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EC 기준 순환식 파프리카 수경재배에서 시간 경과 및 배액율에 따른 이온농도 변화 분석 (Analysis of Changes in Ion Concentration with Time and Drainage Ratio under EC-based Nutrient Control in Closed-loop Soilless Culture for Sweet Pepper Plants (Capsicum annum L. 'Boogie'))

  • 안태인;신종화;손정익
    • 생물환경조절학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.298-304
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    • 2010
  • EC 기준 순환식 양액재배에서 식물의 양분 흡수와 배액율은 재사용 양액 내의 이온 비율과 농도에 영향을 미친다. 본 연구는 파프리카(Capsicum annum L. 'Boogie')의 EC 기준 순환식 양액재배에서 시간과 배액율에 따른 이온 농도의 변화를 분석하기 위해 수행하였다. 첫 번째 실험에서 수집된 배액을 EC $2.2dS{\cdot}m^{-1}$로 조정하고 새로 조성한 양액과 혼합하여 재사용 하고 주기적으로 샘플링 하여 이온의 농도를 분석하였다. 두번째 실험은 7%, 16%, 39%, 51%의 배액율을 적용하고 배액과 배액을 원수로 희석하고 새로 조성한 양액과 혼합하였을 때의 EC 변화와 이온 농도를 분석하고 비교하였다. 재사용 양액에서의 $K^+$ : $Ca^{2+}$$SO_4^{2-}$ : $NO_3^-$와 같은 이온 간의 비율 변화를 조사하였다. 첫번째 실험에서의 이온 농도의 변화 범위는 각각 $K^+$ 1.13, $Ca^{2+}$ 5.35, $Mg^{2+}$ 0.92, $NO_3^-$ 0.9 $SO_4^{2-}$ 1.10, $PO_4^{3-}$ $0.19meq{\cdot}L^{-1}$이었다. 이온 간의 비율 변화는 양이온에서는 주로 $K^+$ : $Ca^{2+}$을 중심으로 음이온에서는 $NO_3^-$ : $SO_4^{2-}$을 중심으로 나타났다. 두 번째 실험에서 배액율에 따른 배액의 배액율이 증가함에 따라 점차 감소하는 경향을 나타냈다. 배액 내 각 이온의 농도도 배액율의 증가에 따른 감소 경향을 보였다. 배액율에 따른 배액 내 이온 간의 비율 변화에는 차이가 없었다. 그러나 배액을 희석하고 새로 조성한 양액과 혼합함에 따라 교정 효과에 차이가 나타났다. 7% 의 배액율이 새 양액의 이온 비율에 가장 근접하였으며, 16%, 51% 39% 순으로 교정되었다. 교정에 따른 이온 비율 변화는 $K^+$ : $Ca^{2+}$$NO_3^-$$PO_4^{3-}$를 중심으로 나타났다.

방울토마토 수경재배 시 착과 절위 증가에 따른 공급액, 배액 및 식물체의 무기성분 농도 변화 (Changes in Inorganic Element Concentrations of Drained Nutrient Solution and Leaves in Compliance with Numerical Increment of Fruiting Node during Hydroponic Cultivation of Cherry Tomato)

