• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권2호
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• pp.64-71
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• 2016

삼차원 프린터(3DP)를 이용하여 환자맞춤형 전자선 치료용 볼루스(patient specific customized bolus, PSCB)를 제작하는 절차를 고안하고 제안된 방법으로 제작한 PSCB의 선량 정확도를 평가했다. 치료계획장치에서 치료계획표적용적(PTV)에 적합한 전자선 빔과 조사면 크기를 선택하고 초기 선량계산을 수행했다. 계산된 선량분포를 기반으로 PSCB를 그리고 재계산을 수행했다. 수 차례 반복을 통해 최상의 PSCB를 설계하고 설계된 윤곽자료를 DICOMRT 프로토콜을 이용해 자체 제작한 변환프로그램으로 전송했다. PSCB의 윤곽자료는 자체 변환프로그램을 이용해 3DP에서 인식 가능한 파일(STL 포맷)로 변환한 후 3DP를 이용해 제작했다. PSCB의 유용성을 검증하기 위해 2명의 가상 환자(오목, 볼록 유형)를 생성했고 각각의 환자에 가상의 PTV와 정상장기(OAR)을 생성했다. 3D-PSCB 를 사용했을 때와 사용하지 않았을 때의 선량체적히스토그램(DVH)와 선량 특성을 비교했다. 3D-PSCB 제작의 정확도를 분석하기 위해 필름 선량측정을 통해 선량 정확도를 평가했다. 치료계획 결과와 필름을 이용한 선량분포를 중첩한 후 빔 중심축에서의 심부선량곡선을 구했고 감마분석(3% 선량 오차와 3 mm 거리오차)을 수행 했다. 2명의 가상환자 모두에서 PSCB를 사용한 경우 PTV 선량은 큰 차이를 보이지 않았다. PSCB를 사용할 경우 PSCB를 사용하지 않는 경우에 비해 OAR의 최대 선량, 최소선량, 평균선량은 각각 평균 9.7%, 36.6%, 28.3% 감소했다. 처방선량의 90% 선량($V_{90%}$)을 받는 OAR의 용적은 PSCB를 적용할 경우 약 99% 낮아졌다(14.40 vs $0.1cm^3$). 또한 처방선량의 80% 선량을 받는 OAR 체적도 PSCB를 사용할 경우 약 91% 줄었다(42.6 vs $3.7cm^3$). 감마분석 결과(3%, 3 mm) 오목 및 볼록 볼루스를 적용한 경우 각각 95%, 98% 통과율(pass rate)을 보였다. 3DP를 이용해 PSCB를 제작하는 절차를 정립하고 선량적 정확도를 평가해서 임상적용이 가능한 만족할 만한 결과를 얻었다. 3DP 기술의 빠른 발전에 힘입어 PSCB의 임상적용이 좀 더 쉬워지고 적용대상이 확장될 것으로 생각된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권3호
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• pp.171-179
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• 2013

여러 가지 초음파 속도 측정법 중 비교적 정확하고 다양한 목적에 활용될 수 있다고 알려진 반사파 중첩법(pulseecho-overlap method)에 의해 초음파의 전파시간을 자동으로 측정할 수 있는 시스템을 구축하고, 엔지니어링 플라스틱 시험편에 대한 초음파 속도를 초동발췌법(first arrival picking method)과 비교하였다. 다섯 가지 종류의 엔지니어링 플라스틱 코어에 대해 반사파 중첩법과 초동발췌법에 의해 초음파 속도를 측정한 결과, 반사파 중첩법은 초동발췌법보다 최소 4배로 긴 다중반사파 자료가 필요하므로 매질의 감쇠특성에 의해 측정가능한 시험편의 길이에 제약이 있다. 또한 측정되는 속도는 초동발췌법에 의한 속도보다 낮게 측정되는 경향을 보였으며, 수신된 파형을 분석한 결과, 이는 전파거리가 길어짐에 따른 매질의 감쇠 및 분산특성에 의한 영향으로 해석되었다. 상호상관을 이용하여 제1반사파가 제2반사파 및 제3반사파와 가장 잘 중첩되는 시간을 실시간으로 자동으로 발췌하도록 프로그램하여 실험자에 의한 측정 편차가 개입될 가능성을 배제함으로써 반복성과 재현성을 높였다. 또한, 실험의 조건이 변하지 않는 경우는 중합수를 늘림으로서 무작위 잡음에 의한 측정오차를 줄일 수 있으며, 실험 조건이 변하는 경우는 속도변화 모니터링에도 활용이 가능하다.

