• 제목/요약/키워드: Continuous Multiple Prediction

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Operation load estimation of chain-like structures using fiber optic strain sensors

  • Derkevorkian, Armen;Pena, Francisco;Masri, Sami F.;Richards, W. Lance
    • Smart Structures and Systems
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    • 제20권3호
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    • pp.385-396
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    • 2017
  • The recent advancements in sensing technologies allow us to record measurements from target structures at multiple locations and with relatively high spatial resolution. Such measurements can be used to develop data-driven methodologies for condition assessment, control, and health monitoring of target structures. One of the state-of-the-art technologies, Fiber Optic Strain Sensors (FOSS), is developed at NASA Armstrong Flight Research Center, and is based on Fiber Bragg Grating (FBG) sensors. These strain sensors are accurate, lightweight, and can provide almost continuous strain-field measurements along the length of the fiber. The strain measurements can then be used for real-time shape-sensing and operational load-estimation of complex structural systems. While several works have demonstrated the successful implementation of FOSS on large-scale real-life aerospace structures (i.e., airplane wings), there is paucity of studies in the literature that have investigated the potential of extending the application of FOSS into civil structures (e.g., tall buildings, bridges, etc.). This work assesses the feasibility of using FOSS to predict operational loads (e.g., wind loads) on chain-like structures. A thorough investigation is performed using analytical, computational, and experimental models of a 4-story steel building test specimen, developed at the University of Southern California. This study provides guidelines on the implementation of the FOSS technology on building-like structures, addresses the associated technical challenges, and suggests potential modifications to a load-estimation algorithm, to achieve a robust methodology for predicting operational loads using strain-field measurements.

Analysis, Detection and Prediction of some of the Structural Motifs in Proteins

  • Guruprasad, Kunchur
    • 한국생물정보학회:학술대회논문집
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    • 한국생물정보시스템생물학회 2005년도 BIOINFO 2005
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    • pp.325-330
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    • 2005
  • We are generally interested in the analysis, detection and prediction of structural motifs in proteins, in order to infer compatibility of amino acid sequence to structure in proteins of known three-dimensional structure available in the Protein Data Bank. In this context, we are analyzing some of the well-characterized structural motifs in proteins. We have analyzed simple structural motifs, such as, ${\beta}$-turns and ${\gamma}$-turns by evaluating the statistically significant type-dependent amino acid positional preferences in enlarged representative protein datasets and revised the amino acid preferences. In doing so, we identified a number of ‘unexpected’ isolated ${\beta}$-turns with a proline amino acid residue at the (i+2) position. We extended our study to the identification of multiple turns, continuous turns and to peptides that correspond to the combinations of individual ${\beta}$ and ${\gamma}$-turns in proteins and examined the hydrogen-bond interactions likely to stabilize these peptides. This led us to develop a database of structural motifs in proteins (DSMP) that would primarily allow us to make queries based on the various fields in the database for some well-characterized structural motifs, such as, helices, ${\beta}$-strands, turns, ${\beta}$-hairpins, ${\beta}$-${\alpha}$-${\beta}$, ${\psi}$-loops, ${\beta}$-sheets, disulphide bridges. We have recently implemented this information for all entries in the current PDB in a relational database called ODSMP using Oracle9i that is easy to update and maintain and added few additional structural motifs. We have also developed another relational database corresponding to amino acid sequences and their associated secondary structure for representative proteins in the PDB called PSSARD. This database allows flexible queries to be made on the compatibility of amino acid sequences in the PDB to ‘user-defined’ super-secondary structure conformation and vice-versa. Currently, we have extended this database to include nearly 23,000 protein crystal structures available in the PDB. Further, we have analyzed the ‘structural plasticity’ associated with the ${\beta}$-propeller structural motif We have developed a method to automatically detect ${\beta}$-propellers from the PDB codes. We evaluated the accuracy and consistency of predicting ${\beta}$ and ${\gamma}$-turns in proteins using the residue-coupled model. I will discuss results of our work and describe databases and software applications that have been developed.

