• 한국토양비료학회지
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• 제48권5호
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• pp.351-360
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• 2015

Human influence on soil formation has dramatically increased with human civilization and industry development. Increase of anthropogenic soils induced researches on the anthropogenic soils; classification, chemical and physical characteristics of anthropogenic soils and plant growth from anthropogenic soils. However there have been no comprehensive analyses on soil pore or physical properties of anthropogenic soils from 3 dimensional images in Korea. The objectives of this study were to characterize physical properties of anthropogenic paddy field soils by depth and to find differences between natural and anthropogenic paddy field soils. Soil samples were taken from two anthropogenic and natural paddy field soils; anthropogenic (A_c) and natural (N_c) paddy soils with topsoil of coarse texture and anthropogenic (A_f) and natural (N_f) paddy soils with topsoil of fine texture. The anthropogenic paddy fields were reestablished during the Arable Land Remodeling Project from 2011 to 2012 and continued rice farming after the project. Natural paddy fields had no artificial changes or disturbance in soil layers up to 1m depth. Samples were taken at three different depths and analyzed for routine physical properties (texture, bulk density, etc.) and pore properties with computer tomography (CT) scans. The CT scan provided 3 dimensional images at resolution of 0.01 mm to calculate pore radius size, length, and tortuosity of soil pores. Fractal and configuration entropy analyses were applied to quantify pore structure and analyze spatial distribution of pores within soil images. The results of measured physical properties showed no clear trend or significant differences across depths or sites from all samples, except the properties from topsoils. The results of pore morphology and spatial distribution analyses provided detailed information of pores affected by human influences. Pore length and size showed significant decrease in anthropogenic soils. Especially, pores of A_c had great decrease in length compared to N_c. Fractal and entropy analyses showed clear changes of pore distributions across sites. The topsoil layer of A_c showed more degradation of pore structure than that of N_c, while pores of A_f topsoil did not show significant degradation compared with those of N_f. These results concluded that anthropogenic soils with coarse texture may have more effects on pore properties than ones with fine texture. The reestablished paddy fields may need more fundamental remediation to improve physical conditions.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.935-942
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• 2021

호흡에 의한 체내 장기의 불수의적 움직임은 방사선 치료 및 진단의 결과에 큰 영향을 주는 요소이다. 본 논문에서는 호흡에 따른 장기 또는 종양의 움직임을 모사하기 위한 움직임 팬텀을 제작하고 다양한 호흡모사 조건에서 ¹⁸F-FDG PET 스캔 영상을 획득하여 호흡에 따른 종양의 움직임 범위와 종양의 크기에 따른 인공물의 수준 및 표준섭취계수 최대값(maximum standardized uptake value, SUVmax)를 분석하였다. 운영체계로 윈도우 CE(Windows CE) 6.0 기반으로 전동액추에이터, 전동액추에이터 포지셔닝 드라이버, PLC(Programmable Logic Controller)을 이용한 위치 및 속도 조절 모듈은 이동거리 0-5 cm와 왕복이동 10회, 15회, 20회에서 정상적으로 동작하였다. 지연시간 100분에서 구의 지름 10, 13, 17, 22, 28, 37mm일 때 각각 80.4, 99.5, 107.9, 113.1, 128.0, 124.8%로 측정되었다. 이동거리가 같을 때 호흡수에 따른 차이는 미미하였다. 호흡수를 20회 하고 이동거리를 1 cm, 2 cm, 3 cm, 5 cm일 때 구의 지름이 10, 13, 17, 22, 28, 37 mm에서 이동거리가 길어질수록 구의 크기가 작은 것 부터영상의 구분 능력이 저하되었다. 정지영상에 비하여 이동거리를 5 cm로 하였을 때, 표준섭취계수의 최대값은 구의 지름이 10, 13, 17, 22, 28, 37 mm에서 각각 18.0%, 23.7%, 29.3%, 38.4%, 49.0%, 67.4%이었다.

