• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.547-553
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• 2017

현재 의료분야에서는 방사선 차폐체로서 납(Pb)이 널리 쓰이고 있다. 하지만 납은 무게가 매우 무거워 납치마 등의 방호복은 장시간 착용이 어려우며, 인체에 치명적인 납 중독의 위험이 상시 가지고 있다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 납을 대체 할 수 있는 물질에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재 납의 대체물질로써 대표적인 바륨(Ba)과 요오드(I) 등은 우수한 차폐능을 가지고 있지만, 30keV 근처의 에너지 영역에서 특성 X선을 방출하는 특성을 가지고 있다. 환자나 방사선 종사자의 경우 차폐체를 인체에 접촉하고 있는 경우가 많으므로 차폐체에서 발생되는 특성 X선이 인체에 직접 조사되어 방사선 피폭을 증가시킬 위험이 매우 높다. 본 연구에서는 바륨(Ba)과 요오드(I)등에서 발생되는 특성 X선을 제거하기에 적절한 이중구조 차폐체를 방사선 수송코드 중 하나인 FLUKA 수송코드를 개발하여 선행연구로서 진행된 MCNPX 시뮬레이션과 비교 분석하여 이중구조 차폐체의 차폐율에 대한 신뢰성을 검증하고자 하였다. MCNPX와 FLUKA를 이용하여 황산바륨($BaSO_4$)과 산화비스무스($Bi_2O_3$)로 이루어진 다양한 두께조합의 이중구조 차폐체를 설계하였으며, IEC61331-1에 제시된 모식도를 기하학적으로 동일하게 시뮬레이션 상에 구현하였다. 또한, 120 kVp의 연속 X선 스펙트럼에 대한 차폐체의 투과스펙트럼과 흡수선량을 납과 비교 평가하였다. 평가결과, $0.3mm-BaSO_4/0.3mm-Bi_2O_3$ 와 $0.1mm-BaSO_4/0.5mm-Bi_2O_3$ 구조에서는 33 keV와 37 keV의 특성 X선을 모두 흡수하였으며, 90 keV 이상의 고에너지 X선에 대해서도 납과 거의 유사한 차폐효율을 보였다. 또한, FLUKA의 수송코드는 33 keV 이하에서는 cut-off 가 발생하여 저에너지 X선 광자에 대한 전산모사에 제약이 있지만, 40 keV 이상의 고에너지 영역에서 MCNPX와의 상대오차가 6 % 이내로 신뢰성이 매우 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권3호
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• pp.177-183
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• 2010

목 적: 유방암 치료를 위한 방사선치료계획에 전산화단층촬영을 이용한 모의치료가 널리 이용되고 있다. 이는 환자 개개인의 해부학적 특징에 기반하여 종양 표적과 정상 조직을 정의할 수 있다. 본 연구는 일반적으로 유방 크기가 작은 한국인 유방암 환자에서 적용하는 방사선치료계획 방법에 따라 치료용적 및 치료범위에 차이가 있는지를 알아보기 위해 시행하였다. 대상 및 방법: 2008년 11월부터 2009년 1월까지 조기유방암으로 유방보존술을 시행 받은 25명의 환자를 대상으로 통상적인 접면조사의 이차원치료 계획과 전산화단층촬영을 기반으로 한 삼차원치료계획을 시행하였다. 이차원 치료계획에서 방사선조사영역의 경계는 유방실질을 촉지하여 결정하였고 위쪽으로는 쇄골의 바로 아래, 내측은 몸의 정중선, 외측은 중심 액와선 그리고 아래쪽은 유방밑주름에서 2 cm 아래에 표시하였다. 삼차원치료계획에서 임상표적체적은 모든 유선 조직을 포함하였고 계획용 표적체적은 임상표적체적에서 피부 쪽을 제외한 모든 방향으로 1 cm의 여유를 두어 결정하였다. 이차원과 삼차원치료계획 간의 조사영역의 경계 차이 및 동등조사영역의 차이를 확인하고 신체질량지수, 폐경 여부 및 유방크기의 관련성을 평가하였다. 그리고 선량분포로 지정한 유방조사량과 삼차원 선량분포에 기반하여 측정된 조사된 폐용적과 심장용적을 평가하였다. 결 과: 2명의 환자를 제외하고 계획용표적체적(PTV)은 삼차원치료계획이 이차원치료계획보다 모든 방향에서 표시한 방사선조사영역을 감소시켰고 위쪽 경계에서 그 차이값이 가장 컸다. 동등조사영역크기는 한 명을 제외하고 삼차원치료계획에서 이차원치료계획에서보다 작았으며(평균 0.9 cm), 신체질량지수, 폐경 여부 및 유방크기(브래지어 사이즈)와의 관련성은 보이지 않았다. 조사된 폐용적은 삼차원치료계획에서 유의하게 감소하였고, 심장용적 또한 감소하였지만 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다. 결 론: 통상적인 치료계획과 비교하여 전산화단층촬영을 기반으로 한 삼차원치료계획이 작은 유방을 가진 환자에서 방사선조사영역 및 손상위험장기의 조사량을 줄이면서 수술 후 변화를 포함하여 더 정확한 종양치료가 가능할 수 있음을 보여주었다. 그러나 앞으로 임상표적체적의 정의에 대한 추가적인 연구 및 일반적인 합의가 필요하다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.25-30
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• 2013

