The purpose of this study was to improve the accuracy of effective atomic number (EAN) and relative electron density (RED) using a polynomial-based calibration method using dual-energy CT images. A phantom composed of 11 tissue-equivalent materials was acquired with dual-energy CT to obtain low- and high-energy images. Using the acquired dual-energy images, the ratio of attenuation of low- and high-energy images for EAN was calibrated based on Stoichiometric, Quadratic, Cubic, Quartic polynomials. EAN and RED were extracted using each calibration method. As a result of the experiment, the average error of EAN using Cubic polynomial-based calibration was minimum. Even in the RED image extracted using EAN, the error of the Cubic polynomial-based RED was minimum. Cubic polynomial-based calibration contributes to improving the accuracy of EAN and RED, and would like to contribute to accurate diagnosis of lesions in CT examinations or quantification of various materials in the human body.

저선량흉부 CT (Low Dose chest CT, LDCT)에서 Scout 관전압을 변화시키고 scan parameter인 자동노출제어장치(Auto Exposure Control, AEC)와 적응식 반복재구성기법(Adaptive Statistical Iterative Reconstruction, ASIR)등을 적용하여 최적의 프로토콜을 찾음으로써 방사선 피폭선량과 화질을 평가하고자 하였다. Scout 관전압을 80, 100, 120, 140 kV로 변화시키며 LDCT 프로토콜로 5회 반복 측정 후 선량을 비교하기 위해 장비에서 제공된 Dose report를 이용하여 연구 목적에 적합한 관전압을 선택하였다. 120 kV, 30 mAs의 조건으로 기본 LDCT 촬영한 후, 이 조건에 ASIR 50%를 적용하였으며 신호대잡음비와 대조도대잡음비를 평가하기 위해 배경의 노이즈를 측정하였다. 선량 비교를 위해 장비에서 제공되는 CTDI_vol과 선량길이곱(Dose length product, DLP)를 식을 이용하여 비교 분석하였다. 그 결과 S140 + LDCT + ASIR 50 + AEC를 적용한 프로토콜에서 고식적인 LCDT보다 방사선 피폭선량을 감소시키고 영상의 질을 향상시켰으며 최적의 프로토콜을 얻을 수 있었으며 LDCT는 매 검사 시 필요 이상의 피폭선량이 우려되기 때문에 적절한 Parameter를 적용하는 것이 중요하며, 향후 LDCT를 이용한 건강검진에서 국민의 건강에 이바지 하는데 긍정적인 요인으로 작용될 것으로 사료된다.

폐 스크리닝 검사로 이용되고 있는 저선량 흉부 CT는 Scan 범위 내에 관상동맥 석회화에 대한 정보도 함께 포함하고 있어 이를 이용한 관상동맥 석회화 판별의 유용성을 알아보고자 한다. 저선량 흉부 CT 검사와 관상동맥 석회화 점수(CACS) 검사를 같은 날 시행 받은 자들을 대상으로 하였다. 관상동맥 석회화 점수 검사 결과를 Coronary artery calcium score categories and risks 분류법을 참고하여 4개 그룹(Low: 1〈CACS〈10, Mild: 10〈CACS〈100, Moderate: 100〈CACS〈400, High: 400〈CACS)으로 각각 30명을 선정한 후 관상동맥 석회화 수치 측정 업무에 종사하고 있는 경력 15년차 이상 5명의 방사선사가 저선량 흉부 CT 영상에서 관상동맥 석회화 유무를 후향적으로 분석하였다. 저선량 흉부 CT 영상에서 5명의 관찰자가 통일되게 판독한 결과가 관상동맥 석회화점수 CT 검사 결과와 일치한 경우는 Low 그룹: 56%, Mild 그룹: 96.6%, Moderate 그룹: 100%, High 그룹: 100%로 나타났다. Low 그룹에서 5명의 관찰자 모두가 석회화를 관찰한 것은 30건 중 17건이었으며, 5명이 모두 판별 불가로 결정한 경우 7건이었다. 무증상 성인을 대상으로 저선량 흉부 CT 검사에서 석회화 점수가 15 이상인 경우에는 관상동맥 석회화를 100% 관찰할 수 있었다. 판별이 가능한 최소 석회화 수치는 1로, 피검자의 체형이 작거나 심장의 움직임이 최소가 되는 시점에서 스캔이 이루어지는 경우 매우 작은 석회화까지도 판별할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

