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$Fraxion^{(R)}$ System을 이용한 뇌 정위적 방사선 수술 유용성 평가
김태원,박광우,하진숙,전미진,조윤진,김세준,김종대,신동봉,Kim, Tae Won,Park, Kwang Woo,Ha, Jin Sook,Jeon, Mi Jin,Cho, Yoon Jin,Kim, Sei Joon,Kim, Jong Dae,Shin, Dong Bong 대한방사선치료학회 2014 대한방사선치료학회지 Vol.26 No.2
목 적 : $Fraxion^{(R)}$ system과 s-thermoplastic mask을 사용하여 뇌 전이(Brain metastasis)가 있는 환자에게 정위적 방사선 수술(Stereotactic Radiosurgery, SRS)을 시행하면서 발생 되는 환자의 셋업 오차(Setup Error)를 비교하고 오차가 선량에 미치는 영향을 측정하여 $Fraxion^{(R)}$ system의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 2014년 5월부터 2014년 10월까지 본원에 내원하여 정위적 방사선 수술을 받은 뇌 전이(Brain metastasis) 환자 6명을 대상으로 하였다. 머리를 고정하기 위해 3명은 s-thermoplastic mask와 mouthpiece를 이용한 그룹과 3명은 $Fraxion^{(R)}$ system을 이용하여 제작 한 2그룹으로 나눈 뒤 방사선 수술 당시 얻어진 3D 콘빔CT(Cone Beam Computerized Tomography, CBCT) 영상과 전산화 단층모의치료 영상의 오차 값을 기록하고 환자별 최대치(Max), 최소치(Min), 평균치(Mean), 표준편차(standard deviation, SD) 구하여 비교하였다. 또한 StereoPHAN Phantom 및 Pinpoint 3D cylindrical chamber를 이용하여 환자별 정도관리(Patient Specific Quality Assurance, PSQA)와 같은 방법으로 선량을 측정하여 선량값을 비교하였다. 결 과 : 정위적 방사선 수술 전 콘빔CT 영상과 전산화단층모의치료영상을 비교하여 얻어진 셋업 오차의 경우 $Fraxion^{(R)}$ system이 s-thermoplastic mask와 mouthpiece를 함께 사용한 경우보다 셋업 오차가 평균을 기준으로 X축 83% 감소, Y축 40% 감소, Z축 92% 감소하였으며 X, Y, Z 회전성분인 Pitch 64% 감소, Roll 88% 감소, Yaw 87% 감소로 모든 방향에서 상대적으로 이동 값이 적었으며 선량 측정을 시행한 결과는 평균을 기준으로 s-thermoplastic mask와 mouthpiece를 사용한 경우가 $Fraxion^{(R)}$ system보다 셋업 오차 보정 전은 83% 감소, 보정 후는 1.9% 감소된 선량측정을 보였다. 결 론 : $Fraxion^{(R)}$ system은 개인 치열(dentition)에 맞춘 구강고정기구(mouthpiece)와 Fraxion frame, Frontpiece, thermoplastic mask nose을 사용하여 s-thermoplastic mask와 mouthpiece를 가지고 머리를 고정하는 기존의 방식보다 높은 재현성을 보였으며 이는 기존의 치료 방법보다 1회 치료로 많은 선량이 조사되는 뇌 정위적 방사선 수술에서 안정된 고정 효과를 나타낼 것으로 사료된다. Purpose : We evaluated the usefulness of $Fraxion^{(R)}$ system and s-thermoplastic mask by analyzing setup error when stereotactic radiousurgery (SRS) was treated for brain metastasis. Materials and Methods : 6 patients who received definite diagnosis as brain metastasis between May 2014 and October 2014 were selected. 3 patients were immobilized s-thermoplastic mask and mouthpiece (group1), while $Fraxion^{(R)}$ system was used for the other 3 patients (group2). Cone Beam Computerized Tomography (CBCT) scan was acquired to register planning CT scan. The registration offset was compared for each group. We compared and reported the errors using maximum, minimum, mean, and standard deviation of registration offsets. Furthermore, We used the same method as patient specific quality assurance to verify absorbed dose of PTV. Results : The setup error which is registration offset was reduced 83% in x, 40% in y, and 92% in z-direction when $Fraxion^{(R)}$ system was used compared to the case of using s-thermoplastic mask and mouthpiece. In addition, using $Fraxion^{(R)}$ system showed improved results in rotational components, pitch (rotation along x-axis), roll (y), and yaw (z) which were reduced 64, 88, and 87% respectively compared to the case of using s-thermoplastic mask and mouthpiece. In dosimetry results, when s-thermoplastic mask and mouthpiece used, absorbed dose was reduce 83% compared to before and after registration. However, using $Fraxion^{(R)}$ system showed only 1.9%. All percentage were calculated with respect to average value. Conclusion : Using $Fraxion^{(R)}$ system including mouthpiece, Fraxion frame, frontpiece, and thermoplastic mask, showed better repeatability and precision compared to using s-thermoplastic mask and mouthpiece, which is consequently considered as more improved immobilization system.
