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조민석,Cho, Min-seok 대한건축사협회 2012 建築士 Vol.2012 No.11

Study of Motion-induced Dose Error Caused by Irregular Tumor Motion in Helical Tomotherapy

조민석,김태호,강성희,김동수,김경현,천금성,서태석,Cho, Min-Seok,Kim, Tae-Ho,Kang, Seong-Hee,Kim, Dong-Su,Kim, Kyeong-Hyeon,Cheon, Geum Seong,Suh, Tae Suk Korean Society of Medical Physics 2015 의학물리 Vol.26 No.3

본 연구에서는 불규칙적인 종양의 움직임에서 각각의 움직임 파라미터에 의해 발생되는 토모테라피 장비의 선량 오차 특성을 분석하여, 각각의 파라미터가 선량에 미치는 효과를 확인하기 위해 간소화된 이론 모델을 적용, 시뮬레이션 분석을 수행하고자 한다. 간단한 분석적인 모델이 tumor motion parameters에 의한 motion-induced dose error를 분석하기 위해 사용되었다. 분석적인 모델은 실제 tomotherapy 장비를 이용한 static dose와 Simulated tumor motion를 이용하여 dose profile을 획득하는 것이다. 본 연구에서는 Static dose를 얻기 위해 Hi-art tomotherapy unit을 이용하였다. Simulated tumor motion은 internet accessible respiratory trace generator (RTG) program을 이용하여 획득되었다. 종양의 움직임은 불규칙한 정도가 큰 케이스와 작은 케이스, 실제 환자의 종양 움직임을 모사한 케이스로 구분하였다. 불규칙도가 작은 케이스의 경우 종양의 진폭, 주기, 베이스라인 등 종양 움직임 파라미터에 10% 변동을 인가 하였으며, 불규칙도가 큰 케이스의 경우 40%의 변동을 인가 하였다. 위상변동 케이스의 경우 종양의 초기위상이 end inhale, mid exhale, end exhale, and mid inhale으로 나뉘어 졌고, 시뮬레이션을 통해 획득된 각각의 선량분포결과가 비교되었다. 또한, 환자 케이스에서는 임상과 동일한 조건에서의 종양 움직임을 인가하여 선량 오차를 획득하였다. 종양의 움직임에 의한 선량은 시뮬레이션 과정을 통해 계산되었으며 이를 종양의 움직임이 없는 케이스와 비교하여 종양 움직임이 선량에 미치는 영향을 확인했다. 진폭, 주기, 베이스라인 등 종양 움직임 파라미터가 불규칙하게 변하는 경우, 종양이 불규칙하게 움직이는 케이스의 경우 불규칙도가 큰 케이스의 경우가 불규칙도가 작은 케이스와 규칙적으로 움직이는 케이스보다 더 큰 선량오차가 발생하였다. 상쇄 효과는 종양움직임의 불규칙성에 반비례하기 때문에, 종양 움직임의 불규칙성이 큰 케이스의 경우 불규칙성이 작은 케이스, 종양의 움직임이 규칙적인 케이스에 비해 더 적은 상쇄 효과가 발생하였다. 위상변동 케이스의 경우, 불규칙한 종양의 움직임 케이스에서 규칙적인 움직임 케이스보다 더 큰 선량 차이가 관찰되었고, 또한 환자케이스에서 규칙적인 종양의 움직임의 경우보다 더 큰 선량의 차이가 발견되었다. 본 연구에서는 불규칙적인 종양의 움직임에서 각각의 움직임 변수들의 불규칙성에 따른 발생되는 토모테라피에서의 선량 오차 특성을 분석하였다. 본 연구의 결과를 통해 불균일한 종양 움직임의 불규칙성을 제어하는 것에 대한 중요성을 확인할 수 있었고, 이러한 불균일성의 제어의 경우 복부압박이나 호흡 훈련을 통해 해결이 가능할 것으로 생각된다. The purpose of this study is to analyze motion-induced dose error generated by each tumor motion parameters of irregular tumor motion in helical tomotherapy. To understand the effect of the irregular tumor motion, a simple analytical model was simulated. Moving cases that has tumor motion were divided into a slightly irregular tumor motion case, a large irregular tumor motion case and a patient case. The slightly irregular tumor motion case was simulated with a variability of 10% in the tumor motion parameters of amplitude (amplitude case), period (period case), and baseline (baseline case), while the large irregular tumor motion case was simulated with a variability of 40%. In the phase case, the initial phase of the tumor motion was divided into end inhale, mid exhale, end exhale, and mid inhale; the simulated dose profiles for each case were compared. The patient case was also investigated to verify the motion-induced dose error in 'clinical-like' conditions. According to the simulation process, the dose profile was calculated. The moving case was compared with the static case that has no tumor motion. In the amplitude, period, baseline cases, the results show that the motion-induced dose error in the large irregular tumor motion case was larger than that in the slightly irregular tumor motion case or regular tumor motion case. Because the offset effect was inversely proportion to irregularity of tumor motion, offset effect was smaller in the large irregular tumor motion case than the slightly irregular tumor motion case or regular tumor motion case. In the phase case, the larger dose discrepancy was observed in the irregular tumor motion case than regular tumor motion case. A larger motion-induced dose error was also observed in the patient case than in the regular tumor motion case. This study analyzed motion-induced dose error as a function of each tumor motion parameters of irregular tumor motion during helical tomotherapy. The analysis showed that variability control of irregular tumor motion is important. We believe that the variability of irregular tumor motion can be reduced by using abdominal compression and respiratory training.

