• 대한방사성의약품학회지
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• 제9권1호
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• pp.35-41
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• 2023

Photodynamic therapy (PDT), in which a photosensitizer (PS), light, and molecular oxygen are essential components, is a non-invasive and highly effective cancer therapeutic method. However, PDT suffers from the penetration limit of light caused by attenuation and scattering of light through tissues constraining its use to skin and endoscopically accessible cancers. Cerenkov luminescence (CL) is defined as the light illuminated when charged particles move in a dielectric medium at a velocity greater than the phase velocity of light. It is known that medical radioisotopes in preclinical and clinical settings have enough energy to generate CL, and lately, CL has been exploited as an excitation source for PDT without external light illumination. This review introduces state of the art studies of radioisotope-based PDT for cancer, in which radioisotopes are utilized as a light source.

• 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.

• 대한방사선치료학회지
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• 제16권1호
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• pp.51-56
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• 2004

상처 보호를 위해 환부에 부착하는 거즈가 체표 선량(skin dose) 및 심부 선량(최고 선량)에 미치는 영향을 조사하여 표재성 종양의 방사선 치료 시 bolus의 대용으로 이용 가능한지 알아보고자 한다. 4MV Photon(CL600C, Barian, US)을 대상으로 폴리스틸렌 팬톰(25(W) X25(L) X 40(H) cm3)과 평형 평판형 전리함(Markus chamber, PTW, US)을 이용하여 환부 부착용 거즈의 두께와 재질을 변화시키면서 체표선량 및 심부선량을 측정하였다. 거즈의 두께는 5장, 10장, 15장을 대상으로 하였으며 재질은 순수 거즈와 바셀린을 도포한 거즈를 구분하여 측정하였다. 또한 bolus 사용 시와 비교하기 위해 동일한 조건에서 bolus 0.5, 1.0 cm을 대상으로 표면선량 및 심부 선량을 측정하여 비교 분석하였다. 최고 선량점을 기준으로 체표 선량은 open beam일 경우 $34.78\%$, 거즈 5장, 10장, 15장 부착 시 각각 69, 80, $91\%$로 거즈 두께와 함께 증가하였다. 또한 바셀린 거즈 5장, 10장, 15장 부착시 각각 98, 100, $98\%$의 결과치가 나왔다. 한편, 0.5 cm bolus와 5장의 거즈를 조합하였을 때의 체표선량은 $96\%$로 측정되었다. 방사선 치료 시 체표에 부착한 거즈는 산란체로 작용하여 심부 선량의 변화 없이 체표선량을 증가시키는데 크게 기여하였다. 그러나 체표에 최고 선량을 조사하기 위해서는 많은 두께(약 15장 이상)의 거즈를 필요로 한다. 또한 바셀린 및 bolus의 사용으로 이러한 목적은 쉽게 얻을 수 있지만 심부 선량의 변화로 선량 계산 시 이에 대한 보정이 필요하다. 따라서 측정치를 기초로 목표 체표 선량과 환자의 setup효율성을 고려한 적절한 조건을 찾는다면 bolus대용으로 거즈를 이용하는 것이 치료의 효율성을 높이는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• 대한화장품학회지
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• 제42권1호
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• pp.9-13
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• 2016

마이셀을 이용한 가용화 제형은 화장품 산업에서 스킨 로션, 토너, 미스트 등 다양한 제형으로 이용되고 있다. 마이셀은 입자 자체가 매우 작기 때문에 효능 물질의 담지체 역할보다는 향을 가용화시키는 정도로 활용되고 있다. 본 연구에서는 효능 물질인 ${\beta}$-sitosterol을 담지 할 수 있는 새로운 마이셀을 개발하기 위하여 투명한 외관을 갖는 swollen micelle을 고려하였다. 특히, 효능 성분과의 용해도 계수를 고려하여 swollen micelle을 제조함으로써 난용성 효능 성분이 마이셀 내부에 안정하게 존재할 수 있는 새로운 방법을 개발하였다. 이렇게 만들어진 swollen micelle의 안정도는 동적광산란장치(dynamic light scattering, DLS)를 이용하여 확인하였고, 투명한 입자의 외관과 모양은 육안 관찰 및 cryo-TEM을 통해 확인하였다. 또한, DSC를 이용한 열분석을 통해 난용성 효능 성분인 ${\beta}$-sitosterol이 swollen micelle 내에서 안정하게 존재함을 확인하였다. 본 연구를 통해 용해도 계수를 고려한 swollen micelle은 난용성 효능 성분의 새로운 담지체로서 이용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제7권1호
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• pp.31-42
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• 2007

