우 $8.91{\pm}5.91%$, 관측자 2의 경우 $15.52{\pm}9.01%$의 감소율을 보였으며 MDTNL과 NTCP를 분석, 비교한 결과 MDTNL은 관측자 1의 경우 $3.98{\pm}5.62%$, 관측자 2의 경우 $7.62{\pm}10.29%$의 감소율을, NTCP의 경우 관측자 1의 결과 $21.70{\pm}28.27%$, 관측자 2의 결과 $37.83{\pm}49.93%$의 감소율을 나타냈다. 또한 두 관측자의 결과 값의 상관관계를 분석한 결과 '자유호흡 주기'에서는 관측자간의 유의한 차이를 보이는 데 비해 '제한호흡 주기'에서는 관측자간의 차이가 없는 감소율을 보였다. 결 론: '자유호흡 주기'에 비해 '제한호흡 주기'를 적용한 치료 계획에서 평가인자들의 상대적인 감소를 나타내어 비소세포성 폐암 환자의 호흡 조절 방사선 치료 시 '제한호흡 주기'의 유용성 및 타당성을 확인할 수 있었다.

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부가필터를 적용한 디지털 흉부단층합성검사에서 환자 체형에 따른 화질 평가와 선량감소 효과 (Effect of Patient Size on Image Quality and Dose Reduction after Added Filtration in Digital Chest Tomosynthesis)

  • 복근성;김상현
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.23-30
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    • 2018
  • 흉부 단층 합성검사(Chest Digital Tomosynthesis, DTS)시 환자 체형에 따른 0.3 mm 구리 필터의 적용 및 AEC의 감도 변화에 의한 유효선량감소 효과와 폐 결절 검출능력을 평가하여 선량 최적화 조건을 평가하고자 한다. 8개의 인공 결절을 인체 팬텀 폐 영역내에 삽입하고 0.3 mm 구리 필터 적용 유무, 감도 변화에 따라 팬텀의 DTS 영상을 각각 획득하였다. 환자 체형에 따른 비교를 위해 팬텀 사이즈를 세 그룹으로 분류하여 small size에서는 결절이 삽입된 인체 팬텀을 단독으로 사용하였고 Average size에서는 한 개의 PMMA를, Large size에서는 두 개의 PMMA를 인체팬텀 후방에 밀착하여 위치시켰다. 유효선량은 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 계산 되었고 영상의 화질평가를 위해서 CNR과 SNR 측정을 통한 정량 평가와 인공 결절 검출 수를 통한 검출민감도로 정성평가를 시행하였다. 모든 데이터는 통계학적으로 분석하였다. 유효 선량은 Small size일 때 $26{\mu}Sv$, Average size $70{\mu}Sv$, Large size $133{\mu}Sv$ 감소하였다. 유효선량은 0.3mm 구리 필터의 적용 여부에 따라 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 정량적 화질 평가에서는 0.3mmCu필터 사용 시 CNR과 SNR 모두 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 또한 정성적 화질평가에서도 결절 검출 민감도는 팬텀 사이즈별 전체 그룹에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p>0.05). DTS에서 0.3 mmCu필터의 사용은 폐 결절 검출에서 진단적 가치를 유지하면서 환자 피폭선량 감소효과를 얻을 수 있다. 또한 실험에서 Large size 그룹의 경우 유효선량 감소 정도가 두드러진 점으로 보아 실제 체형이 큰 환자의 경우 0.3 mm Cu필터 사용은 더 높은 유효선량 감소 효과를 기대 할 수 있을 것이라 사료된다

반복적 재구성 알고리즘과 관전류 자동 노출 조정 기법의 CT 영상 화질과 선량에 미치는 영향: 관상동맥 CT 조영 영상 프로토콜 기반의 팬텀 실험 (Effects of Iterative Reconstruction Algorithm, Automatic Exposure Control on Image Quality, and Radiation Dose: Phantom Experiments with Coronary CT Angiography Protocols)

