• Applied Microscopy
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• 제24권1호
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• pp.28-40
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• 1994

Xerostomia and xerophthalmia are delicate or serous side effects, occuring when the radiotherapy is administered to the head and neck cancer patient. It is known that the cause of the above side effect is radiosensitivity of serous cells. In this study, the ultrastructural features of the parotid glands of the X-irradiated rats were observed. Sprague-Dawley rats weighing 200-250g each were anesthetized with sodium thiopental, and placed on the Mitsubishi linear accelerator. Only the head and neck areas of animals were exposured at the distance of 80cm, within the area of $30X30cm$, in the depth of 1cm, with the speed of 200R/min. Total doses applied were 3,000R or 6,000R depending on the experimental groups. Animals were sacrificed on the 6th hour, 2nd day and 6th day after the irradiation. Parotid glands were fixed in the 2.5% glutaraldehyde-1.5% paraformaldehyde solution, and followed by refixation in the 1% osmium tetroxide solution. Dehydrated blocks were embedded in araldite mixture, and ultrathin sections were cut. Sections were contrasted with the solution of uranyl acetate and lead citrate, and observed with JEM 100 CX-II electron microscope. The results were as follows: 1. Normal parotid acinar cells are two types; the light and the dark acinar cells. The light acinar cell contains dense secretory granules, whereas dark acinar cells contains granules of medium density with some darker spots within them, or other cells contain granules of medium density with darker rims. 2. Six hours after the irradiation, many acinar cells were degenerated showing variable stages of cytolytic bodies, light bodies, or dense degenerations. Within the acinar cell, Golgi apparatus and granular endoplasmic reticula were most severely altered elements. Granules showed more contrasting densities and irregularities. 3. Two days after the irradiation, some cytolytic bodies, and focal lucent degeneration of cytoplasm, and fine granular alteration of cytoplasmic matrix were pronounced. But other elements including secretory granules are rather looked unlatered. 4. Six days after the irradiation, most severe alterations were seen. Many intracellular canaliculi (or secretion figures), quanta of cytoplasm containing secretion antecedants, severely irregular luminal border, and again contrasting density of secretory granules showing tigroid spots or dense rims were noted. And myoepithelial degenerations were observed not uncommonly. 5. Irregular densities of secretory granules were interpreted as abnormal components of protein or carbohydrate portion are synthesized or abnormally metabolized under severe X-irradiation. 6. Myoepithelial degeneration and related alteration of nerve endings, etc., were suggested as the other causes of xerostomia following X-irradiation. 7. It is requested that radiation doses should be arranged, considering in mind not only the sensitivity of acinar cells but also the myoepithelial and neural functions.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.403-408
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• 2012

본 연구는 천연 인듐의 중성자폭획 후에 발생된 감마선을 12개의 BGO($Bi_4Ge_3O_{12}$) 섬광검출기로 구성된 검출장치를 이용하여 즉발감마선을 측정하여 중성자공명에 의해서 발생된 감마선을 분석하여 중성자의 에너지 1 ~ 300 eV 영역에 대하여 공명에너지를 분석하였다. 사용되어진 검출장치는 시료에서 발생된 즉발감마선에 대하여 모든 감마선을 측정할 수 있는 기하학적인 구조로 만들어졌다. 중성자원으로는 교토대학의 원자로연구소의 46-MeV 전자선형가속기의 광핵반응에서 발생하는 중성자를 이용하였다. 중성자발생원으로부터 검출기까지의 거리가 $12.7{\pm}0.02m$이므로 광핵반응에서 발생하는 강한 X선의 영향을 고려하여 수 keV영역이하의 중성자에너지에 대하여 중성자공명을 측정하였다. 측정되어진 공명들은 1 eV이상의 에너지 영역에서 거대 공명들을 측정하였고 이들 공명들은 이론에서 알려진 값들과 비교하였다. 본 연구를 통하여 기존에 알려진 거대 공명의 에너지를 확인하였고, 100 eV이상의 에너지 영역에서의 공명에너지들에 대한 평가에 의한 이론값들이 실제로 존재하는 공명임을 실험적으로 확인하였다. 1 keV 이상의 영역에 대하여는 공명이 연속적인 구조를 보이고 있음을 실험적으로 확인했으며 공명에 대하여 통계적인 평가가 있어야함을 알았다. 91.49 eV 공명은 본 연구를 통하여 처음 발견되어진 공명이라 볼 수 있다.