시설양묘과정에서 용기에 따른 편백 유묘의 생장 특성 변화

조민석 ( Min Seok Cho ),양아람 ( A Ram Yang ),황재홍 ( Jae Hong Hwang ) 한국산림과학회 2014 한국산림과학회지 Vol.103 No.4

The purpose of this study was to evaluate the effects of container types on seedling growth ofChamaecyparis obtusa (2-year-old) in the container nursery culture. We used three container types [20 cavities(400 mL/cavity, 150 seedlings/m2), 24 cavities (320 mL/cavity, 200 seedlings/m2), and 35 cavities (240 mL/cavity, 260 seedlings/m2)] and measured root collar diameter (RCD), height, biomass, root density and seedlingquality index (SQI). The RCD, height, biomass, root density and SQI were the highest at 20 cavities/traybecause this container has the largest volume and lowest seedling density. However, H/D and T/R ratio at allcontainer types were not significantly different. The total biomass per unit area (m2) were the lowest at 35cavities/tray and those at both 20 and 24 cavities/tray were not significantly different. Container volume waspositively correlated with RCD, height, biomass, root density and SQI except for H/D and T/R ratio, whileseedling density negatively affected on them. Based on these results, 20 cavities/tray are optimal for containerseedling production of C. obtusa. Usage of optimal container will make us get better quality seedlings andreduction of production costs in the container nursery as well as good field performances with higher survivalrate in plantation.

광도 변화에 따른 5개 활엽수종의 엽록소 함량과 생장 특성

조민석 ( Min Seok Cho ),권기원 ( Ki Won Kwon ),김길남 ( Gil Nam Kim ),우수영 ( Su Young Woo ) 한국농림기상학회 2008 한국농림기상학회지 Vol.10 No.4

