• 대한방사선치료학회지
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• 제32권
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• pp.85-92
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• 2020

목 적: 열가소성(thermoplastic) bolus가 가지는 이점을 알아보고자 이를 사용하여 치료한 두 건의 case를 선량과 위치 재현성 측면으로 나누어 피부 병변 VMAT 치료에서의 열가소성 bolus의 유용성을 평가하였다. 대상 및 방법: 좌측 유방 피부 병변 치료 환자 두 명을 대상으로 열가소성 Bolus를 사용하여 simulation 하였고 2 arc VMAT으로 계획하였다. 각 치료 계획은 처방선량(Prescription dose)이 표적 체적의 95% 이상 조사되도록 설계하였다. CBCT(Cone Beam CT) 영상에서 air gap의 길이를 측정하여 bolus 위치의 재현성을 평가하였다. 선량의 재현성을 평가하기 위해 Plan에서의 선량 분포와 CBCT에서의 선량 분포를 비교하였고 환자 2에 대해 in vivo 측정을 하였다. 결 과: 환자 1의 치료계획용 CT에서의 air gap과 CBCT image에서 10회 치료 동안 생긴 평균 air gap(M1)의 차이는 -0.42±1.24mm였다. 환자 2에서 14회 치료 동안 생긴 skin과 bolus 사이의 평균 air gap(M2)과 치료계획용 CT의 air gap의 차이는 -1.08±1.3mm, 두 bolus 사이의 air gap(M3)과의 차이는 0.49±1.16으로 나타났다. 치료계획용 CT와 CBCT의 선량 분포 차이는 환자 1에서 PTV1 D95가 -1.38%, Skin(max)가 0.39%의 차이를 보였고 환자 2에서 PTV1 D95가 0.63%, SKIN(max)가 -0.53%의 차이를 나타내었다. in vivo 측정 결과 계획된 선량과 -1.47% 차이를 보였다. 결 론: 열가소성 Bolus는 3D printer로 제작한 것과 비교하여 제작 과정이 단순하고 소요 시간이 길지 않으며, set up 측면에서 재현성 있는 결과를 보였고 선량 측면에서도 안정적인 결과를 나타내어 불규칙한 표면의 피부 병변 치료에서 그 유용성이 높은 것으로 사료된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권6호
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• pp.1517-1527
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• 2020

이 연구는 감성공학을 적용한 다중에멀젼(W/O/W) 선블록크림의 자외선차단효과와 내수성에 관한 것으로 실제 공업화된 사례를 보고한다. 다중에멀젼 시스템의 선블록크림을 개발하여 바를 때는 부드럽고 촉촉한 사용감을 가지면서, 흡수 후에는 내수성이 우수한 W/O 타입으로 변화하는 특징이 있다. 다중에멀젼 크림은 촉촉함과 내수성을 동시에 가진 고기능성 선블록크림으로 안정한 유백색의 크림, 점도는 36,000cps이었다. 자외선차단크림에 사용된 유기계 선스크린은 에칠헥실메톡시신나메이트, 비스에칠헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진이다. UVB와 UVA를 모두 차단하는 헥사고날 징크옥사이드와 티타늄다이옥사이드의 무기계 선스크린으로 처방하였다. In-vitro법으로 자외선차단효과를 측정한 결과 자외선차단효과(SPF)는 다중에멀젼 크림은 78.9, W/O크림은 76.7, O/W크림은 71.3으로 동일종류와 함량을 포함해도 제형에 따라 자외선 차단효과는 다르게 나오는 것을 알 수 있었다. 이는 다중에멀젼에서 가장 높은 효과의 수치를 얻었다. 자외선차단효과의 임상 (in-vivo)결과로써 다중에멀젼 시스템으로 개발한 선블록크림의 자외선차단효과를 나타내는 SPF 값은 85.7이었으며, UVA영역을 차단해 주는 PA값은 26.5로, ++++에 해당하는 높은 차단효과를 가지고 있음을 알 수 있었다. 내수성시험결과로써, W/O/W 제형은 4시간경과 후에도 93.8%의 높은 내수성을 가지고 있었고, W/O는 75.4%, O/W는 25.3%의 낮은 내수성을 가지고 있었다. 사용감 HUT테스트 결과에서도 다중에멀젼 선블록크림>친수성크림>친유성 크림 순으로 나타났다. 이 다중에멀젼의 연구결과를 바탕으로 사용감, 자외선 차단지수, 내수성을 모두 높여 레포츠야외활동 전용의 선블록 크림으로 활동도가 높을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_1호
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• pp.1465-1483
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• 2020