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풀사료 수량예측모델의 온도 정밀도 향상을 위한 일평균온도 추정 가능성 검토 (Possibility of Estimating Daily Mean Temperature for Improving the Accuracy of Temperature in Forage Yield Prediction Model)

  • 강신곤;조현욱;김지융;김경대;이배훈;김병완;성경일
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.56-61
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    • 2021
  • 본 연구는 기 개발된 풀사료 수량예측모델의 기후정밀도 향상을 위하여 지점별 일평균온도 추정의 가능성을 기상대 자료(종관기상관측지점 75개 와 방재기상관측지점 278개)의 연평균기온 및 월평균기온을 이용하여 검토하였다. 연평균기온과 월평균기온은 각각 정규성 확인, 위치정보(경도, 위도 및 해발고도)와의 상관관계 및 다중회귀분석을 실시하였다. 해발고도는 연평균기온 및 월평균기온에도 지속적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 위도는 6월을 제외한 월평균기온에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 경도는 6, 7, 8, 9, 10 및 11월의 월평균기온에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 부터 일평균기온 추정은 경도, 위도 및 해발고도를 이용하여 가능할 것으로 판단하였다. 본 연구에서 전국의 기상자료를 사용하여 일평균기온의 추정은 가능하지만 보다 정확도를 높이기 위해서는 기상자료를 각 시·도로 세분화하여 적용할 필요가 있다.

인공지능(AI) 기반 통합 공정안전관리 시스템 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of integrated Process Safety Management System based on Artificial Intelligence (AI))

  • 이경현;백락준;김우수;최희정
    • 문화기술의 융합
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    • 제10권1호
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    • pp.403-409
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    • 2024
  • 본 논문에서는 산업안전보건법에 따라 유해·위험 설비 사업자가 제출하여 공정안전관리 전담기관으로부터 승인받은 공정안전보고서의 데이터를 기반으로 사업장 안전성 향상을 위한 인공지능 통합 공정안전관리(PSM) 시스템 설계를 위한 가이드라인을 제안하였다. 제안된 가이드라인으로 구성되는 시스템은 단일사업장 또는 다수의 사업장을 운영하는 사업자와 공정안전관리 전담기관에 각각 구축하며, 데이터 수집·전처리, 확장 및 분할, 레이블링, 학습 데이터 셋구축 등의 주요 구성 요소와 단계로 구성하였다. 각 공정에서 발생하는 공정 운영 데이터 및 변경 허가 승인 데이터의 수집이 가능하며, 사업장 운영에서 발생하는 모든 데이터의 분석을 통해 잠재적인 고장 예측 및 유지보수 계획을 수립하여, 공정 운전 상황에서의 의사 결정 지원이 가능하다. 또한, 정확하고 신뢰할 수 있는 학습 데이터, 특화된 데이터 셋을 이용하여 시간 및 비용 절감, 인적 오류를 포함한 다양한 위험 요소 감지와 예측, 지속적인 모델 개선 등에 유용성과 효과를 갖으며, 이를 통해 작업장 안전성 향상 및 사고 예방이 가능하다.

가속도계의 부착위치에 따른 에너지 소비량의 예측 정확도에 관한 연구 (A Study on the Estimation Accuracy of Energy Expenditure by Different Attaching Position of Accelerometer)

  • 강동원;최진승;문경률;방윤환;탁계래
    • 한국운동역학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.179-186
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    • 2009
  • 본 연구는 3축 가속도 센서를 허리와 발등에 부착하여 호흡가스분석기와 에너지 소비량을 비교하고, 가속도 센서를 이용한 에너지 소비량 예측과 센서 부착위치에 따른 에너지 소비량에 관한 정확도를 살펴보는 연구를 실시하였다. 8km/hr 이상의 보행속도에서 산소소비량은 속도의 증가에 따라 보다 급격한 직선적 증가를 보인다는 것을 토대로 성인남성 9명을 대상으로 트레드밀위에서 $1.5{\sim}8.5km$/hr의 속도로 걷는 동작을, $4.5{\sim}13.0km$/hr로 뛰는 동작을 수행하였다. 또한 발등에 부착된 센서모듈과 비교를 위해 현재 시판중인 Nike+iPod Sports kit에서 측정된 에너지 소비량과의 비교도 수행하였다. 실제 에너지 소비량은 가스분석 기를 통하여 측정되었으며 각 부착위치마다 보행과 주행을 구분하여 다중회귀식을 구현하였다. 실험결과 허리에 부착된 센서모듈의 에너지 소비량의 예측이 발등과 Nike+iPod Sports kit 보다 상관관계가 높음을 알 수 있었다. 또한 보행과 주행으로 구분된 에너지 소비량을 예측한 결과가 허리와 발등에서 모두 평균 7.5km/hr이상에서 에너지 소비량이 교차함을 알 수 있었다. 하지만 Nike+iPod Sports kit의 경우, 9명 모두에서 에너지 소비량의 교차점을 찾을 수 없었다. 따라서 허리에 센서모듈을 부착하고 보행과 주행에 대한 다중회귀식을 구분함으로써 더욱 정확한 예측을 수행할 수 있었다.