• Applied Microscopy
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• 제24권2호
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• pp.48-62
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• 1994

The acute irradiation effect on rat Purkinje cell was carried out. Anesthetized rats, weighing 200-250g each, were exposed their heads to the linear accelerator (ML-4MV) with the doses of 3,000 rads or 6,000 rads respectively. Irradiated rats were sacrificed by perfusion fixation under anesthesia, six hours, two days and six days following the irradiations. Rats were perfused with the fixative of 1% glutaraldehyde-1% paraformaldehyde solution (pH 7.4). Small pieces of cerebellar cortices were taken out. Tissue blocks were washed out, and were refixed in the 2% osmium tetroxide solution. After dehydration, tissues were embedded in the araldite mixture. Ultrathin sections stained with uranyl acetate-lead citrate solution, were examined with an electron microscope. The results observed were as follow; 1. Many dark Purkinje cells exhibited most severe cellular alterations on 6 hours. But after the 2 or 6 days, the cells exhibited only some alterations of cytoplasmic organelles. 2. Many granular and agranular endoplasmic reticula exhibited the fusion of cisterns. These reticular alterations were most severe on 6 hours following irradiation. But the alterations were hardly found on 6 days. 3. In the Golgi region, alterations including the adhesion of lamelliform cisterns, enlarged saccules, and increased number of vesicles, etc, were seen on 6 hours. But the Golgi complexes were almost recovered on 6 days. 4. Lysosomes were abundant on 6 hours or 2 days, but some residual bodies were found on 6 days. 5. Mitochondrial changes were also most severe at on hours, and they were recovered thereafter. From the results, it was concluded that the cerebellar Purkinje cells reacted to the high doses of irradiation by hyperactive protein synthesis, autolytic activities and energy metabolism. The reaction was most active in the early stage. It implies that motor-control function of Purkinje cells are severely disturbed in the early stage of irradiation.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2002

치료방사선 선형가속기에서 출력되는 광자선의 선속 (flux)에는 gantry head로부터 발생되는 오염전자를 포함하고 있으며, 오염전자의 발생은 주로 gantry head의 부속장비 또는 방사선 치료를 위해 gantry head 밑에 설치되는 부속장치 등에서 광자선과 매질의 전자쌍생성, 또는 컴프톤 산란전자 등의 물리적 현상으로 발생된다. 오염전자는 표면영역의 수cm 깊이의 선량 분포에 영향을 주고 있으며, 이것은 방사선 치료 시 skin-sparing 효과를 감소시키는 등 임상적인 측면에 영향을 주고 있다. 그러므로 선형가속기에서 발생되는 오염전자의 특성을 이해 할 필요가 있다. 본 연구는 선형가속기 (Clinac 1800, Varian )에서 출력되는 15MV 광자 선속에서 조사야의 크기가 0.0$\times$10.0 to 30.0$\times$30.0 $\textrm{cm}^2$에서 30.0$\times$30.0 $\textrm{cm}^2$ 대해 구리판(Cu)의 부분적 오염전자 제거 능력과, 조사야의 부분 차폐 방법을 이용하여 물팬톰 내의 선량분포의 변화를 측정하므로써 오염전자의 특성을 분석하였다. 그 결과 오염전자는 조사야의 중심축으로부터 넓게 퍼진 cone 모양의 분포를 하고 있었으며, 또한 오염전자가 갖는 평균 에너지는 약 3.0MeV로 나타났다. 그러므로 오염전자는 표면으로부터 2.5cm 깊이까지 분포하였다. 이러한 결과로써 광자선속에 포함된 오염전자를 제거하고 순수한 광자선을 이용한다면 buildup 영역 및 표면선량이 감소되고, 최대선량지점이 좀더 깊어진다.

