• 대한방사선치료학회지
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• 제23권1호
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• pp.13-19
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• 2011

목 적: 체부 정위방사선치료 시 치료 효과 향상을 위해서는 병소 부위의 정확한 위치 파악과 함께 호흡에 의한 종양의 움직임을 최소화하는 것이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 기존에 자체 개발하여 사용 중인 호흡운동 감소기구를 보다 사용이 편리하고 효과적이도록 개선하여, 체부 정위방사선치료에 있어서 임상 적용의 유용성을 평가하였다. 대상 및 방법: 자체 개발하여 사용 중이던 기존 호흡운동 감소기구의 장단점을 분석하여 재현성과 사용 정확도를 개선하였다. 그리고 개선된 호흡운동 감소기구를 체부 정위방사선치료에 활용하기 위한 유용성 평가 방법으로 첫째, 8명의 폐종양 환자에 대해 들숨(inhalation)과 날숨(exhalation) 상태에서 획득한 고속(spiral) 전산화단층촬영 영상을 통해, 호흡에 따른 종양 움직임을 3차원적으로 정량 분석하였다. 둘째, 선량 평가를 위해 EBT2 필름(Gafchromic, ISP, USA)을 장착할 수 있는 폴리에틸렌 팬텀과 3차원적 종양 움직임을 재현하기 위한 2축의 직교좌표 로봇(Cartesian Robot-2Axis, FARA RCM4H, Samsung Mechatronics, Korea)을 제작하였다. 그리고 전산화단층촬영에서 획득한 결과를 바탕으로 호흡운동을 재현하여, 등선량 곡선 및 2차원 등선량 프로파일을 분석하였다. 결 과: 벨크로 벨트로 제작된 사용이 편리하고 재현성이 우수한 호흡운동 감소기구를 개발하였다. 전산화단층촬영 영상으로 분석한 폐암환자의 호흡에 따른 3차원적인 종양의 움직임은 좌우, 전후, 두미측 방향에 따라 평균 3.2 mm, 4.3 mm, 13.0 mm로 나타났다. 팬텀과 직교좌표 로봇을 이용한 호흡에 의한 선량분포 특성변화의 결과로는, 치료계획 선량보다 방사선을 적게 받은 영역은 두미측 방향으로 각각 8.0%와 16.8%, 좌우측 방향으로 각각 8.1%와 10.9%로 후미측 방향의 선량 왜곡이 가장 크게 나타났고, 길이는 평균 4.2 mm이었다. 호흡주기에 따른 선량 왜곡의 변화는 크게 나타나지 않았다. 결 론: 본 연구를 통해 장기의 움직임을 최소화할 수 있는 사용이 편리하고 효과적인 호흡운동 감소기구를 개발하였다. 개발된 기구를 사용할 경우 평균 6 mm 정도의 CTV-PTV 마진을 사용하면 호흡에 따른 과소선량(underdose)을 극복할 수 있을 것으로 결과를 통해 확인하였다. 이로서 개발된 호흡운동 감소기구는 체부 정위방사선치료에 있어서 호흡동조 방법을 병행할 수 있는, 임상 적용이 용이한 효과적인 보조기구로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권1호
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• pp.227-234
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• 2008

이 연구의 목적은 올림픽 라운드기록에 영향을 미치는 운동학적인 요인을 구명하는 것이다. 대상자는 K 대학교의 숙련된 양궁선수 8명(나이: $20{\pm}1$세 무게: $77{\pm}13kg$, 신장: $178{\pm}5cm$)이 참여하였으며, 올림픽 라운드 상황과 동일 조건에 준하여 개인별 12회 총 72회의 슈팅을 7대의 고속 적외선 디지털 카메라(MCU-240)로 촬영하였다. 그 결과 첫째, 기록별 견관절의 평균 각속도가 기록에 미치는 영향은 통계적으로 유의한(p=.65<.10) 것으로 나타났으며 회귀식은 y=-0.0637x +17.074이고 결정계수는 $R^2$=0.874이었다. 둘째, 견관절의 평균 각속도가 약 $120^{\circ}$/sec.에서 고득점이 분포하였다. 셋째, 견관절의 평균 각속도가 느려질수록 기록이 크게 나타났다. 결론적으로 회귀식은 정의역, $110^{\circ}$/sec.< x <$160^{\circ}$/sec.에서 견관절 평균 각속도가 낮을수록 기록이 증가하였고 약 87%의 설명력을 가졌다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권4호
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• pp.269-275
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• 2004

