본 연구에서는 몬테카를로 전산해석법으로 K대학교 진료영상 촬영 실습실의 방사선 조사실과 발생장치 제어실 내부 공간 유효선량률 분포 계산을 수행하였다. 방사선 발생장치는 최대 관전압 150 kVp에 최대 관 전류 700 mA이다. 전산해석 결과를 이용하여 차폐문이 닫힌 경우와 열린 경우의 진료영상 촬영 실습실의 공간선량 분포를 비교 평가하였다. 결과적으로, 차폐문이 열린 경우에도 방사선 발생장치 제어실의 유효선 량률은 학생(수시출입자)의 연간 유효선량률 한도(6 mSv/y)를 초과하지 않는다는 것을 알 수 있었다. 하지 만, 차폐문이 열려있을 때의 유효선량률이 차폐문이 닫힌 경우에 비해 납유리 앞에서는 약 16배, 차폐문 앞 에서는 약 3,000배 더 높기 때문에 실습 중에 차폐문을 닫는 것이 불필요한 방사선 피폭을 크게 줄인다는 것을 알 수 있었다.

본 연구는 교모세포종 (Glioblastoma multiform, GBM)에 대한 방사선 진단학적/치료학적 연구에 필수적으로 필요한 악성뇌종양 동물모델을 개발하기 위해 수행되었다. 악성뇌종양 동물모델 개발을 위해 뇌정위 기구(stereotactic instrument)를 이용하여 C6 세포(Glioblastoma cell line)를 SD rat의 우측 선조체 내에 동종이식하였다. 개발된 동물모델의 검증을 위해 MRI와 해부조직학적 검사방법을 이용하였다. 해부조직학적 검사방법으로는 H&E 염색법을 이용하였다. MRI를 이용한 종양 형성 검사에서 C6 세포 이식 7일 후 종양 형성이 확인되었고, 14일 후에는 이식한 우측 뇌의 대부분이 종양으로 변화한 것을 확인하였다. 해부조직학적 검사에서는 과세포 발현 및 다형성 세포에 의해 형태학적 변화가 발생하는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서 개발된 악성뇌종양 동물모델은 in vivo level에서 교모세포종에 대한 방사선 진단학적 기술 개발 및 새로운 치료법 개발을 위한 필수적인 도구로서 활용될 수 있을 것이다.

금속나노입자는 진단이나 치료를 포함한 의생명응용분야에 있어 매력적인 특징들을 갖고 있다. 양성자 빔 치료를 위한 방사선증감제로 사용하기 위해 가교덱스트란이 코팅된 산화철나노입자(SPIONs)와 실리카가 코팅된 산화가돌리늄나노입자(SPGONs)를 합성하였다. 덱스트란과 실리카는 각각 SPIONs와 SPGONs의 보호수단이다. 합성된 SPIONs와 SPGONs를 투과전자현미경(TEM)으로 분석한 결과 각각 평균 직경이 3~5 nm와 30~100 nm였다. 합성된 방사선 증감제의 효과를 평가하기 위해 세포생존곡선 측정과 Western blotting을 수행하였다. 측정된 세포생존곡선으로부터 계산된 90% 세포사멸 시 방사선증감비는 SPIONs와 SPGONs에 대하여 각각 1.23과 1.03이었다. Western blotting 결과 역시 Cytochrome C의 발현량이 SPIONs를 처리한 암세포에서 유의적으로 증가됨을 보였다.

현재 국내에서 가동 중인 싸이클로트론센터는 약 35개소에 이르며, 대부분의 싸이클로트론 센터는 주로 핵의학검사용 악성종양 추적자인 18FDG 등과 같은 방사성의약품을 생산하고 있다. 18F을 생산하기 위한 타겟으로서 산소동위원소비(18O/O)가 98%정도인 고농축 H218O를 사용하고 있다. 고농축 H218O는 1 gram당 가격이 약 60~70 USD 정도로매우 고가이나 100% 수입에 의존하고 있는 상황이다. 양성자 빔 조사 전의 타겟(고농축 H218O)은 비방사성이다. 하지만, “사용후 H218O”는 불순물들의 방사화에 의해 방사능을 띄게 되므로 방사선안전 법규에 따라 적절한 관리가 이루어져야 한다. 최근의 핵의학검사 건수의 증가에 따라 사용 후 O-18의 발생량이 증가하고 있음에도 불구하고 국내에서는현재까지 이에 대한 방사화분석이 이루어지지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 18F생산을 위해 양성자조사를 하고 난 타겟, 이른바 "사용후 O-18 water"의 방사화 분석을 실시하여 핵종별 방사능농도(Bq/g)를 확인하고자 하였다. 세 곳의서로 다른 싸이클로트론 센터에서 보관 중인 "used H218O" 중 20g 씩을 채취한 3개의 시료에 대해 방사화분석을 실시하였으며, 분석결과 사용후 O-18 water는 감마선 방출 방사성핵종인 56Co, 57Co, 58Co, 54Mn 등과 베타선 방출핵종인3H을 상당량 포함하고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 모든 시료에서 3H은 규제면제 농도 이하인 반면, 한 개 시료는핵종별 규제면제농도 이상의 감마선 방출핵종을 포함하고 있음을 확인하였다. 시료에 포함된 감마선 방출핵종의 방사능 농도(Bq/g)는 조사 후 보관기간의 차이에 따라 달랐으며, 향후의 추가적인 연구가 더 필요하다고 판단되지만, 본연구의 결과는 "사용후 O-18 water"의 합리적인 관리방안 수립을 위한 근거 자료로 활용될 수 있을 것이다.

