• 한국방사선학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.253-260
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• 2019

방사선 선량 증강은 물질과의 상호작용 단면적을 높여 국소 부위에 대한 선량을 증가시키는 방법으로 선에너지부여 및 상대적 생물학적 효과비 증가로 치료가능비 향상에 기여할 수 있다. 선량 증강에 대한 선행 연구는 X, ${\gamma}$선에 대한 보고가 주를 이루고 있으나, 본 연구에서는 MCNP6를 이용한 몬테칼로 시뮬레이션을 바탕으로 양성자 선원에 대해 선량 증강 현상을 분석하였다. 수학적 모델 방법에 따라 확산된 피크의 양성자 선원에 대한 에너지 분포와 상대적 강도를 산출하였으며, 금, 아이오딘, 가돌리늄의 선량 증강 물질에 대한 선량증강비와 깊이 변화에 따른 에너지 분포를 평가하였다. 금을 이용한 증강 현상에서 1.085-1.120배, 가돌리늄에서는 1.047-1.091배의 선량증강비를 나타내었다. 또한 깊이에 따른 흡수에너지 변화로 인해 실질 비정과 95% 선량 구간의 감소를 나타내었으며, 이는 선량 증강 현상과 더불어 종양조직에 불확실한 선량 전달로 이어질 수 있으므로 증강 물질의 질량 저지능으로부터 확산된 피크 구간의 적절한 보정이 필요할 것으로 사료된다. 본 연구에서 모의모사를 통한 선량 증강 현상의 분석은 실질적인 증강 효과 확인을 위한 체내 외 실험의 기초자료로써 활용될 것으로 기대한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.87-94
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• 2017

Monte Carlo 기법을 활용하여 60, 90, 120, 150 kV와 6, 15 MV X선에서의 선량증가 효과를 평가하였다. MCNPX code를 이용하여 ICRU slab 모의피폭체를 전산모사하였으며, 금, 가돌리늄, 산화철의 선량증가 물질을 사용하였다. 입사에너지의 전자평형 지점을 고려하여 모의피폭체의 표면 및 5 cm 깊이에 5, 10, 15, 20 mg/g 농도의 물질을 삽입하였으며, 선량증가 물질이 없을 때를 바탕으로 하여 깊이에 따른 흡수에너지 변화와 선량증가효과비를 통하여 정량적 평가를 시행하였다. 선량증가 물질의 농도가 높을수록, 금, 가돌리늄, 산화철 순으로 높은 선량증가 효과를 보였으며, kV X선에서는 입사에너지가 낮을수록, 물질의 원자 내 전리 퍼텐셜에 가까울수록 높은 선량증가 효과를 보였다. MV X선에서는 15 MV에 비해 6 MV에서 높은 선량증가 현상을 나타내었으며, kV X선에 비해서는 현저히 낮은 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.477-483
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• 2016

두부 모의피폭체를 활용하여 MV X, ${\gamma}$선에서의 선량증가 효과와 금 나노입자의 크기, 물질의 농도에 대한 의존성을 평가하였다. MCNPX code를 이용하여 Monte Carlo 시뮬레이션 기법을 적용하였으며, 입사 에너지는 4, 6, 10, 15 MV X선, Co60 ${\gamma}$선을 사용하였다. 두부 모의피폭체 내에 종양을 묘사하고 내부에 25, 75, 125 nm 직경의 금 나노입자를 삽입하였다. 나노입자의 농도는 5, 15, 25 mg/g을 적용하였으며, 선량 증가 물질이 없을 때를 기준으로 하여 선량증가비를 산출하였다. 입사 에너지가 낮을수록, 선량증가 물질의 농도가 높을수록 높은 선량증가비를 나타내었다. 나노입자의 크기는 입사 에너지가 낮고, 물질의 농도가 높을수록 상대적으로 높은 의존성을 보였다. 금 나노입자를 이용한 선량증가 효과를 나타내는데 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.93-99
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• 2017

