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암세포에서 Retroviral Vector를 이용한 종양괴사인자 유전자 이입후 획득된 종양괴사인자 내성의 기전 (The Mechanisms of Resistance to TNF in TNF-Sensitive Cancer Cells Transfected with TNF-$\alpha$ Gene Using Retroviral Vector)

  • 이혁표;오연목;유철규;김영환;심영수;한성구
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제44권3호
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    • pp.547-558
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    • 1997
  • 연구배경 : 종양괴사인자(tumor necrosis factor ; TNF)는 다양한 생물학적 기능을 가지고 있는바, 그 중 생체외에서 증명된 뚜렷한 항암효과로 말미암아 최근 항암유전자요법의 중요한 대상으로 관심을 모으고 있다. 그러나 유전자 이입의 기술적 문제로 생체외에서 암세포에 유전자 이입을 시행한 후 이를 다시 환자의 생체내로 이식하는 방법이 연구의 주종을 이루고 있다. 그러나 저지들의 과거의 연구를 포함한 여러 연구에서 TNF가 이입된 암세포는 TNF에 대해 내성을 보이는 것으로 증명되었다. 이 획득내성의 기전을 밝히는 것이 종양생물학의 이해를 넓히고 보다 효과적인 항암유전자 요법을 개발하기 위한 매우 중요한 과제로 생각된다. 저자들은 TNF 유전자 이입에 따른 암세포의 TNF에 대한 획득 내성에 새로운 방어단백질의 합성이 관여하는 지를 규명하고자 본 실험을 수행하였다. 방 법 : TNF에 감수성을 보이는 생쥐 섬유육종 세포주인 WEHI164에 TNF-$\alpha$ 유전자를 retroviral vector를 이용하여 이입하고 TNF의 발현을 시도하여 PCR, ELISA, MTT assay로 확인하였고, TNF 유전자가 이입된 세포(WEHI164-TNF)는 TNF에 내성을 보이는지 역시 MTT assay로 검증하였다. WEHI164-TNF세포를 transcription 억제제인 actinomycin D와 translation 억제제인 cycloheximide로 처리한 후 역시 MTT assay로 TNF에 대한 감수성에 변화를 보이는지 확인하였다. 결 과 : 1) TNF-$\alpha$ 유전자 이업 및 발현 확인 PCR을 시행한 결과 TNF 유전자가 이입된 WEHI164-TNF 세포주는 790 base pair 크기의 진한 DNA band를 보인 반면 모세포주는 보이지 않아서 retroviral vector를 이용한 유전자 이입이 DNA 수준에서 이루어졌음을 확인할 수 있었다. 그리고 WEHI164-TNF의 배양상층액에서 TNF양을 ELISA와 MTT assay로 측정한 결과, 생물학적 활성을 지닌 TNF를 $10.9{\pm}1.47ng/24hr/10^6cells$ 생산함을 알 수 있었다. 2) TNF 유전자 이입 전후, 암세포의 TNF에 대한 감수성 비교 TNF 농도 100ng/ml 에서 모세포는 $73{\pm}5%$의 세포독성을 보인 반면 WEHI164-TNF 세포는 $3{\pm}2%$의 세포독성을 보여 통계적으로 유의하게 (p < 0.00) TNF에 대한 내성을 획득함을 알 수 있었다. 3) TNF 유전자 이입 후 획득된 TNF에 대한 내성의 기전 WEHI164-TNF 세포를 actinomycin D로 처리한 경우 TNF 농도 10ng/ml과 100ng/ml에서 각각 $24{\pm}7%$, $44{\pm}6%$의 세포독성을 보여 control의 $6{\pm}2%$, $17{\pm}2%$보다 통계적으로 유의하게(p < 0.01) TNF에 대한 감수성이 부분적으로 회복됨을 관찰할 수 있었다. 그러나 cycloheximide로 처리한 경우에서는 TNF에 대한 감수성에 변화를 관찰할 수 없었다. 결 론 : TNF에 감수성을 보이는 암세포주인 WEHI164에 TNF 유전자를 이입하여 TNF를 발현하게 하였을 때 그 세포 자신은 TNF에 대해 내성을 획득하게되며 이에는 미지의 방어단백질의 합성이 일부 관여할 것으로 판단된다.

