□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 최근 내시경 기술의 발전과 screening 내시경 영향으로 표재성 식도암의 발견 빈도가 늘고 있으나 시술 전 평가를 통해 종양의 침범 깊이를 예측하기가 어려워 불필요하게 수술을 받기도 하고 내시경적 절제 후 추가 치료가 필요한 경우가 자주 발생함. 하지만 아직 표재성 식도암에서의 치료방침이 정립되어 있지 않아 본 연구는 내시경적 절제 후 완치에 도달하지 못한 표재성 식도암에서의 치료 가이드라인 근거 창출을 위해 추가 수술과 방사선항암치료를 비교 분석하고자 함. ◼ 전체 내용 1. 림프절 전이가 없는 표재성 식도암에서 내시경적 절제를 시행 후 최종 병리 결과 T1b(점막하 침범) 또는 lympho-vascular 침범이 있는 경우를 연구 대상으로 함. 2. 흉부 식도 또는 위식도접합부 편평상피암을 선정 기준으로 하고 재발성 식도암이거나 기저질환이나 임신 등의 이유로 방사선항암치료나 수술을 받을 수 없는 경우를 제외 기준으로 하여 최종 연구 참여자를 무작위 배정한 뒤 수술(Ivor-Lewis 수술 또는 McKeown 수술) 또는 방사선항암치료(5-FU 4000mg/m2/day on days 1-4 and 22-25 and CDDP 60mg/m2/day on day 1 and 22, radiation dose 50Gy/25Fr, 5days/week) 시행. 3. 각 군 당 목표 대상자 수는 94명이며 3년 생존율을 일차목표로 하여 Kaplan-Meier curve를 구하고 log-rank test로 비교. 이차목표로 1년/2년 생존율, 1년/2년/3년 무재 발생존율, 1년/2년/3년 삶의 질(SF-36, EQ-5D), 시술관련 합병증평가를 시행하고 log-rank test, unpaired t-test 또는 Mann-Whitn ◼ 1단계 ❏ 목표 다기관 다학제 무작위배정 대조실험연구(RCT) 인프라 구축 및 연구 개시 - 다기관 IRB 승인 및 프로토콜 관리 - eCRF 개발 (eVelos system) - 다기관 다학제 무작위배정 대조실험연구(RCT) 의 대상자 선별 및 등록 flow 수립 - 무작위 배정 결과에 따라 시행항 수술 또는 방사선항암치료의 기관별 표준화 - 연구 참여자의 의학적 관리와 정기적 추적관찰을 통한 연구대상자 안전성 관리와 질관리 ❏ 내용 - 다기관 다학제 컨소시엄 구축 - 프로토콜 개발 및 eCRF 개발 - 프로토콜 다기관 협의, clinical practice 의 다기관 표준화 - 무작위배정 대조실험연구(RCT)의 연구 대상자 선별 및 등록 - 무작위배정 결과에 따른 치료 수행과 의학적 관리 - 연구대상자 추적관찰 및 Safefy 관리 - 연구의 질 향상을 위한 노력(목표 등록환자수 상향조정, ESD 활성화와 등록 활성화를 위한 노력, 참여기관 확대) ◼ 2단계 ❏ 목표 다기관 무작위대조연구(RCT)의 대상자 등록 완료 및 임상시험의 안정적 수행 - 다기관 표준화 - 다기관 다학제 진료체계 유지 및 관리를 통한 프로토콜 관리 - 다기관 임상시험에 대한 모니터링 체계 구축 및 SAE, 프로토콜 위반 등의 질 관리 - eCRF 개발 및 자료 이관 (MyTrial) ❏ 내용 다기관 다학제 무작위배정 대조실험연구(RCT) 수행 - 다기관 다학제 무작위배정 대조실험연구(RCT) 의 대상자 선별 및 등록 (95% 등록 완료) - 무작위 배정 결과에 따른 치료 수행과 의학적 관리 - 연구대상자 추적관찰 및 Safefy 관리 - 연구대상자의 문제 해결을 위한 다기관 다학제 협의체 운영 - 국립암센터의 eVelos 계약종료에 따라 eCRF 를 MyTrial 로 다시 개발 및 자료 이관 - 연구의 질 향상위한 노력(ESD 활성화와 등록 활성화를 위한 노력, 참여기관 확대) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1. 림프절 전이가 없는 표재성 식도암에서 내시경적 절제술을 시행한 뒤 점막하 침범 또는 lymphovascular 침범이 있어서 추가 치료가 필요할 때, 방사선항암치료가 생존율 측면에서 수술에 비해 비열등 함을 확인하여 새로운 치료 가이드라인을 정립할 수 있음. 2. 수술이 필요한 표재성 식도암 환자에서 방사선항암치료를 시행하고 수술과 비교 분석하여 그 치료 성적을 확인함으로써 대표적 비수술적 치료법인 방사선항암치료의 예후를 결정할 수 있음. 3. 방사선항암치료를 받은 표재성 식도암 환자의 불량한 치료 성적과 연관되는 요인을 찾아내어 수술적 치료의 필수 적응증으로 활용할 수 있겠음. 4. 한국형 다기관 다학제 연구의 모델 제시 1. 표재성 식도암에서의 치료 가이드라인을 정립할 수 있는 근거창출. 2. 수술이 어렵거나 수술을 원하지 않는 표재성 식도암 환자에게 비수술적 치료를 제공할 수 있는 근거마련 및 예후예측 가능. 3. 방사선항암치료 후 재발한 경우 요인분석을 통해 표재성 식도암에서 수술적 치료의 적응증에 대한 근거마련. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 김홍관