Monte Carlo 시뮬레이션을 이용하여 MV X, ${\gamma}$선에서의 선량증가 효과를 평가하였다. MCNPX code를 이용하여 ICRU 평판형(Slab) 모의피폭체를 전산모사하였으며, 입사 광자의 에너지, 선량증가 물질의 종류 및 농도에 따른 영향을 분석하였다. 선량증가 물질은 금(aurum), 가돌리늄(gadolinium), 요오드(iodine), 산화철(iron oxide)에 대해 비교 평가하였으며, 입사에너지는 선형가속기에서 발생된 4, 6, 10, 15 MV X선의 스펙트럼과 Co 60의 ${\gamma}$선원을 사용하였다. 모의피폭체 내에 7, 18, 30 mg/g 농도의 물질을 삽입하였으며, 선량증가 효과의 정량적 평가를 위해 선량증가비를 산출하였다. X선의 입사에너지가 낮을수록, 선량증가 물질의 농도가 높을수록 높은 선량증가비를 나타내었으며, 최대 선량증가비는 금 1.079, 가돌리늄 1.062, 요오드 1.049, 산화철 1.035를 보여 금, 가돌리늄, 요오드, 산화철 입자 순으로 높은 선량증가 효과를 보였다. 이러한 결과는 In-vivo, vitro 연구의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.791-799
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• 2019

선량 증강 현상에서 발생하는 물리적 특성과 증강 물질과의 상호 작용으로부터 발생하는 이차입자 생성을 평가하였다. Geant 4, MIRD 두부 팬텀을 이용한 몬테카를로 전산 모사를 진행하였으며, 선형가속기에서 발생되는 4, 6, 10, 15, 18, 25 MV X선을 선원으로 적용하였다. 10, 20, 30 mg/g의 금(aurum), 가돌리늄(gadolinium) 증강 물질을 팬텀 내부 종양에 모사하였으며, 물리적 상호작용의 변화와 이차입자 발생에 따른 입자플루언스와 초기 에너지로부터 방사선가중인자를 고려하여 등가선량을 평가하였다. 방사선 선량 증강 물질에 의한 상호작용은 고 원자번호에서 기인하여 광전효과에 의한 에너지 흡수를 높이는 것으로 나타났으며, 10 MV 이상의 에너지에서는 광핵반응의 증가를 나타내었다. 이로 인해, 팬텀 내부에서 양성자, 중성자와 같은 이차입자 발생의 증가를 보였으며, 중성자에 의한 등가선량이 최대 424.2배 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구는 선량 증강 현상에서의 에너지 전달, 흡수의 물리적 과정을 모사하여, 증강 현상에서 발생하는 물리적 특성을 분석하고자 하였다. 이러한 결과는 향후 in-vivo, in-vitro 선량 증강 실험을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제33권4호
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• pp.114-120
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• 2022

Purpose: Particle beam therapy is advantageous over photon therapy. However, adequately delivering therapeutic doses to tumors near critical organs is difficult. Nanoparticle-aided radiation therapy can be used to alleviate this problem, wherein nanoparticles can passively accumulate at higher concentrations in the tumor tissue compared to the surrounding normal tissue. In this study, we investigate the dose enhancement effect due to gold nanoparticle (GNP) when Carbon-12, He-4, and proton beams are irradiated on GNP. Methods: First, monoenergetic Carbon-12 and He-4 ion beams of energy of 283.33 MeV/u and 150 MeV/u, respectively, and a proton beam of energy of 150 MeV were irradiated on a water phantom of dimensions 30 cm×30 cm×30 cm. Subsequently, the secondary-particle information generated near the Bragg peak was recorded in a phase-space (phsp) file. Second, the obtained phsp file was scaled down to a nanometer scale to irradiate GNP of diameter 50 nm located at the center of a 4 ㎛×4 ㎛×4 ㎛ water phantom. The dose enhancement ratio (DER) was calculated in intervals of 1 nm from the GNP surface. Results: The DER of GNP computed at 1 nm from the GNP surface was 4.70, 4.86, and 4.89 for Carbon-12, He-4, and proton beams, respectively; the DER decreased rapidly with increasing distance from the GNP surface. Conclusions: The results indicated that GNP can be used as radiosensitizers in particle beam therapy. Furthermore, the dose enhancement effect of the GNP absorbed by tumor cells can aid in delivering higher therapeutic doses.

