• 제목/요약/키워드: 광학 시스템

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표면유도환자셋업(Surface-Guided Patient Setup, SGPS)을 활용한 Markerless환자의 영상유도방사선치료(Image Guided Radiation Therapy, IGRT)시 유용성 평가 (Evaluation of the usefulness of IGRT(Image Guided Radiation Therapy) for markerless patients using SGPS(Surface-Guided Patient Setup))

  • 이경재;이응만;이정수;김다연;고현준;최신철
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제33권
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    • pp.109-116
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    • 2021
  • 목 적: 본 연구는 표면유도환자셋업(Surface-Guided Patient Setup, SGPS)을 활용한 Markerless환자(피부에 표시를 시행하지 않은 환자)와 레이저기반환자셋업(Laser-Based Patient Setup, LBPS)을 활용한 Marker환자(피부에 표시를 시행한 환자)를 영상유도방사선치료(Image Guided Radiotherapy, IGRT)로 시행했을 때 환자 위치 정확도를 비교하여 SGPS의 유용성을 평가하는데 목적이 있다. 대상 및 방법: 3개의 카메라를 이용한 광학 표면 스캐닝시스템을 사용하여 SGPS로 초기 셋업한 Markerless 환자와 환자 피부에 그려진 Marker와 레이저를 정렬하는 LBPS로 초기 셋업한 Marker환자의 IGRT시 위치 오차를 비교하였다. SGPS,LBPS 모두 각각 전립선암 환자 20명, 뇌정위적방사선수술(Stereotactic Radiation Surgery, SRS) 환자 10명을 대상으로 시행하였고 SGPS의 경우는 추가로 유방암 환자 60명을 대상으로 시행하였다. 모두 CBCT 또는 OBI를 사용하여 IGRT를 시행하였다. 자동위치교정시스템(Auto-Matching System)을 이용하여 6방향(6 Degree Of Freedom, 6 DoF)의 위치 오차를 획득하였고 치료계획시스템에서 Offline-Review를 이용하여 비교, 분석하였다. 결 과 : 전립선암환자의 SGPS와 LBPS의 RMS(Root Mean Square) 차이는 Vrt -0.02cm, Log -0.02cm, Lat -0.01cm, Pit -0.01°, Rol -0.01°, Rtn -0.01°이였고 SRS 환자는 Vrt 0.02cm, Log -0.05cm, Lat 0.00cm, Pit -0.30°, Rol -0.15°, Rtn -0.33°으로 두 부위 모두 큰 차이가 없었다. 유방암환자의 IGRT기준 RMS는 Vrt 0.26, Log 0.21, Lat 0.15, Pit 0.81, Rol 0.49, Rtn 0.59으로 나타났다. 결 론 : 본 연구의 결과 LBPS 대비 SGPS의 위치 오차 값은 전립선암 환자와 SRS 환자의 경우 큰 차이를 보이지 않았다. 추가로 실시한 SGPS의 유방암 환자의 경우에도 IGRT기준으로 위치 오차 값이 크지 않았다. 따라서 환자 피부 표시를 필요로 하지 않는 큰 장점을 가진 SGPS로 LBPS를 대체하기에 유용할 것으로 사료된다.

KOMPSAT-3A 전정색 영상의 윤곽 정보를 이용한 중적외선 영상 시인성 개선 (Improvement of Mid-Wave Infrared Image Visibility Using Edge Information of KOMPSAT-3A Panchromatic Image)