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해양오염방제 자재·약제의 성능시험기준 개선방안에 관한 연구(생태독성시험 항목)
김태원,이수진,김영윤,이문진,Kim, Tae Won,Lee, Su Jin,Kim, Young Ryun,Lee, Moon Jin 해양환경안전학회 2021 해양환경안전학회지 Vol.27 No.6
This study suggests ways to improve the standard test method and judgment criterion for the "Eco-toxicity Test" based on the rules and regulations provided in 'performance and qualifying test standards for marine pollution prevention materials and chemicals' in the Republic of Korea. Compared with the relevant references of other countries, this study attempted to find the limitations in the existing standards. As for the growth inhibition test of algae using Skeletonema costatum as an indicator, applying comparative analysis to measure specific growth rates, together with statistical analysis, instead of applying current methods, judged by the appearance of colors from the culture medium was suggested. Considering the exponential growth phase of the test species, the test duration was suggested to be reduced to less than four days. For the test with fish as an indicator, resetting the appropriate body size was suggested to, show consistent sensitivity against chenicals applied during testing. Furthermore, it is necessary to consider the criteria needs, which should be established in reasonable and objective ways. For the testing species, marine rotifer, Brachionus plicatilis could be a replacement for Artemia sp., and a bivalve for fish in the test. To improve the performance effectiveness of the "Eco-toxicity test", it is worth considering the designation of accredited testing institutes, by placing it in the same loop. Thus it is also expected to have a reliable management system in place, having the capacity of cost calculation properly and adjusting testing items if required. 우리나라의 '해양오염방제 자재·약제의 성능시험기준 및 검정기준 중 '생물에 대한 영향시험'(생태독성시험)의 시험방법과 판정기준의 개정과 관련한 방향을 제시하기 위해 현행 기준의 문제점을 파악하고 국가별 제도 비교를 통한 개선방안을 제시하였다. Skeletonema costatum을 이용한 성장저해시험의 경우, 배양액 색조를 비교하여 판단하는 기준 대신 측정된 성장률을 적절한 통계기법을 이용하여 비교 분석하는 과학적인 기준이 도입되어야 하며 시험기간의 경우, 지수성장기를 고려하여 4일 이내가 합당한 것으로 판단된다. 어류를 이용한 독성시험의 경우, 다양한 물질에 대한 독성시험 및 비교연구를 통해 방제 자재에 대해 일관되고 적절한 민감도를 나타낼 수 있는 보다 적절한 어체크기에 대한 재설정이 필요하고 이에 따른 합리적이고 객관적인 판정기준이 마련되어야 할 것으로 판단된다. 시험종의 경우, Artemia sp. 대신 해양 윤충류인 Rotifer, Brachionus plicatilis가 대안이 될 수 있으며 어류시험의 경우, 굴류(Oyster)와 같은 이매패류의 분류군을 이용한 독성시험으로의 대체 역시 대안으로 고려될 수 있다. 마지막으로 해양오염방제 자재·약제의 형식승인 시험과 관련하여 생태독성시험 분야의 경우, 업무의 특수성과 결과의 신뢰성을 고려하여 별도의 공인시험기관 지정 또는 관련 유사 법률과 연계한 일원화된 창구가 필요하며 수용가능한 수준의 시험비용 산정과 시험항목 조정을 통한 합리적인 제도개선이 필요할 것으로 판단된다.