고 해상력 CT에 해당하는 관자뼈 CT는 높은 관전압과 얇은 단면두께 등의 적용으로 스캔 선량이 인접 부위 검사보다 높다. 이에 검사조건 중 재구성 알고리즘을 변화 적용하여 검사 선량을 줄이면서 병변에 대한 민감도가 우수한 알고리즘을 찾아 유의성과 임상 기초자료 제공 가능성을 알아보았다. 그 결과 100 kVp로 관전압을 낮추어 적용 시 선량이 약 35.6% 감소하였고, 100 kVp로 획득한 Raw data에 Definition 알고리즘 적용 시 SNR, CNR이 우수하였으며 다른 알고리즘과 비교 시 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 그리고 구조적 유사도를 비교한 결과 SSIM index가 ROI 별 0.776, 0.813, 0.741로 분석되었다. 따라서 관자뼈 CT 스캔에서 알고리즘 변경적용은 CT 검사로 발생하는 선량을 일부 감소시킬 수 있고 임상 기초자료 측면에서 매우 의미가 있다고 생각한다.

칼라도플러 초음파에서 요로결석의 종류에 따라 트윈클링 허상의 발생정도에 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 색이 다른 두 종류의 요로결석에 대하여 물탱크에서 트윈클링 허상의 발생정도를 비교하고 결석의 표면과 성분을 분석하였다. 결석의 표면상태는 갈색의 결석에서 과립형 요철이 두드러져 보였다. 트윈클링 허상은 흰색의 결석에서 음향음영의 일부를 차지하는 1등급이 갈색의 결석에서 음향음영의 전체를 차지하는 2등급이 나타났다. 결석의 성분은 탄소와 산소를 제외한 칼슘과 인의 함유량이 가장 높게 나타났다. 결석성분 중 인의 함유량이 높을수록 결석표면이 매끄러우며 트윈클링 허상이 짧게 나타났다. 초음파검사로서 결석의 성분을 예측하기 위한 단편적인 역할을 기대할 수 있을 것이며 이는 결과적으로 치료계획에 도움이 된다.

비침습적 간섬유화 진단은 만성 간질환 환자들에게 매우 중요한 사항이다. 많은 환자들에게 간조직검사를 시행할 수가 없기 때문에 의미 있는 간섬유화 정도를 조기에 예측함으로써 만성 간질환의 치료와 간세포암 및 간경변증으로 인한 합병증을 감소시킬 수 있다. 본 연구는 비침습적인 간섬유화 검사 방법 중 간초음파 소견과 함께 전단파 탄성 초음파를 이용하여 간섬유화의 정량적 측정과 간탄성도 수치와 연관성을 갖는 혈청학적 인자도 비교 분석하였다(p<0.05). 그 결과 정상 집단의 횡파탄성측정값은 4.55 ± 0.69 kPa였으며, 에코 패턴의 비정상 대조군은 8.27 ± 1.83 kPa로 B형 간염 보균 집단에서 전단파 탄성 초음파 측정값이 높게 나타났으며, 혈청학적 인자들 중 AST, ALT, GGT, PT가 SWE 범주에 따른 섬유화의 정도에 따라 통계학적으로 유의한 양의 연관성을 보였으나(p<0.05) ALP와 TB는 통계적으로 유의미한 차이를 나타내지 않았다(p=0.163, p=0.567). 반면에 Albumin과 PLT는 유의한 음의 연관성을 보였다(p<0.05). 임상적으로 간경변 증후가 없는 만성 B형 간염 환자들의 간섬유화 추적 관찰 및 반복 검사 시 간초음파와 전단파 탄성 초음파 검사를 통한 탄성도 값을 추가로 활용한다면 검사자 간 객관적 진단에 있어 도움이될 것이며, 일차적인 진료에 유용할 것으로 사료된다.