  • 이은모;박상규;김경제;이봉춘;이희철;윤여옥;박수복;최종명
    • 생물환경조절학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.361-367
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    • 2017
  • 수경재배 시스템에 있어서 배액의 재활용은 생산비 절감 및 환경오염 방지를 위하여 중요하다. 방울토마토를 반촉성 수경재배 하면서 생육 단계별 공급액, 배액 및 잎의 무기성분 분석을 통하여 순환식 수경재배 시스템 개발을 위한 기초자료를 확보하고자 본 연구를 수행하였다. 연구목적을 달성하기 위해 주기적으로 공급액, 배액 및 식물체 잎을 채취한 후 무기물 함량을 분석하였다. 생육 초기에는 배액의 EC가 공급액과 비슷한 약 $2.0dS{\cdot}m^{-1}$였지만, 생육 후기로 갈수록 높아져 9화방 착과기에는 $4.5dS{\cdot}m^{-1}$였다. 영양생장이 왕성한 생육 초기의 pH는 6.4~6.7 범위였으나 생식생장이 강해진 생육 후기에는 5.9~6.1로 낮아지는 경향이었다. 생육 초기에는 공급액과 배액의 $NO_3-N$, P, K, Ca 및 Mg 농도가 비슷하였지만 생육 후기로 갈수록 공급액보다 배액의 농도가 높아지는 경향이었다. 생육 초기에 잎의 T-N 함량이 높았지만 후기로 갈수록 낮아지는 경향이었다. K와 Ca 함량은 생육 초기에는 낮았으나 후기로 갈수록 높았으며, P와 Mg 함량은 생육초기부터 후기까지 유사한 수준으로 분석되었다. 이상의 결과는 토마토 수경재배를 배액 재활용에 있어 무기원소 농도 변화를 교정하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

역방향 조사방식을 통한 동적쐐기의 품질관리 (Simplistic QA for an Enhanced Dynamic Wedge using the Reversed Wedge Pair Method)

  • 이정우;홍세미;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제15권3호
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    • pp.161-166
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    • 2004
  • 쐐기형태의 선량분포를 만드는 데 이용되는 선형가속기에 장착된 동적쐐기(EDW; Enhanced Dynamic Wedge)의 품질관리를 위한 간단한 방법을 고안하였다. 선량 프로파일의 품질관리를 위해서는 필름 선량측정 장비와 필름 스캐너, 고 에너지 선량 측정용 필름, 필름 농도계, 삼차원 치료 계획 장치가 사용되었다. 역방향 60$^{\circ}$ 동적쐐기를 각각 한 필름에 조사(이하 60$^{\circ}$REWP; 60$^{\circ}$ Reversed Wedge Pair)하고, 이를 통해 얻어진 선량 프로파일의 선량 대칭도를 정량적으로 분석하였으며, 동적쐐기 구동이 중간에 멈춘 경우 이를 보상하는 부분 보상조사(Partial treatment mode)도 비교하였다. 또한 측정 된 자료들을 구간선량표(Golden STT; Segmented Treatment Table) 로 구현한 삼차원 치료 계획 장치의 계산치와 비교하였다 60$^{\circ}$REWP의 실험을 통해 역방향 쐐기의 효과가 1% 이내에서 잘 상쇄되었음을 알 수 있었으며 이 자료를 기준으로 한 품질관리의 타당성을 확보할 수 있었다. 실효쐐기인자의 품질관리를 위해서는 쐐기 각도 $10^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$에 대해 실측하였고, 구간선량표에서 보정인자를 유도하여 동적쐐기 조사 시 자동으로 생성되는 로그 파일을 참조하여 실효 쐐기인자 계산치를 얻어내어 비교하였다. 이 방법을 통해 별도의 측정 장비 없이 용이하게 쐐기인자의 이상 유무를 파악할 수 있었다. 기존의 복잡한 품질관리의 방법을 단순화하고 효율을 극대화시킴으로써 측정에서 분석까지 1시간 내에 동적 쐐기의 품질관리를 수행할 수 있었다. 동적쐐기는 금속쐐기와 달리 선량률과 Y축 콜리메이터의 움직임에 따라 부정확도의 잠재가능성을 갖고 있으므로 수시 품질관리가 필수적인데 본 연구방법을 이용하면 단순하면서도 효율을 극대화할 수 있어 동적쐐기를 이용한 방사선치료의 안전도를 높일 수 있었다.