하천 합류부에서의 수질계측결과를 활용한 2차원 공간분포 해석 (Two-dimensional Spatial Distribution Analysis Using Water Quality Measurement Results at River Junctions)

  • 이창현;박재곤;김경동;류시완;김동수;김영도
    • 대한토목학회논문집
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    • 제42권3호
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    • pp.343-350
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    • 2022
  • 하천합류부에서 수체혼합양상을 파악하기 위해서는 고해상도의 자료가 필요하다. 특히 하천분석에 있어 수리·수질 특성은 수생태 건강성에 대한 기초자료로 사용되기 때문에 지속적 모니터링을 통해 관측이 필요한시점이다. 또한 현제 기존의 모니터링 체계에서도 1차원적인 고정적인 측정방법을 통해 측정이 진행되기 떄문에 측정지점 주변의 제외한 하천 전체의 수리·수질 특성조사가 이루어지지 않고 있다. 그에 따른 고해상도의 측정자료를 얻기 위해서는 측정자가 부담을 많이 가지며, 측정할 수 있는 영역이나 시간적으로 제한적이다. 해상도는 낮추되 광범위한 데이터를 취득하기 위해서는 적절한 보간법이 선정되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 하천합류부에서의 고해상도 측정방법을 소개하고 계측결과에 따른 보간법 비교하였다. 이를 이용한 저해상도 측정결과에서의 예측과 보간법에 대한 시각화를 통해 하천의 전체적인 수리·수질정보를 표기하였다. 각각의 보간법을 비교함으로써 하천 매핑에 있어 IDW, Natural Neighbor, Kriging 기법을 적용하여 시각화된 자료와 정량적 평가를 통해 하천매핑의 정밀성을 향상시켰다. 본연구를 통해 공간보간을 통한 하천의 측정의 새로운 방안제시가 될것이라 사료된다.

단경간 및 다경간 PSC-I 교량의 바닥판 및 거더의 균열분포 예측 (Prediction of Crack Distribution for the Deck and Girder of Single-Span and Multi-Span PSC-I Bridges)

  • 정현진;안효준;김재환;박기태;이종한
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.102-110
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    • 2023
  • 국내 고속도로 교량 중 가장 많은 비중을 차지하고 있는 PSC-I 거더교의 최근 10년간 정밀 안전진단 데이터의 상태등급을 분석한 결과 41.3%가 C등급으로 나타났다. 노후화되는 교량이 증가함에 따라 선제적 관리가 중요시되고 있다. 바닥판과 거더는 손상 및 열화 발생 시 교체 주기가 길어 교량의 서비스 및 노후도에 미치는 영향이 매우 크다. 또한 신축이음과 교량받침 등의 장치 손상 발생 비율도 높아 교량 부재에 미치는 영향에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 단경간 및 다경간 대표 PSC-I 거더 교량을 선정하여, 교량의 주요부재 및 부재 장치의 단일손상과 바닥판의 열화가 결합된 이종손상 시나리오를 정의하였다. 이종손상이 발생한 경우 단일손상이 발생한 경우보다 균열 발생 면적이 증가하였으며, 단경간 교량의 경우 교량받침 손상으로 인해 거더 균열 분포가 크게 확산되었으며, 다경간 교량의 경우 신축이음 양면손상으로 인해 바닥판의 균열분포가 크게 확산되었다. 이를 통해 교량 장치 손상이 발생하였을 때, 신속한 보수 및 교체가 이루어지지 않으면 손상 발생과 손상 확산으로 2차 피해를 유발할 수 있어, 바닥판 및 거더의 응답에 대한 지속적인 관찰과 대응이 필요할 것으로 판단된다.

본태성 고혈압 환자의 자가간호증진을 위한 자기조절 프로그램 효과 -Orem이론과 Bandura이론의 합성과 검증- (An Effect of the Self-Regulation Program for Hypertensives -Synthesis & testing of Orem and Bandura's theory-)