유방암은 현대 여성들에게 가장 많이 발생하는 3대 암 중 하나로, 발생률이 급격하게 증가하고 있다. 가족력이 높고, 15% 정도의 사망률이 있어 고위험군에 속하므로 조기 검진 후 꾸준한 관리가 필요하다. 암을 진단할 수 있는 여러 장비 중 초음파는 위험성이 적고, 실시간으로 진단할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 초음파 검사는 검사자의 기술에 따라 결과가 크게 달라진다. 이를 보완하기 위해 모션트래킹 기술을 접목하고자 한다. 모션트래킹은 삼차원의 공간에서 대상의 움직임에 따라 위치를 특정하고 분석하는 기술이다. 그렇기에 실시간 제어가 가능하고, 복잡하고 빠른 움직임도 실시간으로 기록할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점을 활용한 초음파 검사용 이미지 가이드 시스템 제작을 목표로 하였다. 이를 위해서 초음파스캐너의 위치를 3차원적으로 추정할 수 있는 자체 제작 완드(wand)를 설계하였고, 제작된 완드를 기반으로 초음파 영상의 위치를 추정하는 벡터 연산 알고리즘을 개발하였다. 이후, 연속 촬영을 통하여 3차원 공간에서 프로브의 위치와 초음파 영상의 위치를 나타내는 것까지 완료하였다. 이러한 실험은 Optitrack 사의 Primex 41 카메라를 초당 120 frame (Hz)으로 영상을 획득하며, 성공적으로 초음파 영상의 3차원 위치를 추정할 수 있었다. 이 실험 과정을 통해 초음파 검사와 모션트래킹의 접목으로 가이드 제작의 가능성을 확인하였다. 차후 추가적인 연구를 통해 초음파 검사 가이드를 제작하여 검사자의 기술과 상관없이 질 좋은 영상을 획득할 수 있기를 바란다.

핵감식은 국제사회에서 핵물질 통제 및 핵비확산 검증에 필수적인 부분으로 인식되고 있다. 핵감식을 위한 연대추정은 붕괴계열 특성 및 베이트만 방정식을 기반으로 핵물질의 정제 및 생산시기를 추정한다. 연대추정을 위한 요소 중 붕괴상수와 핵종 수는 분석이나 반복 실험을 통해 도출된 통계로 불확도를 가지기 때문에 연대추정의 결과도 불확도를 가진다. 본 연구는 기존의 베이트만 방정식 기반의 연대추정 불확도 계산의 한계를 극복하기 위해 전산모사를 통한 불확도 계산 알고리즘을 연구하였다. 불확도 계산 결과 기존 불확도 계산 방법과 동등한 수준의 결과가 나타났으며, 기존의 한계를 극복하여 2세대 이상의 불확도 계산이 가능하였고 불확도 계산 중 붕괴상수의 과소평가도 개선되었다.

볼루스는 방사선치료에서 피부면이 경사지거나 요철이 있는 경우 종양에 균등한 선량을 처방 시 사용된다. 이때, 피부면에 선량은 증가하게 나타난다. 환자의 고유한 신체 구조와 불규칙한 피부로 인해 볼루스와 피부 사이 공극이 발생할 수 있어 치료의 정확성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존 볼루스와 3D 프린팅으로 자체 제작된 볼루스를 비강 부위에 적용하여 치료계획 후 표면선량과 광자극발광선량계(Optically Stimulated Luminescence, OSL)로 직접 측정한 선량과 차이는 기존의 볼루스 97%, PLA 100.33%, ePETELA 75A의 경우 100.53%, ePETELA 85A는 100.36%의 비율로 나타났다. 재질별 측정값과 치료계획값이 오차가 적다는 걸 확인할 수 있었다. 또한, 기존 볼루스를 적용하였을 때와 비교 시 -3%에서 3D 프린팅 볼루스는 +0.5% 이내의 차이를 확인할 수 있어 3D 프린팅을 통해 제작된 맞춤형 볼루스는 기존 볼루스의 단점을 보완할 수 있을 것으로 사료된다.