피부, 옷 등 실세계의 대부분의 물질들은 반투명한 재질로 되어있고, 부드러운 외양을 띄고 있다. 본 논문에서는 GPU 기반의 계층화 알고리즘을 통해, 양극 확산 (dipole diffusion) 기법에 기반한 표면 내에서의 빛의 산란에 의한 조명을 근사하여 반투명한 재질을 실시간에 렌더링하는 기법을 제안한다. 무수히 많은 수의 픽셀 빛 입자들은 GPU를 활용하여 쿼드트리로 계층화된다. 렌더링될 각 픽셀마다, 많은 빛 입자를 대신하여 좋은 화질로 근사할 수 있는 집합들을 선택하고, 이것을 사용하여 조명을 계산한다. 우리는 또한, 고해상도 이미지를 효율적으로 렌더링하기 위해 공간적 일관성과 early-z 컬링을 이용한 계층적 화면 보간 기법을 소개한다. 이를 위하여, 화면 정보를 GPU 상에서 계층화한다. 우리는 공간적 유사도가 높은 픽셀들을 하나의 픽셀로 렌더링함으로써 적응적으로 보간한다. 실험을 통해 빛 계층화를 통해 반투명한 물체를 실시간에 렌더링할 수 있음을 확인하였다. 화면 보간 기법은 동급 화질에서 렌더링 비용을 $2{\sim}4$배 정도 감소시켰다. 모든 과정은 GPU를 사용한 이미지 공간 상에서 빠르게 수행되며, 어떠한 긴 전처리과정도 필요하지 않는다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.943-948
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• 2021

본 연구는 방사성 동위원소인 ^99mTc, ¹⁸F가 주입된 환자에게서 나오는 감마선이 안정실 벽면 등의 높은 원자번호로 되어있는 물질과 밀착되어 증가하는 산란선으로 인한 표면 선량 변화를 알아보고자 하였다. NEMA 팬텀에 ^99mTc과 ¹⁸F을 각각 20, 10 mCi를 주입하여 준비한 뒤 지표면과 1 m 높이에 팬텀을 위치시키고 주위가 빈 공간인 경우와 벽면으로부터 0, 5, 10 cm 거리에 팬텀을 위치시키고 벽면과 마주 보는 팬텀의 동일한 위치에 25개의 OSLD NanoDot을 부착시켜 60분간 표면 선량을 측정하였다. 실험의 재현성을 위하여 각 5회 반복 실험하였으며, 유의성 검정을 위하여 일원 배치 분산분석 (one way Analysis of Variance; ANOVA)을 시행하고 사후 검정으로 Tukey를 사용하였다. 연구결과 주위가 빈 공간인 경우와 0, 5, 10 cm 였을 때 ^99mTc에서는 각각 220.268, 287.121, 243.957, 226.272 mGy의 표면 선량이 측정되었으며, ¹⁸F에서는 각각 637.111, 724.469, 657.107, 640.365 mGy로 측정되었다. 환자가 대기하는 동안 위치에 따른 표면 선량 변화를 줄이기 위해 환자와 밀착되는 땅바닥이나 벽면과의 거리를 10 cm 이상의 거리를 두거나, 에어매트리스 등을 설치하여 산란선을 최대한 예방하는 것이 필요하며, 향후 환자 대기실 및 안정실 등의 구조 설정 시에 벽면 등으로 인한 산란선을 고려해야 하며, 검사 이외에 외부피폭을 감소시킬 수 있다는 점을 증명한 것에 이 연구의 의의가 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.107-111
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• 2020

최근 고령화 사회가 진행이 되면서 건강과 진단에 대한 많은 관심이 증대되고 있다. 정확한 진단이 가능한 guided surgery를 위한 다양한 바이오 이미징 시스템 분야가 중요하게 대두되면서 정확한 측정과 실시간 확인 등이 가능한 형광 이미징 시스템이 중요한 분야로 대두되었다. 현재 사용되고 있는 부분은 NIR-I이 주를 이루고 있으나 분해능의 향상 및 깊고 정확하게 형광을 확인하기 위해서 NIR-II 부분의 연구를 많이 진행 중에 있다. 본 논문에서는 NIR-I과 NIR-II의 차이점과 광학적인 특성, 그리고 형광영상 시스템의 SBR(signal to background ration)에 대해서 NIR-II의 미(Mie) 산란을 유한요소(FEM)법을 이용하여 확인을 하였으며 최종적으로 Skin phantom을 제작 및 Fluorescence를 측정을 함으로써 SBR이 NIR-I보다 NIR-II 영역에서 16.2배 더 높은 것을 확인하였다. 형광 이미징 시스템의 SBR 증대는 NIR-I영역대 보다 NIR-II영역이 효과를 이룰 것으로 확인이 되며 이를 통해 guided surgery나 bio-sensor, 또한 형광을 이용한 전자부품의 결함을 확인할 수 있는 디바이스 등의 다양한 응용분야에 활용할 수 있을 것으로 예상한다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.68-73
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• 2002

