방사선 피폭선량에 대한 생체 조직의 임피던스 변화

길상형,이무석,남지호,이영화,김군도,이종규,Kil, Sang Hyeong,Lee, Moo Seok,Nam, Ji Ho,Lee, Yeong Hwa,Kim, Gun Do,Lee, Jong Kyu 대한방사선방어학회 2013 방사선방어학회지 Vol.38 No.4

생체 조직의 전기 신호는 살아 있는 조직과 관련된 많은 정보를 포함하고 있으며, 생체 조직에 생물학적 변화가 있으면 고유의 전기적 특성이 변화한다. Impedance/Gain-phase analyzer로 1 KHz에서 1 KHz까지 주파수 대역을 설정한 다음 교류 주파수를 인가하며 돼지안심 조직의 임피던스 특성을 방사선 피폭선량에 따라 변화가 있는지 알아보고자 하였다. 임피던스 크기는 주파수에 비례하여 감소하였으며, 상관계수(r)가 -0.96으로 높은 음의 상관관계를 보였다. 위상차 변화는 거의 없었으며 조직은 저항성을 나타내었다. 측정값은 변동계수가 ${\pm}5$%이내로 재현성이 있음을 알 수 있었고, 측정 시간 경과에 따른 임피던스 크기와 위상차 변화는 유의적인 차이가 없었다.(p>0.05) 방사선 피폭 시 임피던스 변화는 대조군과 비교했을 때 1 Gy, 2 Gy, 4 Gy 피폭 선량에서는 임피던스 크기는 감소하였으나, 유의적인 차이는 없었다.(p>0.05) 그러나 10 Gy 피폭 선량에서는 임피던스 크기 감소가 유의적으로 나타났다.(p<0.05) 방사선 피폭선량이 증가하여도 위상차 변화는 거의 없었으며, 대조군과 비교했을 때 1 Gy, 2 Gy, 4 Gy, 10 Gy 모두 유의적인 차이가 없었다.(p>0.05) 본 연구를 통해 생체 조직의 전기적 특성을 이해 할 수 있었고, 방사선 피폭선량에 따른 임피던스 변화를 측정하여 방사선이 인체에 미치는 영향을 직접 평가 할 수 있는 가능성을 확인 할 수 있었다. Bioimpedance involves a lot of information related to living tissue. If there is alteration in bio tissue, its electrical characteristics also change. It is to study electrical characteristics of pork tenderlion in using a HP-4194A Impedance/Gain-phase analyzer instrument and electrical characteristics changes by graded radiation exposure dose. The results were as follow 1. Electrical characteristics of pork tenderlion in repeated measurement had high precision within ${\pm}5$% of coefficiency of variability. 2. During the measurement impedance absolute value and phase alteration did not show statistically significant difference.(p>0.05) 3. While impedance phase of electrical characteristics associated with frequency change was almost stable, impedance absolute value was in inverse proportion to frequency that means high inverse correlation of -0.096(r). 4. Impedance absolute value dropped in radiation exposure dose. The alteration of the value did not show statistically significant difference in 1 Gy, 2 Gy and 4 Gy.(p>0.05) However in radiation exposure dose of 10 Gy, the decrease of impedance absolute value was significantly different.(p<0.05) 5. Impedance phase according to radiation exposure dose change did not show statistically significant difference in 1 Gy, 2 Gy, 4 Gy, and 10 Gy(p>0.05).

자동제어 측정 시스템을 이용한 생체 조직의 임피던스 평가

길상형(Sang-Hyeong Kil),이무석(Moo-Seok Lee),김상식(Sang-Sik Kim),신동훈(Dong-Hoon Shin),이성모(Seong-Mo Lee),김군도(Gun-do Kim),이종규(Jong-Kyu Lee) 한국비파괴검사학회 2015 한국비파괴검사학회지 Vol.35 No.4

생체 조직은 세포 배열이나 조직 형태 등 다양한 차이에 의해 각각 고유의 전기적 특성을 가지며, 생물학적 변화가 일어나면 고유의 전기적 특성이 변한다. 본 연구는 방사선 피폭에 따른 생체 조직의 전기적 특성 변화를 측정하기 위한 선행연구로 측정 과정에서 방사선 피폭 우려가 있으므로, 실험자의 방사선 장애를 방지하기 위해 LabVIEW를 이용하여 자동제어 측정 시스템을 개발한 후 생체 조직의 특성을 평가하고자 하였다. 생체 조직의 전기적 특성 측정전·후 형태학적 변화를 관찰한 결과 조직 변화는 관찰되지 않았으며, 유사한 양상이었다. Impedance/Gain-phase analyzer로 생체 조직의 임피던스를 반복 측정한 결과 변동계수가 10% 미만으로 측정값은 재현성이 있었다. 주파수 변화에 따른 생체 조직의 전기적 특성 중에서 위상차 변화는 거의 없었으며, 조직은 저항성을 나타내었고, 임피던스 크기는 주파수에 비례하여 일정하게 감소하였다. 본 연구를 통해 생체 조직의 전기적 특성 변화를 측정할 수 있는 자동제어 시스템을 개발하였으며, 생체 조직의 전기적 특성을 이해할 수 있었다. Each biological tissue has endemic electrical characteristics owing to various differences such as those in cellular arrangement or organization form. The endemic electrical characteristics change when any biological change occurs. This work is a preliminary study surveying the changes in the electrical characteristics of biological tissue caused by radiation exposure. For protection aganinst radiation hazards, therefore the electrical characteristics of living tissue were evaluated after development of the automatic control measurement system using LabVIEW. No alteration of biological tissues was observed before and after measurement of the electrical characteristics, and the biblogical tissues exhibited similar patterns. Through repeated measurements using the impedance/gain-phase analyzer, the coefficient of variation was determined as within 10%. The reproducibility impedance phase difference in electrical characteristics of the biological tissue did not change, and the tissue had resistance. The absolute value of impedance decreased constantly in proportion to the frequency. It has become possible to understand the electrical characteristics of biological tissues through the measurements made possible by the use of the developed. automatic control system.