Mortise view 검사는 발목관절 검사로써 발목관절의 외상이나 염좌, 탈구가 의심되는 병변의 유무를 관찰한다. mortise view 검사 시 사용되는 보조기구는 영상에 인공물을 발생하거나, 종류가 다양하지 않아 환자 맞춤형으로 제작되지 않고 가격이 비싸다. 이에 본 연구는 3D 프린팅 기술을 이용하여 mortise view 검사보조기구(ShinHan Device; SHD)를 제작하였다. SHD를 사용했을 때와 시제품인 hologic tool을 사용했을 때의 목말종아리관절, mortise 관절, 목말정강관절의 길이를 5명의 연구자가 측정하여 평가하였다. SHD를 사용했을 때 평균값의 범위는 TTJ에서 39.42~39.47 mm, TCJ 31.41~31.57 mm, MJ 21.21~21.23 mm의 범위로 나타났다. hologic tool를 사용했을 때는 TTJ 39.73~39.79 mm, TCJ 31.46~31.50 mm, MJ 21.31~21.35 mm의 범위로 측정되었다. 본 연구결과, 모든 위치에서의 오차범위가 hologic tool에 비해 SHD를 사용 때 TTJ는 24%, TCJ는 17%, MJ는 36% 감소하였으며, SHD를 사용하였을 때 재현성 높은 검사자세를 구현할 수 있었으며(ICC=0.99), hologic tool에서 발생하던 인공물을 제거한 영상을 획득할 수 있었다.

본 연구에서는 코로나바이러스 19(COVID-19) 대유행이 지속되는 상황에서의 비대면 학습환경에서 3D 프린터로 제작한 교구의 활용이 학업성취도 향상과 학습 동기 유발에 미치는 영향을 조사하였다. 전통적인 강의식 교수법과 3D 프린터로 제작한 교구 및 동영상을 활용한 자기주도학습을 적용한 실험반과 비교반으로 나누어 실험을 진행하였다. 연구 결과, 3D 프린터로 제작한 브레인 퍼즐을 활용한 실험반에서는 전통적인 강의식으로 학습한 비교반에 비해 학업성취도의 향상이 나타났다. 이는 시각적이고 체험적인 학습을 통해 학생들이 주체적으로 지식을 습득하는 데 도움이 되었을 것으로 추정된다. 브레인 퍼즐을 통한 수업은 학생들에게 흥미로운 학습 경험을 제공하며, 수업의 전반적인 만족도에서도 긍정적인 결과를 얻었다. 이러한 결과는 교구를 활용한 수업이 학생들의 학습 동기를 높이고 학업성취도를 향상시킬 수 있는 효과를 나타낸다. 따라서 코로나바이러스 19로 인한 비대면 학습 환경에서 3D 프린터로 제작한 교구의 적극적인 도입은 학습자 중심의 교육 방법의 혁신을 통해 교육의 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 MRI 검사 시 금속 인공물을 억제하기 위한 목적에서 합리적인 수신대역폭 적용 기준을 제시하고자 하였다. 이를 위해 척추 수술용 나사로 제작된 팬텀을 대상으로 고속 스핀 에코기법을 적용한 T2 대조도 영상을 획득해 금속 인공물을 재현하였다. 그리고 수신대역폭을 100 Hz/PX에서 800 Hz/PX까지 100 Hz/PX씩 증가시키며 영상을 획득하였다. 금속 인공물은 신호 감쇄 영역과 신호 누적 영역의 면적을 측정하여 합으로 정하였다. 더불어 영상 변수에 따른 금속 인공물의 양상을 분석하기 위해 Pearson 상관 분석을 시행하였다. 그 결과, 신호 누적 영역은 수신대역폭 증가에 따라 유의한 변화가 없었지만(p>0.05) 신호 소실 영역과 금속 인공물의 면적은 수신대역폭의 증가에 따라 감소하였다(p<0.05). 흥미로운 점은 금속 인공물의 면적은 수신대역폭을 100 Hz/PX에서 200 Hz/PX로 증가시킨 구간에서 최대로 감소하였는데 이는 수신대역폭 증가에 따른 에코 간격이 최대로 줄어든 구간과 일치하였다. 더불어 상관 분석 결과에서도 에코 간격은 수신대역폭과 비교하여 신호 감쇄 영역 및 금속 인공물의 면적과 더 높은 연관성이 있는 것으로 나타났다. 따라서 금속 인공물을 줄이기 위한 목적으로 수신대역폭을 증가시킬 경우, 화질 요소를 고려해 에코 간격이 최소화되는 수치를 기준으로 정하는 것이 합리적이라 생각된다.