• 한국음향학회지
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• 제33권1호
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• pp.1-9
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• 2014

하구와 연안은 육지와의 근접성으로 인해 강이나 하천 등에 의한 퇴적물 공급이 외해에 비해 활발하게 이루어지는 지역으로서 때로는 고농도의 부유퇴적물이 조성되기도 한다. 부유퇴적물은 외부 작용으로부터 쉽게 환경이 변하는 특성을 가지기 때문에 부유물층 탐지 및 연구를 위해 주로 음향 장비를 이용하지만 고농도 부유물 환경에서는 음파감쇠가 심하고, 이로 인해 음파의 이동 거리가 크게 감소한다. 따라서 부유물 환경에 대한 연구를 하기 위해서는 부유물 환경 특성과 주파수 변화에 따른 감쇠계수 특성을 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 간이수조 내에서 고령토 가루를 이용하여 다양한 농도의 부유물을 조성한 후, 초음파 대역 (3.5, 5, 7.5 MHz)에 대한 감쇠계수를 측정하였으며, 감쇠계수 모델과 비교하였다. 감쇠계수 모델의 입력인자인 부유물의 평균입자 크기를 다양하게 변화시키며 실측값과 비교한 결과 평균 입자크기 (D50)을 기준으로 약 ${\pm}20%$ 범위 내에서 비교적 일치하였다. 이러한 오차 발생 원인은 부유물은 다양한 크기의 입자들로 구성되어 있으며, 음파 감쇠는 특정주파수에 우세한 영향을 미치는 크기의 입자분포에 영향을 받기 때문으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권5호
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• pp.19-24
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• 2003

2002년 12월 10일 발생한 철원지진에 의해 기록된 지진파의 파상(phase)분석을 하고, 진원위치, 발생시간, 지진규모 등의 진원요소를 연구하였다. 이 연구에서는 기상청과 한국지질자원연구원의 지진관측망에 의해 기록된 속도 및 가속도 자료를 사용하였다. 이 지진은 휴전선 이북에서 발생한 관계로 휴전선 이남에서 직접파인 Pg가 기록된 관측소는 5곳에 불과하다. 또 굴절파의 초동파인 Pn은 대부분의 관측소에서 구분하기 어렵다. 이러한 이유로 진원 결정에서 기존의 방법으로는 오차가 클 가능성이 있다. 기록된 각 파의 구분을 위하여 Kim et a1. 개발한 파상 분석법과 주시곡선을 사용하여 P 및 S파의 직접파, 반사파 및 굴절파를 구분하였다. 진원위치 및 발생시간을 결정하기 위하여 기존의 방법에서 사용되는 Pg, Pn, Sg, Sn 파 외에 PmP 및 SmS 파를 추가로 사용하여 정확도를 증가시켰다. 진앙거리 200km 미만의 11개 자료로 결정한 철원지진의 진앙은 북위 38.81도, 동경 127.22도, 그리고 진원 깊이는 12.0km이며, 발생시간은 7시 42분 51.4초(한국시간)이다. Richter의 지진규모 정의에 따라 계산된 각 관측소의 평균적 지진규모는 $M_{L}$ 3.6이다. 이 규모는 기상청과 한국지질자원연구원에서 결정한 규모보다는 각각 0.2와 0.5만큼 작다.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.76-85
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• 2011

본 논문에서는 외적요인에 따른 RSS 특성을 분석하고, RSS를 이용한 효율적인 실시간 실외 위치 추적 알고리즘과 그에 기반 한 시스템을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 지정된 공간 내에서의 위치별 신호 세기를 DB화하여 칼만 필터 이론을 적용한 예측을 통한 정확한 좌표를 선별하는 방법을 적용하여 위치 추적의 정확도를 높였다. 제안된 알고리듬의 검증을 위한 하드웨어 장치로는 802.15.4(ZigBee) 네트워크 환경에서 위치 정보를 전송하기 위해 태그(Tag), AP(Access Point), 데이터 수집기(Data Receiver) 등으로 구현하였다. 각각의 하드웨어는 Texas Instrument(TI)사의 MSP430 마이크로프로세서와 CC2420 무선통신 칩을 사용하여 구현되었다. 또한 태그 위치를 2차원 평면상에 나타내기 위한 실시간 위치 추적 프로그램을 구현하였다. 제안된 알고리즘에 기반 한 실시간 위치추적 시스템을 구축하여 태그의 위치를 추적한 결과 외적요인에 비교적 안정한 RSS 값을 갖는 실외 환경에서는 19.12cm의 평균 거리 오차와 5.31cm의 표준편차를 갖는 실시간 위치 추적 시스템의 효율성과 정확성이 나타남을 확인 할 수 있었다. 한편, 외적요인에 의해 불안정한 RSS 값을 갖는 실내 환경에서는 제안한 알고리즘과 그에 기반 한 시스템이 정확한 실시간 위치 추적에 다소 어려움이 있음을 확인 할 수 있었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.321-328
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• 2016

