• 제목/요약/키워드: 몬테칼로 모의

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금 나노입자를 활용한 두부 모의피폭체에서의 선량증가 효과 평가 (Evaluation of Dose Enhancement by Gold Nanoparticles using Mathematical Head Phantom)

  • 황철환;박은태;김정훈
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권8호
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    • pp.477-483
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    • 2016
  • 두부 모의피폭체를 활용하여 MV X, ${\gamma}$선에서의 선량증가 효과와 금 나노입자의 크기, 물질의 농도에 대한 의존성을 평가하였다. MCNPX code를 이용하여 Monte Carlo 시뮬레이션 기법을 적용하였으며, 입사 에너지는 4, 6, 10, 15 MV X선, Co60 ${\gamma}$선을 사용하였다. 두부 모의피폭체 내에 종양을 묘사하고 내부에 25, 75, 125 nm 직경의 금 나노입자를 삽입하였다. 나노입자의 농도는 5, 15, 25 mg/g을 적용하였으며, 선량 증가 물질이 없을 때를 기준으로 하여 선량증가비를 산출하였다. 입사 에너지가 낮을수록, 선량증가 물질의 농도가 높을수록 높은 선량증가비를 나타내었다. 나노입자의 크기는 입사 에너지가 낮고, 물질의 농도가 높을수록 상대적으로 높은 의존성을 보였다. 금 나노입자를 이용한 선량증가 효과를 나타내는데 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

MCNPX 프로그램을 통한 일반 X선 검사 시 검사실 내 공간선량분포 (Spatial Dose Distribution for Diagnostic X-ray Examination within X-ray Room using the MCNPX Program)

  • 이동연;이진수
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.298-306
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    • 2015
  • 본 연구는 진단용 X선 검사 시 사용하고 있는 부가필터의 재질(Cu, Ni, CaWO4, Gd+Ba)을 다양화하여 그에 따른 검사실 내의 공간선량을 평가 한 후 적합한 재질을 찾아 제시하고자 하였다. 실험은 몬테칼로 기법을 바탕으로 하는 MCNPX 프로그램을 사용하여 흉부와 복부검사를 선택하여 모의실험을 진행하였다. 그 결과 각 재질별 선량은 모의피폭체가 위치한 곳을 중심으로 반경 50 cm 인 지점의 평균 산란선량은 모의피폭체 표면선량의 약 62%, 반경 100 cm인 지점은 평균 약 47% 정도 측정되었다. 결과에 따라 현재 상용화 되어 있는 Al 재질을 Cu, Ni 재질이 충분히 대체가능 할 것으로 판단된다. 다만 원자번호와 밀도의 차이로 인하여 그 두께를 Al의 약 1/10 정도로 조정을 해서 사용하면 적합할 것이다.

몬테칼로 기법을 이용한 kV, MV X선에서의 선량증가 효과 비교 평가 (A Monte Carlo Study of Dose Enhancement with kilovoltage and megavoltage photons)

  • 황철환;임인철;김정훈
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.87-94
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    • 2017
  • Monte Carlo 기법을 활용하여 60, 90, 120, 150 kV와 6, 15 MV X선에서의 선량증가 효과를 평가하였다. MCNPX code를 이용하여 ICRU slab 모의피폭체를 전산모사하였으며, 금, 가돌리늄, 산화철의 선량증가 물질을 사용하였다. 입사에너지의 전자평형 지점을 고려하여 모의피폭체의 표면 및 5 cm 깊이에 5, 10, 15, 20 mg/g 농도의 물질을 삽입하였으며, 선량증가 물질이 없을 때를 바탕으로 하여 깊이에 따른 흡수에너지 변화와 선량증가효과비를 통하여 정량적 평가를 시행하였다. 선량증가 물질의 농도가 높을수록, 금, 가돌리늄, 산화철 순으로 높은 선량증가 효과를 보였으며, kV X선에서는 입사에너지가 낮을수록, 물질의 원자 내 전리 퍼텐셜에 가까울수록 높은 선량증가 효과를 보였다. MV X선에서는 15 MV에 비해 6 MV에서 높은 선량증가 현상을 나타내었으며, kV X선에 비해서는 현저히 낮은 결과를 확인할 수 있었다.