• Advances in nano research
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• 제13권6호
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• pp.575-585
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• 2022

Due to its biofilm formation and colonization of the osteocyte-lacuno canalicular network (OLCN), Staphylococcus aureus (S.aureus) implant-associated bone infection (SIABI) is difficult to cure thoroughly, and may occur recurrently subsequently after a long period dormant. It is essential to explore an alternative therapeutic strategy that can eradicate the pathogens in the infected foci. To address this, the polymethylmethacrylate (PMMA) bone cement and Fe3O4 nanoparticles compound cylinder were developed as implants based on their size and mechanical properties for the alternative magnetic field (AMF) induced thermal ablation, The PMMA mixed with optimized 2% Fe₃O₄ nanoparticles showed an excellent antibacterial efficacy in vitro. It was evaluated by the CFU, CT scan and histopathological staining on a rabbit 1-stage transtibial screw model. The results showed that on week 7, the CFU of infected soft tissue and implants, and the white blood cells (WBCs) of the PMMA+2% Fe₃O₄+AMF group decreased significantly from their controls (p<0.05). PMMA+2% Fe₃O₄+AMF group did not observe bone resorption, periosteal reaction, and infectious reactive bone formation by CT images. Further histopathological H&E and Gram Staining confirmed there was no obvious inflammatory cell infiltration, neither pathogens residue nor noticeably burn damage around the infected screw channel in the PMMA+2% Fe₃O₄+AMF group. Further investigation of nanoparticle distributions in bone marrow medullary and vital organs of heart, liver, spleen, lung, and kidney. There were no significantly extra Fe₃O₄ nanoparticles were observed in the medullary cavity and all vital organs either. In the current study, PMMA+2% Fe₃O₄+AMF shows promising therapeutic potential for SIABI by providing excellent mechanical support, and promising efficacy of eradicating the residual pathogenic bacteria in bone infected lesions.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권4호
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• pp.99-106
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• 2021

Purpose: In this study, we aimed to manufacture a patient-specific gel phantom combining three-dimensional (3D) printing and polymer gel and evaluate the radiation dose and dose profile using gel dosimetry. Methods: The patient-specific head phantom was manufactured based on the patient's computed tomography (CT) scan data to create an anatomically replicated phantom; this was then produced using a ColorJet 3D printer. A 3D polymer gel dosimeter called RTgel-100 is contained inside the 3D printing head phantom, and irradiation was performed using a 6 MV LINAC (Varian Clinac) X-ray beam, a linear accelerator for treatment. The irradiated phantom was scanned using magnetic resonance imaging (Siemens) with a magnetic field of 3 Tesla (3T) of the Korea Institute of Nuclear Medicine, and then compared the irradiated head phantom with the dose calculated by the patient's treatment planning system (TPS). Results: The comparison between the Hounsfield unit (HU) values of the CT image of the patient and those of the phantom revealed that they were almost similar. The electron density value of the patient's bone and brain was 996±167 HU and 58±15 HU, respectively, and that of the head phantom bone and brain material was 986±25 HU and 45±17 HU, respectively. The comparison of the data of TPS and 3D gel revealed that the difference in gamma index was 2%/2 mm and the passing rate was within 95%. Conclusions: 3D printing allows us to manufacture variable density phantoms for patient-specific dosimetric quality assurance (DQA), develop a customized body phantom of the patient in the future, and perform a patient-specific dosimetry with film, ion chamber, gel, and so on.

• Korean Journal of Radiology
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• 제21권1호
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• pp.58-67
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• 2020