  • 하성민;정성희;장혁재;박은아;심학준
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제26권1호
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    • pp.28-35
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    • 2015
  • 본 논문에서는 반복적 구성 기법과 관전류 노출자동조절 기법이 영상의 화질과 방사선량에 미치는 영향을 관상동맥 전산화단층촬영 혈관조영 영상(coronary computed tomography angiography, CCTA)을 대상으로 팬텀 실험에 기반하여 평가하고자 한다. 이를 위하여 미국 의학물리학회(American Association of Physics in Medicine) 표준의 성능 평가 팬텀을 320 다중검출열 CT로써 촬영하였다. 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp의 관전압에 있어서, 관전류 노출자동조절 기법은 저선량 목표 표준편차(SD=44)와 고선량(목표 표준편차=33)의 두 가지 설정으로써 촬영하였다. 재구성 변수로서는 필터보정 역투영(FBP)와 반복적 재구성 방법을 설정하여, 전부 12개의 재구성 영상을 획득하였다(12=3 (80, 100, 120 kVp)${\times}2$ (저선량(목표SD=44), 고선량(목표SD=33))${\times}2$ (필터보정역투영, 반복적 재구성). 영상의 화질은 잡음의 세기(표준편차), 변조전달함수, 대조대잡음비(CNR)에 의하여 평가하였으며, 관전압과 관전류 노출자동조절 기법에서의 목표 선량과 대소 및 재구성 기법의 선택이 화질과 방사선량에 미치는 영향을 관찰하였다. 반복적 재구성 기법은 필터보정역투영 기법보다 영상 잡음을 대폭 감소시켰으며 이는 저선량의 경우 더욱 뚜렷하였다. 즉, 잡음의 세기는 관전류 노출자동조절의 설정이 고선량 (목표SD=33)과 저선량(목표SD=44)인 경우, 각각 평균 38%와 평균 46% 감소하였다. 반복적 재구성 기법에 의하여, 변조전달 함수에 의한 공간적 해상도의 평가에 있어서 미약한 감소를 보였으나, 이로써 잡음 저감과 대조대잡음비(CNR)에 있어서의 현저한 개선을 상쇄할 정도의 영향에는 미치지 못 하였다. 결과적으로, 관상동맥 전산화단층촬영 혈관조영 영상의 획득에서 있어서, 반복적 재구성 기법과 관전류 노출자동조정 기법을 동시에 사용하는 것은 영상의 화질을 개선하면서 공간적 해상도의 저하 등 그 부작용은 최소화함으로써, 합리적으로 획득 가능한 한 최소한의 선량 (ALARA)의 원칙에 충실한 실제 임상적 효과를 의미한다고 기대할 수 있다.

A 4-week Repeated Oral Dose Toxicity Study of Plant Sterol Esters in Sprague-Dawley Rats

  • Kim, Jong-Choon;Yang, Byung-Chul;Lim, Kwang-Hyeon;Kang, Boo-Hyon;Kim, Choong-Yong;Kim, Kab-Sik;Chung, Dae-Won;Chung, Moon-Koo
    • Toxicological Research
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    • 제18권1호
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    • pp.31-41
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    • 2002
  • The present study was conducted to investigate the potential subacute toxicity of plant sterol esters by a 4-week repeated oral dose in Sprague-Dawley rats. The test article was administered once daily by gavage to rats at dose levels of 0, 1000, 3000, and 9000 mg/kg/day for 4 weeks. During the test period, clinical sign, mortality, body weights, food and water consumption, ophthalmoscopy, urinalysis, hematology, serum biochemistry, gross finding, organ weight, and histopathology were evaluated. A reduction in the body weight was observed in females of the 9000 mg/kg group on day 27 after the initiation of treatment, but not in males of the group. There were no treatment-related effects on mortality, clinical sign, food and water consumption, ophthalmoscopy, urinarlysis, hematology, serum biochemistry, necropsy findings, organ weights, and histopathology in any treatment group. Based on these results, it was concluded that the 4-week repeated oral dose of plant sterol esters resulted in suppressed body weight in female rats at a dose level of 9000 mg/kg/day. In the condition of this study, target organ was not observed and the no-observed-adverse-effect level (NOAEL) was considered to be 9000 mg/kg/day for males and 5000 mg/kg/day for females.

High Dose of FGF-2 Induced Growth Retardation via ERK1/2 De-phosphorylation in Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells

  • Shim, Kwang Yong;Saima, Fatema Tuj;Eom, Young Woo
    • 대한의생명과학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.49-56
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    • 2017
  • Fibroblast growth factor (FGF)-2 is one of the most effective growth factors to increase the growth rate of mesenchymal stem cells (MSCs). Previously, we reported that low dose of FGF-2 (1 ng/ml) induced proliferation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMSCs) through AKT and ERK activation resulting in reduction of autophagy and senescence, but not at a high dose. In this study, we investigated the effects of high dose FGF-2 (10 ng/ml) on proliferation, autophagy and senescence of BMSCs for long term cultures (i.e., 2 months). FGF-2 increased the growth rate of BMSCs in a dose dependent manner for a short term (3 days), while during long term cultures (2 months), population doubling time was increased and accumulated cell number was lower than control in BMSCs when cultured with 10 ng/ml of FGF-2. 10 ng/ml of FGF-2 induced immediate de-phosphorylation of ERK1/2, expression of LC3-II, and increase of senescence associated ${\beta}$-galactosidase (SA-${\beta}$-Gal, senescence marker) expression. In conclusion, we showed that 10 ng/ml of FGF-2 was inadequate for ex vivo expansion of BMSCs because 10 ng/ml of FGF-2 induced growth retardation via ERK1/2 de-phosphorylation and induction of autophagy and senescence in BMSCs.