본 연구는 척추 MRI 검사 시 척추 유합술로 인한 금속 인공물을 효과적으로 억제하는 방법을 제시하고자 하였다. 이를 위해 척추 수술용 나사로 제작된 팬텀을 제작하여 금속 인공물을 재현하였다. 그리고 1.5T 그리고 3.0T MRI 장치로 영상을 획득하여 자기장 세기에 따른 금속 인공물의 변화를 평가하였다. 더불어 수신대역폭을 200, 400, 800 Hz/PX로 증가시키며 금속 인공물을 평가하였다. 그 결과 1.5T MRI 장치에서 획득한 영상에서 발생한 금속 인공물은 3.0T MRI 장치에서 획득한 영상과 비교하여 약 52.2% 감소하여 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 특히, 신호 감쇄 및 신호 누적 영역이 각각 약 52.81%, 42.71% 감소하여 금속 인공물 억제에 큰 효과가 있었다. 반면, 수신대역폭을 200에서 800 Hz/PX까지 증가시키며 영상을 획득한 경우는 1.5T MRI 장치의 경우 최대 8.93%, 3.0T MRI 장치의 경우 최대 10.98% 감소하여 유의미한 효과가 없었다(p>0.05). 본 연구의 결과, 수신대역폭의 증가는 신호 감쇄를 줄여 일부 금속 인공물을 줄였지만 신호 누적을 억제하지 못해 큰 효과가 없었다. 하지만 3.0T에서 1.5T로 자기장의 세기를 줄인 경우, 신호 감쇄와 신호 누적이 크게 감소해 금속 인공물을 효과적으로 개선할 수 있었다. 따라서 척추 유합술로 인한 금속 인공물을 억제하기 위해서는 저 자기장 MRI 장치에서 검사하는 것이 가장 효과적인 방법이라고 할 수 있다.

본 연구는 SAR의 최적화를 위해 다양한 시퀀스 환경에서 영상 변수와 전자파흡수율 (SAR)의 관계를 분석하였다. 이를 위해 T2, T1, STIR, T1 FLAIR 그리고 T2 FLAIR 시퀀스를 대상으로 장비에서 계산된 전신(whole body, WB) SAR와 두부 (head) SAR을 측정하였다. 그리고 영상 단면의 수와 재위상화 RF의 숙임각(FA)을 조절하며 SAR를 평가하였다. 그 결과, 모든 시퀀스에서 영상 단면의 수가 증가할수록 SAR는 증가하였다. T1과 T1 FLAIR는 상관계수(r)가 각각 0.876, 0.876 (WB SAR, head SAR), 0.867, 0.867 (WB SAR, head SAR)이었고 STIR는 0.898, 0.899 (WB SAR, head SAR)로 가장 높은 연관성을 보였다 (p<0.05). 재위상화 RF의 FA을 증가시키며 적용하였을 때, WB SAR와 head SAR는 모든 시퀀스에서 전반적으로 상승하였다. T1, T2 시퀀스에서 상관계수(r)가 각각 0.897, 0.898 (WB SAR, head SAR)과 0.914, 0.915 (WB SAR, head SAR)로 높은 연관성을 보인 반면, 반전회복기법을 적용된 시퀀스에서는 상대적으로 FA 증가에 덜 민감한 양상을 보였다. 따라서 비교적 TR이 낮은 시퀀스 환경에서는 단면의 개수를 최소화하고 고속스핀에코기법을 적용하여 동작 비율이 높은 시퀀스 환경에서는 재위상화 RF의 FA을 줄이는 것이 SAR를 줄이는 데 효과적이다.

