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.
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 characterist...
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.(p0.05).
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.(p0.05).
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문제 정의
따라서 본 연구는 Impedance/Gain-phase analyzer로 돼지안심 조직의 임피던스 특성을 측정한 후 방사선 피폭선량에 따른 임피던스 변화를 분석하여 방사선 피폭선량이 생체 변화에 미치는 영향을 측정하기 위한 기초자료로 실제 생체에서의 적용 가능성을 알아보고자 하였다.
따라서 본 연구는 Impedance/Gain-phase analyzer로 돼지안심 조직의 임피던스 특성을 측정한 후 방사선 피폭선량에 따른 임피던스 변화를 분석하여 방사선 피폭선량이 생체 변화에 미치는 영향을 측정하기 위한 기초자료로 실제 생체에서의 적용 가능성을 알아보고자 하였다.
제안 방법
돼지안심 조직의 임피던스 특성을 파악하기 위해 Impedance/Gain-phase analyzer를 사용하여 1 ㎑ 에서 1 ㎒ 까지 주파수 대역을 설정한 다음 교류 주파수를 인가하며 임피던스 크기와 위상차를 3분 간격으로 20회 반복측정 하였다. 측정값의 재현성을 판단하기 위해 변동계수를 확인하였다.
방사선 피폭선량에 따른 임피던스 변화를 알아보기 위해 아크릴 용기에 두께가 일정하도록 돼지안심을 넣은 다음 두 개의 단극성 침 전극을 끼워 측정용기 양면에 고정 후 방사선발생장치(21IX-LINAC, 6 ㎹, Varian, USA)를 이용하여 6 ㎹ X-선을 조사면적 10×10 ㎠, SAD 100 ㎝ 로 1 ㏉, 2 ㏉, 4 ㏉, 10 ㏉ 조사하였다. 임피던스 크기와 위상차는 1 ㎑ 에서 1 ㎒ 까지 주파수 대역을 설정한 후 교류 주파수를 인가하며 측정하였다.
본 실험에 사용된 돼지안심은 당일 도살된 신선육을 구입하여 30×30×30 ㎣ 크기로 자른 후 ice chest(4 ℃ 이하)에 담아 실험실로 운반하였다. 정밀한 데이터 측정을 위하여 아크릴 판을 100×60×60 ㎣ 직사면체 형태로 가공한 뒤, 침상 전극에 맞게 탭-드릴로 구멍을 뚫어 용기 및 침상 전극 가이드를 제작하였다. 특별히 고안된 용기에 두께가 일정하도록 돼지안심을 넣은 다음 두 개의 단극성 침 전극을 끼워 측정용기 양면에 고정한 후 돼지안심 조직의 임피던스를 측정하였다(Fig.
정밀한 데이터 측정을 위하여 아크릴 판을 100×60×60 ㎣ 직사면체 형태로 가공한 뒤, 침상 전극에 맞게 탭-드릴로 구멍을 뚫어 용기 및 침상 전극 가이드를 제작하였다. 특별히 고안된 용기에 두께가 일정하도록 돼지안심을 넣은 다음 두 개의 단극성 침 전극을 끼워 측정용기 양면에 고정한 후 돼지안심 조직의 임피던스를 측정하였다(Fig. 1).
대상 데이터
본 실험에 사용된 돼지안심은 당일 도살된 신선육을 구입하여 30×30×30 ㎣ 크기로 자른 후 ice chest(4 ℃ 이하)에 담아 실험실로 운반하였다. 정밀한 데이터 측정을 위하여 아크릴 판을 100×60×60 ㎣ 직사면체 형태로 가공한 뒤, 침상 전극에 맞게 탭-드릴로 구멍을 뚫어 용기 및 침상 전극 가이드를 제작하였다.
데이터처리
임피던스 크기와 위상차는 1 ㎑ 에서 1 ㎒ 까지 주파수 대역을 설정한 후 교류 주파수를 인가하며 측정하였다. 방사선 피폭선량 변화에 대한 돼지안심 조직의 임피던스 특성 변화의 유의성을 알아보기 위해 일원배치 분산분석(One-way ANOVA)을 시행하였다.
변동계수(coefficiency of variation: CV)는 어떤 인자의 변화로 초래되는 효과를 비교하는 척도로 평균에 대한 표준 편차의 백분율로 표시하며 각 측정값에 대한 정밀도(Precision)을 판단하는데 유용하다. 측정 시간 경과에 따른 영향을 알아보기 위해 일원배치 분산분석(One-way ANOVA)을 시행하였으며, 주파수 변화에 따른 임피던스 크기와 위상차 변화의 상관관계를 알아 보기위해 Pearson 상관계수 분석을 하였다.