인체내부의 각 조직은 서로 다른 저항률(resistivity)분포를 가지며, 조직의 생리학적, 기능적 변화에 따라 임피던스가 변화한다. 본 논문에서는 주로 기능적 영상을 위한 임피던스 단층촬영 (EIT, electrical impedance tomography) 시스템의 설계와 구현 결과를 기술한다. EIT 시스템은 인체의 표면에 부착한 전극을 통해 전류를 주입하고 이로 인해 유기되는 전압을 측정하여, 내부 임피던스의 단층영상을 복원하는 기술이다. EIT 시스템의 개발에 있어서는 영상복원의 난해함과 아울러 측정시스템의 낮은 정확도가 기술적인 문제가 되고 있다. 본 논문은 기존 EIT 시스템의 문제점을 파악하고 디지털 기술을 이용하여 보다 정확도가 높고 안정된 시스템을 설계 및 제작하였다. 크기와 주파수 및 파형의 변화 가능한 50KHz의 정현파 전류를 인체에 주입하기 위해 필요한 정밀 정전류원을 설계하여 제작한 결과, 출력 파형의 고조파 왜곡(THD, total harmonic distortion)이 0.0029%이고 진폭 안정도가 0.022%인 전류를 출력 할 수 있었다. 또한, 여러개의 정전류원을 사용함으로써 채 널간 오차를 유발하던 기존의 시스템을 변경하여, 하나의 전류원에서 만들어진 전류를 각 채널로 스위칭하여 공급함으로써 이로 인한 오차를 줄였다. 주입전류에 의해 유기된 전압의 정밀한 측정을 위해 높은 정밀도를 갖는 전압측정기가 필요하므로 차동증폭기, 고속 ADC및 FPGA(field programmable gate array)를 사용한 디지털 위상감응복조기 (phase-sensitive demodulator )를 제작하였다. 이때 병렬 처리를 가능하게 하여 모든 전극 채널에서 동시에 측정을 수행 할 수 있도록 하였으며, 제작된 전압측정기의 SNR(signal-to-noise ratio)은 90dB 이다. 이러한 EIT 시스템을 사용하여 배경의 전해질 용액에 비해 두 배의 저항률을 가지는 물체(바나나)에 대한 기초적인 영상복원 실험을 수행하였다. 본 시스템은 16채널로 제작되었으나 전체를 모듈형으로 설계하여 쉽게 채널의 수를 늘릴 수 있는 장점을 가지고 있어서 향후 64채널 이상의 디지털 EIT시스템을 제작할 계획이며, 인체 내부의 임피던스 분포를 3차원적 으로 영상화하는 연구를 수행 할 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.167-174
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• 2020

본 연구는 세계적인 선수를 대상으로 남자 기계체조 도마 종목에서 로페즈 기술을 수행했을 때 성공 동작과 실패 동작에 따라 운동학적 차이를 비교 분석하였다. 연구대상은 올림픽 금메달리스트 YHS 선수(나이: 27세, 신장: 160cm, 체중: 53kg중)이였고, 14대의 적외선 고속카메라를 이용하여 도마 동작을 촬영하였다. 원하는 동작 자료획득과 분석을 위해 19mm 반사 마커 26개를 해부학적 주요지점에 부착시켰고, 15개 분절 신체모델을 사용하여 운동학적 변인 계산을 실시하였다. 분석 결과 첫째, 구름판 접촉구간에서 성공 동작의 소요시간이 실패 동작보다 길었으며, 성공 동작은 슬관절의 가동범위를 실패 동작보다 크게 하였다. 둘째, 제1비약에서 성공 동작과 실패 동작의 소요시간은 동일하였다. 성공 동작은 실패 동작보다 짧은 수평이동을 했으며, 높은 수직위치와 도마 착지각을 보였다. 셋째, 도마 접촉구간에서 성공 동작의 소요시간이 실패 동작보다 짧았다. 성공 동작은 도마접촉 순간에 실패 동작보다 좌측 견관절각을 크게 하였다. 넷째, 제2비약에서는 성공 동작의 소요시간이 실패 동작보다 길었으며, 긴 수평이동을 나타냈다. 성공 동작은 도마이륙 순간 우측 견관절각을 크게 하였고, 비틀기 각속도는 빨랐다. 종합하면 YHS 선수가 안정적인 로페즈 기술을 구사하기 위해서는 도마접촉 순간에 높은 자세로 진입하여 도마이륙 순간에서는 우측 견관절각을 크게하여 빠른 비틀기 각속도를 만들어야 한다. 최대높이와 착지 순간에서는 좌·우견관절각을 작게하여 관성모멘트를 줄이고 신체중심을 낮춰야 할 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.123-131
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• 2018

