본 연구에서는 검출기의 중심축을 자동 보정하는 초소형 CT를 설계 및 제작하고 성능을 검증하였다. 3D CAD 데이터와 초소형 CT 검출기 중심축을 수동으로 보정하여 촬영한 X-ray 데이터를 사용하여 3차원 재구성 성능을 평가하였다. 그 결과, 중심축이 0.25° 이상 기울면 원형 깨짐 현상이 발생하면서 3차원 재구성 영상의 품질이 급격히 저하된다는 사실을 발견하였다. 검출기 중심축 자동보정 장치를 적용하여 검출기 중심축이 시편 회전축과 일치하도록 보정하여 3차원 재구성 성능을 향상시켰다.
국제적으로 해운물류의 안전과 보안이 강화되고 있다. 이에 맞추어 국내에서 해운물류의 안전과 보안을 위한 기술에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 관련한 기술 중에 컨테이너 검색의 강화에 따라 휴대용 방사선 검출장치의 필요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 Cortex-A9을 기반으로 한 휴대용 방사선 검출 장치의 구현에 관한 연구와 온도보상 알고리즘의 적용으로 결과의 정확도를 향상하는 연구를 제안하고자한다. 센서의 신호를 아날로그 보드를 통해서 준석에 용이하도록 변형시키고 Cortex-A9 플랫폼에서는 신호를 받아 분석하고 결과를 출력한다. 추가로 온도보상 알고리즘을 적용하여 온도가 변해도 같은 결과를 나타낼 수 있도록 한다.
본 논문에서는 Cortex-A9을 기반으로 한 휴대용 방사선 검출기에 알람 알고리즘을 적용하여 사용자의 안전을 위한 연구를 제안하고자 한다. 센서의 신호를 아날로그 보드를 통해서 분석에 용이하도록 변형시키고, Cortex-A9 플랫폼에서는 결과를 출력하고, 방사선 검출을 LED와 Buzzer로 알리는 알람기능을 구현하여 사용자의 안전을 보장한다.
본 연구의 목적은 별도의 방사선 외부 검출장치 없이 스마트폰 자체의 CMOS 반도체 소자만을 활용하여 의료용 방사선 발생장치에서 발생하는 방사선을 효율적으로 검출하기 위한 최적의 조건과 알고리즘을 개발하는 것이다. 본 연구를 통하여 스마트폰에 내장된 CMOS 반도체 소자에 X-선의 선량을 증가시켜가면서 CMOS 영상 센서에서 반응하는 픽셀의 개수 및 밝기 등을 측정하였다. 스마트폰의 전면 카메라가 후면 카메라보다 노이즈가 적고 X-선과 같은 방사선에 대한 반응 특성이 우수하였다. 섬광결정을 사용한 간접 검출방식에 보다 CMOS 자체에 X-선을 반응시키는 직접 검출방식이 더 적은 선량까지 정확하게 검출이 가능하였다. 또한 X-선에 대한 선량의존성은 역치값을 넘어가는 픽셀의 개수를 계산한 Pixel number에 비해 개별 반응한 픽셀의 밝기까지 이용한 Pixel intensity가 더욱 선형적으로 나타났다. 컬러모델에 의한 실험에서는 스마트폰의 컬러모델인 YUV 컬러모델의 값 중 픽셀의 밝기값의 정보를 가지고 있는 Y값을 활용하면 방사선 검출에 있어 효율적일 것으로 사료된다. 향후 이와 같은 방사선 검출을 위한 최적의 조건들과 효율적 검출 알고리즘들에 대한 추가적인 연구가 진행된다면 방사선 선량의 관리가 효율적이며 체계적으로 이루어 질 수 있기 때문에 국민보건건강에 일조 할 수 있을 것으로 사료된다.