본 논문에서는 소형 크기인 SiPM Sensor를 휴대용 검출기 내부에 적용하여 환자 피폭을 최소화하면서도 최적의 이미지 획득을 위한 선량을 제어하기 위한 방법을 제시하고 이에 대한 성능을 평가하는 것을 목적으로 한다. 휴대용 검출기는 환자의 위치에 빠르게 접근하여 신속한 진단을 가능하게 하는 장점이 있지만 이러한 이동성은 선량 관리의 어려움을 동반한다. X-ray imaging devices 국제 표준인 IEC62220-1-1 기준의 이미지 평가를 통해 검출기의 DQE와 최적 화질을 갖을 수 있는 선량을 확인하고 영상의 ADU와 SiPM Sensor의 출력을 매칭 하여 최적 선량을 확인하는 방법을 제시하였다. 검출기 제조사 기준 선량과 최적 선량 구현으로 획득된 Skull AP 이미지는 제조사 기준 342.8 µGy, 최적 제어 선량은 148.3 µGy로 조사되어 제조사 기준 선량 대비 57 %, Chest AP는 제조사 기준 81.9 µGy, 제어된 최적 선량은 27.9 µGy로 66 %의 높은 선량 감소 효과가 확인되었다. 또한 촬영된 두 영상은 방사선사 5명의 분석을 통해 해부학적 구조물을 판별하기에 임상적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 확인되었다.

본 연구에서는 Sub ROI의 변화가 노출지수(exposure index; EI)에 미치는 영향을 알아보고, 임상에서 Sub ROI 변경 시 발생될 수 있는 EI값의 변화에 대한 지표를 제시하고자 한다. 본 연구는 복부 방사선검사와 유사한 설정을 위해, 아크릴 20 cm의 피사체를 대상으로 진행하였고, 아크릴 한 장의 제원은 20×20×5 cm이다. 조사조건은 80 kVp , 320 mA, 25 ms, SID 110 cm로 동일하게 적용하였으며, Sub ROI는 장비사에서 제공하는 5가지 type을 이용하여 각 type별 30개의 영상을 획득하였고, 장비에서 제공하는 EI값과 환자입사선량(entrance skin exposure; ESE)를 비교분석 하였다. Sub ROI 변화에 따른 EI의 평균값은 LS의 경우 101.18±0.27 이었으며, AEC는 106.57±0.31, VR은 107.74±0.39, HR은 107.90±0.38, SS는 109.72±0.32로 나타났다(p<0.01). Sub ROI 타입 별(LS, AEC, VR, HR, SS) ESE 평균값은 476.45±1.71 μGy, 476.92±1.48 μGy, 476.14±2.30 μGy, 475.61±1.96 μGy, 477.14±1.46 μGy로 측정되었고, 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 본 연구결과 Sub ROI 타입에 따른 EI는 최소값을 나타낸 LS(109.72)를 기준으로, AEC는 5.3%, VR은 6.4%, HR은 6.6%, SS는 8.4% 증가하였으며, 평균적으로 5.3% 증가하였다. ESE의 평균값은 HR(475.61 μGy)타입이 최소값을 나타냈으며, 이를 기준으로 AEC는 0.27%, VR은 0.11%, LS는 0.17%, SS는 0.32% 증가하였고, 전체 적으로 약 0.17% 높아졌다.