  • 박영임;홍여신
    • 지역사회간호학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.109-129
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    • 1994
  • Chronic health problems has become a major concern and challenge to the health care professionals today. Especially hypertension, one of the leading primary cause of death in Korea, is a typical chronic disease requiring adequate and continuous management. Though these hypertensives need to maintain desirable health practice by themselves for their life time, many previous studies indicated that most of the essential hypertensives have no specific symptoms and thus, reluctant to follow appropriate medical regimens causing the condition further aggravated and complicated. Self-care is an essential factor that keeps chronic patients in control of their health and wellness. Thus this study was conducted to identify the effect of the comprehensive self-regulation program as a nursing intervention on the promotion self-care performance and improvement in physical parameters of hypertensives. For this purpose, a one group quasi-experimental research with pre and post test design was used. The subjects of the study was consisted of thirty persons with mild or moderate essential hypertension from two companies in Cheong-ju city. The whole program was carried out from October, 1993 to February, 1994. The self-regulation program was consisted with group education on hypertension and self-care, self-regulation including the blood pressure self-monitoring and recording, recording of daily self-care activities, and encouraging and reinforcing self-efficacy through verbal persuation and enactive attainment. The subjects were asked to measure their own blood pressure by themselves twice per day and to record blood pressure and the daily self-care performance according to the instructions provided during the whole period of 9 weeks. The instruments used for data collection in this study were as follows : 1) Instruments used for measuring the knowledge about hypertension, multiple health locus of control, and perceived benifits and barriers were adapted from previous studies and modified by author to be fit for the subjects. 2) Self-efficacy scale and self-care performance record were developed by the author. 3) Physiological parameters included systolic / diastolic blood pressure, body weight, level of blood cholesterol, and 24hour ambulatory blood pressure. The post-experimental Cronbach's Alpha as the reliability test of scales were 0.703-0.897, an appropriate level of confidence. The effect of the program was analyzed by experimental stages ; the first week, the fifth week, and the ninth week since the experimental imput began. Data were analyzed by the SPSS PC+ program with paired t-test and t-test, repeated measure ANOVA, and pearson's correlation to de termine the effect of program. The results were as follows : 1) After the self-regulation program, scores on knowledge(t=-2.41, p=.011), perceived self-efficacy (F=5.60, p=.001), self-care performance(F=22.31, p=.0001) were significantly higher than those before the program. 2) After the program, both systolic and diastolic blood pressure were significantly lower than those before the program(F=10.89 -13.11, p=.0001). However in 24hour ambulatory blood pressure, systolic mean pressure was nearly significantly lower, but not in diastolic mean pressure. 3) After the program, the body weight was significant decresed(t=5.53, p=.0001), but the blood cholesterol level was not decreased significantly except in those cases with higher cholesterol level. 4) There were significant relationships between changes in self-care performance and diastolic pressure at 1st week (r=.3389, p=.033) and changes in self-care performance and systolic pressure at 9th week(r=.3651, p=.024). 5) There were significant relationship between perceived self-efficacy and self-care performance at 5th week(r=.5313, p=.001) and 9th week (r=.3026, p=.052). 6) After the program, internal health locus of control and perceived benefits did not show significant change, but perceived barriers was significantly lower than those before the program (t=3.57, p=.0001). From the above results, it can be concluded that 1) The self-regulation program is an effective nursing strategy to promote self-care performance of hypertensives and to lower the blood pressure. Thus this program can be recommended in the management of the hypertensives in workplaces and community settings. 2) The synthesis of Orem's self-care theory and Bandura's self-regulation & self-efficacy theory in this study was proved to enhance explanation and prediction of the change of self-care behavior. Thus the result of the study would contribute in development of the self-care theory and an expansion of practice-theory.

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처방선량 및 치료기법별 치료성적 분석 결과에 기반한 자궁경부암 환자의 최적 방사선치료 스케줄 (Optimum Radiotherapy Schedule for Uterine Cervical Cancer based-on the Detailed Information of Dose Fractionation and Radiotherapy Technique)