본 논문에서는 신체의 노화로 인해 보행활동이 제한되는 고령자가 사용하는 전동형 보행보조시스템의 조작 편리성 향상을 위해 기존의 조작 기법인 보행의지 기법과 융합이 가능한 보행상태 기법을 제안한다. 이것은 사용자가 핸들바를 파지하고 있는지 여부를 파악하고 그에 따라 사용자의 보행의지를 판별하는 단순 트리거 신호로 사용한다. 또한 보행의지 파악을 위한 사용자의 보행상태 확인은 레이저 거리 측정 장치를 사용하여 검출된 사용자의 선속도와 회전각속도를 보행보조시스템 중심의 선속도와 회전각속도로 사용한다. 이를 위해 사용자의 양측 다리 중심점을 추정하여 가상의 인체중심점 검출 기법을 제안한다. 실험은 보행자의 선속도 및 회전각속도와 보행 보조시스템 중심의 선속도 및 회전각속도를 비교 분석하는 실험을 진행하였다. 실험 결과, 사용자와 보행보조시스템 중심 간에 선속도와 회전각속도의 오차율은 각각 1%와 2.77%로 나타냈으며, 이는 사용자의 선속도와 회전각 속도를 보행보조시스템의 양측구동기, 속도산출기에 적용이 가능한 것으로 확인했다. 이를 통해 본 논문에서 제안하는 보행의지 기법과 보행상태 기법을 융합한다면 사용자가 보행보조시스템에 끌려가는 현상과 조작 미숙으로 인한 오작동 등이 예방 가능할 것으로 확인되었다.

• 대한교통학회지
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• 제23권6호
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• pp.91-102
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• 2005

사람들은 지식을 저장할 때 독립적으로 분리하여 저장하기 않고 지식을 조직화하여 저장한다. 이와 갈이 사람들이 지식을 위계적으로 저장하는 방법을 최적경로 탐색기법에 도입하고자 한다. 지금까지의 최적경로를 탐색하는 경우에는 각 링크의 통행비용만을 이용하여 교통정보를 제공하고 있다. 그 결과 실제 운전자들이 장거리 통행에서 최적경로를 탐색시 고속도로 선호도를 반영하는데 미흡하였다. 따라서 본 연구에서는 거리에 따른 경로탐색에 있어 binary logistic regression을 이용하여 간선도로 선택확률모형을 개발하여 장거리를 탐색할 때 도로의 위계를 반영하는 최적경로탐색기법을 도입하였다. 또한 최적 경로를 탐색할 경우에 기존 방법은 탐색 시점을 기준으로 한 교통상황을 기반으로 최적경로를 제공하였다. 이는 운전자가실제로 주행을 하면서 경험하게 되는 링크의 통행시간과는 차이를 보이게 된다. 이런 단점을 해결하기 위해 링크의 통행시간을 예측하는 방안이 있다. 확률과정 모형을 이용하여 예측된 링크 통행기간을 기반으로 최적경로 탐색에 적용하였다. 확률과정 모형은 장기 예측에는 다른 모형보다 오차가 적게 발생하며 데이터 양이 많이 축척되어 있는 경우에 다른 예측기법보다 유리하다. 데이터가 균일하게 있지 않아도 적용이 가능하다. 도로 위계를 고려한 방법과 기존의 방법의 탐색속도를 비교한 결과 탐색 노드의 수가 증가함에 따라서 위계를 고려한 방법이 기존의 방법보다 탐색속도가 향상된다. 도로위계를 고려한 방법을 적용하여 탐색한 결과와 택시운전사들의 설문조사를 통해 얻어진 답안을 서로 비교한 결과 많이 일치함을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권5호
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• pp.499-507
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• 2004