In standard teletherapy, a treatment plan is generated with the aid of a treatment planning system, but it is common to perform an independent monitor unit verification calculation (MUVC). In exact analogy, we propose and demonstrate that a simple and accurate MUVC in Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT) is possible. We introduce a concept of Modified Clarkson Integration (MCI). In MCI, we exploit the rotational symmetry of scattering to simplify the dose calculation. For dose calculation along a central axis (CAX), we first replace the incident IMRT fluence by an azimuthally averaged fluence. Second, the Clarkson Integration is carried over annular sectors instead of over pie sectors. We wrote a computer code, implementing the MCI technique, in order to perform a MUVC for IMRT purposes. We applied the code to IMRT plans generated by CORVUS. The input to the code consists of CORVUS plan data (e.g., DMLC files, jaw settings, MU for each IMRT field, depth to isocenter for each IMRT field), and the output is dose contribution by individual IMRT field to the isocenter. The code uses measured beam data for Sc, Sp, TPR, (D/Mu)$\_$ref/ and includes effects from MLC transmission, and radiation field offset. On a 266 MHZ desktop computer, the code takes less than 15 sec to calculate a dose. The doses calculated with MCI algorithm agreed within +/- 3% with the doses calculated by CORVUS, which uses a 1cm x 1cm pencil beam in dose calculation. In the present version of MCI, skin contour variations and inhomogeneities were neglected.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권5호
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• pp.2335-2340
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• 2014

Paclitaxel is hydrophobic in nature and is recognized as a highly toxic anticancer drug, showing adverse effects in normal body sites. In this study, we developed a polymeric nano drug carrier for safe delivery of the paclitaxel to the cancer that releases the drug in a sustained manner and reduces side effects. N-isopropylacrylamide/vinyl pyrrolidone (NIPAAm/VP) nanoparticles were synthesized by radical polymerization. Physicochemical characterization of the polymeric nanoparticles was conducted using dynamic light scattering, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy and nuclear magnetic resonance, which confirmedpolymerization of formulated nanoparticles. Drug release was assessed using a spectrophotometer and cell viability assays were carried out on the MCF-7 breast cancer and B16F0 skin cancer cell lines. NIPAAm/VP nanoparticles demonstrated a size distribution in the 65-108 nm range and surface charge measured -15.4 mV. SEM showed the nanoparticles to be spherical in shape with a slow drug release of ~70% in PBS at $38^{\circ}C$ over 96 h. Drug loaded nanoparticles were associated with increased viability of MCF-7 and B16F0 cells in comparison to free paclitaxel. Nano loaded paclitaxel shows high therapeutic efficiency by sustained release action for the longer period of time, i increasing its efficacy and biocompatibility for human cancer therapy. Therefore, paclitaxel loaded (NIPAAm/VP) nanoparticles may provide opportunities to expand delivery of the drug for clinical selection.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권4호
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• pp.289-295
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• 2013

Although low-level laser therapy (LLLT) has been a valuable therapeutic technology in the clinic, its efficacy may be reduced in deep tissue layers due to strong light scattering which limits the photon density. In order to enhance the photon density in deep tissue layers, this study developed an optical tissue clearing (OTC) laser probe (OTCLP) system which can utilize four different OTC methods: 1) tissue temperature control from 40 to $10^{\circ}C$; 2) laser pulse frequency from 5 to 30 Hz; 3) glycerol injection at a local region; and 4) a combination of the aforementioned three methods. The efficacy of the OTC methods was evaluated and compared by investigating laser beam profiles in ex-vivo porcine skin samples. Results demonstrated that total (peak) intensity at full width at half maximum of laser beam profile when compared to control data was increased: 1) 1.21(1.39)-fold at $10^{\circ}C$; 2) 1.22 (1.49)-fold at a laser pulse frequency of 5 Hz; 3) 1.64 (2.41)-fold with 95% glycerol injection; 4) 1.86 (3.4)-fold with the combination method. In conclusion, the OTCLP system successfully improved the laser photon density in deep tissue layers and may be utilized as a useful tool in LLLT by increasing laser photon density.