해운대 우신빌딩 화재는 고층건축물의 외장재 수직화재에 의해 4층에서 발생한 화재가 최상층인 38층까지 올라가서 펜트하우스까지 모두 전소시켰다. 이 화재를 계기로 초고층 건축물의 위험성이 크게 대두되었고, 이후 다양한 초고층 관련 법규들이 신설되었다. 본 연구에서는 화재 시뮬레이션용 CFD 프로그램 중 FDS를 사용하여 해운대 오피스텔 빌딩의 화재를 재현하였다. 화재 시뮬레이션은 상층부로의 화염 전파 시간 및 경로에 관하여 관련 기사와 화재 동영상을 통해 비교 조사하였다. 이 결과 최상층까지 확산하는 시간이 약 30분으로 실제 화재와 비슷한 결과가 나왔으며 확대되는 화재 성상도 유사함을 나타냈다. 그러나 최상부로 올라갈수록 실제 화재는 V자 형태를 넓게 보였지만 시뮬레이션 결과에서는 상부로 올라갈수록 수평으로 전파하는 범위가 작게 보였다. 이는 FDS가 격자 형태로 표현되고 얇은 외장재를 표현할 수 있는 한계와 바람 방향에 의한 불확실성 때문이라고 판단된다. 또한, 화재확산 영향요소를 평가하기 위해 무풍일 때와 쌍둥이 타워 사이의 외장재가 콘크리트일 때를 고려하여 시뮬레이션을 시행한 결과 실제 화재보다 수직화재가 크게 발생하는 않는 결론을 얻었다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제44권3호
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• pp.475-482
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• 2020

Background: Active natural ingredients, especially small molecules, have recently received wide attention as modifiers used to treat neurodegenerative disease by promoting neurogenic regeneration of neural stem cell (NSC) in situ. 20(S)-protopanaxadiol (PPD), one of the bioactive ingredients in ginseng, possesses neuroprotective properties. However, the effect of PPD on NSC proliferation and differentiation and its mechanism of action are incompletely understood. Methods: In this study, we investigated the impact of PPD on NSC proliferation and neuronal lineage differentiation through activation of the Wnt/glycogen synthase kinase (GSK)-3β/β-catenin pathway. NSC migration and proliferation were investigated by neurosphere assay, Cell Counting Kit-8 assay, and EdU assay. NSC differentiation was analyzed by Western blot and immunofluorescence staining. Involvement of the Wnt/GSK3β/β-catenin pathway was examined by molecular simulation and Western blot and verified using gene transfection. Results: PPD significantly promoted neural migration and induced a significant increase in NSC proliferation in a time- and dose-dependent manner. Furthermore, a remarkable increase in anti-microtubule-associated protein 2 expression and decrease in nestin protein expression were induced by PPD. During the differentiation process, PPD targeted and stimulated the phosphorylation of GSK-3β at Ser9 and the active forms of β-catenin, resulting in activation of the Wnt/GSK-3β/β-catenin pathway. Transfection of NSCs with a constitutively active GSK-3β mutant at S9A significantly hampered the proliferation and neural differentiation mediated by PPD. Conclusion: PPD promotes NSC proliferation and neural differentiation in vitro via activation of the Wnt/GSK-3β/β-catenin pathway by targeting GSK-3β, potentially having great significance for the treatment of neurodegenerative diseases.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제37권4호
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• pp.323-330
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• 2014