성능/효과
돼지안심 조직의 생체 전기신호인 임피던스를 반복 측정한 결과 변동계수가 ±5%이내로 재현성이 있음을 알 수 있었고, 측정 시간 경과에 따른 임피던스 크기와 위상각 변화는 유의적인 차이가 없었다. 주파수 변화에 따른 조직의 전기적 특성은 위상차 변화는 거의 없었으며, 임피던스 크기는 주파수에 비례하여 일정하게 감소하였다.
대조군과 비교했을 때 1 ㏉, 2 ㏉, 4 ㏉ 에서는 유의적인 차이는 없었고, 10 ㏉ 에서는 유의적인 차이가 있었다. 방사선 피폭선량이 증가하여도 위상차 변화는 거의 없었으며, 대조군과 비교했을 때 1 ㏉, 2 ㏉, 4 ㏉, 10 ㏉ 모두 유의적인 차이는 없었다.
주파수 변화에 따른 조직의 전기적 특성은 위상차 변화는 거의 없었으며, 임피던스 크기는 주파수에 비례하여 일정하게 감소하였다. 방사선 피폭선량이 증가할수록 조직의 임피던스 크기는 감소하였다. 대조군과 비교했을 때 1 ㏉, 2 ㏉, 4 ㏉ 에서는 유의적인 차이는 없었고, 10 ㏉ 에서는 유의적인 차이가 있었다.
돼지안심 조직의 생체 전기신호인 임피던스를 반복 측정한 결과 변동계수가 ±5%이내로 재현성이 있음을 알 수 있었고, 측정 시간 경과에 따른 임피던스 크기와 위상각 변화는 유의적인 차이가 없었다. 주파수 변화에 따른 조직의 전기적 특성은 위상차 변화는 거의 없었으며, 임피던스 크기는 주파수에 비례하여 일정하게 감소하였다. 방사선 피폭선량이 증가할수록 조직의 임피던스 크기는 감소하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
방사선 영향 측정 방법 중 기존의 물리학적 측정방법인 전리조와 신틸레이터의 한계점은 무엇인가?
그리고 원자력 발전소 주변 등에서의 가축과 야생 동·식물 모델을 이용하여 환경 영향을 평가하려는 시도도 있었다[4-8]. 그러나 기존의 물리학적 측정방법 중 전리조, 신틸레이터 등은 인체에 대한 방사선 영향을 직접 측정이 불가능하며, 열 형광 선량계, 필름 뱃지 등은 일정기간 누적된 방사선량만 간접적으로 알 수 있을 뿐만 아니라, 선량-반응관계가 분명하지 않기 때문에 방사선 영향을 평가하기에는 한계점이 있다. 따라서 방사선이 인체에 미치는 영향을 직접 평가 할 수 있는 측정 시스템 개발이 필요하다.
방사선은 어디에 활용되는가?
방사선은 질병의 진단 및 치료, 농작물의 품종 개량, 식품 보존, 멸균 소독, 비파괴 검사 등 전 산업 분야에 다양한 용도로 활용되고 있으며 타 기술과의 융합연구도 크게 증가하는 추세에 있다. 그러나 인체에 많은 양의 방사선이 노출되면 생체 내에서는 물리적 작용단계, 화학적 작용단계, 생화학적 작용단계, 그리고 생물학적 작용단계로 변화가 진행되어 방사선 장해가 발생할 수 있으므로 방사선 이용은 안전이 전제 되어야 한다[1-3].
인체에 많은 양의 방사선이 노출되면 생체 내에서는 어떤 단계로 변화가 진행되는가?
방사선은 질병의 진단 및 치료, 농작물의 품종 개량, 식품 보존, 멸균 소독, 비파괴 검사 등 전 산업 분야에 다양한 용도로 활용되고 있으며 타 기술과의 융합연구도 크게 증가하는 추세에 있다. 그러나 인체에 많은 양의 방사선이 노출되면 생체 내에서는 물리적 작용단계, 화학적 작용단계, 생화학적 작용단계, 그리고 생물학적 작용단계로 변화가 진행되어 방사선 장해가 발생할 수 있으므로 방사선 이용은 안전이 전제 되어야 한다[1-3]. 체르노빌 원전사고, 후쿠시마 원전 사고 등 방사선 안전사고 때문에 환경 방사능 수치가 증가하여 방사선이 생물체에 미치는 영향 및 방사선 피폭선량 측정에 대한 사회적 관심이 높아지고 있다.
참고문헌 (18)
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