• Applied Microscopy
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• 제23권2호
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• pp.11-26
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• 1993

This experiment was performed to study the morphological responses of the pigment epithelial cell and the Bruch's membrane of the retina of rat following X-ray irradiation. Male rats were divided into normal and experimental groups. The heads of the rats, under sodium thiopental anesthesia, were exposed to 3,000 rads or 6,000 rads of radiation in a single dose, respectively. The source was a Mitsubishi Linear Accelerator ML-4MV. The target to skin distance was 80cm, and the. dose rate was 200 rads/min. The experimental groups were sacrificed on the 6th hour, 2nd and 6th day after X-ray irradiation. Under anesthesia, 1% glutaraldehyde-1% paraformaldehyde solution(0.1M Millonig's phosphate buffer, pH 7.3) was perfused through the left ventricle and ascending aorta. Pieces of the tissue taken from the posterior region of the retina were fixed in 2.5% glutaraldehyde-1.5% paraformaldehyde(0.1M Millonig's phosphate buffer, pH 7.3) and 1% osmium tetroxide(0.1M Millonig's phosphate buffer, pH7.3), and embedded in araldite mixture. The ultrathin sections contrasted with uranyl acetate and lead citrate were observed with JEM 100 CX-II electron microscope. The results were as follow; 1. The morphological changes of the pigment epithelial cells were not pronounced after exposure to 3,000 rads of X-ray. But on the 6th hour after exposure to 6,000 rads of X-ray, bulging nuclear membrane protruding into the cytoplasm and nuclear chromatin clumped into numerous masses along the nuclear membrane were observed. At the 2nd and 6th day post-irradiation, partial cytolysis or necrosis were seen. 2. The thickness of the Bruch's membrane of the experimental groups were increased in the time and dose range covered by this study, and splitting or diffusing basal laminae of the choriocapillary layer were observed frequently in the experimental group. Above results suggest that large amount(6,000 rads) of head irradiation induce direct hazardous effects on the pigment epitherial cells and Bruch's membrane of the retina of the rat, but pigment epithelial cells are more radioresistant than Bruch's membrane.

• Applied Microscopy
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• 제29권1호
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• pp.11-23
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• 1999

머리 부분에 많은 양의 방사선을 조사 받은 흰쥐 뇌실막세포의 미세구조에 대하여 연구하였다. 체중 $200\sim250g$의 흰쥐를 실험동물로 사용하였고, 방사선 발생장치로는 Mitsubishi linear accelerator (ML-4MV)를 이용하였다. 실험군의 흰쥐는 sodium thiopental로 마취시킨 후 머리부분이 조사구역 $(30cm\times30cm)$ 안에 들도록 눕힌 후, 조사거리 80cm, 조사 깊이 1.2 cm의 조건에서 200 rad/min의 속도로 연속 조사하였다. 실험군에 따라 3,000 rad 또는 6,000 rad를 조사시킨 후 각각 6시간, 2일, 6일 후에 동물들을 희생시켰다. 희생시에는 마취된 흰쥐의 가슴을 열고 심장을 통한 관류고정을 시행하였고, 관류고정액은 1% glutaraldehyde-1% paraformaldehyde액을 사용했다. 고정된 뇌에서 가쪽뇌실벽 일부를 메어 관류고정액과 같은 고정액에 다시 고정한 후, 2% osmium tetroxide 액으로 이차고정 하였고, 이후 통상적인 방법으로 전자현미경 절편제작 및 염색과정을 거친 후 전자현미경으로 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 방사선조사후 6시간군부터 뇌실막세포는 종창현상을 보였고 섬모의 배열이 흐트러졌으며 부분적으로 세포질이 뇌실공간으로 돌출하였다. 2. 방사선조사후 2일군부터는 뇌실막세포의 종창현상이 심하며 뇌실막밑조직의 부종이 심했다. 3. 뇌실막세포의 돌출부분 세포질에는 섬모바닥체, 사립체, 세포질세망들이 들어 있었다. 4. 방사선조사군에서는 확장된 뇌실막세포사이공간을 통하여 뇌실막밑층의 축삭성분 등이 뇌실속 까지도 돌출하였다. 이와 같은 결과로 보아 방사선조사에 의해 뇌실막세포에는 심각한 형태학적 변화가 초래되며, 이로써 뇌실질과 뇌척수액사이의 대사관문이 교란될 것으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권2호
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• pp.123-129
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• 2010