본 연구에서는 층층나무, 물푸레나무, 박달나무, 개벚나무, 고로쇠나무 5개 활엽수종을 대상으로 피음 처리를 통해 4가지 수준으로 광도 조건을 달리하여 이들의 내음성 및 광 요구도에 관련된 엽록소 함량 및 생장특성으로 구분 조사하여 광도의 영향을 분석하였다. 총 엽록소 함량의 계절적 변화는 전광 처리구에서 계절별로 6월 <9월 <7월 순으로 증가되어 총 엽록소 함량 차이를 보였다. 엽록소 a/b율은 계절이 지남에 따라 각 피음 처리 수준별로 엽록소 b의 함량이 a의 함량보다 상대적으로 크게 증가하는 현상을 보여 전체적으로 엽록소 a/b율의 값은 6월보다 7월, 9월에 낮은 값을 보였다. 피음 처리에 따른 총 엽록소 함량은 강피음 처리구에서 가장 많았으며, 피음 수준이 높아질수록 유의적 차이를 보이면서 증가하는 경향을 보였다. 조사 대상 수종의 엽록소 a와 b의 함량은 피음 처리 수준이 높아질수록 각각 증가하였다. 그러나 피음 수준이 높아지면서 엽록소b의 함량 증가가 엽록소 a의 함량에 비해 상대적으로 더 컸다. 이 때문에 피음 강도가 강해지면서 엽록소 a/b율이 감소하는 경향이 나타났다. 층층나무, 물푸레나무, 박달나무 및 개벚나무 근원경과 묘고의 상대생장률은 피음 수준이 높아질수록 상대 생장률이 낮아지는 경향을 보였다. 그러나 고로쇠나무는 보통피음 처리구에서 가장 높은 상대생장률을 나타냈다. 고로쇠나무를 제외한 모든 실험대상 수종은 피음 처리 수준에 따른 광량 감소와 함께 총 물질생산량이 감소하였다. 그러나 고로쇠나무는 보통피음 처리구에서 가장 높은 물질생산량을 나타냈다. 광량의 감소로 잎과 가지의 비율이 뿌리에 비해 증가하는 경향을 보였으며, 피음 처리의 영향이 묘목 부위별로 다르게 작용함을 보였다. 피음 처리에 따른 뿌리의 용적은 물질생산량과 같은 경향을 나타냈다. 피음 처리에 따른 대부분의 조사 대상 수종에서 피음 수준이 높아질수록 뿌리의 상대적인 생장비율이 감소하면서 T/R율이 증가하는 경향을 보였다. 피음 수준이 높아질수록 엽면적비(SLA), 엽면적율(LAR) 및 엽건중비(LWR)가 증가하는 경향을 보였다. We investigated chlorophyll contents and growth performances of five deciduous hardwood species growing in central temperate zone of Korean forest. Cornus controversa, Fraxinus rhynchophylla, Betula schmidtii, Prunus leveilleana, and Acer mono seedlings were grown under four different light intensity regime (full sunlight, 65~72%, 29~40%, and, 7~12% of the full sunlight) for the experiment. The chlorophyll contents of all of the species were highest in 7~12% of the full sunlight, while lowest under the full sunlight. The relative growth rate of root collar diameter and height were decreased with increasing shading level except for Acer mono that showed the highest relative growth rate under 29~40% of the full sunlight. Total biomass and root volumes of the seedlings studied decreased as the light intensity decreased with different shade levels. For Acer mono, however, the biomass and root volumes were highest in 29~40% of the full sunlight. The relative growth rate of root comparing to shoot decreased as shading increased, and as a result, the ratio of aboveground to belowground biomass increased. As the shading level increased, specific leaf area (SLA), leaf area ratio (LAR), and leaf weight ratio (LWR) of most species increased.

논문 : 활엽수 조림수종의 용기 종류에 따른 생장 특성

조민석 ( Min Seok Cho ),이수원 ( Soo Won Lee ),황재홍 ( Jae Hong Hwang ),김석권 ( Suk Kwon Kim ) 한국임학회 2012 한국산림과학회지 Vol.101 No.2