증발산은 토양으로부터 발생하는 증발과 식물의 잎에서 발생하는 증산을 통칭하는 것으로, 물 수지, 가뭄, 작물생장, 기후변화 등의 모니터링에 있어 중요한 요소이다. 실제증발산은 식생 지표면의 물 소비량 또는 물 필요량이며 기준증발산에 작물계수를 곱하여 구하므로, 농지의 실제증발산을 구하기 위해서는 기준증발산의 계산이 정확히 이루어져야 한다. 격자형 기준증발산을 합리적으로 산출하기 위하여 그동안 많은 노력들이 있었고 복수의 산출물이 제공되고 있다. 이에 본 연구에서는 FAO56-PM, LDAPS, PKNU-NMSC, MODIS 기준증발산 산출물을 비교평가 함으로써, 우리나라처럼 복합적이고 이질적인 지표면에서 국지적 규모의 수문 및 농업 분야에 활용하기 위하여 어떤 기준증발산 산출 방법이 적합한지 살펴보고자 한다. 2016~2019년 3~11월의 1일 단위 자료와 8일 합성 자료를 기상청 현장관측치와 비교하여 지점별, 연도별, 월별로 분석하고 시계열변화를 검토한 결과, 기계학습을 통해 우리나라 농지에 대한 지역최적화가 상당히 잘 수행된 PKNU-NMSC 자료의 정확도가 월등히 높게 나타났으며, 시간과 장소에 상관없이 안정적인 산출이 이루어졌음을 확인하였다. 또한 본연구에서는 FAO56-PM, LDAPS, MODIS 산출물에 내재한 정확도 특성을 제시하였으며, 이는 기준증발산 자료 사용에 있어 중요한 정보가 될 것으로 기대한다.

• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.79-93
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• 2022

본 연구에서는 Part I에서 제안한 첨단 전자산업 폐수처리시설 특화 Water Digital Twin모델인 e-ASM을 이용하여 랩-파일럿 처리장 데이터를 바탕으로 모델 보정(Calibration), 유입 성상에 따른 제거 효율, 유출수 예측 및 최적 공법 선정을 수행하였다. 첨단 전자산업 폐수처리시설의 특화 모델링을 위하여, 민감도 분석을 통해 e-ASM 모델의 정합성과 상관성이 높은 동역학적 파라미터를 선정하였고, 다중반응표면분석법 (Multiple response surface methodology, MRS)을 이용하여 동역학적 파라미터를 보정하였다. e-ASM 모델의 보정 결과, Lab-scale, Pilot-scale 단위의 실험데이터와 90% 이상의 높은 정합성을 보였다. 그리고 4가지 유기폐수 처리처리공법인 MLE, A2/O, 4-stage MLE-MBR, Bardenpho-MBR을 제안한 Water Digital Twin으로 구현하여 유입 폐수의 성상별 운전조건에 따라 제거효율을 분석하였으며, Bardenpho-MBR이 C/N ratio 변화에서도 안정적으로 COD (Chemical oxygen demand)를 90% 이상 제거하며 높은 총 질소 제거 효율을 보였다. 그리고 유입 폐수의 조건별 Bardenpho-MBR공정의 수리학적 체류시간(Hydraulic retention time, HRT)이 3일 이상일 때 1,800 mg L-1의 고농도 TMAH 폐수를 98% 이상 제거할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 본 연구에서 개발한 e-ASM은 전자산업 제조시설별, 유입 폐수의 성상별 특화 모델링을 통해 높은 정합성을 가진 전자산업 폐수처리공정의 Water Digital Twin를 구현할 수 있고, 최적운전, Water AI, 최적가용기법 선정 등의 응용 가능성을 바탕으로 지속 가능한 첨단전자 산업을 위해 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제25권2호
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• pp.48-54
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• 2021

