• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.245-247
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• 2022

엑스선 후방산란 영상획득기술은 물체에서 산란되는 엑스선을 활용하여 피조사체 내부 영상을 획득할 수 있는 기술로 영상획득을 위해서는 시스템은 엑스선 발생장치와 산란 엑스선을 측정하기 위한 검출시스템을 포함하여야 한다. 엑스선 후방산란 영상획득장치는 고속으로 회전하는 회전 콜리메이터를 통해 생성되는 엑스선을 샘플링 간격으로 실시간 신호를 획득하여야 하며 이를 위해서는 고속 신호획득장치가 요구된다. 우리는 후방산란 영상획득장치를 위해 대면적 플라스틱 섬광체(500×600×50mm3)와 광증배관으로 구성된 후방산란 엑스선 획득용 센서부에서 생성되는 신호의 변환 및 전달하기 위한 고속 다채널 신호획득장치를 개발하였다. 개발한 후방산란 영상획득용 검출시스템은 최소 15u초 간격으로 신호의 획득이 가능하며 최대 6채널의 신호의 변환 및 전달이 가능한 시스템으로 고속 후방산란 엑스선 영상획득이 가능하다. 개발된 검출시스템은 개별 센서의 보정을 위한 전압, 신호이득, 저레벨 제거 등의 원격 조절 기능을 포함한다. 현재 우리는 다양한 조건에서 엑스선 후방산란 영상획득을 적용 시험을 수행하고 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.105-112
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• 2023

농산물 선별 시스템은 작물의 형태를 보전하기 위하여 비파괴적인 선별이 주로 사용된다. 이러한 비파괴 선별 기술로는 가시광선, 근적외선, 엑스선, 감마선 등의 광학적 특성을 이용하고 있으며 본 논문에서는 엑스선을 이용한 선별을 이용한다. 엑스선 영상은 엑스선의 밀도에 따라 그레이 영상으로 생성되어 육안으로 시료의 결함을 감지하기가 어렵다. 미세한 결함을 발견하기 위해서는 영상을 확대하거나 픽셀의 범위를 수정하여 적정한 픽셀의 영역만을 표시하여 결함을 탐지해야 한다. 이런 작업은 비효율적이다. 따라서 본 논문은 엑스선의 광역적인 밀도와 지역적인 밀도에 대한 상대적인 밀도를 측정하여 색상화된 결함을 표시하는 새로운 방법을 제안한다. 하나의 픽셀에 대한 상대적인 밀도는 주위 픽셀과의 상대적인 차이를 나타내며, 이런 픽셀을 정상과 결함으로 나타내는 엑스선 영상의 색상화 방법도 제안한다. 실험에서는 육안으로 볼 수 없는 농작물의 병해충 또는 새싹 부분을 특정 색으로 색상화 하여 농산물 선별 시스템에 활용할 수 있게 하였다. 제안된 방법은 엑스선을 이용한 선별 시스템에 적용되어 농산물 선별 시스템뿐만 아니라 가공식품, 부품 제조와 같은 제조 공정에서 사용되어 불량품을 선별하는 방법에 적극적으로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.705-713
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• 2021

엑스선 영상 시스템으로부터 획득한 영상의 공간주파수에 대한 해상도를 분석하기 위해 변조전달함수(modulation-transfer function, MTF)를 계산한다. 일반적으로 검출기의 응답함수는 슬릿-카메라를 사용하여 선분포함수(line-spread function, LSF)를 획득하고, 푸리에 변환을 거쳐 변조전달함수를 도출한다. 엑스선이 항상 슬릿-카메라 중심에 입사해야 된다는 조건 때문에 실험자에 의해 발생하는 검출기와 슬릿-카메라의 기울임은 검출기 성능에 영향을 미치게 된다. 이와 더불어 기울임에 확대율이 더해진다면 엑스선 영상 시스템의 성능평가에 문제가 발생할 것이다. 본 연구에서는 실험적 오차에 기인하여 이를 변조전달함수, 즉 푸리에 도메인에서 실험과 분석모델을 해석하였고, 공간주파수에 미치는 영향을 분석하였다. 나아가 다양한 엑스선 영상 시스템에 있어 성능평가가 실시되어야 할 것이고, 실험적 오차는 불가결하게 발생하며 이를 허용할 수 있는 범위에 대한 검토가 이루어져야 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.253.2-253.2
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• 2013