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : 1. 표재성 식도암;내시경적 절제;식도절제술;방사선항암치료;무작위대조연구; 2. Superficial esophageal cancer;Endoscopic resection;Chemoradiotherapy;Esophagectomy;Randomized controlled trial;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 방사성 오염물 핵종 감시를 위한 무독성 형광체 기반의 휴대형 rollable 패치 키트 개발 연구 ◼ 전체 내용 본 과제의 최종목표는 방사성 오염물 핵종의 감시를 위한 무독성 형광체 기반의 휴대형 rollable 패치 키트 개발 연구를 목표로 잠재적인 방사선 피폭에 대해 사전에 방지할 수 있는 기술을 제안하고 구부림이 가능한 패치 형태로 제작함으로써 장소에 구애 받지 않고 방사능 오염물을 가시적으로 감시 가능한 계측 기술을 구현하는 것임. □ 연구개발성과 ◦ 본 제안 기술은 검사 대상에 유해한 영향을 일으키지 않고 검사 대상의 위치나 모양에 제약 없이 사용 가능하며 쉽게 탈부착 가능한 보급형 휴대형 Rollable 패치를 개발함으로써 국내에 유입되는 방사능 오염물에 잠재적 방사선 피폭 사고를 사전에 방지할 수 있는 계측 기술과 신소재 개발 기술을 목적으로 할 수 있음. (의미) 본 결과에서 제시하고 있는 무독성 형광체는 방사선 검출 분야에서 개발되는 물질에 비해 비교적 제조단가가 낮기 때문에, 산업적으로 다양한 측면으로 접근할 수 있다는 기술적 의미를 가짐. (중요성) 이에 본 과제에서 제시된 기술은 방사선을 사용하는 모든 활용 분야에서 의료, 산업, 공업, 환경산업 등 경제성을 갖는 보급형 계측 기술에 기여할 수 있는 중요성을 지님. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 당해연도 활용계획 ◦ 국내 방사선 핵종 및 선량을 계측하는 검출 분야를 비롯한 다양한 방사선 검출을 다루는 기관을 대상으로 국내외 학회, 세미나, 심포지움에 참석함으로써 본 기술의 적합성과 그 중요성 및 활용 계획에 대한 기술 개발 개요를 발표하고 학술활동에 집중하여 본 기술의 우수성을 지속적으로 알릴 예정임. 나. 활용방법 ◦ 본 기술은 방사성 오염물 핵종의 감시를 위한 무독성 형광체 기반의 휴대형 rollable 패치 키트 개발을 목표로 연구를 수행하였으므로 방사선 안전 관리 검출 분야뿐만 아니라 선량을 지속적으로 감시할 수 있는 차별성을 가지는 시제품을 개발 할 수 있음. 다. 차년도 이후 활용계획 ◦ 본 연구 개발 결과를 바탕으로 이와 관련된 후속 연구를 제안하고 그 밖에 실용화를 검토할 수 있도록 관련 업체와 지속적인 협력 체계를 구축할 계획임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 허예지
• 주관연구기관 : 한국국제대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 무독성 형광체;고분자 복합화;방사선;핵종;휴대형; 2. Nontoxic Phosphors;Polymer Complex;Radiation;Radio activity;Portable;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 The purpose of this work is to develop biodegradable amphiphilic copolymer coacervate-based blood-brain barrier permeable nano-sized delivery carrier for growth factor proteins to counteract aggregation of α-synuclein and track its mechanistic pathways via neuronal imaging. ◼ 전체 내용 • Two types of amphiphilic block copolymers will be synthesized with optimized chain length and