  • 조재호;김현창;서창옥;이창걸;금기창;조남훈;이익재;심수정;서양권;성진실;김귀언
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제23권3호
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    • pp.143-156
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    • 2005
  • 목적: 고선량률 강내근접치료와 외부방사선의 병합치료는 자궁경부암의 표준치료법이지만, 최적의 병합 방식 및 선량 분할 스케줄은 아직 정해지지 않고 있다. 부분적으로는 이에 영향을 미치는 인자들의 다양성 및 기존의 문헌들의 방사선 선량에 관한 자세한 정보 부족을 그 이유로 들 수 있다. 이에 본 연구는 고선량률 강내근접치료에 대한 풍부한 경험을 바탕으로 단일기관에서 비교적 균일한 치료를 받은 많은 수의 환자 모집단을 대상으로 이들 다양한 인자들 및 방사선치료에 대한 자세한 분석을 통해서 최적의 방사선치료를 위한 지침을 얻고자 하였다. 대상 및 방법: 1990년부터 1996년까지 연세암센터에서 고선량률 강내근접치료 및 외부방사선치료로 자궁경부암에 대한 근치적 치료를 받은 743명의 환자들을 대상으로 하였으며, 중앙추적관찰 기간은 52개월이었다. FIGO 병기 분포는 IB 198명, IIA 77명, IIB 364명, IIIA 7명, IIIB 89명, IVA 8명이었다. 전골반방사선 선량은 $23.4\~59.4$ Gy (중앙값 45 Gy)의 분포를 보였으며, 진단 시 종양의 크기 및 외부방사선치료에 대한 종양의 반응에 따라서 그 시기를 조절하는 중앙차폐는 495예에서 시행되었으며, 그 시기는 $14.4\~43.2$ Gy (중앙값 36.0 Gy)로 비교적 광범위하고 다양한 분포를 보였다. 강내근접치료와 외부방사선치료의 분할 선량 차이를 극복하기 위해 생물학적 유효선량(Biologically Effective Dose, BED) 개념을 적용하였으며, 종양 및 정상 조직에 대한 $\alpha/\beta$비는 각각 10 및 3으로 하였다. 모든 개별 환자의 직장 전벽 및 방광 흡수선량을 분석하였고, 합병증 및 골반제어율과의 상관 관계를 규명하고자 하였다. 이외에도 방사선치료 스케줄에 영향을 미칠 수 있는 인자들인 총 치료기간, 강내근접치료의 분할 선량 크기, 주치의의 선호도에 따른 치료 스케줄 차이 등도 함께 고려하여 분석하였다. 결과: 전체 환자에서 RTOG Grade 1-4독성 발생률은 $33.1\%$였다. 전체 환자의 5년 골반제어율은 $83\%$로 분석되었다. 중앙차폐이전 외부방사선선량과 강내근접치료의 합산 BED값(=MD-BED $Gy_{\alpha/\beta}$$\alpha/\beta$=10인 경우 $62.0\~121.9\;Gy_{10}$ (중앙값: $93.0\;Gy_{10}$)의 분포를, ${\alpha/\beta}=3$인 경우 $93.6\~187.3\;Gy_3$ (중앙값=$137.6\;Gy_3$ )의 분포를 보였다. MD-BED $Gy_3$는 직장합병증 발생과의 관계는 통계적으로 유의하였고, 방광합병증과는 유의하지 않았다. 직장합병증과의 연관성은 MD-BED $Gy_3$보다 개별 환자의 직장전벽 총 선량 BED값인 R-BED $Gy_3$가 훨씬 더 높았다. 요도카테터 풍선의 후방지점이 대변하는 방광의 총 선량 BED값인 V-BED $Gy_3$도 방광합병증과 경향성 테스트에서 통계적 유의성을 보였다. 하지만, 어떠한 방사선선량도 골반제어율과 의미 있는 상관관계를 보이지 않았다. 본 기관에서 주치의의 선호도에 따라 강내근접치료가 외부방사선치료의 중간에 시행되는 형태인 샌드위치기법과 외부방사선치료 후반부에 시행되는 순차적 기법으로 구분하였을 때, 두 방식간 치료성적 및 합병증의 차이는 없었다. 총 치료기간에 대한 분석에서는 치료기간이 길어질수록 재발 위험이 커지는 경향을 보였으나, 나이 및 병기, 종양의 크기, MD-BED $Gy_{10}$ 등의 예후 인자를 보정한 다변량분석에서는 치료기간이 100일 이상인 경우에만 통계적으로 유의하게 증가하였다. 강내근접치료 분할선량 크기인 3 Gy와 5 Gy 사이에 골반제어율 및 합병증의 차이는 없었다. 결론: 자궁경부암의 최적방사선치료 스케줄에 대한 지침을 세우기 어렵게 만드는 가장 중요한 이유는 강내근접치료가 갖는 선량분포 특성에서 기인하는 방사선선량-골반제어율 상관 관계의 부재 및 개별 종양의 방사선에 대한 반응 속도가 환자마다 크게 다를 수 있다는 점이다. 따라서 전체적인 원칙과 함께 개인화된 맞춤치료가 필요하다. 치료 지침에 영향을 미칠 수 있는 요소들의 복합적인 고려도 중요하다고 할 수 있겠다. 합병증 발생이 우려되는 경우 생물학적 유효선량을 낮추기 위해 적절한 조기 중앙차폐 및 강내근접치료의 분할선량 크기 감소를 고려해볼 수 있다.