몬테칼로 기법을 이용한 방사선 선량증가 물질에 따른 선량증가 효과 평가 (A Monte Carlo Study of Dose Enhancement according to the Enhancement Agents)

  • 김정훈;김창수;황철환
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제40권1호
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    • pp.93-99
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    • 2017
  • Monte Carlo 시뮬레이션을 이용하여 MV X, ${\gamma}$선에서의 선량증가 효과를 평가하였다. MCNPX code를 이용하여 ICRU 평판형(Slab) 모의피폭체를 전산모사하였으며, 입사 광자의 에너지, 선량증가 물질의 종류 및 농도에 따른 영향을 분석하였다. 선량증가 물질은 금(aurum), 가돌리늄(gadolinium), 요오드(iodine), 산화철(iron oxide)에 대해 비교 평가하였으며, 입사에너지는 선형가속기에서 발생된 4, 6, 10, 15 MV X선의 스펙트럼과 Co 60의 ${\gamma}$선원을 사용하였다. 모의피폭체 내에 7, 18, 30 mg/g 농도의 물질을 삽입하였으며, 선량증가 효과의 정량적 평가를 위해 선량증가비를 산출하였다. X선의 입사에너지가 낮을수록, 선량증가 물질의 농도가 높을수록 높은 선량증가비를 나타내었으며, 최대 선량증가비는 금 1.079, 가돌리늄 1.062, 요오드 1.049, 산화철 1.035를 보여 금, 가돌리늄, 요오드, 산화철 입자 순으로 높은 선량증가 효과를 보였다. 이러한 결과는 In-vivo, vitro 연구의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

몬테칼로 모의모사를 이용한 유방성형술 환자의 유방선량평가 (Evaluation of Breast Dose in Mammography for Breast Implant Patient using a Monte Carlo Simulation)

  • 김지수;조용인;김정훈
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.253-259
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    • 2020
  • 유방촬영은 경제적이고 간편하며 미세석회화 검출에 효과적이라는 장점이 있으나, 유방은 감수성이 높은 장기이므로 확률적 영향에 의한 암 발생 위험을 동반한다. 이를 최소화하기 위해 정확한 유방 선량 평가가 필요하나, 현재 유방선량 평가는 일반여성들에게 한정되어 유방성형술 환자에게는 제한적이다. 본 연구는 유방성형환자의 정확한 선량 평가를 위하여 유방 보형물이 삽입된 모의피폭체를 구성하여 관전압에 따른 선량변화를 알아보고자 하였다. 그 결과, 유방 보형물이 있는 경우, 보형물이 없을 때의 선량보다 낮은 결과를 나타내었다. 검사 시 관전압 조건에 따른 선량 분포는 보형물의 유·무와 관계없이 관전압이 높아질수록 선량이 높아지는 양상을 보였다. 추후 본 연구를 통해 유방성형환자의 선량 관리 측면의 진단참고 수준 확립을 위한 기초적인 자료로서 활용 가능할 것으로 사료된다.

중단자료를 갖는 이변량 지수 모형에서 $P(X_{1}\;<\;X_{2})$에 대한 검정 (Testing for $P(X_{1}\;<\;X_{2})$ in Bivariate Exponential Model with Censored Data)

  • 박진표;조장식
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제8권2호
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    • pp.143-152
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    • 1997
  • 본 논문에서는, Marshall-Olkin의 이변량 지수모형을 따르는 두개의 부품으로 이루어진 시스템에서 두 부품의 수명 $(X_{1},\;X_{2}$들이 이변량 1종 중단된 자료로 관찰되는 경우, $P(X_{1}\;<\;X_{2})$에 대한 최우추정량을 구하고 근사적 정 규성을 밝힌다. 그리고 그 추정량을 기초로 $P(X_{1}\;<\;X_{2})$에 대한 근사적 검정법을 제안하고, 몬테칼로 모의실험을 통하여 여러가지 상황에서 제안된 추정량의 근사적 검정력을 계산하여 비교하였다.