본 연구는 초상자성 산화철 나노입자 (SPIONs)의 세포독성평가 및 SPIONs를 uptake한 뇌신경교종 (glioblastoma multiforme, GBM) 세포의 방사선 세포생존곡선을 구하기 위해 수행되었으며, 본 연구의 결과는 양성자선과 SPIONs 이용한 GBM의 양성자선 치료선량 정보 등 양성자선 치료효과를 개선하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.SPIONs의 세포독성을 평가는 in vitro 실험 후 MTT 분석법을 이용하여 수행하였다. 독성평가 결과 1~100μg/ml의 농도에서는 세포생존율의 유의한 차이가 나타나지 않았다. 하지만 200μg/ml의 농도에서는 세포생존율이 74.2%로 감소하며 세포독성을 나타냈다. SPIONs가 uptake 된 U373MG세포와 uptake 되지 않은 U373MG세포에 0~5 Gy의 양성자선을 조사하여 각각에 대한 세포생존곡선을 측정한 결과를 분석하여 SPIONs가 uptake된 U373MG세포의 세포생존율이 더 급격히 감소함을 알 수 있었다. 결론적으로 SPIONs가 uptake 된 세포에서는 보다 적은 선량으로도 세포사멸을유도할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 GBM에 SPIONs를 타겟팅하면 양성자선을 이용한 뇌신경교종 치료효과를 개선할 수 있음을 보였다.

본 연구는 CR영상에서 선량이 화질에 미치는 영향을 평가하기위해 수행되었다. 본 연구의 궁극적인 목적은 임상 흉 부진단에 필요한 영상화질을 얻을 수 있는 최적 선량을 찾는 것이다. 영상화질 평가를 위해서 다양한 선량에서의 MTF, NNPS, 그리고 NEQ를 측정하였으며, MTF 측정과 실험장치 구성은 International Electrotechnical Commission (IEC)에서 제시한 절차에 따라 수행하였다. 실험 결과를 통해 흉부진단의 경우 자동노출조절 (Automatic Exposure Control, AEC) 제어반에서 자동으로 설정해주는 선량의 절반 선량으로도 필요한 영상화질이 얻어짐을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 AEC에서 제시하는 선량이 최적 선량이 아니며 화질평가를 통해서 얻어진 최적 선량을 사용하면 환자 의 피폭을 상당량 줄일 수 있음을 보였다.

현재의 방사선응용기술 및 원자력에너지는 국가와 민족을 불문하고 인류의 생활에 있어서 그 역할이 매우 중요하다. 그럼에도 불구하고 우리나라의 경우 일반인의 잘못된 인식으로 인해 국가적 사업의 시행이나 기술개 발에 많은 어려움을 겪고 있다. 이에 일반인의 올바른 인식변화가 매우 중요하다고 할 것이다. 본 연구에서는 방사선에 관한 전문적 지식이 거의없는 대학생을 대상으로 방사선에 대한 교육 및 체험을 실시하고 그들의 인 식이 긍정적으로 변화됨을 보였다.

전산화단층촬영(CT)에 있어서 생기는 artifact를 제거하기 위해서 영상재구성 과정에 다양한 필터를 사용하 고 있다. 이러한 artifact는 영상재구성 과정에 사용되는 수학적 오차와, 투영이미지와 실제 해부학적 구조간의 오차, 혹은 데이터 획득과정에서의 오차 등으로 인해 필연적으로 생길 수 밖에 없다. 본 연구에서는 Hann필터 를 사용하였을 때 CT 영상에서의 artifact 제거효과를 정량적으로 분석하였다. Cut-off 주파수가 0.1인 경우에 서 0.2씩 증가시키며 0.9까지에 대한 다양한 cut-off 주파수의 Hann필터에 대한 artifact제거 효과에 대한 결 과를 보였다. 재구성 영상에서의 artifact에 대한 정량적 분석을 위해서 white image에 대한 CT 영상의 Noise Power Spectrum을 비교하였다

방사광 X-선 현미경은 임상실험에 유용한 도구로 높은 배율과 고 해상도로 동물 장기조직 시료의 세부 구 조를 관찰할 수 있다. X-선 영상은 위상 대조도 메커니즘으로 설명할 수 있다. 우리는 쥐의 꼬리, 신경 및 허파 의 in-vivo 및 in-vitro위상 대조도 영상을 8 KeV mono 빔으로부터 10배 현미경대물렌즈와 CCD 카메라를 이용하여 얻었다. 기존의 흡수 X-선 영상 보다 SR 영상이 세밀한 구조의 높은 분해능 영상을 볼 수 있었다. SR 영상은 생물학, 재료 및 임상 연구에 무한한 가능성을 가지고 있다.

최근의 진단의료용 방사선영상은 대부분 디지털영상으로 변환되었으나, 영상획득을 위한 조사조건 등 영상 화질에 영향을 미치는 요소들에 관련하여서는 여전히 대부분 필름-스크린 시스템의 기준을 그대로 따르고 있 으며, 실정이다. 뿐만 아니라 획득된 디지털영상에 대한 객관적인 화질평가 또한 임상에서 적용되고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 디지털영상의 화질을 평가함에 있어 기본이 되는 요소인 화질의 균일성, NPS(noise power spectrum), MTF(modulation transfer function), NEQ(noise equivalent quanta) 등에 대한 평가를 임 상에서 활용할 수 있도록 사용자 친화적인 윈도우 환경의 디지털영상화질 평가 프로그램을 MatLab을 이용하 여 개발하였다.