목적: ¹⁸F-FDG PET/CT에서 갈색지방세포(Brown fat 또는 Brown Adipose Tissue, 이하 BAT)의 활성화로 인한 FDG의 흡수는 림프절의 악성 전이 여부를 분별하는 데 큰 방해가 되며, 이로 인하여 재검사를 진행하는 번거로움을 초래할 수도 있다. BAT의 FDG 흡수를 방지하기 위해 ¹⁸F-FDG 주사 전후 환자의 체온을 따뜻하게 하는 것은 안전하고도 비 약리적인 접근 방법이다. 본 연구에서는 BAT가 활성화될 가능성이 큰 환자를 미리 식별하여 선별한 후 대상 환자에게 직접적으로 열을 가하여 짧은 시간 동안 체온을 상승시켰을 때 BAT의 FDG 흡수를 억제할 수 있는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2020년 1월부터 2020년 12월까지 1년간 국립암센터에서 ¹⁸F-FDG PET/CT 검사를 시행한 환자 중 중복 검사를 포함한 825명(온열그룹 415명, 비온열그룹 410명)의 50세 이하 여성 환자를 대상으로 하였다. 온열 대상자에게는 ¹⁸F-FDG의 주사 전 10분 동안 온열 요법을 시행하였다. 통계분석에는 두 그룹간의 비율을 비교하는 Z 검정을 이용하였고, 이전 후향적 연구 결과에 따른 중요 변수들(BMI, 외부기온, 혈당)을 보정하기 위하여 로지스틱 회귀분석을 수행하였다. 결과: 825명의 환자 중 BAT가 활성화된 환자는 19명(온열그룹 5명(1.2%), 비온열그룹 14명(3.41%))으로 전체 중 2.3%의 비율을 차지하였다. 두 그룹간의 비율 비교를 위하여 Z 검정을 시행한 결과, 온열그룹에서 BAT의 활성화가 유의한 차이로 감소하였다(P=0.034). 단변수 로지스틱 회귀분석에서도 온열그룹에서 BAT 활성화가 감소하였다(OR: 0.34, P<0.05). 반면, 45세 미만인 환자에게서(OR: 4.46, P<0.05), 외부기온 13.2도 미만에서(OR: 9.91, P<0.05) BAT 활성화가 증가하였다. 다변수 결과에서는, 45세 미만인 환자에게서(OR: 4.46, P<0.05), 외부기온 13.2도 미만에서(OR: 9.97, P<0.05) BAT 활성화가 증가하였고, 온열그룹에서 BAT 활성화가 감소하는 경향을 보였으나 유의한 차이는 없었다(OR: 0.37, P=0.066). 결론: 온열 요법을 시행한 그룹에서 BAT의 활성화가 62.5% 감소하는 경향성이 있음을 확인하였고, 앞으로 BAT의 FDG 흡수를 더 효과적으로 예방하는데 큰 도움이 될 것이라 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.903-913
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• 2021

홍수기 하천에서 유량측정은 예산, 인력, 안전 및 측정 시 편의성 등의 이유로 측정에 제한이 많다. 특히, 태풍 등으로 인한 호우사상 발생 시 위와 같은 문제로 홍수량 측정에 어려움이 따른다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서는 드론(Drone)과 전자파표면유속계(Surface velocity doppler radar)의 기능을 조합하여 최소 인력으로 짧은 시간에 간편하고, 안전하게 홍수기에 하천유량을 측정할 수 있는 방법을 개발하였다. 기존 드론을 이용한 유량측정 연구에서 도출된 바람, 강우 등 기상 요인에 의한 드론의 기계적인 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 IP56 등급의 방진·방수 성능, 최대 36 km/h의 풍속에서 안정적인 비행능력과 최대 10 kg을 탑재할 수 있는 드론을 개발하였다. 또한 전자파표면유속계 측정에 있어서 주요 제약 요소인 진동을 제거하기 위해 드론과 전자파표면유속계를 결합하는 댐퍼플레이트를 개발하였다. 이들 비행장비와 유속계를 결합시킨 유속계 DSVM (Dron and Surface Veloctity Meter using doppler radar)을 제작하였으며, 봉황천(금강 제1지류)에 위치한 금산군(황풍교)지점에서 DSVM을 운용하여 홍수량을 측정한 결과 ±3.5%의 오차가 발생하였다. 또한 측정된 표면유속으로부터 평균유속을 산정할 때 정확도 향상을 위해 ADCP를 이용하여 동시 측정하고, 평균유속을 비교하여 평균유속환산계수(0.92)를 산정하였다. 본 연구에서는 드론과 전자파표면유속계를 결합해 측정한 유량과 ADCP 및 봉부자를 이용해 측정한 유량을 비교하고, DSVM의 적용 및 활용 가능성을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1505-1514
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• 2022