이 연구는 시설양묘과정에서 요구되는 활엽수 수종별 적정 용기의 용적 및 생육밀도를 구명하고자 수행하였다. 용기 20혈(150본/m2-400mL), 24혈(200본/m2-320mL), 35혈(260본/m2-240mL)에서 거제수나무, 백합나무, 물푸레나무, 들메나무, 느티나무 및 참느릅나무 6 수종의 근원경, 간장, 물질생산량, 묘목품질지수 및 뿌리밀도를 조사·분석하였다. 용기에 따른 근원경, 간장, 물질생산량, 묘목품질지수 및 뿌리밀도는 6 수종 모두 용기 용적이 크고, 생육밀도가 낮은 20혈 용기에서 가장 높았다. 그러나 물푸레나무는 20혈과 24혈, 느티나무는 24혈과 35혈, 거제수나무는 세 용기 모두에서 유의적 차이는 없었다. 느티나무를 제외한 실험 대상 5 수종 모두 근원경, 간장, 물질생산량이 용기 용적과는 정의 상관관계, 생육밀도와는 부의 상관관계를 보였다. 이 결과를 바탕으로 양묘-단계에서 백합나무, 들메나무, 참느릅나무는 20혈, 물푸레나무는 20혈 또는 24혈, 느티나무는 24혈 또는 35혈, 거제수나무는 35혈의 용기가 적정 용기 크기로 판단된다. 수종별 적정 용기의 사용은 우량 묘목 생산이 가능하면서 경제적으로도 비용을 절감시킬 것으로 기대된다. The purpose of this study was to evaluate the effects of container types on seedling growth of Betula costata, Liriodendron tulipifera, Fraxinus rhynchophylla, Fraxinus mandshurica, Zelkova serrata, and Ulmus parvifolia in the container nursery system. We used three container types [20 cavities (150 seedlings/m2-400mL), 24 cavities (200 seedlings/m2-320mL), and 35 cavities (260 seedlings/m2-240mL)] and measured root collar diameter (RCD), height, biomass, seedling quality index (SQI), and root density, The root collar diameter, height, biomass, SQI, and root density of seedlings were the highest at 20 cavities/tray in all six species because this container type has the largest volume and lowest seedling density. However, F. rhynchophylla growth at both 20 and 24 cavities/tray, Z. serrata growth at both 24 and 35 cavities/tray and B. costata growth at all sizes were not significantly different. As expected, container volume was positively correlated with RCD, height, and biomass of five species except for Z. serrata, but seedling density negatively did, Based on these results, 20 cavities/tray are optimal for L. tulipifera, F. mandshurica, and U. parvifolia, 20 or 24 cavities/tray for F. rhynchophylla, 24 or 35 cavities/tray for Z. serrata, and 35 cavities/tray for B. costata, respectively. Usage of optimal container will make us get good quality seedlings as well as reduction of production costs in the container nursery.

용기의 생육밀도와 용적에 따른 온대 주요 활엽수의 생리 특성 변화

조민석 ( Min Seok Cho ),정재엽 ( Jaeyeob Jeong ),양아람 ( A-ram Yang ) 한국임학회 2017 한국산림과학회지 Vol.106 No.1

본 연구에서는 느티나무, 물푸레나무 및 졸참나무를 대상으로 시설양묘 과정에서 요구되는 적정 용기의 생육밀도 및 용적을 구명하고자, 16 종류의 용기[4 생육밀도(100, 144, 196, 256본/㎡)×4 용적(460, 380, 300, 220 ㎤/구)]에서 생산된 용기묘의 생리 특성을 조사·분석하였다. 생육밀도 및 용적에 따른 용기묘의 광합성 특성, 광화학 효율 및 엽록소 함량 변화를 알아보기 위해 이원분산분석과 다중회귀분석을 이용하였다. 세 수종 모두 용기의 생육밀도와 용적은 묘목의 광합성 기구에 영향을 미치며, 두 요인간의 상호작용이 졸참나무의 기공전도도를 제외하고 광합성 속도, 수분이용효율, 기공전도도 및 엽록소 함량에서 확인되었다. 그러나 광화학 효율은 생육밀도와 용적에 따른 상호작용이 없었다. 또한, 물푸레나무와 졸참나무의 광합성 속도는 생육밀도와 부의 상관관계를 보였으며, 세 수종 모두 광합성 속도와 용적과는 정의 상관관계를 보였다. 광합성 속도를 기준으로 다중회귀분석기법을 적용한 결과, 느티나무는 160~210본/㎡과 430~460 ㎤/구, 물푸레나무는 130~150본/㎡과 390~440 ㎤/구, 졸참나무는 130~170본/㎡과 420~460 ㎤/구가 최적 용기 규격으로 판단된다. 향후, 수종별 적정 용기 적용으로 양묘과정에서 우량 용기묘 생산뿐만 아니라, 조림 후에도 우수한 생장을 기대할 수 있다. The purpose of this study was to evaluate the effects of container types on physiological characteristics of Zelkova serrata, Fraxinus rhynchophylla and Quercus serrata in the container nursery stage. We used 16 container types [4 growing densities (100, 144, 196 and 256 seedlings/㎡)×4 cavity volumes (460, 380, 300 and 220 ㎤/cavity)] and performed two-way ANOVA to test the differences in photosynthesis, photochemical efficiency and chlorophyll content among container types. Also, multiple regression analysis was conducted to correlate container dimensions with photosynthetic rate. Container types had a strong influence on photosynthesis of three species seedlings. Growing densities and cavity volumes had a significant interaction effect on photosynthetic rate, water use efficiency, stomatal conductance and chlorophyll contents except stomatal conductance of Q. serrata. In all three species, however, interactions between the two factors of container type were not found with regard to photochemical efficiency. Growing density was negatively correlated with photosynthetic rate of F rhynchophylla and Q. serrata, while cavity volumes positively affected on those of three species seedlings. The range of optimal container types was determined by multiple regression analysis based on photosynthetic rate. Consequently, optimal growing density and cavity volume of container by each tree species were found to be approximately 160~210 seedlings/㎡ and 430~460 ㎤/cavity for Z. serrata, 130~150 seedlings/㎡ and 390~440 ㎤/cavity for F. rhynchophylla and 130~170 seedlings/㎡ and 420~460 ㎤/cavity for Q. serrata, respectively. Application of adequate container will induce higher quality seedling production in nursery stage, which will also increase seedling growth in plantation stage.