컴퓨터단층촬영에서 영상 재구성은 가장 중요한 과정 중 하나다. 그 중에서도 빠른 주사시간과 낮은 조사량을 위하여 반복적 재구성(iterative reconstruction)은 점점 중요시 되고 있다. 그리고 이러한 반복적 재구성을 적용하기 위해서 투사 및 역투사 과정은 필수적인 과정이 된다. 그로 인하여 최근 distance-driven approach가 투사 및 역투사 방법으로 제안되었고 주목받고 있다. 본 연구에서는 이 distance-driven approach의 특성을 이해하기 위한 여러 가지 시뮬레이션을 수행하였고 다른 두 가지의 투사 및 역투사 방법과 비교하였다. 우선, 정사각형 팬텀을 이용하여 한 각도에서 투사 및 역투사를 통한 기본적인 특성을 비교 및 분석하였다. 그 후, Shepp-Logan 팬텀을 이용하여 세 가지 투사 및 역투사 방법이 최종 재구성 영상화질에 미치는 영향을 분석하였다. 영상재구성법은 여과 후 역투사와 반복적 재구성(SART)의 두 가지 방법에 대하여 각각 세 가지 투사 및 역투사를 적용하였다. 시뮬레이션 결과 distance-driven approach는 투사 및 역투사시 최소의 아티팩트가 생가는 것을 정사각형 팬텀 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다. 그리고 이를 이용하여 Shepp-Logan 팬텀의 영상재구성 결과에 적용한 결과 여과 후 역투사와와 반복적 재구성 두 가지 방법 모두에서 distance-driven approach를 통한 재구성영상의 화질이 다른 방법에 비하여 가장 우수함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해서 distance-driven approach의 투사 및 역투사의 성능을 비교 분석 확인하였다.

• 응용통계연구
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• 제31권1호
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• pp.123-137
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• 2018

비선형 혼합효과 모형은 다양한 분야에서 반복 측정 자료를 분석할 때 주로 사용된다. 비선형 혼합효과 모형은 개체 내 변동(intra-individual variation)에 대해 고려하는 제 1단계 개별수준모델(individual-level model)과 개체간 변동(inter-individual variation)에 대해 고려하는 제 2단계 개체군모델(population model)의 두 단계로 구성되어 있다. 비선형 혼합효과 모형의 첫 번째 단계인 개별수준모델은 비선형 회귀모형의 모수를 추정하는 것으로 일반적인 비선형 회귀모형과 같고, 주로 보통최소제곱추정 방법을 사용하여 모수를 추정한다. 그러나 최소제곱추정방법은 가정된 비선형 함수가 자료에 의해 명시적으로 드러나지 않는 경우 모수의 추정값과 그 표준오차가 극단적으로 커지는 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 최근에 비선형 회귀모형에서 제안된 능형회귀(ridge regression) 방법을 비선형 혼합효과 모형의 제 1단계 개별수준모델에 도입함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 추정방법을 제안하였다. 제안된 추정량은 모의실험 연구를 통하여 기존의 표준적인 추정량과 그 성능을 비교하였다. 또한 미국의 National Toxicology Program으로부터 얻어진 정량적 대량고속 스크리닝(quantitative high throughput screening) 실제 자료를 사용하여 추정 방법들을 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.52-57
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• 2009

본 논문은 실내 외의 온 습도변화에 따른 효율변동을 고려하여 폐열회수 환기장치의 성능을 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 국내의 외기조건에서 폐열회수 환기장치의 성능에 대한 기초자료를 얻기 위하여 고효율기자재 인증조건을 만족하는 풍량 $250m^3/h$의 일본 M사의 제품을 선정하였다. 폐열회수 환기장치를 설치할 경우 서울은 난방부하 69.1%, 냉방부하 59.4%의 절감효과가 나타났고, 부산은 난방부하 66.4%, 냉방부하 59.6%의 절감효과가 나타났다. 동절기의 가습부하는 강릉이 3월에 $0.737{\ell}/h$의 최대 가습부하가 발생하고, 하절기의 제습부하는 목포가 8월에 $1.008{\ell}/h$의 최대 제습부하가 발생한다. 동절기에 남부지방과 동해안지역은 배기측에 응축 또는 응결이 발생하지 않으나 그 외의 지역은 발생한다. 따라서 남부지방과 동해안지역을 제외한 지역에서는 동절기에 배기측에 응축 또는 응결이 발생하지 않도록 방지책을 강구하여야 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1173-1182
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• 2000

지금까지 급속혼화는 정수처리 공정 중에서 매우 중요한 공정으로 인식되어 왔다. 특히, 응집제의 원수내 확산은 급속혼화 공정에 이어지는 flocculation이나 filtration 공정에 지대한 영향을 미치게 되므로 지금까지 많은 연구자들이 혼화장치의 개발이나 효율적인 혼화방식에 관해 연구를 해왔다. 그러나 선행 연구자들은 급속혼화에 있어서 중요한 변수로 응집제 주입량, pH, 임펠러의 회전속도, 그리고 G값만을 고려하였으나, 실제 응집제와 콜로이드입자와의 충돌기회에 지대한 영향을 미치는 급속혼화 공정상에서 발생되는 난류장을 간과하였다. 특히 급속혼화에서의 난류의 발생은 G값에 전적으로 의지하여 난류장의 평균값으로 혼화조내의 난류를 표현하여 왔으며, 혼화조의 형상에 따라 달라지는 난류장 해석은 연구가 미약한 실정이다. 이에 본 연구는 급속혼화에서 난류장 해석의 중요성을 인식하고 혼화조의 형상 변화에 따라 달라지는 난류장을 전산유체 프로그램을 통하여 해석하였다. 그리고 혼화조 형상을 달리하며 jar-test를 수행한 결과 배플이 없는 원형 jar의 경우가 배플이 장착된 원형 jar나 Hudson jar보다 응집제의 확산에 따른 탁도 제거효율이 좋은 것으로 나타났으며, 전산유체 프로그램을 이용하여 각각 모사한 결과 벽면효과나 사류지역의 발생 등으로 배플이 없는 원형 jar가 혼화에 효과적인 난류장이 분포되는 것으로 확인되었다. 이 결과를 통해 혼화조 형상이 응집제의 확산이나 난류장의 발생에 영향을 미치는 것으로 결론 내릴 수 있다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제18권2호
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• pp.67-73
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• 2006