Objective: Third-generation dual-source computed tomography (3rd-DSCT) allows dynamic myocardial CT perfusion imaging (dynamic CTP) with a 10.5-cm z-axis coverage. Although the increased radiation exposure associated with the 50% wider scan range compared to second-generation DSCT (2nd-DSCT) may be suppressed by using a tube voltage of 70 kV, it remains unclear whether image quality and the ability to quantify myocardial blood flow (MBF) can be maintained under these conditions. This study aimed to compare the image quality, estimated MBF, and radiation dose of dynamic CTP between 2ndDSCT and 3rd-DSCT and to evaluate whether a 10.5-cm coverage is suitable for dynamic CTP. Materials and Methods: We retrospectively analyzed 107 patients who underwent dynamic CTP using 2nd-DSCT at 80 kV (n = 54) or 3rd-DSCT at 70 kV (n = 53). Image quality, estimated MBF, radiation dose, and coverage of left ventricular (LV) myocardium were compared. Results: No significant differences were observed between 3rd-DSCT and 2nd-DSCT in contrast-to-noise ratio (37.4 ± 11.4 vs. 35.5 ± 11.2, p = 0.396). Effective radiation dose was lower with 3rd-DSCT (3.97 ± 0.92 mSv with a conversion factor of 0.017 mSv/mGy∙cm) compared to 2nd-DSCT (5.49 ± 1.36 mSv, p < 0.001). Incomplete coverage was more frequent with 2nd-DSCT than with 3rd-DSCT (1.9% [1/53] vs. 56% [30/54], p < 0.001). In propensity score-matched cohorts, MBF was comparable between 3rd-DSCT and 2nd-DSCT in non-ischemic (146.2 ± 26.5 vs. 157.5 ± 34.9 mL/min/100 g, p = 0.137) as well as ischemic myocardium (92.7 ± 21.1 vs. 90.9 ± 29.7 mL/min/100 g, p = 0.876). Conclusion: The radiation increase inherent to the widened z-axis coverage in 3rd-DSCT can be balanced by using a tube voltage of 70 kV without compromising image quality or MBF quantification. In dynamic CTP, a z-axis coverage of 10.5 cm is sufficient to achieve complete coverage of the LV myocardium in most patients.

• Journal of Cerebrovascular and Endovascular Neurosurgery
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• 제25권4호
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• pp.411-419
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• 2023

Objective: Optochiasmatic cavernoma is an extremely rare cerebral lesion. They account for approximately 1% of all cavernomas of the central nervous system. Reports on this pathology are limited. Abrupt visual deterioration is a common symptom of the disease. Treatment strategy and visual outcomes after different treatment approaches remain a subject for discussion. Methods: Patients operated in a period 2005-2021 were analyzed in this study. All patients preoperatively underwent computed tomography (CT) scan, CT-angiography, and magnetic resonance imaging (MRI). Visual function of the patients was assessed pre-op, post-op and at the follow-up. Duration of visual dysfunction was noted as well. Surgical details were also extracted from medical notes. All patients were followed up, and control MRI was performed one month after operation. We assessed surgical series of optochiasmatic cavernomas published for last 10 years. Further comparative analysis with our data was performed. Results: Five patients were included into this study. There were four men and one woman. Mean age comprised 33.8 years (range 20-48 years). Most patients were admitted to our hospital due to visual disturbances (80%). Visual function improved in four patients. Visual function was unchanged in one patient, lacking visual distur-bancies pre-op. Complication developed in one patient. Conclusions: Optochiasmatic cavernomas are encountered extremely rare. Despite the use of contemporary diagnostic options, differential diagnosis remains challenging. Full diagnostic work-up is mandatory. After the diagnosis is made, surgical treatment should be considered first. Total microsurgical or endoscopic transsphenoidal removal of the optochiasmatic cavernoma is a relatively safe and effective treatment method facilitating improvement of visual function.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권1호
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• pp.15-24
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• 2013