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TNF에 대한 내성획득에서 MnSOD의 역할에 관한 연구 (The Role of MnSOD in the Mechanisms of Acquired Resistance to TNF)

  • 이혁표;유철규;김영환;한성구;심영수
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제44권6호
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    • pp.1353-1365
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    • 1997
  • 연구배경 : 종양괴사인자(tumor necrosis factor ; TNF)는 다양한 생물학적 기능을 가지고 있는 바, 그 중 생체 외에서 증명된 뚜렷한 항암 효과로 말미암아 최근 항암 유전자요법의 중요한 대상으로 관심을 모으고 있다. 현재 유전자 이입의 기술적 문제로 생체 외에서 암세포에 유전자 이입을 시행한 후 이를 다시 환자의 생체내로 이식하는 방법이 연구의 주종을 이루고 있다. 그러나 저자들의 과거의 연구를 포함한 여러 연구에서 TNF가 이입된 암세포는 TNF에 대해 내성을 보이는 이에는 새로이 방어 단백질을 합성하는 것이 관여할 것이라는 시사가 있었다. 이 획득내성의 기전을 밝히는 것이 종양생물학의 이해를 넓히고 보다 효과적인 항암 유전자요법을 개발하기위한 매우 중요한 과제로 생각된다. 저자들은 TNF 유전자 이입에 따른 암세포의 TNF에 대한 획득내성에, 일부 세포에서 TNF에 의해 발현이 유도된다는 것이 밝혀진, 항산화효소의 하나인 MnSOD의 발현의 변화가 관여하는 지를 규명하고자 본 실험을 수행하였다. 방 법 : TNF에 다양한 감수성을 보이는 인체 및 생쥐 기원의 4가지 암세포주(WEHI164, NCI-H2058, A549, ME180)에 TNF-$\alpha$ 유전자를 retroviral 이용하여 이입하고 TNF의 발현을 시도하여 PCR, ELISA, MTT assay로 확인하였고, TNF 유전자가 이입된 세포(WEHI164-TNF, NCI-H2058-TNF, A549-TNF, ME180-TNF)는 TNF에 내성을 보이는지 역시 MTT assay로 검증하였다. TNF 유전자 이입 전후의 MnSOD mRNA 발현의 차이는 Northern blot analysis를 통하여 비교하였다. 결 과 : 1) TNF-$\alpha$ 유천자 이입 및 발현 확인 PCR을 시행한 결과 TNF 유전자가 이입된 각 세포 790 base pair 표기의 진한 DNA band를 보인 반면 모세포주는 보이지 않아서 retroviral vector를 이용한 유전자 이입이 DNA 수준에서 이루어 있었다. 그리고 TNF 유전자가 이입된 세포의 배양상층액에서 TNF양을 ELISA로 측정한 결과 TNF를 세포에 따라 1.91ng/24hr/$10^6\;cells$에서 3.91ng/24hr/$10^6\;cells$ 생산함을 알 수 있었다. 2) TNF 유전자 이입 전후, 암세포의 TNF에 대한 감수성 비교 TNF 농도 100ng/ml에서 WEHI164-TNF와 ME180-TNF 세포는 통계적으로 유의하게 (p<0.01) TNF에 대한 내성을 획득함을 알 수 있었다. 3) TNF 유전자 이입 전후외 MnSOD mRNA 발현양상 TNF에 감수성을 보이는 WEHl164와 ME180세포는 TNF 유전자 이입 후에 MnSOD mRNA 발현이 증가되지 않았으며, TNF에 내성을 보이는 NCIH2058과 A549 세포는 TNF 유전자 이입 후에 MnSOD mRNA 발현의 증가가 관찰되었으나 이는 모세포에 외부에서 TNF를 주었을 때도 관찰되었다. 결 론 : 세포주에 TNF 유전자를 이입하여 TNF를 발현하게 하였을때 세포 자신은 TNF에 대해 내성을 하게 되는데, 이 획득내성은 MnSOD 발현 능력의 향상에 의한 것은 아닐 것으로 판단되나 각 세포주의 자연 상태의 TNF에 대한 감수성 여부는 MnSOD의 발현 차이가 관련될 것으로 생각된다.