  • 이진민;김태헌;김한울;이홍탁;한유경
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권6_1호
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    • pp.1283-1297
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    • 2023
  • 중적외선(mid-wave infrared, MWIR) 영상은 피복 및 객체의 온도를 파악할 수 있어 환경, 국방 등 다양한 분야에서 핵심 데이터로 사용된다. KOMPSAT-3A 위성은 타 위성에 비해 높은 공간해상도의 MWIR 영상을 제공하지만, 광학(electro-optical, EO) 영상에 비해 상대적으로 낮은 시인성을 가져 활용성의 확대에 어려움을 겪는다. 이에 본 연구에서는 KOMPSAT-3A 전정색(panchromatic, PAN) 영상의 윤곽 정보를 기반으로 시인성이 높은 MWIR 융합 영상을 제작하고자 한다. 먼저, 이종 센서에서 취득된 PAN 영상과 MWIR 영상의 상대 기하오차를 제거하는 전처리를 수행하고, 딥러닝 기반 윤곽 정보 추출 기술인 Pixel difference network (PiDiNet)의 사전 학습 모델을 이용하여 PAN 영상에 대한 윤곽 정보를 추출한다. 이후 전처리된 MWIR 영상과 추출된 윤곽 정보를 중첩하여 객체 경계면이 강조된 MWIR 융합 영상을 제작한다. 제안 방법을 이용하여 서로 다른 세 지역에 대한 MWIR 융합 영상을 제작하였으며, 이를 시각적으로 분석하였다. 본 기법을 통해 제작된 MWIR 융합 영상은 지형 및 지물의 경계면이 강조되어 시인성이 개선되었으며, 세부적으로 관심 지역에 대한 열 정보를 전달할 수 있었다. 특히, MWIR 융합 영상에서는 저해상도의 원본 MWIR 영상에서 식별할 수 없었던 비행기, 선박 등의 객체를 육안으로 판독할 수 있었다. 본 연구는 가시적인 정보와 열 정보를 동시에 고려할 수 있는 단일 영상 제작 방법론을 제시하였으며, 이는 MWIR 영상의 활용성 확대에 이바지할 수 있을 것으로 사료된다.

미계측 저수지 수체 모니터링을 위한 원격탐사 및 디지털 공간정보 융합 (Convergence of Remote Sensing and Digital Geospatial Information for Monitoring Unmeasured Reservoirs)

  • 이희진;서찬양;조정호;남원호
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_4호
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    • pp.1135-1144
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    • 2023
  • 국내 농업용 저수지는 1970년 이전에 축조되어 준공 년도가 50년 이상 된 노후화된 시설이 대다수이며, 소규모 저수지는 기본 제원 및 수위 등을 파악할 수 있는 계측시스템이 없는 미계측 저수지이다. 준공 이후 호우발생 시 퇴적된 토사 유입, 퇴사량 증가에 따른 저수지 용량 감소 및 산업 고도화에 따른 수질악화 등은 저수지의 용수공급능력을 저하시키고 형상 변화를 야기한다. 따라서, 디지털 정보 및 원격탐사 정보를 결합한 계측 기술을 활용하여 미계측 저수지 수체 모니터링을 위한 공간정보 구축 방안이 필요하다. 본 연구에서는 지표면의 고도정보와 형태를 파악할 수 있는 Light Detection And Ranging (LiDAR) 센서를 활용하여 저수지 시설물의 고해상도 Digital Surface Model (DSM), Digital Elevation Model (DEM) 자료를 구축하고, 멀티빔(MultiBeam) 음향 측심기 기반 수심측량 정보의 융합을 통해 디지털 공간정보 융합 방안을 제시하고자 한다. 드론용 LiDAR를 활용하여 공간해상도 50 cm의 DSM 및 DEM 자료를 구축하여, 저수지 제방, 여수로, 용수로 등의 수리시설물의 디지털 공간정보를 구축하였다. 다분광 영상을 활용하여 수체를 탐지하기 위해 정규식생지수(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI), 정규수분지수(Normalized Difference Water Index, NDWI)를 산정하여, 저수지의 수표면을 산정하였다. 또한, 고해상도 DEM 자료는 수심측량 자료와 융합하여 수심도를 작성하였으며, Triangulated Irregular Network (TIN)로부터 저수지 만수면적 및 체적을 산정하였다. LiDAR 센서 및 멀티빔 기반의 수심측량, 광학위성자료 영상 및 다중분광 드론영상을 활용한 수체 탐지 기술 등의 공간정보 융합은 미계측 저수지의 디지털 인프라를 구축하여 저수지의 가용용수공급능력을 모니터링 하기 위한 기초자료로서 활용성이 높을 것으로 사료된다.