본 연구는 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 고속국도 공사 중 발생된 이암 절토 사면의 붕괴 요인 분석 및 대책방안을 제시하였다. 기반암인 이암에 대해 실내시험을 수행하고, 국제 기준에 의거해 공학적인 특성을 규명하였다. 그리고 설계 시 수행되었던 사면안정해석을 재검토 하였다. 또한, Swelling-Slaking 현상으로 인해 기반암인 이암의 강도열화특성을 고려한 안정해석을 추가적으로 수행하였다. 기반암인 이암에 대해 Swelling-Slaking Test 결과, 풍화내구성은 낮음-보통으로 나타났으며, 팽창변형률은 매우 낮음으로 나타났다. 설계 안정해석 검토 결과, 이암의 공학적 특성을 고려하지 않고, 한계평형해석을 이용해 실제와 상이한 결과가 나타났다. 강도열화특성을 고려한 추가안정해석 결과, 사면의 붕괴지점과 안정해석의 최대전단변형률 발생지점이 동일하게 나타났으며, 건기시 우기시 모두 기준 안전율을 만족하지 못하였다. 붕괴 사면의 대책방안으로는 사면경사완화공법이 가장 적절하였다. 유한요소해석을 통해 완화 경사를 산정하였다. 완화 경사의 현장 적용성을 위해 시추공영상촬영과 비교한 결과, 미고결된 이암의 대부분이 제거되는 것으로 나타나 미고결된 이암으로 인한 추가적인 붕괴 위험성은 현격히 저하되는 것으로 나타났다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제49권3호
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• pp.53-61
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• 2012

본 논문에서는 스테레오 적외선 카메라를 이용하여 소형 및 고온으로 날아가는 이동체의 거리를 실시간으로 측정하는 시스템을 제안한다. 이동체와 주변 환경의 온도 차이를 측정하고 고속으로 이동하는 소형 이동체의 거리를 자동으로 측정하기 위하여 적외선 스테레오 카메라 시스템을 구축하였다. 우선 적외선 카메라를 이용하여 취득한 고온의 이동체 영상으로부터 주변의 온도분포와 이동체간의 온도차를 이용하여 이동체영역을 검출하고, 이동체의 움직임 정보와 적외선 카메라 영상의 밝기정보를 결합하여 이동체를 추적한다. 좌우 적외선 카메라 영상에 대하여 각각 추출된 이동체 영역을 중심으로 스테레오 정합을 수행하여 시차정보를 추정하고, 카메라 파라미터와 시차정보를 이용하여 실시간으로 이동하는 이동체의 거리를 추정한다. 본 논문에서 제안하는 적외선 스테레오 카메라 시스템을 검증하기 위하여 고온의 이동체를 촬영할 때, 3차원 궤적(x,y,z) 측정기를 함께 가동하여 이동체가 이동하는 거리를 측정하여 이를 기준 거리(ground truth)로 설정하였다. 3차례의 비디오 데이터로부터 실험한 결과, 적외선 스테레오 카메라를 이용한 고온/소형 이동체의 거리오차 측정 결과는 평균적으로 9.68%로 추정되었다. 스테레오 적외선 카메라의 타이밍 문제(jitter)를 고려하면, 실제로 추정 오차는 줄어들 것으로 판단되기 때문에, 향후 적외선 카메라를 이용하는 다양한 이동체의 거리 및 위치를 측정하는데 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 방송공학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.941-950
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• 2008

프로젝터를 사용해서 영상을 프로젝션할 때의 결과는 스크린의 형태나 컬러, 주변 조명 등의 제반 환경에 의해서 달라진다. 원하는 영상을 얻기 위해서는 이러한 환경적인 요소를 고려하여 출력 영상을 화소별로 보정하는 기술이 필요하다. 컬러 보정은 이러한 기술 중 대표적인 것으로 스크린을 카메라로 촬영해서 주변 조명 상태나 스크린의 반사 특성 등에 대한 정보를 화소별로 얻은 뒤, 출력할 대상 영상을 이에 맞게 미리 변형해서 출력하는 기술이다. 이런 연산은 영상의 모든 화소에 대해 각기 다른 연산을 수행해야 되기 때문에 실시간 연산을 위해서는 계산 과정을 간략히 하는 것이 매우 중요한 일이다. 본 논문에서는 컬러 필터를 사용해서 프로젝터-카메라 시스템에서 서로간의 컬러 혼합을 제거함으로써 계산을 간략히 하는 방법을 제안한다. 실험을 통해, 컬러 혼합 요소를 충분히 감소시키면 채널 간 상호 간섭은 무시할 수 있으며, 제시된 방법이 영상 보정 결과의 품질을 유지하면서 계산 속도를 44%가량 증가시킬 수 있음을 보였다. 제시된 방법은 프로젝터를 사용한 대화면, 고화질 영상장치를 위해 중요한 요소 기술이 될 것으로 생각된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제14권1호
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• pp.10-20
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• 2010

