• 핵의학기술
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• 제25권1호
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• pp.21-28
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• 2021

갈색지방세포(Brown fat 또는 Brown Adipose Tissue, BAT)는 포도당 대사(glucose metabolism)와 비오한성 열생성(non-shivering thermogenesis)을 통하여 열을 발산하여 추위로부터 생명체를 보호한다. BAT의 활성화는 연령, 성별, 체질량지수(BMI) 등의 환자 내적 요인과 기온, 환경 등의 환자외적 요인에 의해 확률적으로 발생한다. 본 연구에서는 후향적, 의무기록 관찰 연구를 진행하여 여러 인자들을 추출하고 통계 분석을 실시하여 BAT 활성화와 여러 인자 간에 관련성을 확인하고자 한다. 2018년 1월부터 2019년 12월까지 2년간 국립암센터에서 PET/CT 검사를 시행한 환자의 의무기록을 수집하여 총 9155명의 환자를 추출하고 중복 검사를 포함한 13442건의 환자데이터를 대상으로 하였다. 환자데이터의 의무기록에서는 BAT 발생여부, 성별, 검사당시 나이, 영상촬영날짜, 검사장소, 주사시간, 키, 체중, 혈당, 진단명이 나오도록 조건을 설정하였다. BAT 활성화가 PET/CT 촬영 시 환경(기온, 검사장소)과 환자의 상태(혈당, BMI, 암의 종류, 성별, 나이)에 따라 영향을 받는지 확인하기 위하여 단변량 로지스틱 회귀분석을 실행한 후, P<0.1인 변수를 선택하여 BAT 활성화에 영향을 주는 다변량 회귀분석 모형을 최종적으로 분석하였다. BAT 활성화는 전체 13442건 중 93건(0.7%)이 발생되었다. 단변수 로지스틱 회귀분석 결과에서 유의한 결과는, 50세 이상인 환자보다 50세 미만인 환자에게서(P<0.001), 여성이 남성에 비해서(P<0.001), 외부기온 14.5도 미만에서(P<0.001), 정상 BMI보다 낮은 BMI에서(P<0.001), 혈당이 100mg/dl 미만에서(P<0.001), 오후 12시 30분 이전에 주사를 맞은 환자에게서(P<0.001) BAT 활성화가 증가하였다. 반면, 정상보다 높은 BMI에서(P<0.001), 폐암진단을 받은 환자에게서(P<0.05) 감소하였다. 다변수 결과에서는, 50세 미만인 환자에게서(P<0.001), 여성에게서(P<0.001), 외부기온 14.5도 미만에서(P<0.001) BAT 활성화가 유의하게 증가하였고, 정상보다 높은 BMI에서(P<0.05) 유의하게 감소하였다. 국립암센터에서 2년간 PET/CT 시행한 환자를 대상으로 BAT 활성화에 영향을 미치는 인자에 대한 후행 연구를 진행하였다. 그 결과, 외부기온 14.5도 미만의 날씨에 PET/CT 검사를 시행했던 50대 미만의 정상 체중 여성에게서 BAT가 유의하게 활성화가 되었음을 확인할 수 있었다. 이 결과를 토대로 해당 인자에 적용된 환자를 사전에 식별할 수 있으며, 앞으로 여러 연구를 통하여 BAT의 활성화를 줄이는 것에 도움이 될 수 있다고 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.86-92
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• 2022