functionalities – one of them will have polycation but the other polyanion as polyelectrolyte blocks while the lipophilic block will remain same in both of them. • Synthesized UCNPs of optimized size and brightness will be used as luminescence nano probe to track pathway of protein delivery via long time continuous 3D imaging of live-cell. Near Infra-Red (NIR) radiation will be used as excitation source (e.g., 980 nm, 808 nm, etc.) since they can excite UCNPs, do not damage cells and have high penetration depths. • Growth factor proteins to counteract aggregation of α -synuclein will be loaded on the copolymer (cationic/anionic) functionalized UCNP surfaces and protected from denaturation by the use of counter-ionic copolymer. • Finally, the protein (unmodified) loaded nano carrier(micelle, overall size <300 nm) will be made of dye tagged biodegradable amphiphilic copolymer to permeate BBB through 'transcellular lipophilic pathway'. This will not have any UCNP. • Thus, the final objective of this work is to concurrently and effectively establish both the therapeutic and imaging abilities to counteract aggregation of α-synu clein and track its pathway in neuronal cell which will contribute towards the treatment of Parkinson's Disease (PD). □ 연구개발성과 During this project the followings have been achieved, • Design and synthesis of polymer functionalized nanocarriers of optimized size for efficient uptake into neuroblastoma cells. • Developed a nanocarrier whose surface was modified with a pH-responsive polymer for the protection of therapeutic proteins and efficient delivery to cancer cells. • A technique has been developed to design sub-10 nm size nanoparticles using a rapid, single-pot and cost-effective method and employed for ROS detection in neuronal, kidney, and lung cells. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 The findings obtained through these studies can be used to develop effective nanocarriers for drug delivery to different cells including the neuronal cells across the blood-brain barrier. (source : Summary 2p)

• 연구책임자 : De Ranjit
• 주관연구기관 : 포항공과대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword :

□ 연구개요 • 생체 내 전자기 물성인 도전율을 신호화하는 도전율 영상은 방사선조사에 의해 이온화된 물 분자의 신호 변화를 높은 민감도로 감지할 수 있어 방사선 치료의 평가에 있어 객관성과 정확성을 획기적으로 증가시킬 수 있음 • 도전율은 물체의 고유물성이고 절태적인 수치로 표현이 가능하므로, 방사선 조사에 따른 조직 변화에 대한 정량화, 표준화 및 범주화가 가능함 • 일상생활의 방사선 노출 혹은 의료방사선에 의한 노출이 빈번하게 일어나지만, 방사선 노출에 의한 생물학적인 변화를 영상으로 예측 및 검증하거나 정량화하는 기술은 부족한 현실임 • 본 연구개발은 방사선 노출에 의한 인체 조직의 생물학적 영향을 자기공명영상기반 도전율 영상 기법을 이용하여 손쉽게 방사선에 의한 조직의 손상정도를 평가 가능한 기술임 □ 연구 목표대비 연구결과 • 방사선 노출 생체 변화 반영 고 민감도 도전율 영상기술 개발 - 방사선 노출에 의한 생체 조직의 전도도 변화 반영 도전율 영상기술 개발 - 방사선 노출 생체 전기적 도전율 반영 도전율 영상법 구현 - 고 민감도 도전율 영상기술 확보 • 도전율 영상 기술기반, 방사선 노출 생체 도전율 변화양상 추적 및 메커니즘 규명 - 방사선 노출 도전율 영상화를 위한 영상 재구성 방법 개발 - 방사선 노출에 의한 생체 뇌 대사물질 도전율 변화양상 추적 - 방사선 노출에 의한 생체 도전율 변화 추적 영상 바이오마커 발굴 • 도전율 영상 기술기반, 방사선 노출의 정량화 및 방사선 노출 평가 임상지표 개발 - 고 민감도 도전율 영상을 이용한 종양 성장과정 모니터링 - 방사선 치료 이후 생체 뇌 종양 생체 도전율 변화 정량화 - 방사선 노출에 의한 생체 도전율 영상 임상 지표 개발 및 적응증 확보 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 본 연구성과를 토대로 방사선치료에 의한 종양 생물학적 영향을 도전율 영상을 이용하여 평가하고, 환자 맞춤형 방사선치료법 및 조사량을 계획하는 등의 임상현장에 직접적으로 제공할 수 있는 기술 구축 - 도전율 영상을 이용한 방사선치료 효과 정량화 연구는 전임상뿐만 아니라, 임상 중개를 통한 방사선 치료과정 모니터링 및 치료 효과 규명을 위한 객관적인 분석 도구로써 활용가능 - 보다효과적인 항암 성적을 유도하기 위하여 시도되고 있는 다양한 암치료법 및 그로 인한 생물학적 영향을 도전율 영상을 이용하여 계획·평가 • 방사선 민감형 도전율 영상을 이용하면 생활 방사선 노출에 의한 손상영향 평가 가능. 이는 방사선 노출 관련 작업종사자 혹은 방사선 피폭 사고 이후 만성 뇌 손상에 의한 인지장해 등의 부작용 극복기술뿐만 아니라, 뇌 질환의 메커니즘에 대한 이해를 제공할 수 있음 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박지애
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 도전율영상;자기공명영상;방사선 노출;방사선 치료;생체영상; 2. Conductivity Imaging;Magnetic resonance imaging;Radiation exposure;Radiation therapy;In vivo imaging;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 박유수
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 첨단재생의료;세포처리시설;자연살상세포;항암면역세포ᆞ유전자치료;전임상연구;임상연구;방사선; 2. Advanced regenerative medicine;Cell processing facility;Natural killer cells;Anti-cancer immune cell and gene therapy;Pre-clinical study;Clinical study;Radiation;

본 과제는 품질보증이 적용되는 과제/사업을 대상으로 규정된 품질요건의 이행상태를 독립적으로 확인 및 평가하고 지속적 품질개선을 도모함으로써 과제/사업 결과물의 품질을 확보하고 대내외적으로 품질신뢰도를 제고하는데 그 목적이 있다. 연구원에서 품질보증의 대상이 되는 업무를 분류하면 다음과 같다. - 원자력시설운영 - 원자력시설 설계 및 건설사업 - 연구개발/사업 - ISO 9001 - KOLAS 본 과제에서는 품질보증의 대상이 되는 업무에 대하여 다음의 품질보증활동을 수행하였다. - 품질보증계획 수립 및 유지관리 - 품질보증계획 이행상태 확인 및 평가 - 대외 품질시스템 평가 수검 - 교육훈련 및 자격관리 본 과제의 결과는 품질보증 활동을 통해 발생된 각종 품질보증기록으로 확인될 수 있으며, 본 보고서에서는 주요 내용을 기술하였다. 본 과제의 결과는 연구원에서 수행된 사업이나 연구결과물에 대하여 품질보증 관련 법적 요건을 충족시키고, 대내외 품질신뢰도를 향상시키는데 활용할 수 있다. (출처 : 서지정보양식 101p)

