• 방사성폐기물학회지
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• 제13권2호
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• pp.113-122
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• 2015

원자로의 해체 과정에서 발생되는 방사성 폐기물 내 존재하는 ⁵⁵Fe, ⁶³Ni은 폐기물의 처리방법을 결정하는 데 있어 기초적인 지표로 활용되는 중요한 핵종이다. 하지만 두 핵종은 낮은 방사선량으로 인해 다른 핵종들과의 분리가 필수적이며 또한 시료 매질에서 완전히 추출할 수 있는 전처리가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구는 다양한 매질의 원자로 해체 폐기물에 대한 전처리방법의 적용성을 평가하기 위해 NIST SRM 5종 (1646a, 1944, 8704, 2709a, 1633c)에 대하여 왕수, 불산, 과염소산을 각각 이용하는 습식산화법과 alkali-fusion 전처리법에 따른 Iron와 Nickel의 회수율을 비교하였다. 실험 결과 alkali-fusion 방법은 다양한 매질의 인증표준물질에 대해 Iron 95.3∼98.3%, Nickle 86.6∼88.1%의 분석 정확도와 2% 이하의 정밀도를 나타냄으로서 해체폐기물 중 ⁵⁵Fe, ⁶³Ni, 분석에 가장 최적화된 전처리법으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권3호
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• pp.281-290
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• 2010

최근 디지털 단층영상합성법을 영상유도 방사선 치료에 활용하기 위한 연구가 활발히 시도되고 있다. 적은 수의 투사영상으로 삼차원 영상재구성이 가능하기 때문에 환자에 대한 피폭선량을 줄일 수 있으며, 환자의 움직임을 최소화할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 그러나 단층영상의 화질이 스캔 각도(${\beta}_{scan}$) 및 사용한 투사영상의 수 등 촬영조건에 크게 의존하는 단점이 있다. 본 연구에서는 필터링 후 역투사법을 이용한 디지털 단층영상합성의 구현에 대해 자세히 논하였으며, 이에 대한 최적 촬영조건에 대해 살펴 보았다. 이를 위해 시스템 성능을 신호 대 잡음비, 잔상퍼짐함수, 연산횟수를 조합한 이득함수로 정의하였으며, 다양한 촬영조건에 대해 실험을 통해 각 지표를 구한 후 평가하였다. 평가 결과 및 분석으로부터 큰 단위 스캔 각도(${\Delta}{\beta}$)로 60도 이상의 넓은 범위에 걸쳐 스캔을 할수록 높은 화질의 단층영상을 얻을 수 있다는 결론을 얻었다. 대략적으로 시스템 성능이 $\sqrt{{\Delta}{\beta}}{\times}{\beta}^{2.5}_{scan}$에 비례하였다. 만약 각 평가지표에 명확한 가중치를 부여할 수 있다면 보다 엄밀하고 구체적인 촬영조건을 구할 수 있을 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.211-220
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• 2020

고화질의 전산화단층촬영상을 통해 정확한 병변 검출과 진단을 할 수 있다. 이와 같은 장점 때문에 전산화단층촬영 시 방사선량을 줄이면서 영상 화질을 개선하기 위해 많은 연구가 수행되었다. 최근 전산화단층촬영상 화질을 향상시키기 위한 딥러닝 기반 기술이 개발되었고, 기존의 기술에 비해 우수한 성능을 보이고 있다. 본 연구에서는 전산화단층촬영상의 공간분해능을 향상시키기 위해 초고해상도 합성곱 신경망 모델을 사용하였으며, 초고해상도 합성곱 신경망 모델의 성능을 결정하는 초 매개 변수 변화에 따른 영상 화질을 평가하여 초고해상도 합성곱 신경망 모델에 대한 초 매개 변수의 효과를 검증하였다. Profile, 구조적 유사성 지수, 최대신호 대 잡음비 및 반치폭을 측정하여 초 매개 변수 변화에 따른 초고해상도 합성곱 신경망 모델의 성능을 평가하였다. 연구결과, 초고해상도 합성곱 신경망 모델의 성능은 epoch와 training set이 증가함에 따라 향상되었으며, 전산화단층촬영상 화질을 향상시키기 위해 learning rate 최적화가 필요하다는 사실을 확인하였다. 따라서 최적의 초 매개 변수와 함께 구현된 초고해상도 합성곱 신경망 모델은 전산화단층촬영상의 품질을 향상시킬 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권4호
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• pp.7-14
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• 2012

