• 제목/요약/키워드: Low Dose Radiation

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3D 프린터를 이용한 Customized Bolus 제작에 관한 연구 (A Study on Developing Customized Bolus using 3D Printers)

  • 정상민;양진호;이승현;김진욱;염두석
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.61-71
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    • 2015
  • 목 적 : 3D 프린터는 입력한 도면을 바탕으로 3차원의 입체 모델을 만들어 낼 수 있는 장비이다. 이러한 특징을 이용하여 방사선치료시 bolus 사용으로 인한 피부와 bolus 사이의 air gap을 최소화 할 수 있는 bolus 제작이 가능하다. 이에 본 연구에서는 3D 프린터를 이용하여 customized bolus를 제작하여 air gap과 target 선량을 상품화된 1 cm bolus와 비교하고자 한다. 대상 및 방법 : 왼쪽 chest wall에 돌출된 종양이 있는 RANDO phantom을 CT 모의치료기를 이용하여 영상 획득 후, CT DICOM 파일을 3D 프린터에 필요한 STL 파일로 변환시켰다. 이것을 이용하여 치료부위의 체표윤곽과 일치하면서 1 cm 두께를 유지하는 customized bolus 주형틀을 3D 프린터로 제작한 후 paraffin wax를 녹여 customized bolus를 만들었다. 이렇게 만들어진 customized bolus와 상품화된 1 cm bolus의 air gap을 확인하였고, air gap으로 인한 차이를 Eclipse를 이용하여 치료계획상 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$$V_{95%}$를 비교하였다. 결 과 : customized bolus 제작 기간은 약 3일이 소요되었다. air gap 총 용적은 customized bolus는 평균 $3.9cm^3$, 상품화된 1 cm bolus는 평균 $29.6cm^3$이었다. 상품화된 1 cm bolus를 사용할 때보다 3D 프린터를 이용하여 제작한 customized bolus를 사용하는 것이 air gap을 최소화시켰다. 6 MV photon에서 customized bolus의 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$, $V_{95%}$는 각각 102.8%, 88.1%, 99.1%, 95.0%, 94.4%이었고, 상품화된 1 cm bolus의 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$, $V_{95%}$는 101.4%, 92.0%, 98.2%, 95.2%, 95.7%이었다. proton의 경우 customized bolus의 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$, $V_{95%}$는 각각 104.1%, 84.0%, 101.2%, 95.1%, 99.8%이었고, 상품화된 1 cm bolus의 $D_{max}$, $D_{min}$, $D_{mean}$, $D_{95%}$, $V_{95%}$는 104.8%, 87.9%, 101.5%, 94.9%, 99.9%이었다. 이처럼 치료계획에서 customized bolus와 1 cm bolus 모두 GTV의 선량은 큰 차이를 보이지 않았다. 그러나 GTV에 인접한 정상조직은 customized bolus의 선량이 더 적게 나타났다. 결 론 : 3D 프린터를 이용한 customized bolus가 표면이 일정하지 않은 치료부위에 사용 할 때 air gap을 줄이는 효과를 나타냈다. 그렇지만 상품화된 bolus와 피부 사이에 생기는 air gap은 target에서의 선량의 변화를 일으킬 만큼 많은 양이 아님을 알 수 있었다. 반면 chest wall에서는 air gap이 적을수록 선량이 감소함을 확인 할 수 있었다. customized bolus 제작 기간은 3일이 걸렸고, 고가의 제작비용이 든다는 문제점이 발생하였다. 따라서 3D 프린터 customized bolus의 상용화를 위해서는 저비용이고, bolus 사용으로 적합한 3D 프린터 재료 모색의 필요성이 있다고 사료된다.