• 연구책임자 : 남지희
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 원자력 품질보증;품질보증감사;품질검사;품질보증기록; 2. Nuclear Quality Assurance;QA Audit;Quality Inspection;QA Record;

Ⅳ. 연구개발결과 ○ 북극 현장 및 위성관측의 모델 입력자료 활용 자료동화 체계 - 전구 대기 자료동화 체계 수립 · 앙상블 기반 자료동화기법인 LETKF와 전구 대기모형 CAM을 기반으로 하는 전구 대기 자료동화체계 (CAM-LETKF)를 구축함 · 앙상블 기반 자료동화방법에서 나타나는 sampling problem을 완화하기 위하여, adaptive inflation과 covariance localization을 적용함 · 난수를 이용하여 초기 앙상블을 구성하는 스크립트, 종관 관측 (라디오존데, 항공기, 윈드프로파일러, 지상, 해상, 위성산출바람) 자료를 LETKF 시스템에서 활용할 수 있는 포맷으로 변환하는 스트립트, 그리고 자료동화 사이클링을 수행하기 위한 스크립트를 작성함 · 종관 관측 자료를 동화할 수 있는 전구 대기 자료동화체계 (CAM-LETKF)를 성공적으로 구축함 · 위성 복사휘도 관측 자료동화에 필수요소인 복사전달모형 (RTTOV)과 연동되어 있고 지구시스템모형의 성분모형인 해양, 해빙모형과의 인터페이스 (interface)가 확립되어 있는 DART 기반의 전구 대기 자료동화체계 (CAM6-DART)를 구축함 (개발 방향 변경) · 자료동화방법으로는 EAKF 방법을 이용하고, 앙상블 수 한계에서 오는 문제를 완화하기 위하여 inflation과 localization 기법을 적용함 · PrepBUFR 형태의 종관 관측 자료 외에, NetCDF 형태의 GPS RO 관측 자료, 그리고 HDF 형태의 위성 복사휘도 관측 자료를 DART 시스템이 받아들일 수 있는 “observation sequence” 형태로 변환하는 전처리과정을 구축함 · O-B, O-A 통계량 분석, ERA5 재분석자료와의 비교를 통해 생산한 분석장의 품질을 평가함 · 종관 관측 자료외에 위성 복사휘도 관측 자료까지 동화할 수 있는 전구 대기자료동화체계 (CAM6-DART)를 구축함 · 기구축된 전구 대기 자료동화체계를 고도화/최적화하고, 이를 이용하여 앙상블 재분석자료를 생산함 · 위성 복사휘도 관측 자료동화체계를 고도화하기 위하여, 품질검사 (quality control), 채널선택 (channel selection), 솎아내기 (thinning), 그리고 편차보정 (bias correction) 과정을 포함하는 전처리과정을 개발 · 이론적인 방법을 기반으로 위성 복사휘도 관측에 대한 관측 오차를 결정함 · GPS RO 관측 자료동화체계를 최적화하기 위하여, 자료동화에 사용되는 위성플랫폼의 추가, 관측연산자 (local, nonlocal)의 결정, 관측 오차 (고도와 위도의 함수)의 결정을 위한 연구를 수행함 · 고도화된 전구 대기 자료동화체계를 이용하여 자료동화 사이클링 실험을 수행하고, 각각의 관측종 동화가 분석장 품질에 미친 영향을 평가함 · 구축된 전구 대기 자료동화체계를 이용하여, 2017년부터 2022년까지의 기간에 대하여, 6시간 간격의 앙상블 재분석자료를 생산함 · 수평 해상도 2도, 앙상블 수 10개를 사용하였고, 생산된 재분석장을 ERA5 재분석자료와 비교하여 생산된 재분석장의 품질을 평가함 ○ 대기화학모형 결합 기반 북극-한반도 통합 재해기상 발생 진단/전망용 모델링 시스템 - 모델링 시스템 구축 · NCAR에서 배포하는 3종 전구대기화학모델의 특성을 조사하고 30년간의 기후실험을 통해 겨울철 모의 성능을 평가하였음 · CAM6, CAM6-Chem 모델 기반 모델링 시스템을 구축하고 20년간의 겨울철 과거 재예측 실험을 수행하여 겨울철 모의 성능을 비교 평가함 - 모델링 시스템 활용 북극-한반도 재해기상 발생 사례 진단 · 재분석 자료와 기후모델 실험 자료 분석을 통해 북극 증폭현상의 계절 특성을 파악하고 관련된 주요 메커니즘을 규명함 · 전구 대기모델링 시스템의 북극 겨울철 고온사례 모의 능력을 평가함 · 북대서양 진동에 대한 성층권 돌연승온 유형 의존성 검토. 