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위험률의 변화점에 대한 비모수적 추정 (Nonparametric estimation of hazard rates change-point)

  • 정광모
    • 응용통계연구
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    • 제11권1호
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    • pp.163-175
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    • 1998
  • 위험률 변화점모형에서 특별한 함수형이나 분포함수에 대한 가정을 하지 않는 일반적인 모형을 고려하였다. 이러한 모형은 지금까지 주로 다루어 왔던 상수항 위험률의 변화점모형뿐만 아니라 여러 유형의 변화점모형을 내포한다. 중도절단된 자료하에서 위험률 변화점에 관한 모수적 모형을 가정하지 않고 변화점 이전과 이후의 넬슨(Nelson) 누적위험함수 추정량의 기울기 차를 이용하여 추정량을 제안하고, 그의 점근적 성질을 규명한다. 붓스트랩 추정량의 일치성과 점근분포를 유도하고, 몇가지 분포함수의 경우에 몬테칼로 모의실험을 통해 제안된 방법의 경험적 성질을 살펴보았다. 또한, 심장병 이석환자의 생존시간 자료를 통해 변화점을 추정하고 추정량의 붓스트랩 분포를 구하였다.

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상호정보 추정을 위한 k-최근접이웃 기반방법 (k-Nearest Neighbor-Based Approach for the Estimation of Mutual Information)

  • 차운옥;허문열
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제15권6호
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    • pp.977-991
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    • 2008
  • 본 논문에서는 연속형 변수에 대한 결합확률분포를 추정하지 않고도 상호정보(MI) 추정량을 구할 수 있는 k-최근접이웃 기반방법에 대하여 연구하였다. 변수가 동일한 값들을 가지는 경우 k-최근접이웃을 구할 때 생기는 문제점을 해결하기 위하여 지터링(jittering)과 붓스트랩(bootstrap) 방법을 제안하였다. 몬테칼로 모의실험과 실제 데이터에 대한 실험을 수행한 결과, k=1과 같이 작은 값을 사용한 k-최근접이웃 기반방법에 의해 효율적인 MI 추정량을 구할 수 있었다. k-최근접이웃 기반방법은 연속형 설명변수, 범주형 또는 연속형인 목적변수 형태의 데이터에 적용할 수 있으며, 목적변수에 영향을 주는 중요한 설명변수의 순서를 구할 수 있을 뿐만 아니라 다차원에도 적용할 수 있기 때문에 중요변수의 집합을 구하는 변수 선택(feature subset selection) 문제에도 적용할 수 있다.

인구추계를 위한 가중비례추정모형 (The model of the weighted proportion estimation for forecasting the number of population)

  • 윤용화;김종태
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제24권2호
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    • pp.311-320
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 학생 (인구)수를 예측하기 위한 방법을 제시하는데 있다. 일반화된 가중비례모형들을 제시하고, 제시된 모형들을 이용하여 2029년까지의 학생 (인구)수를 추계하였다. 몬테칼로 모의실험의 결과 제시된 가중비례추정모형은 인구예측에 있어서 상당한 신뢰성과 예측력을 보인다. 결론적으로 추정된 고등학교 3학년 학생수는 대학들의 입학정원 수와 비교하면, 2019년부터 고3 학생수가 적게 나타나지만, 현재 대학들의 실제 입학자 수와 비교하면 2014년부터 입학생 수가 부족한 현상이 나타난다. 그러므로 입학정원과 입학정원 외의 신입생 수를 줄이지 않는 경우에는 2015년부터 입학생을 채우지 못하는 학교들이 생겨나게 될 것이다.

베이지안 실험계획법의 이해와 응용 (Understanding Bayesian Experimental Design with Its Applications)

  • 이군희
    • 응용통계연구
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    • 제27권6호
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    • pp.1029-1038
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    • 2014
  • 본 연구에서는 베이지안 실험계획법에 대하여 논의하고 간단한 모의실험을 통하여 최적화된 베이지안 실험계획법이 어떠한 특징을 가지고 있는지 설명하였다. 실험을 설계하는 경우 연구자는 관심있는 주제가 모수추정인지 아니면 예측인지를 결정하고 사전확률과 우도함수를 기반으로 이에 맞는 사후확률을 찾아 효용함수와 결합하여 최적의 실험설계를 찾는 것이 베이지안 실험계획법의 기본 원리이다. 만일 사전적 정보가 존재하지 않는다면 무정보적 부적합 사전확률을 이용하여 실험을 설계할 수 있으며, 이는 비 베이지안적 접근방법과 일치하게 된다. 만일 모수나 예측값에 대한 사전적 정보가 존재하는 경우에는 베이지안 실험계획법이 유일한 해결 방법이다. 하지만 모형의 복잡도가 증가하게 되면, 최적해를 찾는 과정이 매우 복잡해져서 극복해야 하는 많은 문제점들이 존재하므로 향후 많은 연구가 필요한 분야이다.