본 연구는 공간 해상력과 대조도가 우수한 kV X선 기반 OBI (On-Board Imager)와 CBCT (Cone-Beam CT)를 이용한 치료 부위별 추가 선량을 측정하고 영상유도방사선치료의 방사선 관리 측면의 적절성과 안정성을 평가하고자 한다. 실험 대상은 선형가속장치(Clinac IX)에 부착된 OBI와 CBCT, 링 모양의 Halcyon CBCT를 치료 부위별 방사선 촬영 조건으로 조사하여 동중심의 선량을 이온 챔버로 측정하였다. OBI의 1회 분할 피폭선량은 머리 부위 0.77 mGy, 흉부 3.04 mGy, 골반 부위 7.19 mGy로 계측되었다. Clinac IX CBCT와 Halcyon CBCT 두 장비의 피폭선량은 골반 부위에서는 두 장치의 피폭선량이 70.04 mGy, 70.45 mGy로 비슷하게 계측되었다. 흉부 CBCT에서는 Clinac IX 흡수선량(70.05 mGy)이 Halcyon 흡수선량(21.01 mGy)보다 높게 나타났다. 머리 부위에서도 Clinac IX 흡수선량(9.08 mGy) Halcyon의 흡수선량(5.44 mGy)보다 높게 나타났다. kV X선 기반 영상유도방사선치료는 광전흡수에 의한 추가 피폭선량이 치료 부위 전체 체적에 영향을 줄 수 있으며 주의가 필요하다.

본 연구는 신경과학과 임상의학 분야에서 의료영상 촬영에 활용될 수 있는 비용-효율적인 뇌 신경조절 장비 개발하고자 하였습니다. 이를 위해, 500달러 미만의 재료비로 뇌 신경조절 장비를 설계하고, 이를 제작하여, 그 성능을 평가하였다. 측정된 성능평가 결과는 기존 의료기기와 유사하였으며, 그 크기는 3 cm by 3 cm 이하로 개발하였다. 본 연구의 결과는 관련 분야의 연구 개발 및 신경 자극 기술의 신속한 상용화 등에 활용될 수 있을 것이라 기대됩니다. 또한 기능적 방사선 의료영상 기술의 발전 및 뇌과학 및 뇌 자극기술 개발의 접근성 향상에 기여할 것으로 기대됩니다.

X선 분할조사가 식물의 생장에 미치는 영향은 아직까지 보고된 바 없어, 우리 연구에서는 X선을 새싹 보리에 분할조사 후 생장과 클로로필 농도의 변화를 알아보았다. 각 조사그룹은 대조군, 1회조사군(30 Gy 1회), 2회조사군(15 Gy 씩 2회), 3회조사군(10 Gy 씩 3회)으로 나누었고, 군당 20립 씩 사용하였다.대조군을 제외한 실험군에 대해 방사선종양학과의 선형가속기(Clinac IS, VERIAN, USA, 2011)를 이용하여 총 선량 30 Gy X선을 조사하였다. 조사 조건은 6 MV X-ray, 조사거리(Source-surface distance) 100 cm, 조사면적(field size) 18×10 cm², 선량률(dose rate) 600 MU/min 에서 실시하였다. 분할조사는 24시간 간격으로 동일조건에서 선량만을 변경시켜 조사하였다. 보리의 생장은 종자별로 X선 조사 후 4일차 부터 1일 간격으로 9일차까지 줄기의 길이를 측정하였다. X선이 보리 싹의 엽록소 형성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 분광광도법을 이용하여 클로로필 a 농도를 측정하였다. 통계분석은 SPSS ver. 26.0(Chicago, IL, USA)을 사용하여 분산분석(One-way ANOVA)을 실시하여 대조군(gold standard)에 대해 실험군의 줄기 길이 차이를 분석하였다(사후 검정 Dunnett T3). 발아전조사그룹에서 대조군이 실험군 보다 모든 측정일차에서 길이가 컸고, 1회조사군에서 2회조사군, 3회조사군으로 갈수록 줄기길이가 짧게 나타나 분할조사 횟수가 증가할수록 길이는 짧았다. 대조군과 1회조사군은 모든 측정일차에서 대조군의 길이가 컸지만, 통계학적인 유의한 차이를 보이지는 않았다. 발아후조사그룹에서는 대조군이 실험군 보다 모든 측정일차에서 통계학적으로 유의하게 길이가 컸고, 1회조사군에서 2회조사군, 3회조사군으로 갈수록 길이가 길게 나타나 분할조사 횟수가 증가할수록 길이도 길었다. 발아전조사그룹 보다 발아후조사그룹이 클로로필 농도가 높았고, 발아전조사그룹과 발아후조사그룹 모두 대조군에 비해 실험군에서 모두 클로로필 농도가 높았다. 또한, 분할횟수가 적을수록 클로로필 농도는 높아지는 결과를 보였다. X선의 분할조사는 새싹보리의 생장과 클로로필 농도에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