포토리소그래피를 통한 광통신용 실리콘 렌즈 제작 및 특성 연구 (Research on Fabrication of Silicon Lens for Optical Communication by Photolithography Process)

  • 박준성;이대장;노호균;김성근;허재영;류상완;강성주;하준석
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.35-39
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    • 2018
  • 광결합 효율(Fiber coupling efficiency)을 개선하기 위해서는 Laser diode에서 넓은 각도로 방출된 빛을 광섬유의 중심(Core) 부분으로 모아주는 집광렌즈(Collimating lens)가 필수적이다. 현재 사용되는 집광렌즈는 형틀(Mold)을 이용한 글래스 몰드(Glass mold) 공법이 널리 사용되고 있다. 이 방식은 생산단가가 저렴하지만, 정교한 성형이 어렵고 구면수차와 같은 품질문제가 있다. 본 연구는 기존의 글래스 몰드 공법을 반도체 공정으로 대체함으로써 표면 가공의 정밀도를 높이고, 렌즈의 재질 또한 반도체 공정에 적합한 실리콘으로 변경하였다. 반도체공정은 PR을 이용한 포토리소그래피(Photolithography) 공정과 플라즈마를 이용한 건식 식각(Dry etching) 공정으로 구성된다. 광결합 효율은 실리콘 렌즈의 광학적 특성을 평가하기 위해 초정밀 정렬 시스템을 사용하여 측정되었다. 그 결과, 렌즈 직경 $220{\mu}m$ 일 때의 최대 광결합 효율은 50%로 측정되었고, 렌즈 직경 $210-240{\mu}m$ 범위에서는 최고 광결합 효율 대비 5% 이하의 광결합 특성저하를 보여줌을 확인하였다.

라만 라이다를 이용한 대기 중 이산화탄소 혼합비 측정 (Ambient CO2 Measurement Using Raman Lidar)

  • 김대원;이한림;박준성;최원이;양지원;강형우
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제35권6_3호
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    • pp.1187-1195
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    • 2019
  • 우리는 처음으로 이산화탄소 지중 저장소에서 지표로 누출되는 이산화탄소를 원격으로 탐지 및 농도를 측정하는 라만 라이다 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 라만 라이다의 송신단은 355 nm 파장에서 80 mJ의 에너지를 가진 레이저, 빔 익스펜더(Beam expender)로 구성되어 있으며 수신단은 망원경, 광학 수신기 및 검출기 등으로 구성된다. 실내 이산화탄소 셀 측정에서 라만 라이다의 이산화탄소 농도 측정 정확도는 99.89%였다. 또한, 우리는 라만 라이다의 이산화탄소 원거리 측정 능력을 평가하기 위해서 부경대학교에서 2019년 10월에 일주일간 야외 측정을 수행하였다. 이산화탄소 지점 측정 장비는 라만 라이다로 부터 300 m, 350 m 떨어진 곳에 위치하였다. 야외 측정 결과에서 라만 라이다로 측정된 이산화탄소 농도와 지점 측정 장비로 측정된 이산화탄소 농도와 좋은 상관관계를 보여준다. 라만 라이다와 지점 측정 장비로 측정된 이산화탄소 농도도 사이의 상관 계수(R), 평균 절대 오차(Mean Absolute Error; MAE), 평균 제곱근 오차(Root Mean Square Error; RMSE), 는 각각 0.67, 2.78 ppm, 3.26 ppm 이다.

Self etching primer를 사용하여 부착된 교정용 브라켓의 전단결합강도의 비교 (Shear bond strength of brackets bonded with different self etching primers)

  • 양진영;김민지;임용규;이동렬
    • 대한치과교정학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.283-292
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    • 2007
  • 새로운 접착 시스템의 개발로 브라켓의 접착 과정이 단순화되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 통상적인 산 부식 방법과 더불어 수종의 교정용 및 수복용 self etching primer를 이용하여 브라켓을 접착한 후 전단결합강도를 측정하고 접착 파절 양상을 비교함으로써 self etching primer 유용성을 평가하였다. 교정 치료를 위해 발거한 상, 하악 소구치 75개를 레진 블록에 매몰하여 시편을 제작하였고, 산 부식이 필요한 Transbond XT primer와, 4종의 self etching primer (Transbond Plus Self Etching Primer, Unifill Bond, Clearfil SE bond, Adhese)를 각각 이용하여 브라켓을 접착한 후, 만능시험기로 전단결합강도를 측정하고, 브라켓 기저면을 광학현미경으로 관찰하여 접착 파절 양상을 관찰하였다. 접착제 잔류지수를 비교한 결과, 통계적으로 유의한 차이는 없었으나, 인산 처리군이 self etching primer 처리군에서 보다 낮은 값을 보여, self etching primer 처리군이 인산 처리군 보다 법랑질-레진 접착계면 부위에서의 파절이 많이 일어나는 경향이 있었음을 알 수 있었다. Self etching primer 처리군에서의 전단결합강도는 37% 인산 처리군의 전단결합강도보다 낮았지만(p < 0.05), 임상적으로 유용한 수준 이상이었으며, self etching primer 처리군 내에서 각각의 전단결합강도는 유의한 차이를 보이지 않았다 (p > 0.05). 따라서 self etching primer를 이용할 경우, 기존의 산 부식법에 비하여 다소 낮은 전단결합강도를 보이지만 임상적으로 충분히 사용 가능하다고 생각된다.