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보조지표를 활용한 중·저준위 처분시설 성능평가: 방사성 핵종 플럭스 사례연구 (Performance Assessment of Low- and Intermediate-Level Radioactive Waste Disposal Facility in Korea by Using Complementary Indicator: Case Study with Radionuclide Flux)

  • 정강일;정미선;박진백
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.73-86
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    • 2015
  • 방사성폐기물 처분시설을 보유하고 있는 국가들은 방사성폐기물 처분시설 시스템의 이해도 제고 및 신뢰성 증진을 위해서는 다양한 보조지표를 선정하여 평가하고 있다. 본 논문에서는 처분시설에 적용되는 국외 처분시설의 보조지표들을 조사하고, 우리나라 월성 중·저준위 방사성폐기물 처분시설에서 근계지역의 공학적 방벽과 원계지역의 자연방벽 성능평가를 위해 연속적인 방벽에서의 방사성 핵종 이동을 보여줄 수 있는 방벽 간의 방사성 핵종 플럭스를 보조안전지표로 선정하여 적용하였다. 처분시설의 정상시나리오를 콘크리트 사일로의 건전조건과 열화조건으로 나누어 방벽별 성능평가를 수행하였으며, 방사성 핵종에서 방벽별 지연성능 기여도를 확인하였다. 콘크리트가 건전한 경우에서 공학적 방벽의 방벽별 상세성능을 파악하였으며, 열화콘크리트의 경우, 공학적 방벽의 성능저하도 및 자연암반과의 상대적 중요도를 정량적으로 확인하였다. 향후본 연구 결과는 2단계 표층처분시설 설계 최적화 및 방벽성능의 검증방법으로 활용할 수 있다. 아울러, 향후에는 처분시설의 Safety Case 구축과 안전성의 이해 제고 및 신뢰성 증진을 위하여 지속적으로 보조지표를 추가 선정하여 평가하고자 한다.

방사선 조사시 산소가 세포에 미치는 영향의 이론적 분석 (A Theoretical Study for Estimation of Oxygen Effect in Radiation Therapy)

  • Rena J. Lee;HyunSuk Suh
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제11권2호
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    • pp.157-165
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    • 2000
  • 목적: 방사선조사에 의해 형성된 DNA 손상정도가 산소에 의해 변화되는 추세을 이론적 모델을 이용하여 평가 및 분석하였다. 방법 및 대상: Water radiolysis(물의 방사성분해)시 생성되는 유리기 들간의 반응, 손상된 DNA의 형성, 손상의 복구, 및 산소에 의한 손상의 고정들을 시간 미분 방정식을 이용하여 표현하였다. 문헌에 나와 있는 반응상수(rate constants)들은 그대로 사용되었고 알려지지 않은 상수들은 실험에서 얻어진 데이터에서 얻은 곡선을 대입하여 얻었다. 화학반응상수 변화와 산소농도변화에 따른 세포 생존도를 구하였다. 모델을 통해 얻어진 세포 생존도와 방사선량의 상관관계를 세포 생존곡선으로 표시하였다. 산소에 의한 손상의 fixation(고착화)과정과 산소농도가 세포생존에 미치는 영향을 분석하여 보았다. 산소가 세포생존에 미치는 정도를 정량화 하기 위하여 산소증가효과비(Oxygen Ehhancement Ratio, OER)를 계산하여 실험치와 이론치를 비교하였다. 결과: 산소에 대한 민감성 연구에서 DNA생존도는 산소의 농도와 화학반응속도상수에 영향을 받았다. 산소의 농도가 0에서 1.0 $\times$ $10^{7}$ 으로 변화할 때 세포 생존도에는 변화가 없었다. 그러나 1.0 x $10^{7}$ 에서 1.0 $\times$ $10^{10}$ 변화할 경우 세포의 생존률이 감소하였다. 모의연구에서 얻은 OER치는 10% 세포생존시에는 2.32, 45% 세포생존시에는 1.9 이었다. 결론: 산소의 감수성 연구에서 보여주듯이 방정식을 이용하여 얻어진 새포생존곡선은 실험에서 얻어진 세포생존곡선을 재연할 수 있었다 또한 방사선조사시 생성되는 손상된 세포의 양은 산소 반응상수가 가장 크고 산소농도가 증가되는 경우에 증가됨을 알수있었다. 모의연구에서 얻은 산소증가효과비는 세포생존이 low level인 경우 높은 일치성을 보여 주었다 따라서 본 연구는 세포살해시 산소의 효과를 semi-empirical 모델을 사용하여 예측할수 있다는 것을 보여주고 있다.