목 적: 방사선 치료의 선량평가를 위해 사용되는 Optically stimulated luminescent dosimeters (OSLD) 선량 특성을 분석하여, 선량 측정의 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: $NanoDot^{TM}$와 $Inlight^{TM}$MicroStar Reader, Solid Water Phantom, 의료용 선형가속기 $TRYLOGY^{(R)}$를 사용하였다. 측정 조건은 OSLD를 Solid Water Phantom의 $D_{max}$ 깊이에 위치시킨 후 SSD는 100 cm, Field size는 $10{\times}10\;cm^2$로 하고 300 MU/min으로 6 MV 광자선, 100 cGy의 방사선을 조사하였다. OSLD를 10분 마다 판독하면서 변화값을 측정하였고, OSLD에 선량을 50 cGy와 100 cGy씩 누적시켜 판독하였다. 또한 에너지 의존성은 6 MV, 15 MV, 4~20 MeV를 사용하였다. 선량률은 100~1,000 MU/min로 변화시키면서 측정하였다. 광자선 6 MV의 PDD의 변화를 측정하기 위해 OSLD와 전리함(Ionization chamber) (FC 65P-747)을 사용하였다. 결 과: 시간의 경과에 따른 OSLD의 재현성은 ${\pm}2.5%$였다. OSLD의 선량에 대한 선형성(linearity)을 평가한 결과 300 cGy까지는 선형적으로 증가하였고, 300 cGy 이상에서는 초선형적(supralinearity)으로 증가하였다. 에너지 의존성은 ${\pm}2%$ 이내였고 선량율 의존성은 ${\pm}3%$ 이내였다. 6 MV 광자선에 대하여 OSLD로 측정한 $PDD_{10}$은 66.7%, $PDD_{20}$은 38.4%였고 전리함(Ionization chamber)으로 측정한 $PDD_{10}$은 66.6%, $PDD_{20}$은 38.3%였다. 결 론: OSLD의 특성을 분석한 결과 시간, 에너지, 선량률의 변화에 따른 차이는 ${\pm}3%$ 이내였으며 전리함(Ionization chamber)과 비교한 PDD는 0.3% 이내였다. 또한 300 cGy까지는 선량이 선형적으로 증가하였다. OSLD는 여러 번 반복 측정이 가능하였고 측정과 판독이 용이하여 선량계로서 유용성을 확인하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권1호
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• pp.71-79
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• 1998