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반복 유산 및 착상실패를 보이는 환자에서 Th1 면역반응에 대한 연구 (Predominant T Helper 1 Immune Response in Women with Reproductive Failures)

  • 한애라;양광문;곽영희
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제37권3호
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    • pp.231-237
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    • 2010
  • 목 적: 반복적 유산 또는 반복적 착상실패 환자의 T 림프구의 Th1 면역반응 정도를 알아보고, T 림프구 활성 정도를 분석하고자 하였다. 연구방법: 반복적 유산 및 반복적 착상실패를 경험한 37명의 환자를 연구군으로 설정하고, 유산이나 불임의 병력이 없이 정상분만의 경력이 있는 11명의 가임 여성을 대조군으로 모집하였다. 유세포분석기를 이용하여, 이들의 말초혈액 중 T helper 세포 내 TNF-$\alpha$와 INF-$\gamma$ 및 IL-10의 발현도를 측정하고 Th1/Th2 세포 비율 (TNF-$\alpha$/IL-10 및 INF-$gamma$/IL-10 발현도)을 계산하여 Th1 면역반응의 우세 정도 및 T 림프구의 활성도를 분석하였으며, 활성 표지자인 CD154와 CD69 발현 정도를 비교하였다. 결 과: 연구군의 평균연령은 $35.3{\pm}4.3$세였으며, 이들에서 T helper cell 내 TNF-$\alpha$/IL-10의 발현 비율이 대조군에 비해 유의하게 높았고 ($42.1{\pm}2.3$ vs. $28.7{\pm}2.7$, p=0.002), CD154와 CD69의 발현율 또한 대조군에 비해 전반적으로 높았다. CD154의 경우, T helper cell ($1.7{\pm}0.5$ vs. $0.3{\pm}0.2$, p=0.038)과 T suppressor cell ($0.6{\pm}0.2$ vs. $0.1{\pm}0.0$, p=0.024) 모두에서 유의하게 높은 발현을 보인 반면, CD69의 경우, 전체 T 림프구 ($5.6{\pm}1.9$ vs. $1.3{\pm}5.4$, p=0.046)와 T suppressor cell ($4.8{\pm}1.3$ vs. $1.8{\pm}0.2$, p=0.035)에서 통계적으로 높은 발현을 확인할 수 있었다. 결 론: 반복적 유산 및 반복적 착상실패를 보이는 여성에서 T 림프구의 활성도와 Th1 면역반응이 증가하였으며 이는, 이들 여성에서 활성화된 T 림프구가 Th1 면역반응을 유도하여 초기 임신의 유지와 착상에 좋지 않은 영향을 미치기 때문으로 생각된다.

재미 한국 영주권자 노인들의 주거형태에 관한 연구 (A Study on Living Arrangement of Older Korean Noncitizens in the United States)