음의 북대서양 진동이 선행하는 경우 하나의 극 소용돌이가 두 개의 조각으로 분리되는 전이형 분리 유형이 빈번하게 하게 발생 · 재분석 자료를 활용하여 세가지 성층권 돌연승온의 유형에 따라 20일 이내의 준계절 시간 규모에서 북반구 중위도 지역 대류권 한파 발생의 시기적, 지역적 차이를 확인 · 성층권 너징 실험을 통하여 준계절 시간 규모에서 성층권 돌연승온 발생 이후 겨울철 유라시아 지역의 한파 모의 정확도 향상 확인 · 여름철 북극 지역 악기상 및 대기 순환장의 패턴과 관련하여 중위도 지역 제트기류의 위치와 강도에 변화 발생하고, 이것이 동아시아 지역 여름 몬순과 연관된 순환장 변화 및 재해 기상에도 영향을 끼침 · KPOPS 예측 시스템에서도 여름철 악기상 관련 북극 대표 패턴을 관측과 유사하게 모의하고 있으며, 관련된 제트기류 변화도 유사하게 모의함. 특히 북극이 쌍극자 모드를 가질 때보다, 고압성/저압성 편차 단일 패턴을 가질 때 관측과 더 유사한 성능 보임 · KPOPS 예측 시스템 내 북극 주요 패턴 관련 여름철 중위도 재해 기상에 대한 모의 성능은, 지역별, 월별로 차이가 있으나 고온 편차에 대해서는 상대적으로 양호하나, 강수 편차는 모의 성능이 떨어지는 경향을 보임 · 한반도에서 발생하는 극도로 높은 (extremely high, EH) PM10 사례는 유라시아 규모의 대규모 대기 순환 패턴과 관련되어 있음 · EH 사례 발생 시 나타나는 한반도의 대기 정체 패턴은 북대서양 강제력의 영향을 받음 · 북대서양에서 연직으로 강하게 발달하는 고기압성 편차는 음의 와도 이류 강제력에 의해 유도됨 · 북대서양에서 강하게 발달하는 고기압성 편차로 인해 증폭되는 로스비 파동 에너지는 유라시아 대륙을 거쳐 한반도 지역으로 전파되어 대기 정체 패턴을 유발함 · 여름철 동아시아 폭염은 북극/시베리아 평원에서 기원하는 파동열의 대기 순환 패턴과 밀접하게 관련되어 있음 · 북극/시베리아 평원에서 강하게 발달하는 고기압성 편차는 음의 와도 이류에 의해 발달하여 복사 에너지의 증가를 유도함 · 북극/시베리아 평원에서의 증가된 복사 에너지는 양의 수증기 피드백을 통해 지표 기온과 비습을 증가됨 · 북극/시베리아 평원에서 강하게 발달하는 열적 고기압은 로스비 파동 에너지를 증폭시키고, 대기 상층 경로를 통해 전파되어 동아시아 지역의 폭염을 유발함 - 북극해 해양-해빙 모형 접합 성능 평가 · 해양-해빙 모형 접합에서 해양, 해빙 모형에서의 주요 모수들의 최적화를 수행하였고, 수직 격자 해상도의 증가를 통해 상층 해수특성 수직 구조를 향상시킴 · 모수 최적화와 개선된 격자 체계를 이용하여 북극해에서의 기후학적 순환장을 개선하였고, 이를 북극해로 유입되는 하천기원 담수의 이동을 이해하는데 활용할 수 있다는 것을 확인함 ○ 북극 육·해상 현장 관측 (준)실시간 수집 체계 확립 및 해상 에어로졸 통합관측 확장 - 북극 육·해상 현장 관측 (준)실시간 수집 및 분석 · 니알슨 다산기지 운영 대기관측과 아라온호 북극항해 시 라디오존데 상층기상 관측, 전지구 종관 및 위성 관측을 포함하는 웹기반 (준)실시간 수집 및 모니터링 체계를 구축함 · 북극 니알슨 제플린관측소에 설치된 2종의 구름입자센서(CDP2, BCPD)를 이용해 북극 저고도 구름입자의 크기, 수농도, 액상량을 연중 모니터링하였음. 일평균 액상량 기준으로 최고치일 경우 0.1 g/㎥ 수준의 값을 보였고, 신생입자가 생성되는 사례에서 수농도는 700 #/㎤ 수준의 값을 보였음. 하층운이 탐지된 경우를 선별하여 니알슨 CloudNet 자료와 비교 검증하는 후속 분석을 진행중임 · 니알슨의 경우 일반적으로 대기가 청정하여 도플러 윈드 라이다에서 바람이 측정되지 않는 경우가 발생하, 20개층 이상 고도의 바람 자료가 얻어지는 경우는 대체로 60% 전후의 비율을 보임. 또한 하층운이 분포하는 경우 구름 입자로 인해 구름하부 바람 자료 수득률이 높아지는 특징을 보임 · 이태리 극지연구소(ISP-CNR)과 협력하여 2차년도부터 CCT 타워의 고도별 기온, 습도, 풍향, 풍속, 기압 자료를 수집하고 있으며, 3차년도에는 독일 AWI와 협력하여 마이크로파라디오미터 장비에서 관측한 대류권내 기온 및 습도 분포 자료를 수집하고 있음 · 아라온호의 북극해 항해 기간 동안 정기적인 라디오존데 비양으로 상층기상 관측을 실시함 · 수집된 상층기상 자료를 위성 네트워크를 통해 준실시간 자료 전송 및 전세계 라디오존데 데이터 네트워크에 공유함 · 2021년 획득한 상층기상 자료를 활용하여 대류권 하층의 열역학 구조를 분석함. 