시비처리 방법에 따른 낙엽송 용기묘의 생장 및 생리 특성

조민석(Min Seok Cho),이수원(Soo Won Lee),박병배(Byung Bae Park) (사)한국생물환경조절학회 2012 생물환경조절학회지 Vol.21 No.1

본 연구에서는 시비 처리에 따른 생육상토의 화학적 특성, 생장 특성 및 생리적 특성 변화를 조사·분석하여 최소 시비량에 대한 최대 생장 효과와 적정 시비 방법 적용에 따른 환경오염의 최소화를 목적으로 연구를 실시하였다. 시비 처리에 따른 생육 상토의 화학적 특성은 유의적 차이를 보이지 않았다. 그러나 pH의 경우 유의적 차이를 보였는데 시비량이 적은 Exponential 처리구에서 산성도는 가장 낮고, 시비량이 높은 Constant와 Three stage 처리에서 산성도가 높아, 시비에 따른 산성화가 진행되었음을 짐작할 수 있다. 시비 처리에 따른 근원경과 간장 생장은 유의적 차이를 보이지 않았으며, 세 시비 처리구 모두에서 낙엽송 용기묘 규격 이상의 우수한 생장을 나타냈다. H/D율과 T/R율은 Exponential 처리구에서 가장 낮은 값을 보였으며, 반면 물질생산량과 묘목품질지수는 Constant 처리구가 높은 값을 나타냈다. 시비 처리에 따른 광화학 효율과 엽록소 함량은 Constant 처리구에서 높았지만, 세 처리구 모두 유의적 차이는 보이지 않았다. 본 연구 결과를 종합해 보면, 시비량을 생장에 따라 조절함으로써 시비량을 줄이면서 동시에 비슷한 생장 및 생리적 반응을 보임을 알 수 있었다. Exponential 처리구는 50% 시비량으로 생장, 묘목품질지수 및 생리적특성에서큰차이를 보이지 않았으며, 규격묘 생산이 가능했다. 이는 낙엽송 용기묘 100만본 생산 시 비료량을 약 200kg 이상 줄일 수 있는 것으로, 시설양묘과정에서 다른 시비 방법에 비해 경제적인 효과를 얻을 수 있음과 동시에 양묘장 토양 및 계류수의 오염을 줄이면서 비슷한 생장을 유지할 수 있다. 즉, Exponential 시비 방법은 생산 비용을 줄이면서 비슷한 생장 효과 얻어경제적이면서 친환경적 시비방법이라 판단된다. Fertilization is essential to seedling production in nursery culture, but excessive fertilization can contaminate surface and ground water around the nursery. The objective of this study was to find optimal fertilization practice of container seedling production for reducing soil and water contamination around the nursery without compromising seedling quality. This study was conducted to investigate chemical properties of the growth medium, growth performance, chlorophyll fluorescence, and chlorophyll contents of larch (Larix kaempferi) growing under three different fertilization treatments (Constant rate, Three stage rate, and Exponential rate fertilization). Root collar diameter and height of larch were not significantly different among treatments even though the nutrient supply of the exponential treatment was half that of the constant and three stage treatments. Chemical properties of the growth medium showed the same trends as root collar diameter and height. The total biomass and seedling quality index (SQI) were higher at Constant than at other treatments, but both SQI of Constant and Exponential were not significantly different. Photochemical efficiency and chlorophyll contents were lower at Exponential than at other treatments, but not significantly different among treatments. Therefore, Exponential fertilization which is 50% fertilizer of other treatments would maximize seedling growth and minimize nutrient loss.