최근 COVID-19 팬데믹 등 다양한 이유로 인해 바이오 헬스케어 시장이 전세계적으로 활성화되고 있다. 그 중, 생체정보 측정 및 분석 기술은 앞으로의 기술적 혁신성과 사회경제적 파급효과를 불러일으킬 것으로 예측된다. 기존의 시스템은 생체 신호를 받아 신호 처리를 하는 과정에서 신호 송×수신부, 운영체제, 센서, 그리고 인터페이스를 구동하기 위한 대용량 배터리를 필수적으로 요구한다. 하지만, 배터리 용량의 한계가 인해 시×공간적인 기기 사용의 제한을 야기하며, 이는 사용자의 헬스케어 모니터링에 필요한 데이터의 단절에 대한 원인으로 작용할 수 있으므로 헬스케어 디바이스의 큰 걸림돌 중의 하나이다. 본 연구에서는 생체정보 측정 장치에 접촉대전 효과(Triboelectric effects)와 전자기유도 효과(Electro-magnetic effects)를 융합하여, 외부 전원을 요구하지 않는 독립 구동이 가능한 시스템을 구성하여 시×공간적으로 사용 제한이 없는 소형 생체정보 측정 모듈을 설계 및 검증했다. 특히, 다양한 헬스케어 모니터링 중 족압 계측을 통해 사용자의 보행 습관 등을 파악할 수 있는 무선 족압 계측 모니터링 시스템을 검증했다. 보행 시 발생하는 접촉×분리 움직임에서 접촉대전 효과를 이용한 효과적인 압력 센서와 압력에 따른 전기적 출력신호를 통해 족압 센서를 만들고, 축전기를 이용한 신호처리 회로를 통해 이의 동적 거동을 계측할 수 있다. 또한, 출력된 전기신호의 무선 송×수신용 전원으로 사용하기 위해 전자기 유도 효과를 이용하여 보행 시 생기는 생체역학적 에너지를 전기에너지로 수확했다. 따라서, 이번 연구는 사용자가 제한적인 배터리 용량 때문에 생기는 충전에 대한 불편함을 줄일 수 있고, 뿐만 아니라 데이터 단절에 대한 문제점을 극복할 수 있는 방법으로서 큰 잠재력을 보여줌을 시사한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.298-307
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• 2021

태풍은 7~10월에 집중적으로 발생하며, 이 시기에 해수면도 가장 높게 나타난다. 특히 우리나라 하계 해수면은 연평균과 비교했을 때 서해안 약 14.5 cm, 남해안 약 9.0~14.5 cm, 동해안 약 9.0 cm 내외로 더 높게 나타난다. 하계에 상승하는 해수면과 대형 태풍이 겹치면 연안 저지대에 침수, 범람 등의 피해를 야기할 수 있다. 따라서 연안저지대의 피해를 저감하기 위해 해안 구조물 설계 및 안정성 검토 시 정확한 해일고 산정이 필수적이다. 본 연구에서는 태풍이 영향을 미친 하계 해수면 상승이 고려된 해당 월의 평균 해수면으로부터 산정된 해일고(SH_m)를 산정하고 이를 연평균 해수면이 고려된 기존 해일고(SH_a)와 비교하여 특이현상 분석의 타당성을 재검토하였다. 연구 결과, 연평균 해수면 대비 해수면 상승 폭이 가장 큰 8~9월에 발생한 BOLAVEN(SANBA)의 직접 영향을 받은 남서(남동)해안에서 SH_a, SH_m의 해일고(cm) 차이는 7.8~24.5(23.6~34.5), 간접 영향권에 속한 남동(남서)해안에서 -1.0~0.0(8.3~12.2)로 나타난다. 그러나, 연평균 및 월평균 해수면이 비슷한 높이를 가지는 10월에 남동해안에 직접적 영향을 미친 CHABA(KONG-REY)의 경우 5.2~14.2(19.8~21.6), 간접 영향을 미친 서해안에서 3.2~6.3(-3.2~3.7)으로 직·간접 영향권 모두 SH_a와 SH_m의 차이가 작아진다. 연평균 해수면을 기준으로 산정한 기존 해일고는 상승된 하계 해수면이 고려되지 못하여, 실제 태풍 시 발생하는 해일고에 비해 과대 산정된 것으로 평가된다. 따라서 정확한 해일고 개념 정립과 함께 기존의 연평균 해수면을 고려한 해일고 기준으로 설계된 연안 시설물 마루높이 등의 타당성 검토가 재논의되어야 할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권6호
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• pp.727-736
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• 2021