현대사회의 급속한 고령화로 암 환자의 수는 2002년 기준 약 10만 명에서 매년 7~10 %씩 증가되어 2012년에는 20만 명이 될 것으로 추정되어지고 있다. 수술, 방사선 치료, 약물요법 등이 주요 치료방법이며, 암 환자의 30-50 %가 전리 방사선치료를 받고 있다. 방사선치료는 19세기 말에 발견된 미지의 X-선이 희망의 방사선으로 변화하여 암의 진단 및 치료에 활용되고 있으며, 인간 삶의 질 향상에 핵심적인 역할을 담당하고 있다. 기존의 X-선이나 감마선의 단점을 극복 할 수 있는 입자 빔을 1970년대 미국의 캘리포니아 대학 Berkely National Laboratory에서 처음으로 암 치료에 적용하였다. 현재는 일본과 독일에서 활발하게 활용되고 있으며 국내에서도 입자 치료시설을 구축 또는 개발계획 중에 있다. 방사선치료의 완치율을 높이기 위해서는 정확한 선량을 암세포에 전달해야 한다. 환자에 전달되는 입자빔을 실시간으로 측정하는 기술이 연구되어지고 있다. 지금까지는 빔의 특성을 측정하기 위해 간섭적인 방법을 사용하였으나, 투과형 검출기를 개발하여 실시간으로 치료와 빔 특성을 동시에 수행하는 기술개발연구가 보고되고 있다. 본 연구에서는 Multileaf Faraday Cup (MLPC) 검출기 설계구조와 데이터 측정방법에 관한 연구를 수행하고자 한다. 빔의 전송 방향으로 3개층의 $4{\times}4$ 배열의 구조로 48 channel의 전류값을 측정하여 입자빔의 분포를 실시간으로 관측하고, 측정된 전류는 ADC를 거쳐 치료계획에 의해 선택된 영역의 SOBP를 유지하도록 range modulation propeller를 조절하는 feed-back system을 갖춘 방사선치료빔 실시간 측정장치 개발에 관한 결과를 보고하고자 한다.
광변환 물질을 사용하여 X-선이나 감마방사선을 가시 광으로 변환한 다음 CCD 카메라를 통하여 광량을 측정하면 방사선의 양을 간접적으로 측정할 수 있다. 본 연구에서는 CCD형 비상대응 로봇용 고속 삼차원 방사선 위치 탐지장치에서 방사선 위치 센싱의 핵심 역할을 수행하는 CCD 방사선 탐지부를 간접 방사선 측정 방법을 응용하여 고안하고 구현한 다음 이에 대한 방사선 특성시험 및 거리측정을 수행하였다. 시험 결과로부터 구현한 CCD형 방사선 센서가 방사선 위치 및 선량 탐지장치로 활용 가능성이 충분함 확인하였다.
마이크로 프로세서를 이용하여 8채널 방식의 선량측정장치를 구성하여 방사선 치료시 환자의 부위별 선량측정 및 밀봉선원을 이용한 치료에서의 선량분포와 뇌정위적 방사선 수술에서의 선량 측정에 이용할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 방사선 검출소자에 상용 반도체도 이용할 수 있도록 하는데에도 목적을 두고 여러개의 검출소자의 신호를 실시간 계측이 가능토록 하였으며 개인용 컴퓨터의 RS-232C 직렬 포트를 이용하여 본 시스템의 모든 기능을 제어하고 데이타 처리를 하도록 하였다.
TFT, LCD, OLED, PDP and FED를 비롯한 많은 디스플레이 장치가 개발, 연구되고 있으며, 이러한 디스플레이 장치에 대한 수 많은 application 연구 또한 진행되고 있다. TFT-LCD는 이미 방사선 검출기로서 연구가 오랜전에 연구되어 상용화가 되었으며, LCD는 XLV로서 적용을 위한 연구가 진행되고 있으며, 그 외 수 많은 디스플레이 장치에 대한 활발한 연구가 진행되고 있는 실정이다. PDP는 대면적, 낮은 제작 비용, 높은 contrast의 이점으로 디스플레이 장치로서 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 PDP를 처음으로 방사선 검출기로 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 제작된 7 인치 AC-PDP는 다양한 가스종류 및 압력을 가진 300um의 pixel pitch룰 가진 3 전극 구조로서, coplanar readout과 대항형 readout을 통해 신호량을 분석하였다. 결과 50-100Kvp의 진단 영역의 X-ray energy에서 줄은 민감도와 훌륭한 선형성을 보였으며, 가스 종류 및 압력, 신호 검출방식에 따라 각각 다른 특성을 보였다. 이는 PDP 내 X선과의 Interaction, R/O method. Material에 강하게 의존한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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