탄소나노튜브(CNT)는 나노미터의 직경과 마이크로미터의 길이를 갖는 기하학적 구조와 우수한 전계방출 특성으로 디지털 엑스선 소스와 같은 차세대 전자소스 소자에 활용되고 있다. 본 발표에서는 고밀착성의 CNT 에미터와 진공 브레이징 공정 개발을 기초로 설계, 제작된 CNT 기반 디지털 엑스선 튜브에 대해서 논의한다. 나노 필러를 함유한 페이스트를 제조하여 캐소드 기판에 대한 CNT 에미터의 밀착성을 향상시켰으며, 진공 브레이징을 고온에서 최적화함으로써 진공 밀봉된 엑스선 튜브내의 진공도를 안정적으로 확보하였다. 유방암 진단을 위한 디지털 단층합성 시스템용으로 50 mA 이상의 고전류 엑스선 튜브를 제작함과 아울러 근접 암치료 또는 강내형 엑스선 영상용으로 6 mm 이하의 직경을 갖는 초소형 엑스선 튜브를 제작하였다. 개발된 CNT 기반 엑스선 튜브는 우수한 안정성과 신뢰성을 보이며, 에너지와 강도를 쉽게 제어할 수 있는 디지털 특성도 잘 나타냈다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권3호
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• pp.7-14
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• 2005

본 논고에서는 microfocus X 선 발생장치와 평판형 영상센서를 이용한 micro-CT 시스템의 개발과 그 응용에 대해 소개하였다. 개발과 관련하여서는 영상센서 및 시스템의 동작원리뿐만 아니라 성능평가 결과에 대해서도 간단히 언급하였는데, 이와 같은 성능평가는 추후 개선된 혹은 새로운 설계 및 제작을 위해서는 필수적으로 수반되어야 할 부분이다. 개발된 micro-CT 시스템의 응용분야 소개와 관련하여서는 몇 가지 획득 영상을 토대로 바이오 영상과 산업용 영상에 관하여 언급하였다. 바이오 영상분야에서는 현재 세계적으로 유수 의료기기업체에서 이미 제작하여 판매하고 있으며, 대부분 X선 영상증배관 혹은 CCD(charge-coupled device)를 X 선 영상획득 센서로 사용한 반면, 본 논고에서 소개한 시스템은 평판형 영상센서를 사용했다는 점에서 차별성이 있다. Micro-CT 시스템의 산업용 영상분야로의 적용은 이제 시작 단계이며, 기존 라미노그라피 시스템을 대체하거나 혹은 새로운 응용으로 자리매김할 것으로 기대된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.27-31
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• 2010

엑스선 영상의 공간분해능은 영상획득 장치에 사용되는 광학소자의 성능에 의해 결정된다. 8.5keV에서 높은 공간분해능 달성이 가능한 존 플레이트를 설계하였다. 방사광을 이용하는 대신 엑스선 튜브를 사용하는 영상시스템에서는 80nm의 공간분해능을 달성할 수 있음을 광선추적 기법을 이용하여 예측하였다. 전자빔 석판인쇄술을 이용하여 최외곽 폭 40nm를 갖는 존 플레이트가 제작하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.929-934
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• 2018