Radiography: PC-Based Monte Carlo Program Analysis Subjected on Intraoral Radiography

곽종혁(Jong Hyeok Kwak),김아연(A Yeon Kim),김경립(Gyeong Rip Kim),조희정(Hee Jung Cho),문성진(Sung Jin Moon),길상형(Sang Hyeong Kil),이종규(Jong Kyu Lee) 한국방사선학회 2021 한국방사선학회 논문지 Vol.15 No.4

본 연구에서는 국가에서 권고하고 있는 구강 내 촬영의 진단참고 준위 설정에 사용된 조건을 조사하여 PCXMC v2.0 프로그램을 이용하여 유효선량을 측정하고 Al 부가 필터의 효과를 확인하였다. 구내 촬영에서 11개 측정 장기들 중에서 대부분 연구대상에서 구강 점막에서 가장 큰 유효선량이 계산되었다. Al 부가 필터의 효과는 1mm보다 2mm에서 탁월한 방사선 피폭선량 저감효과를 보였다. 소아 5세의 경우 성인에 비하여 방사선 감수성이 크기 때문에 전반적으로 유효선량이 11개의 장기들 모두에서 높게 계산되었다. 그리고 구강 내 촬영 시 부가 필터 사용에 따른 영상 품질 평가를 실시한 결과 SNR 및 CNR의 변화가 부가 필터를 사용하기 전과 별다른 차이가 없었다. 본 연구를 바탕으로 구강 내 촬영 시 부가 필터 설정을 권고 할 수 있을 것이라 사료 된다. In this study, the effective dose was measured using the PCXMC v2.0 program by examining the conditions used to set the diagnostic reference level for intraoral imaging recommended by the government, and the effect of the Al additive filter was confirmed. In oral imaging, the largest effective dose was calculated from the oral mucosa among 11 organs. The effect of the Al additive filter showed an excellent radiation reduction effect at 2mm rather than 1mm. In the case of children aged 5 years, the overall effective dose was calculated to be high in all 11 organs because they are more sensitive to radiation than adults. And as a result of evaluating the image quality according to the use of an additional filter during intraoral imaging, there was no significant difference in SNR and CNR changes compared to before the additional filter was used. Based on this study, it is thought that additional filter settings can be recommended for intraoral imaging.

전리방사선이 세포질 소기관의 미세구조변화와 기전에 미치는 영향

이무석(Moo Seok Lee),이종규(Jong Kyu Lee),남지호(Ji Ho Nam),하태영(Tae Yeong Ha),임영현(Yeong Hyeon Lim),길상형(Sang Hyeong Kil) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.6

전리방사선은 물질과 상호작용하여 원자내의 중성자나 양성자, 궤도전자를 충분히 제거시킬 수 있는 에너지이다. 이와 같은 전리방사선은 DNA이나 세포질 소기관과 세포질의 방사선 분해 생성물을 통해 직접적, 간접적으로 상호작용하여 분자구조를 변화시키는 산화적 대사를 일으킨다. 이러한 전리 현상은 분자수준에서 조직을 손상시키고, 세포 기능을 파괴할 수 있다. 따라서, 전리방사선에 의해 유도된 이온채널과 수송 변형이 보고되고 있다. 이러한 현상이 항상성을 유지하기 위한 생화학적 과정을 무너뜨리면, 유도된 생물학적 변화가 지속되고 후대로 영향을 미친다. 또한, 전리방사선의 영향으로 형성된 활성산소는 세포연접을 통해 인접세포로 퍼져 나갈 수 있다. 방사선량, 선량률, 선질에 따라 이러한 메커니즘이 충분히 방어할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 본 총설에서는 방사선생물학의 개념을 뒷받침하는 전리방사선의 세포수준에서 생물학적 효과에 대한 보고서를 간략히 알아보았다. 전리방사선의 생물학적 효과를 잘 이해하면 방사선을 잘 이용할 수 있고, 방사선피폭으로부터 더 나은 방호를 할 수 있을 것이다. Ionizing radiation is enough energy to interact with matter to remove orbital electrons, neutrons, and protons in the atom. Ionizing radiation like this leads to oxidizing metabolism that alter molecular structure through direct and indirect interactions of radiation with the deoxyribonucleic acid in the nucleus and cytoplasmic organelles or via products of cytoplasm radiolysis. These ionization can result in tissue damage and disruption of cellular function at the molecular level. Consequently, ionizing radiation-induced modifications of ion channels and transporters have been reported. When the harmful effects exceed those of homeostatic biochemical processes, induced biological changes persist and may be propagated to progeny cells. Also, Reactive oxygen species formed on the effect of ionizing radiation can get across into neighboring cells through the cell junctions that are responsible for intercellular chemical communication, and may there bring about changes characteristic to radiation damage. Depending on radiation dose, dose-rate and quality, these protective mechanisms may or may not be sufficient to cope with the stress. This paper briefly reviewed reports on ionization radiation effects on cellular level that support the concept of radiation biology. A better understanding of the biological effects of ionizing radiation will lead to better use of and better protection from radiation.