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방광요관역류의 완해에 영향을 미치는 인자에 관한 연구 (A Clinical Study on Factors affecting Spontaneous Resolution of Vesicoureteral ,Reflux in Children)

  • 송병호;오창원;김기복
    • Childhood Kidney Diseases
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    • 제2권2호
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    • pp.152-160
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    • 1998
  • 목 적 : 소아 신부전의 원인이 되는 방광요관역류는, 경한 경우는 자연완해되는 경우가 많으나, 심한 경우는 수술을 요한다. 그러나 중등도인 경우에는 애매한 경우가 많기 때문에, 예방적 항생제요법을 받은 방광요관역류 환아에서 완해에 영향을 미치는 인자들을 조사하여 그 예후 평가에 이용하고자 하였다. 대상 및 방법 : 1992년 1월부터 1996년 12월까지 본원 소아과에 내원하여 방광요관역류로 진단된 32례(49신단위)를 대상으로, 완해(resolution), 호전(improvement), 무변화(unchanged) 및 악화(worsened)의 4 부류로 나누어 분석하였다. 결 과 : 1) 남녀비는 3.5:1 이었고, 진단시 평균연령은 $24.6{\pm}11.4$개월이었다. 2) 총 역류갯수는 49신단위로 1개월 이하, 1개월-1세, 1세-6세, 6세 이상이 각각 4, 21, 16, 8 신단위였다. 3) 역류의 정도는 Grade I, II, III, IV, V 각각 2, 16, 17, 12, 2 신단위였다. 4) 완해를 보인 것은 총 24 신단위였고, grade별로는 각각 100, 81, 47, 8, 0$\%$로 grade가 낮을수록 완해율이 높았다. 호전을 보인 것은 총 12신단위였고, grade별로는 각각 0, 6, 24, 42, 100$\%$였다. Grade III, IV에서 완해+호전율은 각각 71, 50$\%$를 보였다. 5) 연령별로 완해율은 1개월이하, 1개월-1세, 1세-6세, 6세이상에서 각각 100, 48, 56, 13$\%$로 어릴수록 완해율이 높았다. 6) 일측성 역류 15신단위중 완해율은 14신단위($93\%$)였고, 양측성 34신단위중 11($32\%$)로 일측성의 경우에서 완해율이 높았고,완해+호전율도 각각 100, $65\%$로 일측성인 경우가 의의있게 높았다. 7) 완해를 보인 24신단위중 정기적으로 추적관찰된 20신단위에서 완해기간은 모두 1년이내였다. 호전을 보인 12신단위중 10신단위에서 호전 기간은 6개월에서 2년2개월 소요되었다. 8) 임상증상이나 경과에 변화가 없거나 악화된 경우는 13신단위로 이중 4신단위에서 수술이 시행되었다. 결 론 : 역류의 정도가 약할수록, 양측성인 경우보다 일측성에서, 그리고 나이가 어릴수록 완해율이 높았고, Grade III, IV인 경우에도 약물치료로 완해$\cdot$호전되는 율이 높기 때문에 추적관찰이 필요하다.

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전립선 암의 방사선치료 시 직장 내 풍선삽입에 따른 계획표적부피마진 (PTV Margins for Prostate Treatments with an Endorectal Balloon)