영상정합은 다시기 및 다중센서 고해상도 위성영상을 효과적으로 활용하기 위해 필수적으로 선행되는 중요한 과정이다. 널리 각광받고 있는 딥러닝 기법은 위성영상에서 복잡하고 세밀한 특징을 추출하여 영상 간 빠르고 정확한 유사도 판별에 사용될 수 있음에도 불구하고, 학습자료의 양과 질이 결과에 영향을 미치는 딥러닝 모델의 한계와 고해상도 위성영상 기반 학습자료 구축의 어려움에 따라 고해상도 위성영상의 정합에는 제한적으로 적용되어 왔다. 이에 본 연구는 영상정합에서 가장 많은 시간을 소요하는 정합쌍 추출 과정에서 딥러닝 기반 기법의 적용성을 확인하기 위하여, 편향성이 존재하는 고해상도 위성영상 데이터베이스로부터 딥러닝 영상매칭 학습자료를 구축하고 학습자료의 구성이 정합쌍 추출 정확도에 미치는 영향을 분석하였다. 학습자료는 12장의 다시기 및 다중센서 고해상도 위성영상에 대하여 격자 기반의 Scale Invariant Feature Transform(SIFT) 알고리즘을 이용하여 추출한 영상쌍에 참과 거짓의 레이블(label)을 할당한 정합쌍과 오정합쌍의 집합으로 구축되도록 하였다. 구축된 학습자료로부터 정합쌍 추출을 위해 제안된 Siamese convolutional neural network (SCNN) 모델은 동일한 두 개의 합성곱 신경망 구조에 한 쌍을 이루는 두 영상을 하나씩 통과시킴으로써 학습을 진행하고 추출된 특징의 비교를 통해 유사도를 판별한다. 본 연구를 통해 고해상도 위성영상 데이터 베이스로부터 취득된 자료를 딥러닝 학습자료로 활용 가능하며 이종센서 영상을 적절히 조합하여 영상매칭 과정의 효율을 높일 수 있음을 확인하였다. 다중센서 고해상도 위성영상을 활용한 딥러닝 기반 영상매칭 기법은 안정적인 성능을 바탕으로 기존 수작업 기반의 특징 추출 방법을 대체하고, 나아가 통합적인 딥러닝 기반 영상정합 프레임워크로 발전될 것으로 기대한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제24권4호
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• pp.330-336
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• 2022

최근 기후변화에 따른 이상기상의 증대는 안정적인 벼 생산에 위협을 주고 있으며, 출수기의 변동은 기후 변화 적응에 주요한 요인 중 하나이다. 2022년도에는 이앙부터 출수까지의 생육기간 동안 평균기온이 증가하였음에도 출수기가 5일 이상 지연되는 등의 특이적인 결과를 보였으며, 일반적인 생육단계별로 온도가 출수에 미치는 반응을 고려해 결과를 해석할 수 없었다. 이는 생육단계에 따른 온도의 반응이 다를 수 있어 벼의 출수기 변동을 정확하게 판단하는 것에 한계가 있을 것으로 생각되었으며 또한 일장조건별로 출수 반응에 미치는 온도의 영향이 달라질 수 있기 때문에 이를 구명하는 연구가 필요할 것으로 보인다. 또한 생육단계별로 일사량, 일조시간 등 일사 조건에 따른 생육 발달 변화가 출수 반응에 미치는 영향에 대한 연구가 미흡한 상황으로 이에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권3호
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• pp.371-381
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• 2022