광섬유 ROTDR (Rayleigh optical time domain reflectometry) 센서와 보디 긴 광섬유를 감지광섬유로 사용할 수 있는 광섬유 BOTDA (Brillouin optical time domain analysis) 센서를 구성하고, 이들 각각을 이용하여 중요보안 대상체인 사회기반시설물에 침투하는 침입자를 탐지할 수 있는 기포 연구를 수행하였다 ROTDR 센서의 감지부로는 넓은 면적을 감지할 수 있는 매설형 광섬유 센서 탐지판을 제작하고, 인가된 침입물체의 위치와 무게에 따른 신호특성을 고찰하였다. ROTDR 센서는 펄스 폭이 30ns이고, 광섬유의 길이는 10km 이상이다. 위치탐지오차는 약 2m 이내였으며, 무게에 따른 탐지능력은 20kgf, 40kgf, 60kgf, 80 kgf의 네 단계를 구분할 수 있음을 알 수 있었다. 넓은 지역에 걸친 침입자의 침투를 감시하기 위하며 수십 km의 광섬유 길이 전제를 감지부로 사용할 수 있는 광섬유 BOTDA 센서를 개발하였다. BOTDA 센서는 한 개의 레이저 다이오드와 두 개의 광전 변조기(electro-optic modulator)를 사용하여 간단하게 구성하였다. 침입자에 의한 광섬유의 변형률 벽화를 탐지하는 실험을 수행하기 위하여 광학테이블 위에 광섬유에 변형률을 인가하기 위한 실험 장치를 설치하여 실험을 수행하였다. 이 실험으로부터 시간간격 1.5 초동안 광섬유 약 4.81km의 길이를 거리분해능 3m로 침입자를 탐지할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권3호
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• pp.150-158
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• 2014

각 의료기관 내 방사선 관련 종사자나 방사선 치료환자들은 진단 및 치료 시 필연적으로 의료상 피폭을 수반하게 된다. 국제방사선방호위원회(ICRP) 권고나 국제원자력기구(IAEA)의 기준에 따라 기준선량 제약치를 적용 및 권고 받고 있지만 1차 피폭대상자인 종사자나 환자들의 피폭최적관리를 위해서는 잠재적인 피폭대상자들에게 기존의 피폭관리 시스템보다 직접적이고 가용성이 높은 측정 및 분석 방법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기존에 구비된 휴대용 단말과 연동하여 원거리에서 실시간으로 방사선 모니터링이 가능한 시스템을 개발하였다. 모니터링 시스템은 검출부, 영상부, 통신부 세 부분으로 구성되었다. 검출부는 시스템의 소형화를 위해 실리콘 광증배소자(silicon photomultiplier) 기반 섬광검출기를 설계하였으며, 영상부는 무선 CCD (charge-coupled device)카메라 모듈을 사용하여 검출부와 함께 Bluetooth 통신모듈을 통해 휴대용 단말로 측정된 방사선 정보와 영상이 전송된다. 제작된 시스템은 성능 평가를 위해 진단용 X-ray 발생장치와 $^{137}Cs$, $^{22}Na$, $^{60}Co$, $^{204}Tl$, $^{90}Sr$ 선원을 사용하였다. 측정결과를 통해 개발된 시스템은 gamma, beta, X-ray에 대해서 검출 반응성을 확인하였고, 방사선 세기에 따른 응답 선형성과 MCNPX 전산코드를 이용한 측정 거리에 따른 시스템의 검출 정확도 평가 시 3% 내외의 오차범위를 확인하였다. 본 연구의 결과는 방사선 검출 시스템 구성의 비용절감 효과와 개인피폭정도관리에 기여할 것으로 기대한다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권1호
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• pp.46-53
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• 2014

방사선사고 시 내부오염 평가대상의 범위는 성인뿐만 아니라 소아까지 전 연령층으로 확대된다. 본 연구에서는 전신계수기의 측정 정확도를 향상시키기 위해 측정대상의 인체 크기와 측정 위치에 따른 계수효율을 평가하였다. 본 연구에서는 한국원자력의학원에서 사용하는 전신계수기인 FASTSCAN에 대해 방사선수송코드를 이용하여 전산 모사하였다. 측정한 계수효율과 계산한 계수효율의 상대편중은 4세 소아의 경우 2% 이하이였으며, 성인의 경우에도 5% 이하로 일치하였다. 측정 대상의 키가 작을수록 검출기와의 거리가 멀어지는 문제를 보완하고 인체 크기에 따른 계수효율의 일관적인 경향성을 도출하기 위해, 측정대상의 측정 위치를 조절하여 전신계수기의 계수효율을 평가하였다. 조절된 측정 위치에서의 전신계수기 계수효율을 바탕으로 측정 대상의 인체 크기 차이에 의한 내부오염도 평가 시 측정 오차를 줄일 수 있는 인체 크기 보정인자를 도출하였다. 도출된 보정인자는 전신계수기 측정결과에 곱하여 측정대상의 내부오염도를 쉽게 평가할 수 있으며, 궁극적으로 방사선사고 시 전신계수기를 이용한 내부오염도의 측정 정확도를 크게 향상시킬 수 있을 것이다.