여름철 북극해 대류권 하층은 고도 증가에 따라 온위가 일정한 근 중립 성층 구조를 가짐 · 2022년 획득한 상층기상 자료를 활용하여 저기압계 통과시기의 연직 대기 구조를 분석함 - 인위적 및 해양기원 에어로졸 농도 및 분포 변화 특성 · 베링해-서북극해 구간 에어로졸 시료 채취하여 화학 분석을 수행하였음 · 음이온 성분 (Cl−, methanesulfonic acid (MSA), NO3−, and SO42−)과 양이온 성분 (Na+, NH4+, K+, Mg2+, and Ca2+)의 분석을 수행하였고, 비해염성 황산염 (non-sea-salt sulfate; nss-SO42−) 농도를 산출하였음 - 북극지역 에어로졸-구름의 입체 분포 및 장기변동 특성 · 지상·위성 관측자료를 이용하여 북극 에어로졸과 구름의 계절·경년 변동 특성을 분석함 · 아라온호에서 관측된 에어로졸의 특성을 분석함 · 북극 지역 에어로졸 주요 발생원 및 중위도에서 장거리 수송 영향을 분석함 · 니알슨(Ny-Ålesund) 과학기지의 구름 특성과 북극 종관 기상 패턴과의 연관성을 분석함 · 북극 구름 유형 분포와 장파 복사 수지와의 연관성을 분석함 - 해상 DMS 에어로졸 관련 화학반응 모의 · DMS의 배출량과 산화과정을 포함하여, 최신의 정보를 활용하여 향상된 DMS 및 MSA의 모델링을 지구시스템 모델에 도입함 · 대서양부근의 북극권에서는 고농도의 DMS가 모의되는 시기에 MSA도 증가한 것으로 보이나, 태평양 지역에서는 상대적으로 뚜렷하게 높은 DMS에도 불구하고 MSA의 농도의 증가나 미미하게 나타남 ○ 머신러닝 기반 한반도 미세먼지 중장기 예측 모델 개발 - 미세먼지 농도 예측 모델에 이용 가능한 잠재적 예측 인자의 수집 및 분석 · 한국, 중국 관측소에서 측정한 미세먼지 농도 자료를 수집하고 데이터베이스를 구축함 · PM 농도 자료의 시공간적 특성과 중장기 시간 규모에서의 상관성을 분석함 · 동아시아 기후, 대기질에 영향을 끼치는 북극, 고위도 지역의 기후인자를 수집하고 분석함 - 모델링 시스템 (KPOPS-Earth)의 기후 변수 모의 성능 평가 및 하반도 미세먼지와의 중장기 시간 규모 상관성 분석 · 4개의 변수(850-hPa 지위고도, 850-hPa 동서바람, 850-hPa 남북바람, 850-hPa 온도)에 대하여 KPOPS-Earth 과거 자료 모의의 성능을 평가함 · KPOPS-Earth 과거 모의 자료 기반 고위도 기후 인자와 한반도 미세먼지 간의 중장기 시간 규모에서의 상관성을 분석함 - 머신러닝 기법을 활용한 미세먼지 농도 예측 모델 개발 · 랜덤 포레스트 모델을 통해 예측 모델의 각 입력 변수별 중요도를 판단함 · 합성곱신경망 모델 기반으로 서울의 월평균 PM2.5 농도 예측을 하는 모델을 개발함 · 학습에서는 ERA5 재분석 자료만을 이용하고 예측에서는 ERA5 자료를 이용하는 모델(CNN-ERA5)과 KPOPS-Earth 자료를 이용하는 모델(CNN-KPOPS)이 개발됨 (출처 : 요약문 7p)

• 연구책임자 : 김주홍
• 주관연구기관 : 한국해양연구원 부설 극지연구소
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 재해기상 모델링 시스템;대기 자료동화;에어로졸;구름;대기화학모형;미세먼지;중장기 예측; 2. High-impact weather modeling system;atmospheric data assimilation;aerosol;cloud;atmospheric chemistry model;fine dust;mid-to-long range forecast;

본 과제는 국가 방사선기기 공동연구시설인 방사선기기팹을 연계한 방사선센서, 소재 등 핵심 공정기술 개발과 산학연 공동연구개발을 지원을 목적으로 하며, 국가 주도의 출연연 시설을 활용한 기업지원 체계를 마련하고 수요자 요구형 방사선기기 핵심 센서, 소재 등 기술개발을 지원하였으며, 본 과제를 통하여 원천성과 활용도가 매우 높은 방사선 센서 및 단결정 원천기술부재로 국내 관련 장치의 90% 이상을 수입에 의존하는 무역 역조현상을 해소하고 수입대체에 기여할 수 있는 기반을 마련하였음. 주요 과제수행 성과로는 방사선기기팹 시설 및 장비를 활용한 국가 R&D사업 연구개발 지원(방사선 영상 핵심 센서 및 다채널 영상모듈 국산화, 산업생태계 조성을 위한 의료진단기기용 소재 개발 지원을 통한 저선량 CT용 화합물 반도체 단결정 성장 및 섬광체 소재 성장 기술 확보), 방사선기기 협의체 운영지원 및 국내 방사선기기 활성화 및 산·학·연 연구협력 네트워크 구축을 통한 국가 방사선기기 산학연관 순환시스템 구심점 역할 수행, 중소형 방사선기기 기업성장 및 실용화 기술개발 지원 및 지원을 위한 시설/장비의 안정적 운영과 안전성 강화를 위한 조치를 진행하였음. 본 과제를 통하여 저선량 CT 등 국가 전략적으로 개발이 필요한 의료진단기기를 중심으로 부품기업, 통합기업 육성 및 기술사업화 지원을 통한 방사선기기 국산화에 기여, 개발자(연구원/대학)-공급자(기업)-수요자(병원 등) 간 지속적인 클러스터 협의회 운영을 통해 방사선기기 인프라 중심 국가 방사선기기 허브 조성 및 산업 생태계 조성 및 국내 방사선기기 저변 확대 및 전북지역 방사선기기 연구협력 활성화에 일조하는 결과를 도출하였음. (출처 : 서지정보양식 93p)