광도 저하에 대한 5개 활엽수의 생리적 응답 반응

조민석 ( Min Seok Cho ),권기원 ( Ki Won Kwon ),김길남 ( Gil Nam Kim ),김판기 ( Pan Gi Kim ) 한국산림과학회 2008 한국산림과학회지 Vol.97 No.6

피음처리를 실시한 3개 활엽수종의 광합성과 생장 특성

조민석 ( Min Seok Cho ),권기원 ( Ki Won Kwon ),최정호 ( Jeong Ho Choi ) 한국산림과학회 2007 한국산림과학회지 Vol.96 No.4

시비 처리가 백합나무 용기묘의 생장 및 생리적 특성에 미치는 영향

조민석 ( Min Seok Cho ),이수원 ( Soo Won Lee ),박병배 ( Byung Bae Park ),박관수 ( Gwan Su Park ) 한국임학회 2011 한국산림과학회지 Vol.100 No.2

시비는 시설양묘과정에서 반드시 실시되어야 하지만, 토양 및 계류수 오염의 문제를 야기할 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 시설양묘과정에서 시비량 조절에 따른 친환경적·경제적 시비방법 구명을 위해 Constant rate, Three stage rate 및 Exponential rate 등의 3 가지 시비 처리를 실시하였으며, 시비 처리에 따른 생장 특성 및 광합성, 엽록소 형광반응, 엽록소 함량 등을 조사·분석하였다. 그 결과, 근원경, 간장 및 물질생산량은 Constant 처리에서 가장 우수하였다. 묘목품질지수 또한 같은 경향을 보였지만, 유의적 차이는 나타나지 않았다. Exponential 처리구에서도 50%의 시비량으로 규격묘 생산이 가능했다. 광합성 능력은 세 처리구 모두 우수하였으며, 광화학 효율과 엽록소 함량은 Exponential 처리구에서 유의적으로 가장 낮게 나타났다. Exponential 시비 방법으로 생리 및 생장에 문제없는 규격묘를 생산할 수 있었다. 즉, 최소 비용의 최대 생장 효과와 함께 친환경적 시비 방법이라 할 수 있다. Fertilization is essential to seedling production in nursery culture, but excessive fertilization can contaminate surface and ground water around the nursery. The objective of this study was to find optimal fertilization practice of container seedling production for reducing soil and water contamination around the nursery without compromising seedling quality. This study was conducted to investigate growth performance, photosynthesis, chlorophyll fluorescence, and chlorophyll contents of Liriodendron tulipifera growing under three different fertilization treatments (Constant rate, Three-stage rate, and Exponential rate fertilization). Root collar diameter, height, and biomass of L. tulipifera were the highest at Constant treatment. Like growth performance, seedling quality index (SQI) were higher at Constant than at other treatments, but not significantly different among treatments. L. tulipifera showed good photosynthetic capacity at all treatments. Photochemical efficiency and chlorophyll contents were significantly lower at Exponential than at other treatments. Therefore, Exponential fertilization which is 50% fertilizer of other treatments would maximize seedling growth and minimize nutrient loss.