목적 : 비 상업용 3차원 컴퓨터치료계획시스템인 Plunc의 구축 사례를 소개하고 이의 임상적용 가능성에 대하여 검증하고자 한다. 대상 및 방법 : 미국 North Carolina 대학에서 개발된 3차원 치료계획시스템인 Plunc의 소스코드를 제공받아, PC용 Unix인 Linux 환경의 Pentium Pro 200MHz(128MB RAM, Millennium VGA)에서 설치하였다. 본과의 6MV 광자선(Siemens MXE 6740)에 대한 출력인자, 최대산란비, 최대산란인자, 쐐기의 모양 및 감쇄인자 등의 빔데이터를 입력한 후, 일반적인 치료조건인 loom 깊이의 회전중심점에서의 심부선량백분율, 선량측면도, oblique 입사빔 및 공기간격 하에서의 선량계산 결과를 물팬톰에서의 측정치와 비교, 분석하였다. 결과 : Plunc는 원래 CT 영상데이터를 이용한 모의치료기로써 개발되어, 빔 설계가 매우 편리하도록 사용자 인터페이스가 구성되어 있으며, BEV, DRR 및 영상합성 등의 기능을 갖추고 있다. 선량계산은 10초 정도가 소요되는 3차원 선량분포나 선량체적히스토그람을 제외하고는 거의 실시간으로 실행되었다. Plunc에 의한 선량 계산 값을 측정값과 비교한 결과, 심부선량백분율의 경우, 선량증가영역을 제외하고는 $1\%$이내에서 일치하였다. 또한, 선량측면도의 경우, $5\%$가량의 선량감소를 나타내는 치료영역 크기 밖의 저선량 영역을 제외하고는 $2\%$ 이내에서 일치하였다. Oblique 입사 빔의 경우, 빔 중심축을 포함하는 평면상의 선량분포가 선량이 $30\%$ 이하인 영역을 제외하고는 비교적 잘 일치하였다. 공기간격을 통과한 빔에 대한 선량측면도의 비교 결과, 중심 축에서의 선량 값에 대해 $5\%$의 오차를 보였다. 결론 : Plunc의 광자선량계산의 정밀도는 일반적인 치료조건하에서 약 $2-5\%$ 내외의 오차로써, 측정치에 대한 보정에 근거한 알고리즘을 사용하는 일반 치료계획시스템과 비슷한 수준이라 사료된다. 현재로서는 전자선에 대한 선량계산이 불가능하기 때문에 완전한 형태의 치료계획시스템이 되기 위해서는 향후, 전자선에 대한 계산모듈의 개발과 광자선 선량계산 또한 보다 정밀한 선량계산이 가능한 컨벌루션 방법과 같은 3차원 선량계산모듈의 개발도 필요하다. Plunc는 상업용 3차원 치료계획 시스템의 사용이 현실적으로 어려운 여건의 병원에서 2차원 치료계획시스템과 상호 보완적으로 사용한다면 2차원 치료계획시스템이 갖는 많은 제약을 극복할 수 있을 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제21권1호
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• pp.75-81
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• 2003

목적 : 방사선에 의해 유도되는 림프구의 아포프토시스를 정상 성인의 말초 혈액에서 유세포계측검사로 측정할 때 소량의 혈액으로도 검사가 가능한가를 알아보고 선량 증가와 방사선조사 후 시간 경과에 따른 반응 정도를 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 대상 및 방법 : 건강한 성인 남녀 11명을 연구 대상으로 하여 말초혈액 10 mL에서 림프구를 분리하고 이를 각각 15개로 나누어서 실험하였다. 선형가속기를 이용하여 0.5, 1, 2, 5 GV의 방사선을 조사한 후 24, 48, 72시간 동안 배양하였다. 림프구의 아포프토시스를 정량적으로 측정하기 위해 유세포계측검사를 시행하였으며, 별도로 DNA fragmentation assay와 전자현미경검사를 이용하여 아포프토시스 소견을 추가로 관찰하였다. 결과 : 방사선을 조사하지 않았을 때의 자발성 아포프토시스율(%)은 배양 후 24, 48, 72시간이 경과함에 따라 증가하는 소견을 보였다(1.761${\pm}$0.16), 3.563${\pm}$0.564, 11.098${\pm}$2.8491. 또한 0.5, 1, 2, 5 eV의 방사선을 조사하여 24, 48, 72 시간 동안 배양한 후 측정한 아포프토시스율(%)은 선량 증가와 방사선조사 후 시간 경과에 따라 점차 증가하였다 방사선조사 후 24시간 후에 0.5~1, 1~2, 2~5 Gy구간의 아포프토시스율의 증가는 비교적 저 선량 영역인 0.5~1 1~2 Gy에서 2~5 Gy 구간보다 더 큰 기울기를 보였고, 48, 72시간 후에도 0.5~l Gy구간에서 가장 큰 기울기를 보였다.결론 : 유세포계측검사는 10 mL의 혈액으로 15개의 검사 결과를 낼 수 있었으므로 한 검사당 1 mL 미만의 혈액으로도 충분히 검사할 수 있겠으며, 방사선량 증가에 따라 반응의 정도도 증가하였으며, 아포프토시스 관찰 시기는 혈액 채취 후 24시간이나 48시간 후가 적절하다고 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제13권3호
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• pp.215-223
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• 1995