  • 김희정;정진범;하성환;김재성;예성준
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제28권3호
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    • pp.166-176
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    • 2010
  • 목 적: 직장 내 풍선삽입을 하는 전립선 암 환자의 3차원 입체조형방사선치료(3D CRT)와 세기조절치료에 대한 적절한 계획표적부피 마진을 구하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 대상 및 방법: 환자는 반듯이 누운 자세에서 치료계획용 CT 촬영과 매 치료 전에 환자의 직장에 풍선이 삽입되었고 70 mL의 공기로 풍선을 팽창시켰다. Anterior-posterior (AP)와 측면에서의 전자식 조사문영상 이미지와 디지털 화재구성사진을 이용하여 치료간 환자 치료위치 및 풍선의 위치 변화를 분석하였다. 두 이미지를 정합하기 위하여 Visual $C^{++}$ 기반의 프로그램을 개발하여 사용하였다. 기존의 방법을 기반으로 풍선에 의한 선량 흐려짐 효과를 고려한 계획표적부피 마진을 구하는 방법 고안하였다. 결 과: 환자치료위치의 치료간 변화는 모든 방향에서 평균 1 mm 이내로 나타났다. 풍선의 치료간 변화는 left-right (LR) 방향에 비해 superior-inferior (SI)와 AP 방향으로 크게 나타났다. 풍선의 무작위오차를 포함시켜 새로 고안된 1차원 계획표적부피 마진 구하는 방법을 사용하여 마진을 구한 결과, 3D CRT의 경우에는 LR 방향으로 3.0 mm, SI 방향으로 8.2 mm, AP 방향으로 8.5 mm로 계산되었다. Intensity modulated radiation therapy의 경우, LR 방향으로 4.1 mm, SI 방향으로 7.9 mm, AP 방향으로 10.3 mm로 마진이 계산되었다. 결 론: 풍선의 무작위오차는 전립선 모양의 변형을 일으켜서 선량분포에 영향을 준다. 따라서, 새로 고안된 계획표적부피 마진을 구하는 방법에는 풍선에 의한 선량 흐려짐 효과가 고려되었다. 이 방법은 풍선의 무작위오차만 계산에 포함하기 때문에 풍선의 계통오차에 대한 보정을 전제로 한다.

방사선치료 후 재발한 골반암에서 토모테라피를 이용한 고식적 재치료 (Palliative Irradiation Using Helical Tomotherapy in Recurrent Pelvic Tumors with Prior Radiotherapy)

  • 계철승;유은정;김지훈;노덕영;김기준
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제28권3호
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    • pp.133-140
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    • 2010
  • 목 적: 방사선 치료 후에 방사선조사범위내에서 재발한 골반암 환자들을 대상으로 나선형 토모테라피를 이용한 재 치료를 시행한 후 그 효과 및 안전성에 대하여 후향적 분석을 시도하였다. 대상 및 방법: 총 14명의 환자를 대상으로 하였으며, 남녀 비는 1 : 1이었고, 평균연령은 51세였다. 직장암이 8명, 자궁경부암이 5명, 원발부위를 알 수 없는 경우가 1명이었다. 13명의 환자들이 재발 전에 수술을 받은 적이 있고, 환자들의 골반부위에 조사된 방사선량의 중앙값은 50.4 Gy였다. 재발 당시 종양크기의 중앙값은 3.5 cm (2.0~7.5cm)였으며, 재발이 발견된 후 항암화학요법을 먼저 받은 경우가 9명, 고강도초음파치료를 받은 경우가 1명이었다. 나머지 4명은 재발 후에 다른 치료는 시행하지 않은 상태에서 토모테라피를 이용한 재치료를 받았다. 재치료 당시 종양으로 인한 통증을 호소한 환자는 7명이었으며, 종양 표지자가 증가해있던 경우는 8명이었다. 최초 방사선 치료와 재치료의 간격은 중앙값 19.9개월(5.0~75.4개월)이었다. 토모테라피를 이용한 재치료시 육안적종양체적, 임상적표적체적 및 계획용표적체적에 총4~5주간 20~25회에 걸쳐, 각각 중앙값 50 Gy, 47.8 Gy 그리고 45 Gy의 방사선이 조사되었다. 치료 전 매일 초고압전산화단층촬영(megavoltage computed tomography)을 통하여 X, Y, Z축 및 회전각도에 대한 online correction을 시행하였다. 치료 후 반응평가는 Response Evaluation Criteria in Solid Tumors ver. 1.0을 이용하였으며, 국소종양조절기간은 치료 종료 후 Kaplan-Meyer법으로 계산하였고, 치료 후 합병증의 평가는 Common Terminology Criteria for Adverse Event ver. 3.0을 이용하였다. 결 과: 추적기간의 중앙값은 17.3개월(3.0~38.3개월)이었으며, 영상학적반응율은 64.3%(완전관해, 7.1%; 부분관해, 57.2%)였다. 치료 전 통증이 있었던 7명의 환자 중 6명에서 통증이 완화되어 85.7%의 통증완화율을 보였으며, 종양 표지자가 증가되어 있던 8명 중 5명(62.5%)에서 감소가 일어났다. 국소종양조절기간은 중앙값 25.8개월(95% 신뢰구간, 6.12~45.5개월)이었으며, 치료 후 국소재발이 8명(57.1%), 원격전이가 3명(21.4%) 그리고 국소재발과 원격전이가 동시에 일어난 경우가 1명(7.1%)이었다. 합병증으로는 대부분 grade I 혹은 II의 급성 피부염, 직장염, 방광염 등이 나타났지만, 만성 합병증이나 grade IV 이상의 급성 합병증은 나타나지 않았다. 결 론: 방사선치료 후 방사선조사 범위 내에서 재발한 골반암에서 나선형 토모테라피를 이용한 재치료는 비교적 안전하고 효과적인 고식적 치료법이라고 생각된다. 그러나 치료 효과를 좀 더 높이기 위해서 혹은 적은 환자수, 다양한 질환 그리고 후향적 분석이라는 본 연구의 문제점을 극복하기 위해서는 많은 환자들을 대상으로 한 전향적 임상연구가 필요할 것이다.