• 연구책임자 : 김영수
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230800
• Keyword : 1. 방사선기기팹;방사선 센서;방사선 센서용 소재;이용자지원;중소기업지원;방사선의료진단기기;저선량 CT;국산화;방사선기기 클러스터; 2. Radiation Equipment Fab.;Radiation Sensor;Radiation Sensor Material;User Supporting;Start-up Supporting;Radiation Diagnostic Equipment;Low Dose CT;Domestic Production;Radiation Equipment Cluster;

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성 (필요에 따라 제목을 달리할 수 있습니다) 안구 림프종 방사선 치료 시 3D 프린터를 이용한 수정체 차폐의 유용성 검증 Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위 (필요에 따라 제목을 달리할 수 있습니다) 1. 금속 3D 프린터 물질 조사 및 특성 연구 - 몬테카를로 전산모사를 위한 전자선 가속기 모델링 및 빔 매칭 - 몬테카를로 전산모사를 이용한 후보 물질의 차폐성능 평가 2. 3D 프린팅 차폐체 제작 및 차폐성능 평가 - 전산모사 데이터와 실측 데이터 비교를 통한 차폐 적정성 평가 - 3D 프린팅 차폐체의 모양 재현성 및 선량 특성 평가 - 3D 프린팅 차폐체의 차폐성능 비교 3. 맞춤형 차폐체 제작 및 방사선 치료에 적용 - 전자선 치료 시 3D 프린팅 수정체 차폐체와 기존 수정체 차폐체 사용에 따른 안구 주변 선량 분포와 비교 분석 - 3D 프린터를 이용한 환자 맞춤형 수정체 차폐 유용성 평가 Ⅳ. 연구개발결과 (필요에 따라 제목을 달리할 수 있습니다) 1. 금속 3D 프린팅 차폐체 제작 2. 고에너지 전자선 차폐효율 검증 3. 금속 3D 프린팅 기반의 수정체 차폐체 제작 및 검증 Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획 (필요에 따라 제목을 달리할 수 있습니다) 1. 3D 프린터를 활용한 전자선 차폐체는 기존 전자선 차폐체와 비교하여 차폐성능 및 선량분포의 큰 차이가 없다면 안구 림프종 방사선 치료에 적극적으로 활용 가능함. 2. 3D 프린터를 이용한 환자 맞춤형 차폐체 물질 및 제작공정의 가이드 라인을 제시. 3. 환자 맞춤형 차폐체를 이용하여 방사선에 민감한 수정체 및 안와 주변의 정상조직을 보호하면서 정확한 치료가 가능할 것으로 기대됨. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 문영민
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 방사선치료;방사선 차폐;금속 3D 프린터;고에너지 전자선;원발성 안와 림프종; 2. Radiation theraphy;radiation sheilding;metal 3D printer;high energy electron;Primary Intraocular Lymphoma;

Ⅳ. 연구개발결과 1. 생쥐 testis의 Spermatogonia stem/progenitor cell을 matrigel을 활용하여 in vitro 배양하고 marker들의 발현을 확인함 2. 생쥐 Hematopoietic stem/ progenitor cell을 이용한 colony forming assay와 생쥐 혈액 분석을 통해, testis와 달리 고선량률 방사선에 의해 더 심함 독성이 유도됨을 확인함 3. 확립된 줄기세포주인 UCB-MSCs를 이용하여 저선량률 및 고선량률 방사선이 줄기세포의 분화, 세포주기 및 성장에 대한 영향을 확인함 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 이창근
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 저선량 방사선;선량률;정자발생단계;정소줄기세포;조혈모세포; 2. low-dose radiation;dose-rate;spermatogonia stem cell;hematopoietic stem cell;