목 적: 암 환자의 증가와 함께 방사선 치료기술도 날로 발전하고 있으며 이로인해 치료를 위해 사용되는 영상 및 데이터의 양들도 대폭 증가하는 결과를 가져오게 되어 이들을 저장, 보관, 관리하는데 많은 어려움이 있었다. 이러한 문제점 해결을 위해 과에서 발생되는 모든 영상 및 data의 PACS (picture archiving and communication system)화를 목적으로 의료정보팀의 협조 하에 본 System을 개발, 적용하게 되었다. 대상 및 방법: 본과 방사선치료 관리 시스템(RO-radiation oncology)에서 PACS에 접근할 수 있는 code를 부여한 후 영상은 R&V (Record and Verify: Varis vision, Varian, USA) 시스템 및 planning system에서 export 한다. 이때 DICOM (digital image and communication system) head에 있는 많은 정보들 중에서 필요한 정보를 이용하여 프로그램화 하였다. 결 과: 방사선종양학과에서 발생되는 모든 영상 및 자료 즉, 모의치료, CT, L-gram 영상, structure (normal organ & target volume), DRR (Digital Reconstruction Radiography), 선량 분포도, DVH (dose volume histogram) 등을 PACS에 구현 하였으며 과내 어느 컴퓨터에서도 선명히 영상을 볼 수 있고 출력할 수 있도록 하였다. 결 론: 본 시스템의 개발로 film less화가 가능하게 되어 현상 처리에 관련한 암실 공간과 유지비용이 소멸되었고 film 저장공간 및 film을 찾는데 소요되는 인력과 시간을 포함한 유, 무형의 경제적 비용뿐만 아니라 영상 저장을 위한 별도의 저장장치의 구입도 불필요하게 되었다. 아울러 방사선 치료를 위해 복잡하게 행해졌던 일련의 과정들이 본 시스템을 통해서 현재는 전산 상에서 쉽게 처리할 수 있게 되어 업무에 많은 도움이 될 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권1호
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• pp.38-47
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• 2011

This study focused on health risk assessment via multi-routes of As exposure to establish a target cleanup level (TCL) in abandoned mines. Soil, ground water, and rice samples were collected near ten abandoned mines in November 2009. The As contaminations measured in all samples were used for determining the probabilistic health risk by Monte-Carlo simulation techniques. The human exposure to As compound was attributed to ground water ingestion. Cancer risk probability (R) via ground water and rice intake exceeded the acceptable risk range of $10^{-6}{\sim}10^{-4}$ in all selected mines. In particular, the MB mine showed the higher R value than other mines. The non-carcinogenic effects, estimated by comparing the average As exposure with corresponding reference dose were determined by hazard quotient (HQ) values, which were less than 1.0 via ground water and rice intake in SD, NS, and MB mines. This implied that the non-carcinogenic toxic effects, due to this exposure pathway had a greater possibility to occur than those in other mines. Besides, hazard index (HI) values, representing overall toxic effects by summed the HQ values were also greater than 1.0 in SD, NS, JA, and IA mines. This revealed that non-carcinogenic toxic effects were generally occurred. The As contaminants in all selected mines exceeded the TCL values for target cancer risk ($10^{-6}$) through ground water ingestion and rice intake. However, the As level in soil was greater than TCL value for target cancer risk via inadvertent soil ingestion pathway, except for KK mine. In TCL values for target hazard quotient (THQ), the As contaminants in soil did not exceed such TCL value. On the contrary, the As levels in ground water and polished rice in SD, NS, IA, and MB mines were also beyond the TCL values via ground water and rice intake. This study concluded that the health risks through ground water and rice intake were greater than those though soil inadvertent ingestion and dermal contact. In addition, it suggests that the abandoned mines to exceed the risk-based TCL values are carefully necessary to monitor for soil remediation.