  • 이금룡
    • 한국인구학
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    • 제20권2호
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    • pp.99-134
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    • 1997
  • 본 연구의 목적은 미국에 거주하는 65세 이상의 한국 영주권자 노인들의 주거형태에 영향을 끼치는 요인들을 조사하는 것이다. 이를 위해 1990년 미국 센서스 데이터인 Public Use Microdata(Samples PUMS)의 8% sub-sample을 이용하였다. 주거형태에 영향을 주는 주요변인들로 동화과정(이민 온 연령과 영어구사능력), 경제적 요인 (지난 일년간의 개인수입과 보조적 보장소득 수혜여부), 건강상태(외출활동과 일상생활 활동능력), 그리고 민족 지역공동체 등이 포함되었으며, 나이, 성별, 교육, 결혼상태 등의 변인들을 함께 통제하여 분석하였다. 연구결과 동화과정과 경제적 여유는 재미 한국 영주권자 노인의 단독주거에 긍정적인 역할을 하고 있는 반면, 건강과 한국 지역공동체는 주거형태에 통계적으로 일관된 영향력을 보이지 않았다. 동화과정의 측정변수로서 이민연령의 효과는 배우자 유무에 상관없이 통계적으로 유의미하게 한국 노인들의 단독거주에 긍정적인 것으로 나타난 반면, 영어구사 능력의 경우, 무배우자 노인들 중 영어구사능력이 높을수록 가족과 함께 살고 있었고, 유배우자 노인들에게는 영어를 구사할 수 있는 능력이 가족과 떨어져 사는 데 긍정적인 역할을 하였다. 특히 무배우자 노인들의 경우, 이민연령의 효과 역시 순수한 의미의 동화과정이라기보다는 사회보장 프로그램을 수혜하기 위한 자격조건과 한인지역 네트워트 파악을 위한 적응기간이라는 설명이 더 설득력이 있다. 배우자의 유무와는 무관하게 보조적 보장소득의 혜택을 받고 있는 한국 노인들이 그렇지 않은 노인들보다 두 세배 이상 단독주거를 하고 있었다. 일단 보조적 보장소득을 수혜하고 있는 노인들에게는 메디케이드, 푸드스탬프, 정부지원 월세보조금, 공공요금 할인 등 다양한 사회보장 프로그램을 받을 수 있는 자격이 주어지므로 대부분의 보조적 보장소득 수혜 노인들은 단순히 금전적인 수입의 측면뿐 아니라 그 외의 사회보장 프로그램에 의존하고 있다. 이러한 면에서 보조적 보장소득의 수혜는 한국 영주권자 노인들의 독립적인 삶에 큰 역할을 하고 있다. 이러한 사회복지 프로그램을 영주권자들에게는 전면 금지하는 새로운 사회복지법은 재미 한국 영주권자 노인들뿐 아니라 그들의 가족들에게도 막대한 경제적 부담을 줄 것이다. 본 논문은 영주권자 노인들을 대상으로 분석한 것이지만, 주거형태를 비롯한 일반적인 특성을 비교해 보면 영주권자, 귀화 시민권자, 그리고 미국태생 노인들은 다른 성격의 집단들임을 보여주고 있다. 종래의 소수민족 노인들에 관한 연구들이 이민자 노인들을 영주권자와 귀화 시민권자의 구분없이 하나의 집단으로 간주하고 분석해 왔던 것을 볼 때, 앞으로의 연구는 이론적으로나 방법론적으로 시민권의 유무가 주거형태에 끼치는 영향도 함께 고려해야 할 것이다.

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현대 경영자로서의 본질과 성향 연구 (A Study on the Essence and Tendency of Modern Manager)

  • 염배훈;김현수
    • 서비스연구
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    • 제10권3호
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    • pp.23-42
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    • 2020
  • 본 연구는 서비스경제시대에 현대경영자가 갖추어야 할 본질 및 성향을 철학을 바탕으로 개념화한 후, 개념화된 내용을 평가 할 수 있는 항목들을 개발하였다. 새로운 경영학 프레임워크에 의해 경영철학과 경영자론 연구를 심화시키는 새로운 연구로서 수행하였다. 현대경영자의 철학적 기반을 구축하기 위하여 동서양 근본사상을 바탕으로 현대경영자의 본질을 개념화한 후, 분석적 실증적 방법을 통하여 현대경영자의 본질 및 성향을 실용화할 수 있는 평가 항목을 개발하였다. 인류의 대표 사상들을 분석한 후, 현대경영자의 본질을 도출할 수 있는 철학적 모델로 주역(周易)이 그 자격을 가짐을 도출하였다. 주역은 태극이나 음양 등 두 대립자의 구조로 세상의 이치를 설명하고 있고 각 대립자 내부의 모순을 인정하고 변화를 통해 모순을 극복하는 과정이 중심이 되는 사상이므로, 서비스의 본질 및 운용 구조와 부합한다고 볼 수 있기 때문이다. 개념적 연구를 수행한 후에, 실증연구를 통해, 현대경영자가 갖추어야 할 본질 및 성향을 개념화 하였다. 주역(周易)을 활용한 현대경영자의 본질 개념화와 실증 연구를 두 단계로 진행하였다. 먼저 현대경영자가 갖추어야 할 본질 및 성향 개념화 항목을 도출하기 위해 반복적비교분석법(CCM)과 초점집단인터뷰(FGI) 그리고 텍스트마이닝을 사용한 질적 연구를 수행하였다. 그리고 문헌고찰과 FGI를 통한 표본항목개발, 측정항목 개발을 위한 요인분석을 사용한 양적연구를 진행하여 현대경영자의 본질 개념을 도출하였다. 최종적으로 배움, 준비, 도전, 포용, 신뢰, 도덕, 희생이라는 현대경영자의 본질을 도출하였다. 향후 글로벌 및 한국 대표기업들을 대상으로 현대경영자 본질의 효과성에 대한 실증 연구 등을 수행할 필요가 있다.