국내 도로터널은 2010년과 2019년과 비교시 1,300개소, 1,102 km 증가하고 있으며, 연평균 7.6 %씩 증가하고 있는 수치이다. 또한, 도로터널 연장이 3,000 m이상 되는 장대터널도 64개소, 276.7 km에 달하고 있다. 도로터널은 폐쇄적인 공간적 특성으로 인해 화재사고 발생시 대형 인명피해로 연결될 가능성이 높으므로 안전시설 설치를 고려해야 한다. 현재 국토교통부의 지침을 통하여 방재시설 설치 기준이 제시되고 있으나, 대심도의 특성을 반영하는데 한계가 있는 것으로 사료된다. 본 연구에서는 다양한 피난연결통로의 설치간격과 피난연결문의 폭을 적용한 시뮬레이션을 통하여, 적정한 기준값을 도출하고자 하였다. 안전성의 척도가 되는 피난시간 산정은 피난 분석 시뮬레이션 소프트웨어 building EXODUS Ver.6.3과 화재/연기 분석 소프트웨어 SMARTFIRE Ver.4.1을 활용하였다. 시나리오는 피난연결문 폭 0.9 m, 1.2 m 두 종류와 피난연결통로간격 150~250 m를 20 m간격으로 설정하였다. 또한, 대심도 특성인 경사도를 고려하기 위해서 종단경사 6 %와 0 %를 각각 적용하였다. 피난완료시간이 연기확산시간보다 짧은 경우 "안전"으로 판단하였다. 시뮬레이션 결과 종단경사 6 %인 경우, 피난연결통로 간격이 150 m인 경우에는 피난연결문 너비에 상관없이 연기확산 전에 모든 재실자들이 피난을 완료할 수 있었다. 종단경사 0 %인 경우, 피난연결통로 간격이 200 m이고 피난연결문의 폭이 1.2 m인 경우 모든 재실자가 피난을 완료할 수 있었다. 종단경사에 따른 피난 속도의 차이로 0 % 경사에서는 6 %에 비해 대피시간이 114초(190 m연결통로 기준) 단축되는 것으로 나타났다. 피난연결통로 간격이 짧아질 수록 빠르게 대피할 수 있으나 경제적, 구조적인 문제로 연결통로를 촘촘하게 배치하기는 어렵다. 피난연결문의 폭이 1.2 m로 늘어난다면 0.9 m 폭인 경우와 비교하여 재실자들이 더 빠르게 대피가 가능할 것이다. 연결통로간격을 적정하게 유지하면서 1.2 m폭의 연결문을 적용한다면, 피난 안전을 확보하면서 경제성을 높이고 구조적인 안전까지 해결하는 방법이 될 것이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.265-274
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• 2021

해양 이상 자료 탐지의 연구는 이전부터 활발하게 이루어지고 있으며, 통계 및 거리 기반의 기계 학습 알고리즘을 활용하는 기법들이 개발되었다. 최근에는 AI 기반의 해양 자료 이상 탐지 기법이 많은 관심을 받고 있으며, AI를 활용한 해양 이상 자료 탐지 기법은 정답이 주어지는 지도학습 기법이 주를 이루고 있다. 이러한 방법은 학습에 필요한 모든 자료에 수작업으로 분류 정보(라벨)를 지정해야 한다는 점에서 많은 시간과 비용이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하기 위해 비지도학습 기반의 오토인코더를 이상 자료 탐지 기법에 사용하였다. 실험으로는 오토인코더의 평가를 위해 단변수·다변수학습 두가지 실험을 구성하였고, 단변수 학습은 기상청에서 제공하는 덕적도 부이 정점 관측 자료 중 수온만 사용하였으며, 다변수 학습은 수온과 기온, 풍향, 풍속, 기압, 습도 등을 사용하였다. 사용기간은 1996~2020년의 25년간이며 학습 자료에 해양-기상 자료의 특성을 고려한 전처리 기법을 적용하였다. 학습된 다변수와 단변수 오토인코더를 활용하여 실제 표층 수온에 대한 이상 탐지를 시도하였다. 모델성능 비교를 위해 오차를 삽입한 합성 자료에 다변수와 단변수 오토인코더를 포함한 여러 이상 탐지 기법을 적용하여 정량적으로 평가하였으며, 다변수/단변수의 정확도가 각각 약 96%/91%로써 다변수 오토인코더가 더 나은 이상자료 탐지 성능을 보였다. 오토인코더를 이용한 비지도학습 기반 이상 탐지 기법은 주관적 판단에 의한 오류와 자료 라벨링에 필요한 시간과 비용을 줄일 수 있다는 점에서 다양하게 활용될 것으로 판단된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제36권6호