목 적: 본원에서는 전신조사방사선치료 시 양 팔을 몸에 붙이고 누워있는 환자에게 좌우 양방향으로 방사선을 조사한다. 누운 자세는 기준점 두께에 대하여 신체 다른 부위와 두께 차이가 크기 때문에 보상체의 제작이 필요하고, 기준 깊이(Umbilicus) 처방선량에 대하여, 양팔(Arms)로 가려지지 않은 흉부와 복부 전면(Anterior)은 최대 20%까지의 선량차이가 나는 고 선량 영역이 된다. 이에 본 연구에서는 전신조사방사선치료 시 고 선량 영역과의 선량 차이를 줄일 수 있는 Isodose Structure를 이용한 Field-in-Field (FIF) Technique의 유용성을 평가 하고자 한다. 대상 및 방법: 인체모형등가팬텀(Rando Phantom, Alderson Resarch Laboratories Inc. Stamford. CT, USA, With Arm)으로 전산화단층촬영모의치료기의 영상을 획득하여 FIF와 납(Pb) 보상체를 이용한 전산화치료계획(Eclipse, version 10.0, Varian, USA)을 수립하였다. 두 치료계획의 흉부와 복부 부위의 선량분포를 비교하고, 수립된 치료계획을 이용하여 인체모형등가팬텀에 선량을 조사한 후, 열형광선량계(thermoluminescence dosimeter, TLD)와 필름(Film)을 이용하여 측정하였다. 결 과: 두 치료계획을 비교해 본 결과 기준깊이 처방선량에 대하여 팔로 가려지지 않은 흉부와 복부 전면의 선량차이는 FIF에서는 106~107%, 납 보상체를 이용한 치료계획에서는 114~124%였다. 열형광선량계를 분석한 결과로 FIF에서는 104~107%, 납 보상체를 이용한 치료계획에서는 110~117%의 기준깊이 처방선량과의 선량차이가 나왔다. 결 론: 본 실험에서 인체모형등가팬텀에 양 팔을 제작하여 치료 계획 및 선량을 조사해 보았다. 양 팔의 투과 유무에 따라 약 7~17%의 선량차이가 발생 하였다. 4단계의 FIF 기법으로 3차원 치료계획을 수립하여 전신에 약 95~107%의 균등한 선량 분포를 확인하였고 ${\pm}10%$ 이내의 선량 균일성을 유지 할 수 있을 것으로 분석 되었다. FIF 기법을 이용한 3차원 치료 계획은 환자 전신에 조사되는 선량을 미리 분석 할 수 있는 치료 계획으로 기존 치료 방법보다 균등한 선량의 전달이 가능할 것으로 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제21권2호
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• pp.31-36
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• 2017

최근 PET/CT 장비의 성능의 발전과 다양한 기법의 개발로 민감도와 해상도등 영상 품질을 개선할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 GE사의 Discovery IQ 장비의 Q.Clear (a fully convergent iterative reconstruction) 기법을 이용하여 영상의 질 향상에 유용성이 있는지 알아보고자 한다. 장비는 Discovery IQ (GE Healthcare, MI, USA)를 사용하였다. NEMA IEC Body Phantom의 배후방사능과 열소 체적(10 mm, 13 mm, 17 mm, 22 mm)의 비를 1:4로 하고 3분간 촬영하여 VPHDs (VUE Point High-Definition SharpIR)와 Q.Clear의 대조도를 비교 분석하였다. PET/SPECT Performance Phantom에 $^{18}F-FDG$를 187 MBq을 주입 후 4분간 촬영하여 해상도와 균일도를 비교 분석하였다. 그리고 100명의 임상 환자에서 질환의 종류와 상관없이 2 cm 미만의 작은 병소의 SUVmax를 측정하여 t-test 통계분석하였다. NEMA IEC Body Phantom에서 VPHDs와 Q.Clear의 대조도가 $63.6{\pm}5.7%$, $75{\pm}4.8%$로 나왔고 PET/SPECT Performance Phantom에서 해상도는 VPHDs가 9.2 mm, Q.Clear가 7.3 mm로 나왔다. 균일도는 Q.Clear가 10.8% 더 우수하였다. 임상 환자의 t-test 통계 결과 p-value가 0.021로 유의한 차이가 있었다. 임상환자에서 SUVmax는 Q.Clear에서 높게 측정 되었으며, 신호대 잡음 비도 우수하였다. 이는 부분체적효과의 영향을 줄였기 때문으로 볼 수 있다. Phantom test와 임상 환자의 결과 모두 Q.Clear를 적용 하였을 때 영상품질이 향상된 것을 확인하였다. 이러한 영상 품질 향상은 병소를 더욱 정확하게 발견할 수 있고 나아가 선량저감과 환자평가 그리고 영상 분석 등 다양한 방면에서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제18권1호
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• pp.13-19
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• 2006