목적: 최근, 미국 애리조나 세도나에서 열린 국제자기공명학회 (ISMRM) 주관의 2009년 데이터 샘플링과 영상 복원에 관한 워크샵에서 자기공명영상 복원 대회가 열렸다. 이 대회는 time resolved contrast enhanced MR angiography 에 대한 고속 촬영의 실제 활용 가능성을 평가하기 위한 것이었다. 본 논문은 이 대회의 우승 결과를 얻은 k-t FOCUSS 알고리듬을 단계별로 자세히 묘사하도록 한다. 대상 및 방법: 본 그룹은 앞선 연구에서 비교적 덜 스파스한 심장 영상에 대해 k-t FOCUSS 알고리듬이 성공적으로 압축센싱 문제를 풀수 있음을 증명했다. 따라서 k-t FOCUSS 알고리듬을 time resolved contrast enhanced MR angiography 에 적용함으로써, 매우 정확한 영상 복원이 가능할 것이다. 영상 복원을 위해 X-ray 대뇌 혈관조영 영상으로부터 구성된 다운 샘플링된 데이터가 대회 주최측으로부터 공통으로 제시되었고, 방사선과 의사들이 각 복원된 영상에 대한 사전 정보 없이, 원래 영상과 복원된 결과를 비교함으로써, 영상의 질을 평가하였다. 결과: 다양한 다운샘플링에 대해 얻어진 결과들은 영상의 스파스 변환이나 샘플링 형태와 같은 압축센싱의 중요한 요소들에 의해 크게 영향을 받는다는 것을 보여주었다. 결론: 복원된 결과로부터, 압축센싱 동적자기공명영상 기법인 k-t FOCUSS 가 고해상도의 time resolved contrast enhanced MR angiography 를 가능하게 할 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권2C호
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• pp.132-140
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• 2007

본 논문에서는 디지털화된 형태로 취득 및 저장된 홀로그램 신호를 부호화하는 새로운 기술을 제안한다. 디지털 홀로그램의 독특한 특성을 파악하여 적절한 형태의 데이터로 변환한 후에 현재 널리 사용되고 있는 표준 압축 기술들에 적용하고자 한다. 전처리과정 이후에 부호화를 위해 추출된 홀로그램은 위치적인 다시점 특성을 이용하여 분할된다. 분할된 홀로그램은 2차원의 여러 시점에서 객체를 촬영한 것과 유사한 특성을 보인다. 시각적으로 잡음과 유사한 형태로 관찰되는 홀로그램의 회절 패턴은 그 자체로써 압축에 이용하기 어렵다. 따라서 홀로그램 생성 원리와 유사하면서 고속 변환이 가능한 2차원 DCT (Discrete Cosine Transform)를 이용하여 분할된 홀로그램을 주파수 변환한다. 주파수 변환된 분할 영역들은 시간적 및 공간적 상관도에 따라서 3차원 스캔 과정을 거치면서 하나의 비디오 스트림으로 구성된다. 비디오 스트림의 한 프레임에 해당하는 분할된 영역들은 다양한 범위를 가지는 계수들로 구성되는데 이를 재구성한 후에 부호화 알고리즘을 이용하여 압축한다. 실험 결과를 살펴보면 제안한 알고리즘은 기존의 기술에 비해서 16배 이상의 높은 압축율에서 더 좋은 복원 성능을 보였다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제29권3호
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• pp.309-316
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• 2000

목 적 : 경구강 치상돌기제거술은 두개척추연결부위에 대한 접근법 중 중요한 수술법이나 수술상처의 문제나 수술후 뇌막염 등의 합병증의 문제점과 해부학적으로 익숙하지 않다는 점 때문에 광범위하게 사용되지 않고 있다. 이 부위의 해부학적 구조의 이해를 위해 사체해부를 통한 미세해부학을 기술하고자 한다. 방 법 : 10구의 고정 혹은 비고정 사체두부를 이용하여 경구강 치상돌기제거술을 단계적으로 시행하였다. 각 두부는 두부 고정기를 이용하여 고정하였으며, 고속드릴과 수술현미경을 이용하여 미세수술을 시행하며 각 단계별로 사진을 촬영하였다. 결 과 : 수술단계는 6단계로 나눌 수 있으며, 연구개, 후측 인두부, 근육조직, 골조직, 치상돌기 및 인대, 십자인대 및 경막으로 나눌 수 있다. 결 론 : 이 부위의 해부학적인 지식을 충분히 숙지하면 경구강 치상돌기제거술은 합병증을 피하면서 비교적 용이하게 두개척추연결부위의 다양한 병변에서 사용될 수 있을 것으로 생각된다.