X-ray용 CMOS 영상 센서의 대조 해상도는 신호처리부 첫 단의 sample-and-hold 회로에서 단일 MOS 스위치를 사용하거나 이를 개선한 bootstrapped clock circuit을 스위치로 사용할 경우에도 높은 신호에서 제한되는 문제를 가지고 있다. Bootstrapped clock circuit을 이용하는 sample-and-hold 회로가 charge injection 현상으로 인해 sample 신호의 왜곡을 일으키기 때문이다. 본 논문에서는 계산을 통해 필요로 하는 범위의 L(Inductor)값 구현을 위해 표준 CMOS 공정에서 구현 가능한 micro-inductor를 3차원 구조로 설계하였고, 이를 이용하여 센서의 대조 해상도 혹은 ENOB(Effective number of bit)값이 향상된 sample-and-hold 회로를 제안하였다. 0.35 um CMOS 공정에서 BCC를 이용해 설계된 sample-and-hold 회로에 최적화된 L 값을 갖는 micro-inductor를 추가하여 ENOB가 17.64 bit에서 18.34 bit로 약 0.7 bit의 해상도 상승을 시뮬레이션으로 검증하였다. 제안된 micro-inductor 방법은 고해상도를 필요로 하는 mammography의 경우 환자가 받는 방사선량을 줄이는 효과가 있을 것으로 기대한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.679-685
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• 2017

환자의 병변 진단에 효과적인 CT 검사가 광범위하게 실시되고 있어, 방사선 피폭이 매우 크게 증가하였다. 환자의 피폭 선량을 줄이기 위해 다양한 방법이 강구되고 있고, 영상재구성 측면에서 반복 재구성 기법이 적용되고 있다. 반복 재구성 기법 중 대수적 재구성 기법의 정규화 인자에 대한 재구성된 단면 영상의 품질을 정규화 제곱평균제곱근 오차를 이용하여 조사하였다. 프로그램은 Visual C++로 작성하였으며 평행빔하에서 $512{\times}512$ 크기의 Shepp-Logan 두부 팬텀, 360장의 투영 영상, 1024개의 검출기 픽셀을 적용하였고, 전방투영과 역투영에 Joseph 방법을 사용하였다. 0.09-0.12의 정규화 인자에서 10회 반복으로 최소의 NRMS값 0.108을 얻었고 0.1% 및 0.2%의 잡음에 대해 8회 및 6회에서 최적의 영상을 보였다. 사용하는 팬텀에 따라 최적화된 값의 변동이 관찰되어 ART를 사용할 경우 정규화 인자에 대해서는 case-by-case로 최적의 값을 찾아야 한다는 것을 알 수 있다. 대수적 재구성 기법에서 최적의 정규화 인자를 발견함으로써 단면 영상을 획득하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있을 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권4호
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• pp.360-366
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• 2010

최근 정밀한 암 치료를 위해 방사선 치료기술이 강도변도 방사선치료, 영상유도 방사선치료 등의 눈부신 발전을 이루어 왔다. 2000년 이후로는 치료실에서 환자의 실제 치료위치를 정확히 파악하여 정밀한 치료를 가능하게 하는 영상 유도방사선 치료기술이 사용되고 있으며 가장 중요한 기술 중 하나가 방사선 치료 전에 다양한 방법의 의료 영상을 이용하여 환자의 치료 위치를 보정하는 것으로 가장 최근의 기술로는 선형가속기에 장착된 2차원 평면검출기를 이용한 콘빔CT (Cone Beam CT: CBCT)가 사용되고 있다. 본 연구에서는 기존의 CBCT의 "half fan" 조건에서 획득된 projection영상을 이용하여 360도 회전한 모든 영상이 아닌 제한된 각도에서 획득한 투사영상을 이용하여 환자의 해부학적 정보를 볼 수 있는 디지털 영상합성영상(Digital Tomosynthesis) 기술을 구현하였고 실제 위치교정을 위해 촬영된 환자 데이터를 이용하여 방사선 치료 환자 위치 교정을 위한 효용성을 검증하였다. 그 결과 동일 단층상에서의 해부학적 정보 표현에서 CBCT 영상과 비교하였을 때 유사성을 보였고 선량적인 측면에서 우월성을 나타냈다. 이러한 DTS의 장점을 극대화 하고 최적화가 이루어진다면 방사선 치료 위치 보정용으로 CBCT를 대체 할 수 있는 기술이 될 수 있을 것이라 기대한다.