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• pp.493-503
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• 2021

본 연구에서는 한국 전통 과자인 유과와 강정을 원·부재료와 기기 및 도구, 작업자의 개인위생, 제조공정별 원료에 대한 미생물학적 오염을 분석하였다. 유과제조 과정 중 현장에서 사용하고 있는 세척 방법과 횟수에 따른 미생물 저감효과를 확인하고자 하였다. 강정의 제조 공정 중 튀밥에서 일반세균수 1.2 Log CFU/g, 완제품의 경우 3.7 Log CFU/g까지 점차 증가하였다. 유과의 제조 공정 중 일반세균수는 불림공정에서 일반세균 최대 6.5 Log CFU/g 수준으로 증가하다가 튀김공정에서 1.3 Log CFU/g수준으로 감소하였으나 완제품에서 4.0 Log CFU/g 수준으로 재 오염되는 것으로 확인되었다. 이는 제조과정 중에 작업도구와 기기 또는 작업자 등에 의한 교차오염으로 판단되었다. 작업 도구인 주걱의 경우 일반세균 약 4.4 Log CFU/g, 대장균군 4.2 Log CFU/g으로 매우 오염도가 나타났다. 유과의 불림단계에서 7일동안 일반세균 수가 최대 10 Log CFU/g 이상, 대장균군의 경우 6.8 Log CFU/g으로 증가하였다. 손 또는 도구를 이용한 세척 방법과 흐르는 물에 세척한 방법을 비교하였을 때, 손을 이용하여 수돗물로 10회 세척하였을 때 일반세균 5.0 Log CFU/g, 대장균군 2.8 Log CFU/g 감소한 것으로 확인되었다. 이상의 결과로 볼 때, 소규모 업체의 전통 한과 제조 시 작업자나 작업 도구 및 기기 사용 후 세척 및 소독하는 과정이 요구되며 완제품의 미생물 오염도를 감소시키기 위해 현장에 적용할 수 있는 저감화 방법이 필요한 것으로 판단되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.85-93
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• 2021

한반도의 70%는 산지로 구성되어 있으며, 서해와 남해의 수심은 상대적으로 얕은 편이다. 따라서, 공업단지, 주거단지, 항만 및 공항 부지를 위한 대규모 간척사업이 시행되고 있다. 매립지역의 일반적인 문제는 지반이 연약하여 지지력이 부족할 뿐만 아니라 상당한 침하가 발생된다는 것이다. 중공블록은 중·저층 아파트 또는 단층의 공장건물을 건설하기 위해 계획된 느슨한 연약기초 지반보강을 위해 사용된다. 최근 4.0~5.0의 강도를 가진 지진이 서쪽과 남동쪽 해안지역을 따라 발생하고 있다. Lee (2019)는 정적 지지력시험을 통해 얕은 기초보강 중공블록의 장점에 대하여 연구하였다. 이 연구에서 블록 내부에 쇄석으로 채움된 보강된 모래지반의 중공블록 동적거동은 진동대 1000 mm × 1000 mm 시험을 통해 연구하였다. 3가지 지진파인 Ofunato, Hachinohe, Artificial 지진파와 2가지 가속도(0.154g, 0.22g)를 진동대 시험에 적용하였다. 중공블록으로 보강된 지반 위의 구조물 수평변위는 LVDT를 사용하여 측정하였다. 중공블록에 의한 지반보강 효율을 평가하기 위하여 지반의 상대밀도를 45%, 65%, 85%로 각각 구성하였으며, 수평변위를 측정하고 한계수평변위 0.015h(건축물 내진등급기준, 2019)와 비교하였다. 중공블록으로 보강된 모래지반에 대한 진동대 시험 결과에 기반해서 벌집 모양의 중공블록은 블록내부에 쇄석 채움으로서 큰 구속력을 가지며, 중공블록의 내부 및 외부를 따라 발생하는 관입저항력으로 인한 큰 주면마찰력을 갖는 것으로 평가되었다. 이러한 모든 요소들은 진동대 시험 중에 수평변위를 상당이 줄이는 것으로 나타났다. 마지막으로, 중공블록 보강 지반은 지진파와 가속도에 상관없이 중·저층 건물의 얕은기초 보강공법으로 매우 우수함이 입증되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.722-732