최신 이동수단 발달과 관련하여 다양한 생체 신호 및 의료영상 측정용 의료기술 개발이 활발히 이루어 지고 있다. 특히, 인지/신경과학 분야에서 뇌파(electroencephalography, EEG) 측정의 중요성과 이동 중 차량에서의 정확한 뇌파 측정기술 개발은 매우 도전적인 분야이다. 본 연구에서는, 운전 중 뇌파를 이용한 기술에 대해 광범위하게 조사하고, 기술 연구의 동향을 분석하고자 하였다. 이를 위해, Scopus 데이터베이스를 활용하여 2000년 이후 진행된 뇌파 관련 연구를 탐색하였으며, 약 40여편의 논문을 선정하였다. 이를 통해 신호처리 기술, EEG 측정 디바이스 개발, 차량 내 운전자 상태 모니터링 기술의 현재 동향과 미래 방향을 조명하였다. 또한, 이를 위한 초소형 32채널 뇌파 측정 시스템을 설계해 보았으며, 간단히 이를 구현하여 뇌파 신호를 측정 분석함으로써 검토해 보았다. 본 연구는 운전 중 생체신호 측정 및 분석 기술이 자율주행 시대에 맞추어 운전자 케어와 건강 모니터링에 기여할 것으로 기대한다.

원자력 시설 사찰, 검증 등의 상황을 가정하였을 때, 현장 내 안전조치 장비의 정상 작동 담보는 필수적 요소이다. 카자흐스탄의 핵실험금지조약 현장 사찰 대비 훈련에서 극저온으로 인해 장비가 정상 운영되지 못한 선례가 있으며 북한 풍계리 핵실험장의 연중 최저 기온은 영하 30도 내외이다. 한반도 원자력 활동 현장 검증을 위해서는 극한 환경 내 장비의 정상 작동 담보를 위한 관련 연구가 필요하며, 여기에는 사찰 및 검증에 활용되는 장비 확인, 정상 작동을 방해하는 위험요인 분석 등이 포함된다. 본 연구는 극한 환경 내 장비의 정상 운영을 위한 위험성 분석, 환경 기반 성능 시험 기준 및 절차 개발을 목적으로 한다. 이를 위해 IAEA 안전조치 방법, 활용 장비 분석, 한반도 환경 특성과 현장 검증을 위한 운반에 따른 위험성 분석을 수행하고 성능 시험 기준 및 절차를 제시하였다. 연구 결과는 핵활동 검증 및 감시 과정에서 참고 자료로 활용될 수 있으며, 한반도 비핵화 참여에 대비한 정책 및 전략 수립에 기여할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 영남지역 해수욕장의 모래 시료 중에 함유되어 있는 방사능 농도를 측정하였다. 해수욕장에서 채취한 모래 표본은 영남지역의 유명해수욕장 8곳을 대상으로 선정하였다. 모래 표본을 반도체검출기인 고순도게르마늄검출기(HPGe)에 넣어 다채널분석기(MCA)를 이용한 정밀 감마 방사성핵종 분석을 실시했다. 방사선핵종의 농도를 측정하기 위해 측정 시간을 8,000 초로 설정하여 스펙트럼 파일을 얻어서 감마 방사성핵종의 농도를 분석하였다. 연구결과 8곳 해변 모두 TI-208의 방사능이 가장 높았다. 결론적으로 영남지역 해수욕장 모래표본에서 검출된 방사성핵종은 자연 방사성핵종이지만 인체 내부에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 지속적으로 조사할 필요가 있다.