서로 다른 두 가지 스캔법을 이용하여 제작된 지르코니아 보철물의 적합도에 대한 비교 (Assessment of the fit of zirconia-based prostheses fabricated with two different scan methods)

  • 최현석;조진현
    • 대한치과보철학회지
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    • 제55권2호
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    • pp.135-143
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    • 2017
  • 목적: 연구의 목적은 동일한 지대치에서 각각 모델스캔 방법과 구강 내 스캔 방법으로 제작된 지르코니아 보철물의 변연 및 내면적합도를 비교하는 것이다. 재료 및 방법: 발거된 사람의 하악 제1대구치 20개에 대해 지르코니아 보철물을 위한 지대치 형성이 이루어졌다. 첫 번째 그룹에서는 모델 스캔법으로 10개의 지대치를 스캔하였고, 두 번째 그룹에서는 나머지 10개에 대해 구강 내 스캔법을 사용하였다. 각각의 데이터들은 소프트웨어 시스템으로 전송되었고 Ceramill CAD/CAM system을 이용하여 20개의 지르코니아 보철물을 제작하였다. 먼저 weight technique을 사용하여 내면 적합도를 평가하였다. 다음으로 replica technique에서는 광학현미경을 통해 변연 적합도를 평가하였다. 통계처리는 일원배치분산분석을 이용하였다. 결과: 먼저 weight technique에서 모델 스캔법으로 제작한 그룹에서 구강 내 스캔법으로 제작한 그룹에 비해 평균적인 무게 값이 낮게 나타났고, 이는 유의성이 있었다(P < .05). 또한, replica technique에서도 측정된 5개의 영역 모두에서 구강 내 스캔법으로 제작한 그룹에 비해 모델 스캔법으로 제작한 그룹에서 변연 및 내면의 gap에 대한 거리 값이 유의하게 낮게 나타났다(P < .05). 결론: 두 그룹의 방법으로 제작한 지르코니아 보철물은 모두 임상적으로 받아들여질 만한 변연 및 내면 적합성을 보였다. 하지만 모델 스캔법으로 제작한 그룹에서 구강 내 스캔법으로 제작한 그룹에 비해 높은 변연 및 내면 적합성을 보였다.

상판이 없는 직사각형 단면의 미세채널에서 모세관 유동 분석 (Analysis of Capillary Flow in Open-Top Rectangular Microchannel)

  • 박은정;조지용;김정철;허대성;정찬일;김중경
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권1호
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    • pp.77-82
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    • 2010
  • 소형분석시스템에서 미세채널의 상판이 제거되면 상판에 의한 빛 에너지 손실이 대폭 감소되어 광학측정법으로 대상을 분석할 때 장점을 갖는다. 본 연구에서는 상판이 없는 사각단면 미세채널 내 액체유동을 이해하려는 목적으로 실험과 전산유체역학 해석을 수행하였다. 개방형 사각단면 미세채널에서 입자추적기법으로 유속을 측정하였고, 채널의 단면적 변화에 따른 모세관 유동현상을 이론적으로 해석하였다. 단면의 너비와 높이가 각각 20 ${\mu}m$로 제작된 미세채널의 주입부에 물을 떨어뜨렸을 때 물은 오직 모세관 힘에 의해 미세채널을 따라 이동하였다. 액체의 젖음현상에 영향을 미치는 중요한 유동 파라미터는 채널의 크기와 표면장력, 점성 등으로 볼 수 있으며, 미세채널에서 액체 유동을 조절하는데 이용될 수 있다.