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• 2021

연구목적: 코로나바이러스 감염증-19(COVID) 펜데믹으로 인해 모든 교육기관은 전면 비대면 실시간 교육을 해야하는 상황이 발생하였고 이에 소방공무원에게도 비대면교육을 적용하여 소방교육을 운영하는 것이 요구되었다. 이러한 펜데믹 상황에서 중앙소방학교가 소방공무원에게 실시한 비대면 실시간 교육에 대한 실태조사를 통해 비대면 실시간 교육의 방향을 찾고 개선방안을 제시 하려한다. 연구방법: 소방공무원을 대상으로 '비대면 실시간 원격교육의 질적 향상 및 전문화를 위한 의식조사' 라는 주제로 설문조사를 실시하여 그 결과를 토대로 심층분석을 하였다. 연구결과 및 결론: 첫째, 교수자 혹은 교육운영자는 다양한 프로그램을 활용하여 교육특성에 맞는 원격교육 프로그램을 적극 활용할 필요가 있다. 둘째, 비대면 교육을 위한 전용노트북을 제공하여 모든 학습자들이 교육 참여에 어려움 없는 교육환경을 제공 할 필요가 있다. 셋째, 소방공무원 교육훈련 특성상 장비 활용이 필요한 교육훈련의 경우에는 각 소방서에 교육 장비를 배치하여 비대면 실습교육 장소로 고려해 볼 필요가 있다. 넷째, 실습교육은 이론교육으로 대처하는 것은 만족스러운 교육효과를 기대하기 어렵다. 그렇기에 비대면 실시간 실습교육이 가능한 시설과 프로그램이 개발되어져야한다. 그러한 비대면 실습교육이 가능해지기 전까지는 사회적 거리를 최대한 유지하면서 대면교육을 적절하게 병행하는 것도 고려해볼만 하다. 다섯째, 비대면 교육은컴퓨터 화면의 불빛과 전자파로 인하여 눈의 피로도가 높고 시간이 흐를수록 집중도가 많이 떨어진다는 의견으로 보아 적절한 수업시간과 휴식시간을 통해 학습자의 눈의 피로를 줄이고 집중력을 높일 수 있는 교육시간을 구성해야 할 필요가 있다. 마지막으로 교수자는 일방적인 지식전달을 하는 교육보다는 교수자와 학습자가 상호작용할 수 있는 학습자 참여 중심의 교육을 운영해야할 필요가 있다. 또한 비대면 원격교육 기술적인 문제는 사전시스템 점검을 통해 교육에 차질이 없도록 철저한 준비가 필요한 것으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.35-46
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• 2021

목 적 : 폐암의 정위 절제 방사선 치료(Stereotactic Ablative Radiation Therapy, SABR)시 복부압박을 이용한 치료계획과 양압지속유지기(The Continuous Positive Air Pressure, CPAP)를 이용한 치료계획을 비교, 분석하여 방사선 치료 효과 향상에 기여하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원의 폐의 SABR 환자 중 2명을 대상으로 복부 압박 고정 장치(the Body Pro-Lok, BPL)와 CPAP를 이용한 치료 계획을 수립하여, RTOG 0813에서 제안한 parameter들과 균질도(Homogeneity Index, HI), 일치도(Conformity Index, CI)를 통해 치료계획을 분석하였다. 또한 모든 4D CT에서 각 Phase별 계획용 표적 체적(Planning Target Volume, PTV) 중심의 X, Y, Z축 움직임을 분석하고, PTV와 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)의 체적과 평균 선량을 구하여 비교하였다. 