양전자방출단층촬영술(PET)을 이용한 식도암 환자의 병기 결정 -전산화단층촬영술(CT)과의 비교- (Staging of Esophageal Cancer Using Positron Emission Tomography : Comparing to Computed Tomography)

  • 심영목;박승준;김병태;김성철
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제32권4호
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    • pp.388-393
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    • 1999
  • 배경: 식도암 치료에 있어서 수술전 병기 결정은 매우 중요하다. 특히 절제 가능성을 알기 위해서 흉부 단층 촬영과 내시경등 여러 방법을 사용하고 있지만 어떤 검사도 충분한 정보를 제공하지 못하고 있다. 이에 식도암 환자의 병기 결정에 있어서 양전자방출단층촬영의 역할을 알아보고자 연구를 실시하였다. 대상 및 방법: 1997년 1월부터 10월까지 내시경을 통한 조직 검사상 식도 편평 상피암으로 확진된 20명(남 19명, 여 1명, 평균연령 61세)의 환자에서 림프절절제를 포함한 근치적 절제를 시행한 후, 수술전 [F-18]FDG-PET 및 CT 소견과 수술 후 조직 병리 소견을 비교하였다. 결과: 원발 종양 진단에 대한 PET와 CT의 민감도는 90%로 동일하였다. PET와 CT 모두 1 cm 크기의 상피내암종 1예와 T1 병기의 종양 1예에 대하여 위음성을 보였다. 총193개의 절제된 림프절군에 대한 병리 조직 검사 결과를 바탕으로 PET와 CT의 민감도, 특이도, 정확도를 구하였으며 결과는 다음과 같았다.(*$\chi$2 p < 0.005) 민감도** 특이도 정확도* PET 55.6%(30/54) 97.1%(135/139) 85.5%(165/193) CT 13.0%(7/54) 98.6%(137/139) 74.6%(144/193) PET에서 위양성 림프절 전이를 보였던 4명중 1명의 환자는 활동성 폐결핵을 동반한 환자였으며, PET에서 위음성을 보였던 24개의 림프절군중 14개는 감쇠보정을 실시하지 않은 부위에, 5개는 원발 종양과 근접한 부위에 있었다. 결론: PET에서 위양성 림프절 전이를 보였던 4명중 1명의 환자는 활동성 폐결핵을 동반한 환자였으며, PET에서 위음성을 보였던 24개의 림프절군중 14개는 감쇠보정을 실시하지 않은 부위에, 5개는 원발 종양과 근접한 부위에 있었다. 결론: 이상과 같은 결과로부터 [F-18]FDG-PET는 식도암의 림프절 전이 및 병기를 결정하는데 있어서 CT의 결점을 보완할 수 있는 유용한 진단 방법임을 알 수 있었다.