심층신경망 모형을 이용한 서울시 도시공원 및 녹지공간의 열섬저감효과 분석 (Analysis of Urban Heat Island (UHI) Alleviating Effect of Urban Parks and Green Space in Seoul Using Deep Neural Network (DNN) Model)

  • 김병찬;강재우;박찬;김현진
    • 한국조경학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.19-28
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    • 2020
  • 도시화로 인한 도시열섬현상(Urban Heat Island)이 심화되면서 도시차원의 열 관리가 중요한 이슈로 다뤄지고, 도시열섬현완화 방안으로 녹지사업과 환경정책이 시행되고 있고, 도시공원 및 녹지와 열의 관계를 분석하는 다수의 연구가 수행되었다. 하지만 열이라는 특성은 다수의 요인이 복합적으로 얽혀있어 선형적 상관관계를 통한 해석에 한계가 있다. 본 연구는 변수요인들이 다양하고 데이터의 양이 방대하여 기존의 통계분석방식으로는 분석하기 어려운 분야에서 강점을 갖는 심층신경망 모형 방법론을 사용하여 여름철 서울지역의 공원 및 녹지의 열섬저감효과를 평가하는 것을 목표로 연구를 진행하였다. 이를 위해서 Landsat 8 인공위성영상을 활용하여 동시간의 광역적인 데이터를 취득하였고, ArcGis 10.7을 이용하여 서울시를 30m×30m 그리드로 격자화하여, 각 격자에 열섬저감을 측정할 수 있는 환경변수를 구축하였다. Python 3.7과 Keras를 이용하여 심층신경망 모형을 생성하여 지표면 온도와 변수 간의 관계를 분석하였다. 분석 결과, 인공신경망 모형은 높은 설명력을 가지는 것을 확인하였다. 또한 일반적인 연구 결과와 마찬가지로 인접 녹지와의 거리가 가까울수록, 공원면적이 커질수록, 공원의 식생활력도가 높을수록 지표면 온도가 낮아짐을 확인하였다. 식생활력도에 의한 냉각효과가 많이 있는 것을 확인하였고, 일부 선행연구에서 녹지에 인접할수록 0.3℃ ~ 2.3℃ 저감될 수 있는 특성이 나타나고, 공원의 크기가 크면 2℃~3℃ 저감효과가 나타난다는 결과를 보이고 있는데, 본 연구결과와 비교해 보면 도출된 효과가 과대평가되었을 가능성을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 도시열섬현상 완화를 위해 새로운 도시녹지를 조성시 효과적인 녹지 구성을 위한 정보로 활용될 수 있다.

데이터마이닝 기법을 활용한 대학수학능력시험 영어영역 정답률 예측 및 주요 요인 분석 (Prediction of Correct Answer Rate and Identification of Significant Factors for CSAT English Test Based on Data Mining Techniques)

  • 박희진;장경애;이윤호;김우제;강필성
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제4권11호
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    • pp.509-520
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    • 2015
  • 대학수학능력시험(수능)은 고등학교 3년간의 학업 성취도를 측정하는 대표적인 평가 도구로서 대한민국 대학 입시에 있어 매우 중요한 역할을 하는 시험이다. 응시생들의 학업 성취도를 효과적으로 평가하기 위해서는 수능의 난이도가 적절하게 조절되어야 하나 지금까지는 수능 난이도의 편차가 매우 크게 나타나 매 입시연도마다 여러 가지 문제점을 야기해왔다. 본 연구에서는 전문가의 판단에 의존한 기존 방식에서 벗어나 지금까지 시행된 모의고사 및 실제 시험을 통해 축적된 자료를 바탕으로 데이터마이닝 기법을 적용하여 영어영역 문제의 난이도를 예측하는 모델을 구축하고 난이도 예측에 영향을 미치는 요소를 판별하고자 한다. 이를 위해 각 문항의 특성을 판별할 수 있는 여러 지표와 함께 지문, 문제, 답안 등에 나타난 단어들의 특징을 토픽 모델링(topic modeling) 기법을 이용하여 정량화하고 이를 바탕으로 선형회귀분석 및 의사결정나무 기법을 이용하여 각 문항의 난이도를 예측하는 모델을 구축하였다. 구축된 예측 모델을 실제 문제에 적용한 결과 난이도의 상/하 구분에 대한 예측 정확도는 90% 수준으로 나타났으며, 실제 정답률 대비 오차 비율은 약 16% 이내인 것으로 나타났다. 또한 배점 및 문제 유형이 문제의 난이도에 큰 영향을 미치며 지문이 특정 주제에 관련된 경우에도 난이도에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제시된 방법론을 이용하여 영어영역 각 문제들에 대한 기대 정답률의 범위를 추정할 수 있으며 이를 종합하여 영어영역 전체 문제에 대한 정답률 예측을 통해 적절한 난이도의 문제를 출제하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