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뇌 신경교종의 수술 후 방사선치료 (Postoperative Radiotherapy for Low Grade Glioma of the Brain)

  • 전하정;이명자
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제18권2호
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    • pp.79-84
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    • 2000
  • 목적 : 뇌 신경교종에 대한 방사선치료 효과를 평가하고 최적의 방사선 치료 방법을 알아보고자 함이 본 연구의 목적이다. 대상 및 방법 : 1985년 6월부터 1998년 5월까지 본원 치료방사선과에서 수술후 외부 방사선 치료를 받은 72명의 뇌 신경교종 환자를 후향적으로 분석하였다. 환자 나이의 중앙값은 37세였으며 남녀비는 41명대 31명였다. 15명의 환자에서는 조직검사만을 시행하였고 나머지 57명의 환자에서는 아절제술을 시행하였다. 조직검사 소견에 따른 환자의 분포는 성세포종 환자가 42명였으며 혼합 핍지신경교종 환자는 19명, 핍지신경교종 환자는 11명였다. 2명의 환자는 뇌전체를 조사받은후 축소조사야로 치료를 받았고 70명의 환자는 처음부터 부분 조사를 시행하였다. 모든 환자는 하루에 한 번 전통적인 방사선 분할요법으로 치료하였다. 대부분의 환자는 5000$\~$5500 cGy의 총 방사선양을 조사받았다. 결과 : 72명 전체 환자의 5년 및 7년 생존율은 61$\%$ 및 50$\%$였고 무병 생존율은 5년과 7년에서 각각53$\%$ 및 45$\%$였다. 성세포종, 혼합 핍지신경교종 및 핍지신경교종의 5년과 7년 생존율은 각각 48$\%$ 와 45$\%$, 76\$\%$ 와 55$\%$, 및 80$\%$ 와 52$\%$였다. 아절제술을 시행한 환자는 조직검사만을 시행한 환자와 비교하여 높은 생존율을 나타내었다. 아절제술을 시행한 57명 환자의 5년 생존율은 67$\%$였고 조직검사만을 시행받은 15명 환자의 5년생존율은 43$\%$였다. 40세 이하 46명의 환자는 5년생존율이 69$\%$로서 41세 이상 26명의 환자에서의 5년생존율 45$\%$보다 좋은 생존율을 나타내었다. 비록 환자 한명이 치료중 치료를 중단하였으나 유의한 방사선치료에 의한 급성합병증은 관찰되지 않았다. 결론 : 뇌 신경교종의 수술후 방사선치료는 안전하고 효과적인 치료요법였다. 그러나 뇌 신경교종 환자에서 최적의 방사선 시기 및 계획을 수립하고 서로 다른 치료방침에 맞는 환자를 구분하기 위하여 보다 잘 짜여진 선행적 임상연구가 필요하리라 사료된다.

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평균 유선선량 측정방법의 표준화 및 유방 두께, 실질양상과의 상관관계 분석 (Standardization of the Method of Measuring Average Glandular Dose (AGD) and Evaluation of the Breast Composition and Thickness for AGD)

  • 박혜숙;김희중;이창래;조효민;유아람
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제20권1호
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    • pp.21-29
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    • 2009
  • 유방암은 우리나라 여성에게 발생하는 암 중에서 발병률이 높은 암이다. 따라서 유방자가진단, 임상적 검사, 유방 X선촬영 등과 같은 유방암 초기 검출검사는 중요하다. 이들 중 유방 X선촬영은 무자각증상 시기에 유방암 초기 검출을 위해 40대 이상의 여성들에게 매년마다 시행하기를 권고하고 있다. 그러나 유방의 유선조직은 방사선 민감성 조직이다. 이에 유방 X선촬영장치의 평가 중 평균 유선선량 측정은 매우 중요한 부분이 된다. 평균 유선선량의 직접측정은 어렵기 때문에 incident air kerma 측정, 적절한 변환계수 등을 적용하여 계산하게 된다. 따라서 본 연구의 첫 번째 목적은 평균 유선선량의 측정 방법의 표준화이다. 두 번째는 몬테칼로 시뮬레이션을 이용하여 평균 유선선량과 유방 실질양상 및 두께와 의 상관관계를 분석하고자 했다. 본 연구 결과, IAEA 가이드라인(CoP)에 따라 평균 유선선량 측정방법을 제시하였다. 전반적으로 우리나라는 유방촬영 시 받는 평균 유선선량이 식품의약품안전청 및 한국의료영상품질관리원에서 제시하는 3mGy 이하로 측정되었다. 측정된 평균 유선선량과 시뮬레이션된 평균 유선선량은 각각 1.7과 1.6 mGy로 큰 차이를 보이지 않았다. 시뮬레이션된 평균 유선선량은 주로 유방의 유선조직의 비율에 따라 의존한다. 유방의 glandularity 증가에 따라 낮은 에너지의 광자의 흡수가 증가하여 평균 유선선량도 증가하였다. 또한 유방의 두께가 두꺼울수록 평균 유선선량은 증가하였다. 결과적으로, 본 연구는 유방촬영의 진단 참고준위 확립을 위한 기초자료로 활용될 것이다.