• 한국임상수의학회지
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• 제38권3호
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• pp.135-142
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• 2021

The aim of this study was to evaluate the contrast effect if a saline flush following low-volume contrast medium bolus improves vascular and parenchymal enhancement using a saphenous vein in abdominal CT for small animals. Six clinically healthy beagle dogs underwent abdominal contrast-enhanced CT. They were divided into nine groups (each group, n = 6), according to the volume of contrast medium 1, 2, and 3 mL/kg, and volume of the saline solution 0, 5, and 10 mL. Dynamic CT scanning was performed at the hepatic hilum level. The maximum contrast enhancement, time to maximum enhancement, and time to equilibrium phase were calculated from the time attenuation curves. Mean attenuation values for all groups were measured in the aorta, portal vein, and liver. After contrast enhancement, grading of image quality regarding surrounding artifacts and evaluation of the hepatic hilum structures was performed. For comparison of the effect of the contrast material and saline solution doses, differences in mean attenuation values between the contrast medium 2 mL/kg without saline flush group and the remaining groups, and between contrast medium 3 mL/kg without saline flush group and the remaining groups, were analyzed for statistical significance. There were no significant differences between with and without saline flushing at the same contrast medium dose groups. There were no significant differences in peak values between the 3 mL/kg dose of contrast medium alone and the 2 mL/kg dose of contrast medium with saline solution flush. However, there was a significant difference in peak values between the 3 mL/kg dose of the contrast medium without the saline flush group and the 2 mL/kg dose of the contrast medium alone group. Grades of the artifacts were not significantly different in the saline flush regardless of the dose of the contrast medium. Using 2 mL/kg of contrast medium with saline solution flush resulted in similar liver parenchyma attenuation, compared with using 3 mL/kg of contrast medium without saline solution flush. In CT evaluation of hepatic parenchymal diseases, using 2 mL/kg of contrast medium with saline solution flush may yield decreased risk of contrast nephropathy and cost-saving.

• 동의신경정신과학회지
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• 제14권1호
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• pp.75-84
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• 2003

Object : The present experiments were designed to study on the memory enhancement of the extract of Gongjadaesungjichimjung-bang(GDJB). Methods : The water extract of GCJB has been tested for its activities on memory enhancement by passive avoidance task in vivo and for its inhibitory effect on the acetylcholine esterase activity. Results : GDJB water extract significantly enhanced the memory at a concentration of 50mg/kg, but this effect did not proportionally increased at a dose of l00mg/kg and significantly inhibited the acetylcholine esterase activity in a dose-dependent manner in in vitro assay with IC50 value of 1.57mg/ml and also in in vivo assay. Conclusion : The extract of GDJB showed a memory enhancement as well as the inhibitory effect on acetylcholine esterase activity, which suggest that this prescription may be applied for the treatment of memory impairment.

• 약학회지
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• 제36권5호
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• pp.449-454
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• 1992

The effect of radioprotective ginseng protein fraction on DNA repair capacity was determined by measuring the amount of $^{3}H-thymidine$ incorporated into DNA in the process of repair synthesis for UV damaged DNA. CHO-Kl cells were prepared whose semiconservative replication was inhibited by trimethylpsoralen plus near-UV(PUVA) treatment. When the cells were exposed to UV light alone, the DNA repair capacity was increased at first and then decreased as UV dose increased. However, when the ginseng fraction was treated to the cells, the DNA repair capacity was kept increasing regardless of UV dose increment. When the concentration of protein contained in the added fraction was increased gradually, the repair capacity was also increased almost linearly showing dose-response relationship of the effect. These results suggest that the enhancement of DNA repair capacity of the cell can be one of the mechanisms of radioprotection by the ginseng fraction.

• 한국표면공학회지
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• 제39권5호
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• pp.235-239
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• 2006

The aluminum nitride(AlN) layer on Al7075 substrate has been formed through nitrogen ion implantation process. The implantation process was performed under the conditions : 100 keV energy, total ion dose up to $2{\times}10^{18}\;ions/cm^2$. XRD analysis showed that aluminum nitride layers were formed by nitrogen implantation. The formation of Aluminum nitride enhanced surface hardness up to 265HK(0.02 N) from 150HK(0.02 N) for the unimplanted specimen. Micro-Knoop hardness test showed that wear resistance was improved about 2 times for nitrogen implanted specimens above $5\;{\times}\;10^{17}\;ions/cm^2$. The friction coefficient was measured by Ball-on-disc type wear tester and was decreased to 1/3 with increasing total nitrogen ion dose up to $1\;{\times}\;10^{18}ions/cm^2$. The enhancement of mechanical properties was observed to be closely associated with AlN formation. AES analysis showed that the maximum concentration of nitrogen increased as ion dose increased until $5\;{\times}\;10^{17}\;ions/cm^2$.