Serine 칼륨염 수용액의 이산화탄소 흡수특성 (Absorption of Carbon Dioxide into Aqueous Potassium Salt of Serine)

  • 송호준;이승문;이준호;박진원;장경룡;심재구;김준한
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권7호
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    • pp.505-514
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    • 2009
  • 지구온난화 원인물질인 이산화탄소의 신규 흡수제로 serine 칼륨염을 제안하였고, serine 칼륨염의 이산화탄소 흡수특성을 monoethanolamine(MEA)의 결과와 비교하고 평가하였다. 비분산적외선 방식의 $CO_2$ 분석기를 장착한 스크리닝 장치와 흡수평형 측정장치를 이용하여 각 흡수제의 $CO_2$ 흡수/탈거 성능을 속도론적 양적으로 분석하였다. Serine 칼륨염의 유효 $CO_2$ 부하능은 0.425로써 MEA의 0.230보다 거의 두 배나 높았으며, cyclic capacity는 각각 0.354와 0.298로써 serine 칼륨염이 더 우수하였다. 한편 serine 칼륨염의 반응속도는 $CO_2$ 부하능이 0.1 이상에서 급격히 감소하여 MEA의 절반을 유지하였다. 흡수속도 증대를 위해 반응 촉진제로 plperazme과 tetraethylenepentamine을 흔합한 결과 각 경우 포화 $CO_2$ 부하능이 13.7%, 18.7% 증대되었다. Serine의 카르복실기에 서로 다른 종류의 금속을 치환하였을 때 ($Li^+,\;Na^+\;K^+$), serine 칼륨염의 $CO_2$ 흡수량이 나트륨염과 리튬염에 비해 각각 29.2%, 35.0% 높았다. 비슷한 기본구조를 가진 아미노산인 valine과 isoleucine 칼륨염의 흡수실험 결과, 벌키한 side group의 영향으로 인해 흡수속도가 serine 칼륨염에 비해 다소 느렸다. 반응 중 발생하는 침전과 이의 긍정적 이용 방법을 문헌에 근거하여 제안하였다.

듀얼 에너지 CT의 가상 단색 영상을 이용한 영상 교정 팬텀과 금속 인공음영에 관한 연구 (Study on the calibration phantom and metal artifacts using virtual monochromatic images from dual energy CT)

  • 이준성;이승훈;박주경;이선영;김진기
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.77-84
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    • 2017
  • 목 적: 이중선원 듀얼에너지 CT(DS-DECT)의 가상 단색 영상을 이용해서 영상의 질 향상과 선량학적 영향에 대한 방사선치료계획 이용의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: DS-DECT를 이용하여 듀얼에너지(80/Sn 140 kVp)와 싱글에너지(120 kVp) 영상을 획득하였다. 영상 교정 팬텀 실험을 위해서 40-140 keV 범위로 단색 영상을 재구성했다. 선량 측정용 고체물등가팬텀 연구에서는 64, 69, 88, 105 keV 단색 영상을 선택했다. 스테인리스 스틸을 포함한 고체물등가팬텀에 $10{\times}10cm^2$ 조사야, SSD 100 cm, 10 MV 광자선, 100 MU 조사선량, 단일빔으로 치료계획을 수립하였다. 방사선량측면도 자료는 중심축에 위치한 4개의 지점에서 구했다. 싱글에너지 CT에서 획득한 다색 영상을 기준영상으로 하고, 가상 단색 영상의 선량학적 결과를 분석하였다. 결 과: 낮은 단색 에너지 수치에서 평균 감약이 증가했다. 7개의 물질 중에서 Teflon이 에너지 의존성이 가장 컸고, 10 keV 수치 상승으로 CT number가 평균 2.48 % 감소했다. 저밀도 공기에서는 단색 에너지에 대한 에너지 의존성이 없었다. Polystyrene, Acrylic은 70 keV 이상에서 안정한 CT number를 나타내었다. CT-ED 변환 곡선은 80 keV 단색 영상과 120 kVp 다색 영상이 비슷하였다. 단색 영상의 에너지가 증가할수록 금속의 식별 능력이 향상되었다. 줄무늬 인공음영은 105 keV 단색 영상에서 높은 감소를 보였지만, 여전히 남아 있었다. 다색 영상과 비교하여 각 영상에 따른 방사선치료계획의 선량학적 차이는 ${\pm}0.7%$ 미만이었다. 결 론: 듀얼에너지 영상의 획득은 싱글에너지에 비해 피폭선량을 감소시킬 수 있고, 가상 단색 영상은 CT number 보정에 유용하였다. 향상된 영상의 질은 인체의 기하구조 묘사와 전자 밀도 분포 형성에 도움이 될 것으로 사료된다.