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Low-dose radiation activates Nrf1/2 through reactive species and the Ca2+/ERK1/2 signaling pathway in human skin fibroblast cells

  • Lee, Eun Kyeong;Kim, Jin-Ah;Park, Seong Joon;Kim, Jeung Ki;Heo, Kyu;Yang, Kwang Mo;Son, Tae Gen
    • BMB Reports
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    • 제46권5호
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    • pp.258-263
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    • 2013
  • In the current study, we explored the effect of LDR on the activation of Nrfs transcription factor involved in cellular redox events. Experiments were carried out utilizing 0.05 and 0.5 Gy X-ray irradiated normal human skin fibroblast HS27 cells. The results showed LDR induced Nrf1 and Nrf2 activation and expression of antioxidant genes HO-1, Mn-SOD, and NQO1. In particular, 0.05 Gy-irradiation increased only Nrf1 activation, but 0.5 Gy induced both Nrf1 and Nrf2 activation. LDR-mediated Nrf1/2 activation was accompanied by reactive species (RS) generation and $Ca^{2+}$ flux. This effect was abolished in the presence of N-acetyl-cysteine and BAPTA- AM. Furthermore, Nrf1/2 activation by LDR was suppressed by PD98059, an inhibitor of ERK1/2. In conclusion, LDR induces Nrf1 and Nrf2 activation and expression of Nrf-regulated antioxidant defense genes through RS and $Ca^{2+}$/ERK1/2 pathways, suggesting new insights into the molecular mechanism underlying the beneficial role of LDR in HS27 cells.

마늘, Se 및 비타민 E가 동물영양에 미치는 효과 (Some Aspects of Dietary Garlic, Selenium and Tocopherol, in the Nutrition of Animal)

  • 전세열
    • 한국식품과학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.119-128
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    • 1973
  • 마늘은 강장(强壯), 강정(强精) 식품으로 인정되어 왔으나 그 원인은 아직 미지이다. 여기에는 비타민 E와 밀접한 연관성이 있는 Se 함유아미노산에 기인됨을 가정하고 병아리에 비타민 E, Se 및 마늘을 투여하여 각 장기에 대한 Se 의 함량을 조사하였다. 마늘을 투여한 동물은 Se 및 비타민 E와 Se 투여군보다 Se 함량이 많으며 특히 정소에는 수배이나 축적됨으로 정력제로 될수 있는 요인이 된다고 본다. 쥐에 Se를 $2\;{\mu}g/ml\;(Na_2SeO_3\;Na_2SeO_4)$ 투여하여 성장 및 생존에 미치는 영향을 조사하였다. Se 투여군에서 숫쥐는 성장 및 치사에 영향이 없지만 암쥐는 성장이 훨씬 저하되었다. 본 실험결과 마늘이 정력제에 작용을 하는 것은 Se 함유 아미노산 함량이 풍부함으로 이것이 비타민 E의 작용과 같이 불임(不姙)을 막고 노쇠한 모세혈관을 회복시키는 역할을 상승시켜 주는 것으로 간주된다. 여기서는 Se, 비타민 E, 마늘에 대한 동물의 기능에 영향을 관찰 한 것을 보고 한다.