본 연구에서는 고등학교 맥락에서 과학 학습 동기가 높은 학생이 과학 학업 성취도가 오르게 되는지 또는 역으로 과학 학업 성취도가 높은 학생이 과학 학습 동기가 오르게 되는지의 인과 관계를 살펴보고, 이러한 두 요인들이 학생의 이공계 진로 동기에 미치는 영향을 살펴보았다. 2021년 2학기에 서울시 소재 1개 일반계고등학교 1학년 학생을 대상으로 동일 시간 간격으로 3회의 과학 학습 동기 검사를 실시하였고, 마지막 검사 시기에 이공계 진로 동기 검사 역시 실시하였다. 총 171명의 학생 중간고사 및 기말고사 성적을 포함한 자기회귀 교차지연(autoregressive cross-lagged) 모형을 구성하고 적합하였다. 연구 모형은 높은 측정안정성과 적합도를 지닌 것으로 나타났다. 자기회귀 경로와 교차지연 경로는 모두 통계적으로 유의미하였다. 다만 표준화 회귀 계수의 크기는 과학 학습 동기에서 학업 성취도로 향하는 경로가 그 역의 경로보다 큰 편이었다. 이공계 진로 동기로 향하는 경로 중 기말고사 성적은 유의미한 직접 효과를 나타내지 않았으며, 3차 과학 학습 동기 점수만이 유의미한 직접 효과를 나타내었다. 간접효과의 경우 학기 초의 1차 과학 학습 동기가 기말고사 성적 및 이공계 진로 동기에 이르기까지 유의미한 영향을 미쳤으며, 기말고사 성적은 3차 과학 학습 동기 점수를 매개로 이공계 진로 동기에 유의미한 영향을 미쳤다. 그러나 기말고사 성적은 이공계 진로 동기에 유의미한 총 효과를 지니지 않았다. 본 연구의 결과는 과학 학습 동기와 과학 학업 성취도 간의 상호적이면서도 순환적인 인과관계와 함께, 그 가운데 과학 학습 동기가 높은 학생이 과학 성취도가 오르게 되는 효과가 그 역보다 크다는 점을 보여준다. 연구 결과로써 고등학교에서 과학 학습 동기의 중요성을 재확인하였다. 고등학교에서 학기 초, 중, 후반에 과학 학습 동기를 증진시키기 위한 교수적 함의를 논의하였으며, 후속 연구로서 고등학생의 과학 학습 동기와 학업 성취도가 향후 이공계 직업 생활에 미치는 영향에 대한 종단 연구를 제안하였다.

• 전기화학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-10
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• 2023

리튬 이차전지의 4 대 구성요소에 포함되는 양극은 배터리의 에너지 밀도를 담당하는 중요한 구성요소에 속하며, 보편적으로 제작되는 양극의 습식 제작 공정에는 활물질, 도전재, 고분자 바인더의 혼합 과정이 필수적으로 이루어지게 된다. 하지만, 양극의 혼합 조건의 경우 체계적인 방법이 갖추어져 있지 않기 때문에 제조사에 따라 성능의 차이가 발생하는 경우가 대다수이다. 따라서, 양극의 슬러리 제작 단계에서 정돈되지 않은 혼합 방법의 최적화를 진행을 위해 보편적으로 사용되는 THINKY mixer와 homogenizer를 이용한 LiMn₂O₄ (LMO) 양극을 제조해 각각의 특성을 비교하였다. 각 혼합 조건은 2000 RPM, 7 min으로 동일하게 진행하였으며, 양극의 제조 동안 혼합 방법의 차이만을 판단하기 위해 다른 변수 조건들은 차단한 후, 실험을 진행하였다(혼합 시간, 재료 투입 순서 등). 제작된 THINKY mixer LMO (TLMO), homogenizer LMO (HLMO) 중 HLMO는 TLMO보다 더 고른 입자 분산 특성을 가지며, 그로 인한 더 높은 접착 강도를 나타낸다. 또한, 전기화학적 평가 결과, HLMO는 TLMO와 비교하여 개선된 성능과 안정적인 수명 주기를 보였다. 결과적으로 수명특성평가에서 초기 방전 용량 유지율은 HLMO가 69 사이클에서 TLMO와 비교하여 약 4.4 배 높은 88%의 유지율을 보였으며, 속도성능평가의 경우 10, 15, 20 C의 높은 전류밀도에서 HLMO가 더 우수한 용량 유지율과 1C에서의 용량 회복률 역시 우수한 특성을 나타냈다. 이는 활물질과 도전재 및 고분자 바인더가 포함된 슬러리 특성이 homogenizer를 사용할 때, 정전기적 특성이 강한 도전재가 뭉치지 않고 균일하게 분산되어 형성된 전기 전도성 네트워크를 생성할 수 있기 때문으로 간주된다. 이로 인해 활물질과 도전재의 표면 접촉이 증가하고, 전자를 보다 원활하게 전달하여 충전 및 방전 과정에서 나타나는 격자의 부피변화, 활물질과 도전재 사이의 접촉저항의 증가 등을 억제하는 것에 기인한다.