저독성 내화전선 케이블의 성능평가에 관한 연구 (A Study on the Efficiency Estimation of Halogen free Fire Resistance Cable)

  • 윤헌주;홍진웅;유동일;윤재선;곽동일
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.18-23
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    • 2002
  • 저독성 폴리올레핀 절연재료, Sheath재료의 저독성, 연기밀도특성, 연소가스부식성 분석을 하기 위하여 저독성 내화케이블의 성능평가 시험을 수행하였다. 화재 발생시 화염확산 및 유독성가스발생의 주원인으로 피난안전계획에 매우 중요하다. 90년대 후반기부터 연이어 발생한 씨랜드 화재사고와 인천 인현동 라이브클럽등의 동일한 유형을 가진 화재사건을 계기로 국내 내화케이블에 사용되는 재료가 화재시 인명참사에 미치는 영향이 크다는 점이 발견되었다. 본 연구에서는 고체물질에서 발생하는 연기의 특성광학밀도를 ASTM E662를 근거로 하여 실험을 하였다. 전기로의 시스템은 20분동안 밀폐된 챔버내에서 2.5$\pm$0.04w/$\textrm{cm}^2$을 지닌 조사열량을 일정한 상태 하에서 방사를 유지할 수 있도록 하였다. NFR-8과 FR-PVC 연기밀도의 분해 결과에 따라 완전연소에 의한 연기밀도 최대값 NFR-8은 25.2에서 39.6 FR-PVC에서 51.1의 값을 얻을 수 있었다. 비연소 열분해에 의한 연기밀도 최대값 NFR-8은 100.4에서 112.2 FR-PVC는 126.5에서 398.8의 값을 얻을 수 있었다. 또한 시료의 연기밀도 분석결과 PVC가 폴리올핀 시료보다 상당히 많은 양의 CO가 발생되는 반면 $CO_24의 양은 적게 발생하였다.

SNAP 소프트웨어를 이용한 KOMPSAT-5 SAR 간섭기법 구현 (Application of KOMPSAT-5 SAR Interferometry by using SNAP Software)

  • 이훈열
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제33권6_3호
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    • pp.1215-1221
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    • 2017
  • SNAP(SeNtinel's Application Platform)은 유럽우주국이 개발한 공개 소프트웨어로서, SAR(Synthetic Aperture Radar)와 광학위성을 포함한 Sentinel 위성 시리즈에서 얻은 자료를 처리하는 여러개의 Toolbox로 이루어져 있다. 이 중 S1TBX(Sentinel-1 ToolBoX)는 주로 Sentinel-1A/B 영상과 간섭기법을 처리하기 위한 프로그램으로, Graph Builder와 같은 흐름도 방식의 자료처리 기법을 제공하고 DEM(Digital Elevation Model) 자동다운로드 및 모자이크 등을 포함한 편리한 기능을 탑재하고 있다. 프로그램 업데이트가 매우 활발하여, 컴퓨터 메모리가 충분하다면 InSAR(Interferometric SAR)와 DInSAR(Differential InSAR)의 수행이 원활해 최근 전세계적으로 널리 이용되고 있다. S1TBX에는 또한 기존의 타 SAR 위성 자료 처리기능을 포함하고 있으며, 최근 버전 5 이후에는 KOMPSAT-5의 처리 기능도 추가되었다. 이 연구에서는 SNAP의 S1TBX를 이용하여 KOMPSAT-5 SAR 영상의 간섭기법을 처리한 예를 보여주고 있다. 몽골 Tavan Tolgoi 노천탄광에서는 2015년도에 KOMPSAT-5로 얻어진 DEM과 2000년에 얻어진 SRTM 1sec DEM의 차이를 분석한 결과, 15년 동안 최대 130미터 깊이를 채굴하였고 쌓아놓은 광석의 높이가 70미터를 넘는 것을 확인하였다. 남극 장보고기지 인근 빙하지역에서는 타 프로그램에서는 조석과 지형 InSAR 신호가 관찰 되었으나, 궤도오차 및 DEM 오차로 SNAP으로는 처리가 불가했다. 또한 이라크 사막지역에서 여러 장의 DInSAR 영상이 만들어졌으나 시스템 오차로 보이는 줄무늬가 coherence 영상에 다수 발견되었다. StaMPS 적용을 위한 Stack은 궤도 오차 혹은 프로그램 버그로 인하여 불가했다. 최근 SNAP의 사용자가 급증하고 있고 업그레이드가 매우 빠르기 때문에 조만간 해결될 것으로 기대한다.