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양성자 치료계획에서 Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm 적용의 유용성 평가 (Evaluation of Usefulness of Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm In Proton Therapy Planning)

  • 한영길;장요종;강동혁;김선영;이두현
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.49-56
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    • 2017
  • 목 적: CT(computed tomography) 영상에서 Metal Artifact로 인해 왜곡된 영상을 보정하는 Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm의 정확성을 평가하고 양성자 치료계획에서 IMAR Algorithm 적용의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: CT simulator를 이용하여 CIRS Phantom 내에 금속을 삽입한 것과 삽입하지 않은 영상을 각각 촬영하였다. Phantom 내의 동일한 위치에 ROI1, ROI2를 설정하여 금속이 없는 경우의 영상과 금속으로 인한 Artifact가 발생한 영상, IMAR Algorithm을 적용한 영상에서 CT Number값의 차이를 비교하였다. 또, 금속 주변에 위치한 조직등가물질의 CT Number값을 비교하였다. 척추에 임플란트 시술을 시행한 환자를 가정하여 Rando 팬텀의 척추 부위에 Titanium 봉을 삽입하여 CT 촬영을 하였다. IMAR Algorithm 적용 전과 후의 영상에서 같은 부위에 ROI 1, ROI 2를 설정하여 CT Number값을 측정하고, 각각의 영상에 동일한 양성자 치료계획을 세워 세 지점에서 양성자선의 비정(Range)의 차이를 비교하였다. 결 과: CIRS Phantom 평가에서 금속이 없는 경우의 평균 CT number값은 ROI 1에서 -6.5 HU, ROI 2에서 -10.5 HU였다. 금속이 있는 경우 Fe, Ti, W 순으로 ROI 1에서 -148.1, -45.1, -151.7 HU였으며 IMAR Algorithm을 적용 하였을 때는 -0.9, -2.0, -1.9 HU로 증가하였다. ROI 2에서는 금속이 있는 경우 171.8, 63.9, 177.0 HU였으며 IMAR Algorithm 적용 후에는 10.0, 6.7, 8.1 HU로 감소하였다. 조직등가물질의 CT Number값은 가장 멀리 위치한 폐를 제외하고 모두 원래의 CT Number값에 가깝게 보정이 되었다. Rando Phantom 평가는 금속이 없는 경우와 금속이 있는 경우, IMAR Algorithm을 적용하였을 때 평균 CT Number값은 각각 ROI 1에서 9.9, -202.8, 35.1 HU였으며 ROI 2에서 9.0, 107.1, 29 HU였다. 치료계획에서 금속이 없을 때와 양성자선의 Range의 차이는 IMAR Algorithm을 적용하였을 때 1번 지점에서 평균 0.26 cm 감소하였으며 2번 지점에서 평균 0.20 cm 감소하였다. 3번 지점에서는 평균 0.12 cm 감소하였다. 결 론: IMAR Algorithm을 적용함으로써 CT Number값은 금속이 없을 때의 원래의 값에 가깝게 보정되었다. 또, 양성자 치료계획의 Beam Profile에서 IMAR Algorithm 적용 후 비정의 차이가 0.01에서 최대 3.6 mm 줄어들었다. Artifact가 존재하지 않는 영상과 비교하여 약간의 차이는 존재하지만 양성자의 비정에 따른 선량의 급격한 변화를 고려한다면 금속이 있는 환자에게 IMAR Algorithm의 적용은 유용할 것으로 사료된다.

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