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무심폐기하 관상동맥우회술에서의 중등도의 허혈성 승모판막부전증의 중요성 (Long-term Influence of Mild to Moderate Ischemic Mitral Regurgitation after Off-pump Coronary Artery Bypass Surgery)

  • 홍종면
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제43권3호
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    • pp.246-253
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    • 2010
  • 배경: 술전 경도 및 중등도의 허혈성 승모판막 폐쇄부전증이 동반된 환자들의 무심폐순환 관상동맥 우회로 조성술을 시행한 후의 장기 예후를 추적 조사하였다. 대상 및 방법: 1996년 9월부터 2004년 3월까지 1,000명의 연속된 무심폐순환 관상동맥 우회로 조성술을 시행 받은 환자들의 데이터를 전향적으로 조사하였으며, 97%의 환자에서 추적 조사가 가능하였다. 육십칠명(6.7%)의 환자들이 수술 당시 경도 및 중등도의 허혈성 승모판막 폐쇄부전증이 동반되었다. 허혈성 승모판막 폐쇄부전증이 끼치는 영향에 대하여 수술사망율, 실제생존율 및 주요 심장 부작용이 없는 생존율 등을 비교하였다. 결과: 평균 추적 조사 기간은 $66{\pm}22$개월이었다. 허혈성 승모판막 폐쇄부전증이 동반된 환자들의 연령이 더 높았으며(p<0.001), 더 낮은 심박출량을 보였고(p<0.001) 더 많은 위험 인자들을 갖고 있었다. 여성에게 의미있게 더 많았으며(p=0.002), 수술사망율이나 술전후 심근 경색의 빈도에는 의미있는 차이는 없었다(p=0.25). 팔 년 생존율은 허혈성 승모판막 폐쇄부전증이 동반된 환자들이 더 낮았다($39.6{\pm}11.8%$ vs $76.7{\pm}2.2$, p<0.001). 하지만 동반된 위험 인자들을 교정했을 때 술전 경도 및 중등도의 허혈성 승모판막 폐쇄부전증 자체가 장기 사망률의 의미있는 위험 인자는 아니었다(p=0.42). 8년 간의 주요 심장 부작용이 없는 생존율은 허혈성 승모판막 폐쇄부전증이 동반된 환자들에서 의미있게 낮았다($53.12{\pm}12%$ vs $77{\pm}2%$, p<0.001). 위험 인자들을 교정했을 때 허혈성 승모판막 폐쇄부전증은 주요 심장 부작용이 없는 생존율(HR: 2.31), 울혈성 심기능 저하와 재발성 심근 경색에 의미있는 위험 요소이었다. 결론: 무심폐순환 관상동맥 우회로 조성술을 시행 받은 환자들 중 술전 경도 및 중등도의 허혈성 승모판막 폐쇄부전증이 동반된 경우 더 많은 술전 위험요소들을 갖고 있었다. 술전후의 사망률이나 유병율은 비슷하였으나, 장기적으로 심장 합병증의 유발율은 더 높았다

열형광선량계를 이용한 전자선 품질보증 프로그램에 관한 연구 (Quality Assurance Program of Electron Beams Using Thermoluminescence Dosimetry)