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HNS 유출사고가 해양생물에 미치는 생물독성 영향평가 : HNO<sub>3</sub> 유출사고 대상
김태원,김영윤,조소은,손민호,이문진,오상우,Kim, Tae-Won,Kim, Young Ryun,Jo, So Eun,Son, Min Ho,Lee, Moonjin,Oh, Sangwoo 해양환경안전학회 2015 해양환경안전학회지 Vol.21 No.6
본 연구에서는 대표적인 HNS 중 하나인 질산($HNO_3$)의 유출사고가 해양생태계에 미치는 영향을 평가하고자, (1) 식물플랑크톤(Skeletonema costatum)을 이용한 성장저해시험, (2) 무척추 동물(Brachionus plicatilis, Monocorphium acherusicum), (3) 어류(Cyprinodon variegatus) 및 (4) 발광박테리아(Vibrio fischeri)를 이용한 급 만성 독성시험을 질산의 유출로 인한 (1) pH 변화와 사고 후 질산에서 해리된 (2) 질산염($NO_3{^-}$) 농도의 변화에 대해 각각 수행하였다. $HNO_3$를 이용한 pH 변화에 대한 독성시험 결과, M. acherusicum이 무영향농도(NOEC), 최저관찰영향농도(LOEC) 및 반수영향농도($72h-EC_{50}$) 값이 각각 pH 7(0.3 mM), pH 5(1.1 mM) 및 pH 5.2(1.4 mM)로 가장 민감한 영향이 나타났다. $NO_3{^-}$에 대한 독성시험의 결과, B. plicatilis의 만성독성시험(개체군 성장률시험)결과, NOEC, LOEC 및 $96h-EC_{50}$ 값이 각각 5.9 mM, 11.8 mM 및 32.6 mM로 가장 민감한 영향이 나타났다. 결론적으로 질산 유출사고로 인한 해양생물의 독성영향은 pH의 경우, 선박의 최단 인접지역을 제외하면 그 영향은 극히 미미할 것으로 판단되며 질산염의 경우, 해양생물의 생존 및 번식에 직접적으로 영향을 미칠 수 있을 정도의 농도는 일반적인 사고해역에 현실적으로 존재 할 수 없는 농도로 판단된다. This study intends to evaluate the effect of nitric acid($HNO_3$) spill accidents on the marine ecosystem, while $HNO_3$ is known as one of the typical HNS. For this purpose, we performed (1) the growth inhibition test by using phytoplankton(Skeletonema costatum), (2) acute and chronic toxicity test by using invertebrate(Brachionus plicatilis and Monocorphium acherusicum), (3) fish(Cyprinodon variegatus) and (4) bacteria(Vibrio fischeri). In these tests, we observed the (1) pH changes induced by the nitric acid spill and (2) changes in nitrate($NO_3$) concentration disassociated from nitric acid after the accident, respectively. The toxicity test result on pH changes induced by $HNO_3$ shows that the no observed effect concentration(NOEC), lowest observed effect concentration(LOEC) and 50 % effect concentration($72h-EC_{50}$) values of M. acherusicum are pH 7 (0.3 mM), pH 5(1.1 mM) and pH 5.2(1.4 mM), respectively, indicating that M. acherusicum is the most sensitive species. The chronic toxicity test (population growth rate test) on $NO_3{^-}$ of B. plicatilis show that the NOEC, LOEC and $96h-EC_{50}$ are 5.9 mM, 11.8 mM and 32.6 mM, respectively, indicating that B. plicatilis is the most sensitive species. In conclusion, toxic effecst on the marine organism caused by the nitric acid spill accident is determined to be so slightly except for the most adjacent area of the ship in pH scale and such concentration of nitrate, to the extent of directly influencing the survival and reproduction of the marine organism, is determined practically not to be applicable in the typical accidents in the sea.
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