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몬테카를로 모의 모사를 이용한 의료용 사이클로트론의 Targetry 방사화 및 피폭선량 분석 (A Study of Targetry Activation and Dose Analysis of PET Cyclotron Using Monte Carlo Simulation)

  • 장동근;김동현
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.565-573
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    • 2018
  • 의료용 사이크로트론은 방사성의약품을 생산하기 위해 양성자를 고속으로 가속시켜 핵반응을 일으키게 되며, 핵반응을 통해 불필요한 중성자가 발생하게 된다. 중성자는 사이클로트론의 부품에 방사화를 일으키는 원인으로 종사자들의 피폭의 원인이 된다. 이에 본 연구에서는 핵반응이 일어나는 Targetry 부품들인 Aluminum body, Silver body, Havar foil의 방사화 정도를 분석하여 피폭선량을 알아보고자 하였다. 실험결과 Aluminum body와 Silver body는 방사화된 핵종들의 에너지가 작고, 반감기가 짧아 종사들에게 미치는 선량이 미미하였으며, 재사용하는데 문제가 없었다. 하지만 Havar foil의 경우 방사화된 핵종들의 에너지가 높고 반감기가 길어 종사자들에게 미치는 영향이 매우 높았으며, 방사성폐기물로써 특별한 관리가 필용한 것으로 나타났다.

몰리브덴(Mo) 특성방사선 획득을 위한 다층박막 거울의 최적 설계 및 공차 분석 (Optimum Design and Tolerance Analysis of Multilayer Mirror for Obtaining Characteristic X-ray of 17.5 keV)

  • 천권수
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제3권4호
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    • pp.23-28
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    • 2009
  • 단색 엑스선은 적은 방사선 피폭으로 대조도가 높은 의료영상을 만들 수 있다. 엑스선 튜브와 다층박막 거울을 결합하면 높은 플루언스의 단색 엑스선을 얻을 수 있다. 몰리브덴(Mo) 타깃을 갖는 엑스선 튜브에서 Mo 특성방사선(17.5keV)을 높은 반사율로 획득하기 위한 W/C 다층박막 거울의 최적화를 수행하였다. 반사율이 최대가 되는 조건에서 두께주기와 두께비를 결정하였다. 최적 설계된 다층박막 거울에 대한 두께주기와 브래그 정렬에 대한 공차를 구하였다. 증착(deposition) 공차 0.2nm와 회전정렬 공차 ${\pm}0.01^{\circ}$에서 이론 반사율의 85% 이상에 해당하는 반사율이 얻어질 수 있다. 다층박막 거울을 이용하면 높은 플루언스의 특성방사선을 얻어 낼 수 있기 때문에 의료영상 획득 장치에 많이 사용될 것이다.

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사이클로트론실에서의 중성자계측기 선량 측정비교 연구 (Comparative study on Measured Radiation by Neutron Surveymeters in a Cyclotron Room)

  • 지남준;안성민
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.331-337
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    • 2015
  • 사이클로트론 가동 시 발생되는 중성자 선량을 고정형계측기와 휴대용계측기를 이용하여 비교 평가 하고, 계측기 간의 선량의 측정치가 차이가 있는지 알아보고자 이 연구를 진행하게 되었다. 실험 기간 중 휴대형 계측기의 교정은 3회 실시하였으며 각 회별 12회, 총 36회의 측정값을 2012년 6월부터 2014년 2월까지 2주에 1회씩 고정형과 휴대형을 이용하여 선량을 측정 비교 하였다. 휴대형과 고정형 계측기의 각 회차에서 측정 결과 통계치가 각 0.186, 0.511, 0.057로 통계적으로 유의하지 않다는 결과를 얻었다. 휴대형 계측기의 교정주기에 맞춰 고정형계측기의 편차가 없다면 고정형계측기는 굳이 교정을 받지 않아도 된다는 결론을 얻었다. 또한 고비용이 드는 중성자계측기를 설치하는 것 보다 상대적으로 저비용인 Alarm meter를 설치하여 관심준위이상 계측이 되었을 때 휴대형계측기로 측정을 한다면 사회적 비용의 절감되는 효과도 있으리라 판단된다.