Effect of <SUP>18</SUP>F Irradiation on Neurotransmitters in the Brains of Goldfish Carassius auratus

Nam Gyu Park(박남규),Hye-Jin Go(고혜진),Gun Do Kim(김군도),Jong Kyu Lee(길상형),Sang Hyeong Kil(상현길),Byung-Woo Lee(이병우) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.8

<SUP>18</SUP>F 방사성동위원소 피폭으로 금붕어 뇌에서 유도된 생리활성물질을 조사하기 위해 금붕어 뇌에 존재하는 신경전달물질의 생성·변화에 관한 연구를 수행하였다. <SUP>18</SUP>F 580 mCi를 납으로 밀폐된 공간에 두고 선원으로부터 4 cm 떨어진 위치에 금붕어들을 수조에 넣어 4시간 동안 노출시켰다. 거리, 노출시간 및 <SUP>18</SUP>F의 반감기로부터 계산된 흡수선량은 약 2 Gy이었다. <SUP>18</SUP>F에 의해 피폭된 금붕어 뇌와 피폭되지 않은 정상 금붕어의 뇌를 각각 10마리씩 절개하여 즉시 냉동 보관 하였다. 각각의 조직들은 초산으로 추출하였으며, 동결건조 후 샘플들은 증류수로 녹여 HPLC를 사용하여 물질을 정제하였다. <SUP>18</SUP>F로 피폭된 금붕어와 피폭되지 않은 금붕어의 뇌에 존재하는 생리활성물질의 흡광도의 세기는 전체적으로 커다란 차이점은 없었지만, 방사선에 노출된 금붕어 뇌 추출물의 경우 13분대에 해당하는 물질 피크만이 정상 금붕어 뇌 추출물에 비해 매우 크게 증가하였다. 분석 결과, 이 물질은 트립토판(tryptophan, Trp)으로 밝혀졌다. 따라서 금붕어의 뇌에 존재하는 신경전달물질인 트립토판은 <SUP>18</SUP>F 방사성동위원소 피폭으로 금붕어 뇌에서 농도 변화가 유도된다는 것을 이 결과는 나타내고 있다. In order to investigate the changes in bioactive materials induced in goldfish brains by <SUP>18</SUP>F irradiation, the variations in the neurotransmitter levels in the whole brain were studied. The distance between the goldfish and 580 mCi of <SUP>18</SUP>F was about 4 cm, and the exposure lasted for 4 hrs. The absorption level calculated based on the distance, exposure time, and half-life of <SUP>18</SUP>F was approximately 2 Gy. After sacrifice by <SUP>18</SUP>F irradiation or untreated conditions, ten brains were dissected or immediately frozen, respectively. The tissues were extracted in acetic acid. After lyophilization, the samples were dissolved in distilled water and were further purified on a reverse-phase HPLC column. There were no differences in the intensities of the bioactive materials between <SUP>18</SUP>F-exposed goldfish and control goldfish, while the only peak corresponded to 13 min, which indicated a significant increase in the irradiated brains. Our analysis has found that this compound is tryptophan. This result suggests that <SUP>18</SUP>F leads to changes in a classical neurotransmitter, tryptophan, in both the brains of control goldfish and goldfish contaminated by irradiation.

18F 동위원소 피폭에 의한 금붕어 장관 평활근의 수축활성

문경희 ( Gyeong Hee Moon ),옥치일 ( Chi Il Ok ),조승일 ( Seung Il Cho ),이종규 ( Jong Kyu Lee ),길상형 ( Sang Hyeong Kil ),서원찬 ( Won Chan Seo ),이병우 ( Byung Woo Lee ),손희영 ( Hee Young Sohn ),고혜진 ( Hye Jin Go ),박남규 ( N 한국수산학회 2008 한국수산과학회지 Vol.41 No.2