Purpose : The aim of this study was to assess the effectiveness, survival rate and complication of radiation in nasopharyngeal cancer. Materials and Methods : From January 1980 to May 1989. Fifty patients who had nasopharyngeal carcinoma treated with curative radiation therapy at Kosin Medical Center were retrospectively studied. Thirty seven patients($74{\%}$) were treated with radiation therapy alone(Group I) and 13 patients ($26{\%}$) treated with combination of chemotherapy and radiation (Group II). Age distribution was 16-75 years(median : 45.8 years). In histologic type, squamous cell carcinoma was in 30 patients($60{\%}$), undifferentiated carcinoma in 17 patients($34{\%}$), and lymphoepithelioma in 3 patients($6{\%}$). According t AJCC staging system. 4 patients($8{\%}$) were in $T_1$, 13 patients($26{\%}$) in $T_2$. 20 patients($40{\%}$) in $T_3$, 13 patients($26{\%}$) in $T_4$ and 7 patients($14{\%}$) in $N_0$, 6 patients($12{\%}$) $N_1$, 23 patients($46{\%}$) in $N_2$, 14 patients($28{\%}$) in $N_3$. Total radiation dose ranges were 5250-9200cGy(median : 7355 cGy) in Group I and 5360-8400cGy(median : 6758cGy) in Group II Radiotherapy on 4-6MV linear accelerator and/or 6-12MeV electron in boost radiation was given with conventional technique to 26 patients($52{\%}$), with hyperfractionation(115-120cGy/fr., 2times/day) to 16 patients($32{\%}$), with accelerated fractionation(160cGy/fr., 2 times/day) to 8 patients($16{\%}$). In chemotherapy, 5 FU 1000mg daily for 5 consecutive days, pepleomycin 10mg on days 1 and 3, and cisplatin 100mg on day 1 were administered with 3weeks interval, total 1 to 3 cycles(average 1.8cycles) prior to radiation therapy. Follow up duration was 6-140 months(mean : 58 months). Statistics was calculated with Chi-square and Fisher's exact test. Results : Complete local control rates in Group I and II were $75.7{\%},\;69.2{\%} Overall 5 year survival rates in Group I and II were $56.8{\%},\;30.8{\%}$. Five year survival rates by histologic type in Group I and II were $52.2{\%},\;14.3{\%}$ is squamous cell carcinoma and $54.5{\%},\;50{\%}$ in undifferentiated carcinoma. Survival rates in Group I were superior to those of Group II though there were not statistically significant. In both group, survival rates seem to be increased according to increasing total dose of radiation up to 7500cGy, but not increased beyond it. There were not statistically significant differences in survival rates by age, stage, and radiation techniques in both group. Twenty four patients($48{\%}$) experienced treatment failures. Complications were found in 12 patients($24{\%}$). The most common one was osteomyelitis(4 patients, $33.3{\%}$) involving mandible (3 patients) and maxilla(1 patient). Conclusion : Chemotherapy in combination with radiotherapy was found to be not effective to nasopharyngeal cancer and the survival rate was also inferior to that of radiation alone group though it was statistically not significant due to small population in chemotherapy combined group.