  • 라정은;김귀야;정희교;신동오;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제16권2호
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    • pp.62-69
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    • 2005
  • 본 연구에서는 열형광선량계에 대한 전자선에너지 보정인수를 구하여 이온함을 이용한 물 흡수선량과 상호 비교 분석하여 열형광선량계를 이용한 전자선의 품질보증 프로그램을 개발하고자 한다. 열형광물질은 분말형태인 $^7LiF$을 사용하였고 판독기는 Fimel사의 PCL-3 모델을 사용하였으며 전자선 선량측정에 이용되는 홀더는 PMMA 재질로 제작하였다. 열형광선량계는 선형가속기(Varian CL 2100C)에서 방출되는 전자선 에너지 6, 9, 12, 16, 20 MeV를 이용하여 각 에너지에 해당하는 기준깊이 $Z_{ref}$에 위치시켰으며 물 흡수선량 2 Gy가 되도록 조사하였다 이때 기준선량은 IAEA TRS-398 프로토콜에서 권고하고 있는 절차에 따라 식품의약품안전청에서 교정 받은 Roos형 평행평판형이온함을 사용하여 결정하였다. 열형광선량계의 물 흡수선량을 결정하기 위해 열형광선량계의 교정계수 및 선량 반응도에 대한 보정인수, 퇴색보정인수, 에너지보정인수 등을 산출하였다. 또한 본 연구를 통해 결정된 교정계수 및 각각의 보정인수의 정확도를 검증하기 위해 백지정사(blind test)를 실시하였으며 그 결과, 에너지 9, 16, 20 MeV전자선에서 상대 표준편차가 각각 $2.98\%,\;3.39\%$ 그리고 $0.01\%$로 나타났다 이는 전자선의 허용수준인 $\pm5\%$이내 포함되는 결과로 향후 국내 의료기관에서 사용하고 있는 전자선의 출력 선량측정에 대한 주기적인 품질보증을 위해 열형광선량계가 적극 활용될 것으로 기대한다.

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2.5D 전자선 선량계산 알고리즘 개발 (Development of 2.5D Electron Dose Calculation Algorithm)

  • 조병철;고영은;오도훈;배훈식
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제10권3호
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    • pp.133-140
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    • 1999
  • 본 연구에서는 외부조사 전자선에 대한 3 차원 선량계산 알고리즘 모델을 개발하기 위한 기초연구로서 기존의 2D 펜실빔 알고리즘을 확장시켜 3 차원 geometry를 적절히 고려할 수 있는 선량계산 모델을 개발하고자 한다. 선량계산 모듈은 IDL5.2(Reseach Systems Inc. 미국)를 사용하여 프로그램하였으며, Hogstrom의 펜실빔 모델에 의한 선량계산에 필요한 중심축 상의 깊이선량분포는 Siemens M6740의 12MeV 전자선에 대한 측정치를 사용하였고, 전자선의 공기 및 불에서의 선형저지능 (linear stopping power), 선형산란능 (linear scattering power) 은 ICRU 보고서 35로부터 인용하여 사용하였다. 선량계산의 정확도를 확인하기 위하여 정형 조사면에 대한 선량분포 공기 간격 효과 인체 외곽 보정에 대해 전리함, 필름 등을 사용하여 얻은 측정값과 비교, 분석하였다. PC(Pentium III 450MHz) 상에서 프로그램 실행 결과 단일 조사 빔에 대한 선량계산에 약 120초가 소요되어, 선량계산 알고리즘의 최적화를 통한 선량계산 시간 단축이 필요하다 하겠다. 선량 평가에 대한 비교 결과, 정형 및 비정형 조사변에 대한 선량분포는 선량변화가 급격한 반음영 (penumbra) 영역에서 $\pm$3mm 이내의 오차를 보였으며, 측방 선량분포에 따른 비교 결과, 측정치와 5% 이내에서 일치하였다. 또한 공기 간격 및 인체 외곽선 보정의 경우, $\pm$10% 내외에서 측정값과 일치하였다. 결론적으로, 전자선에 대한 2 차원 펜실빔 모델을 확장하여 3 차원 치료계획에 적합하게 3 차원상의 임의의 단변 선량계산이 가능하도록 구현되었다. 또한 비정형 조사변에 대한 선량계산 뿐만 아니라, 인체외곽 및 공기 간격 등과 같이 3 차원적 geometry에 대한 보정이 필요한 경우에 대하여도 이를 선량계산 시 적절히 고려함을 확인할 수 있었다. 추후, CT를 통한 비균질 보정방식을 구현할 계획이며, 이들 선량계산 모듈은 교육 및 연구용으로 적절히 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

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