• 한국식품과학회지
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• 제52권2호
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• pp.177-182
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• 2020

본 연구에서는 위생적인 고춧가루 및 고추장 소스의 효과적인 살균방법을 확립하기 위한 기반 연구로서 감마선, 자외선 조사를 이용한 비가열 살균 및 스팀을 이용한 직,간접 가열살균에 의한 미생물 저감화 효과에 대한 세부 고찰을 실시하였다. 실험 결과 호기성 총균 및 내열성균이 10 kGy 선량 감마선 조사에서는 각각 5-6 log CFU/g, 방사조도 12 mW/㎠ 자외선 조사는 1 log CFU/g 내외, 그리고 120℃, 40 s 스팀가열 살균시는 2 log CFU/g 내외의 감균 효과를 나타내었다. 스팀 가열살균 방법은 감마선 조사 대비 사멸효과는 떨어지지만 2 log CFU/g의 유효적인(p<0.05) 미생물 저감화 효과를 나타내므로 가열온도 및 처리시간 등의 살균공정 조건을 최적화하면 살균효과, 상업적 설비, 처리비용 및 소비자 선호도 등을 종합 검토시 색상 품질 손상 없이 효과적으로 고춧가루내 바실루스 계통의 내열성균을 제어할 수 있는 방법으로 사료된다. 또한 120℃ 스팀 순간 가열살균시 흑후추 분말은 4 log CFU/g, 양파 분말은 2 log CFU/g, 그리고 마늘 분말은 1 log CFU/g 내외의 호기성 총균이 감소하여 다양한 향신야채 건조분말의 미생물 제어에도 유효한 방법으로 판명되었다. 그리고 고추장 용액 경우도 고온 순간 가열방식인 HTST 적용시 110℃에서 부터 호기성 총균수가 무처리 5 log CFU/g에서 2.26 CFU/g로 효과적으로 감소하기 시작하여, 121℃ 처리에서는 상업적 멸균상태로 나타나 고춧가루 및 고추장을 함유한 매운맛 소스의 효과적인 살균방법으로 판명되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.489-492
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• 2014

본 논문에서는 컴퓨터 단층활영(CT)을 통해 발생되는 방사선 노출량의 관리를 위한 시스템의 소프트웨어 설계를 제안한다. 방사선 피폭량은 환자의 각 신체 부위별로 민감성의 차이에 따라 다르기 때문에 방사선의 노출량을 관리할 수 있게 되면 결과적으로 환자의 방사선 피폭량을 추정할 수 있다. 최근 일본 원전의 방사선 누출 사건이 국제적으로 뉴스가 되었고 원전 뿐 만아니라 의료용 방사선 피폭까지 폭넓게 관심이 커지고 있다. 현재 방사선 안전관리는 방사선 관계 종사자에 대해서만 관리되고 있지만, 이제는 환자에 대한 피폭 관리까지 요구되고 있다. 우리나라에서 방사선을 이용한 검사와 시술이 증가하여 이에 따른 의료 피폭이 증가하였으나 의료 기관에서는 환자에게 가해지는 방사선 피폭 수치를 알지 못하는 실정이다. 따라서 의료 기관에서 환자의 방사선 피폭을 관리할 수 있는 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 의료 기관에서 방사선을 이용하는 대표적인 촬영 도구인 CT의 방사선 노출량을 관리할 수 있는 소프트웨어 설계를 제시한다. 방사선의 노출량을 확인하고 선량의 한도를 설정함으로써 환자의 의료 피폭량을 최적화 하는데 도움이 되고자 한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.295-302
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• 2022