그리고 4개의 원뿔형빔 전산화단층촬영(Cone Beam Computed Tomography, CBCT)을 이용하여, PTV 중심점과 0°, 90°, 180°, 270° 중 세 방향에서의 흉강내 접점까지의 직선거리를 측정하고, 각 방향에서 평균거리 값과의 차이를 비교하였다. 결 과 : BPL과 CPAP를 사용하여 얻은 치료계획은 모두 RTOG의 권고값을 따랐으며, 균질도와 일치도에서도 큰 차이가 없었다. PTV 중심의 X축, Y축, Z축 움직임은 A 환자의 경우 BPL 사용시 0.49 cm, 0.37 cm, 1.66 cm, CPAP 사용시 0.16 cm, 0.12 cm, 0.19 cm을 보였고, B 환자의 경우 BPL 사용시 0.22 cm, 0.18 cm, 1.03 cm, CPAP 사용시 0.14 cm, 0.11 cm, 0.4 cm을 보였다. CPAP 사용시 BPL 사용시보다 A 환자의 경우 ITV가 46.27% 감소하였고 좌측 폐의 체적이 41.94% 증가하였으며, 평균선량은 심장에서 52.81% 감소하였다. B 환자의 경우 좌측 폐 106.89%, 우측 폐 87.32% 체적이 증가하였고, 평균선량은 위에서 44.30% 감소하였다. 각 방향의 직선거리 값과 평균거리 값과의 최대 차이는 A 환자의 경우 a방향에서 0.05 cm, b방향에서 0.05 cm, c방향에서 0.41 cm 났고, B 환자의 경우 d방향에서 0.19 cm, e방향에서 0.49 cm, f방향에서 0.06 cm 차이가 났다. 결 론 : CPAP 사용시 폐용적의 증가를 통해 표적 근처 OAR의 선량을 BPL 사용시보다 더 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 호흡에 따른 종양의 움직임 제한에도 더 효과적으로 기여할 수 있다는 것을 확인하였다. 추후 CPAP의 다양한 부위 적용과 다른 치료기와의 결합을 통해 방사선 치료 효과를 개선시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.99-108
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• 2021

목 적: 사이버나이프를 이용한 정위적 부분유방방사선치료(Stereotactic Partial Breast Irradiation) 시 기존의 침습적인 위치표지자(Fiducial Marker) 삽입 방식이 아닌 비침습방식에 대한 유용성을 평가 하고자 한다. 대상 및 방법: 본 연구를 위한 영상 중심(Imaging Center)의 일치도는 2D모의치료기와 사이버나이프의 양사방향(Both oblique, 45 °, 315 °) 영상 획득 후 다이스 유사 계수를 통해 정량적으로 평가하였다. 표면위치표지자의 위치 재현성은 본원 프로토콜을 기반으로 ATOM Phantom 표면에 금 재질의 위치표지자 8개를 부착하고 2D모의치료와 치료계획, 사이버나이프 영상을 분석하여 평가 하였다. 결 과: 영상 중심의 일치도 평가결과는 양사방향(45 °, 315 °)에서 각각 0.87, 0.9 였다. 표면위치표지자의 재현성 평가 결과 좌측 유방은 수평수직방향 Superior/Inferior 0.3 mm, Left/Right -0.3 mm, Anterior/Posterior 0.4 mm, 회전 방향 Roll 0.3 °, Pitch 0.2 °, Yaw 0.4 ° 로 나타났다. 우측 유방은 수평수직방향 Superior/Inferior -0.1 mm, Left/Right -0.1 mm, Anterior/Posterior -0.1 mm 회전 방향 Roll 0.2 °, Pitch 0.1 °, Yaw 0.1 ° 로 나타났다. 결 론: 사이버나이프를 이용한 정위적 부분유방암방사선치료 시 표면위치표지자의 비침습 트로토콜을 기반으로 통증 및 감염 등의 예방과 전처치 시간을 줄이고 환자의 경제적 부담을 경감 할 수 있었으며, 영상 중심의 높은 일치도 및 위치표지자의 재현성을 바탕으로 치료에 유용할 것으로 사료된다.