목 적: 재발한 vulva 종양의 근접 치료 시 정상조직의 장애와 종양 체적 내의 선량 균등도를 개선하기 위해 modified MUPIT applicator를 자체 고안하였으며 이에 대한 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: Modified MUPIT applicator는 template, cylinder, interstitial needle로 구성 되었으며, 종양 체적을 정하기 위하여 치료 전 CT를 시행하였다. CT 영상을 이용하여 Interstitial needle의 삽입 위치를 결정하고, 수술실에서 template를 치료 부위에 고정을 시키고, cylinder를 vaginal cavity에 삽입한 후, interstitial needle을 종양 체적 내에 삽입하였다. 삽입된 interstitial needle의 정확한 위치를 확인하기 위하여 확인용 CT를 시행하였으며, simulation을 통하여 얻어진 orthogonal film을 이용하여 치료 계획을 수립하였다. 일일 종양 선량은 600 cGy, BID로 3,000 cGy를 조사하였으며, 치료 시 직장 선량을 평가하기 위하여 TLD를 이용하여 anal verge를 기준으로 5개 지점에서의 직장 선량을 측정하였다. 결 과: Modified MUPIT applicator 대한 유용성을 평가하기 위하여 측정된 직장 선량은 34.1 cGy, 57.1 cGy, 103.8 cGy, 162.7 cGy, 165.7 cGy로 측정되었으며, 외부방사선치료(EBRT: External Beam Radiation Therapy), 강내방사선치료(ICR: Intracavitary radiotherapy)와 중첩되는 지점은 34.1 cGy, 57.1 cGy로 매우 우수하게 평가되었다. 결 론: 자체 제작한 modified MUPIT applicator 사용하여 조직 내 근접치료(Interstitial brachytherapy)를 시행함으로써, 외부방사선치료로 접근하기 어려운 종양에 대하여 선량 균등도를 효율적으로 개선할 수 있었고, 직장 선량을 최소화하여 직장의 부작용 발생 확률을 현저히 감소시킬 수 있었다.

• 핵의학기술
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• 제18권1호
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• pp.140-144
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• 2014

최근 유방암 환자의 급증은 여러 가지 통계로 보고되고 있다. 유방암의 발병부위는 크게는 유관, 소엽등으로 분류하고 그 중 85% 이상이 유관에서 발병되고 있다. 본 연구는 유관에서 발병되는 암의 종류를 분별하여 시간의 경과에 따라 변화되는 $SUV_{max}$의 차이를 알아보고자 하였다. 2012년 7월 1일부터 2013년 7월 22일까지 유방암 진단을 받고 본원 PET-CT센터를 방문한 여성 환자 291명을 대상으로 하였다. 병리학적 결과를 기준으로 IDC (invasive ductal carcinoma) 환자 248명과 DCIS (ductal carcinoma in situ) 환자 43명을 선별하였다. 일반 PET-CT 검사와 동일한 방법(3.7 MBq/kg)으로 $F^{18}-FDG$를 주사 후 1시간 경과 후 1차 검사(routine 검사)를 진행하였고 또 한 번의 1HR 경과 후 2차 검사 (Delay검사)를 진행하였다. 2회 진행된 검사 Data를 토대로 하여 병소부위에 ROI를 설정하여 $SUV_{max}$를 측정하였다. IDC와 DCIS의 두집단의 병소 $SUV_{max}$의 변화를 비교 확인한 결과 IDC의 경우 $SUV_{max}$값이 1차 검사에서는 M=7.11, SD=5.405이고 2차 검사에서는 M=8.363, SD=6.624으로 상승(P<0.05)하였으며, DCIS의 경우 $SUV_{max}$는 1차 검사에서는M=2.739, SD=1.229이고 2차 검사에서는 M=2.614, SD=1.470으로 감소(P<0.05)하였다. 결 론: IDC와 DCIS의 시간에 따른 $SUV_{max}$의 결과를 비교해본 결과 IDC에서는 1차 검사(routine검사)보다 2차 검사(Delay검사)에서 $SUV_{max}$가 상승(P=0.000)함을 확인하였고 DCIS에서는 1차 검사(roution검사)보다 2차 검사(Delay검사)에서 $SUV_{max}$값이 감소(P=0.039)함을 확인하였다. 본 연구를 통해 유관에서 발병되는 유방암의 종류(IDC와 DCIS)별 시간경과에 따라 $SUV_{max}$의 변화가 발생함을 확인하였다.