희박뷰 전산화단층촬영(computed tomography; CT) 영상화 기술은 피폭 방사선량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 획득한 투영상의 균일성을 유지하고 잡음을 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 하지만 재구성 영상 내 인공물 발생으로 인하여 화질 및 피사체 구조가 왜곡되는 단점이 있다. 본 연구에서는 희박뷰 CT 영상의 인공물 감소를 위해 wavelet 변환과 잔차 학습(residual learning)을 적용한 콘볼루션 신경망(convolutional neural network; CNN) 기반 영상화 모델을 개발하고, 개발한 모델을 통한 희박뷰 CT 영상의 인공물 감소 정도를 정량적으로 분석하였다. CNN은 wavelet 변환 층, 콘볼루션 층 및 역 wavelet 변환 층으로 구성하였으며, 희박뷰 CT 영상과 잔차 영상을 각각 입출력 영상으로 설정하여 영상화 모델 학습을 진행하였다. 영상화 모델 학습을 위해 평균제곱오차(mean squared error; MSE)를 손실함수로, Adam 함수를 최적화 함수로 사용하였다. 학습된 모델을 통해 입력 희박뷰 CT 영상에 대한 예측 잔차 영상을 획득하고, 두 영상간의 감산을 통해 최종 결과 영상을 획득하였다. 또한 최종 결과 영상에 대한 시각적 특성, 최대신호대잡음비(peak signal-to- noise ratio; PSNR) 및 구조적유사성지수(structural similarity; SSIM)를 측정하였다. 연구결과 본 연구에서 개발한 영상화 모델을 통해 희박뷰 CT 영상의 인공물이 효과적으로 제거되며, 공간분해능이 향상되는 결과를 확인하였다. 또한 wavelet 변환과 잔차 학습을 미적용한 영상화 모델에 비해 본 연구에서 개발한 영상화 모델은 결과 영상의 PSNR 및 SSIM을 각각 8.18% 및 19.71% 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 개발한 영상화 모델을 이용하여 희박뷰 CT 영상의 인공물 제거는 물론 공간분해능 향상 및 정량적 정확도 향상 효과를 획득할 수 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.379-385
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• 2017

본 논문은 디지털 엑스선 장비(DR)에서 사지 검사 시 환자 체형 변화에 따른 최적의 관전압을 알아보고자 하였다. 상지검사는 면적선량(DAP) $5.06dGy{\ast} cm^2$, 하지검사는 DAP $5.04dGy{\ast} cm^2$ 고정한 상태에서 관전압을 4단계 변화시키며 각 단계마다 3회씩 반복 촬영하였다. 환자의 체형의 변화를 주기 위해 10 mm 씩 총 30 mm까지 두께를 증가하였다. 정량적 평가를 위해 Image J를 이용하여 관전압에 따른 네 그룹간의 대조도 및 신호 대 잡음비 값을 산출하였고 통계학적 검정은 95% 신뢰수준에서 Kruskal-Wallis test로 유의한 차이를 분석하였다. 영상의 정성적 분석을 위하여 정해진 항목에 관해 5점 리커트 척도로 평가 하였다. 상지와 하지 실험 모두에서 관전압이 증가할수록 영상의 대조도대잡음비(CNR)과 신호대잡음비(SNR)이 감소하였으며, 환자의 체형에 따른 차이를 보기 위한 실험에서는 두께가 두꺼워 질수록 CNR과 SNR이 감소하였다. 정성적 평과는 상지는 관전압이 증가할수록 점수가 증가하여 최고 55 kV 에서 4.6, 40 kV 에서 3.6이였으며, 하지는 관전압의 상관없이 평균 4.4의 고른 점수가 나왔다. 상, 하지 모두 두께가 두꺼워지면서 점수는 전반적으로 낮아졌으나 상지는 40 kV에서는 점수가 급격히 낮아졌고, 하지에서는 50 kV에서는 점수가 급격히 낮아졌다. 표준 두께를 가지고 있는 환자의 경우 상지에서는 45 kV, 하지에서는 50 kV로 촬영하는 것이 최적화 된 영상을 구현할 수 있으며, 환자의 체형 두께가 증가하는 경우 상지는 50 kV, 하지는 55 kV로 관전압을 설정 하는 것이 효과적이다.