영상의 질 향상과 물질 분석 등을 위해 엑스선을 카운팅하여 검출하기 위한 연구가 활발하다. 본 연구에서는 MPPC 어레이를 사용하여 엑스선 포톤 카운팅을 위한 검출기를 설계하였고, 시뮬레이션을 통해 검출기 특성을 평가하였다. GATE를 사용하여 엑스선과 섬광체와 반응한 위치 정보를 획득하였고, 이 정보를 DETECT2000의 빛 발생 위치로 사용하였다. 0.5 mm와 1 mm 두께의 GAGG 섬광체를 사용하였으며, $4{\times}4$ 어레이의 MPPC를 통해 발생된 빛을 획득하였다. 각 채널별로 획득한 빛의 신호를 통해 영상을 재구성하여 설계한 검출기의 분해능을 확인하였다. 0.5 mm와 1 mm 두께의 GAGG 섬광체에서 모두 2 lp/mm 이상의 영상을 획득하였다. 본 검출기를 엑스선 시스템에 사용할 경우 포톤 카운팅이 가능한 저비용의 시스템을 구축할 수 있을 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.345-353
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• 2021

디지털 래디오그라피 이미징 시스템으로 환자의 병변 진단에 있어 도움을 줄 수도 있으나 인체에 입사되는 엑스선이 물질과의 상호작용으로 인해 산란선이 발생되면 엑스선 영상의 신호 및 노이즈 특성에 영향을 미치게 된다. 인체를 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA)로 간주하고 PMMA에서 발생되는 산란선이 엑스선 영상에 미치는 특성을 관찰하기 위해 공간 영역에서 신호 및 노이즈 분석뿐만 아니라 공간주파수 영역에서 노이즈-파워 스펙트럼(noise-power spectrum, NPS) 그리고 제로주파수에서 양자검출효율(detective quantum efficiency, DQE)을 계산하였다. PMMA 두께 증가에 따라 신호는 감소, 노이즈는 증가하였으며 전반적인 공간주파수에서 노이즈-파워 스펙트럼의 저하가 확인되었다. 이러한 특성을 바탕으로 제로주파수 성능 또한 저하되는 결과를 보였다. 간접변환방식 검출기의 산란선에 의한 제로주파수 성능을 보다 정량적으로 분석하기 위해 몬테칼로 시뮬레이션과의 비교분석이 이루어져야 할 것이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.71-78
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• 2017

디지털 방사선영상 시스템에서 산란선은 피검사체와 엑스선의 반응에 의해 발생하는 근원적인 현상이다. 방사선 투사영상은 일차선에 의해 형성되는 감쇠정보를 영상화 하므로 산란선은 투사영상에서 노이즈로써 작용한다. 본 연구에서는 다양한 검사조건에서 발생하는 산란선을 빔 저지체(beam stopper)를 이용하여 정량화하고 동시에 반 산란 격자의 효과를 확인하였다. 또한 산란선이 영상의 품질에 미치는 영향을 확인하기 위해 산란선에 의해 저하되는 대조도 대 잡음비를 측정하였다. 본 연구를 통해 산란선은 피검사체의 두께 및 공기층(air gap)에 지배적인 경향을 가짐을 확인하였다. 또한 산란선은 영상의 대조도를 현격히 저하시킴을 정량적으로 측정하였다. 산란선을 저감하기 위해 격자를 장착함으로써 상당량의 산란선을 저감할 수 있었으나 여전히 두꺼운 피검사체에 대해 많은 양의 산란선이 남아 있음을 확인하였다. 본 연구에서는 산란선을 정량화 하는 방법론을 제시하였으며, 향후 시스템의 최적화에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권3호
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• pp.179-184
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• 2010

나노 공간분해능을 갖는 영상을 얻기 위한 경엑스선 현미경 시스템에서는 단색 엑스선이 요구된다. 엑스선관에서 발생되는 화이트 빔으로부터 8.4 keV의 텅스텐 $L_{\alpha}$ 특성방사선을 84% 이상 반사시킬 수 있는 5.65 nm의 단위막 두께를 가지는 C/W 다층박막 거울을 설계하였고, 이온빔 스파터링 장치를 이용하여 $50{\times}50\;mm$ 크기로 제작하였다. 제작된 C/W 다층박막 거울은 99.5% 이상의 균일도(Uniformity)를 가지며, TEM 사진을 이용해 그 구조를 확인하였다. 8.05 keV의 구리 특성방사선을 광원으로 하는 엑스선 반사율 측정 장치를 이용한 다층박막 거울의 반사율을 측정함으로써 C/W 다층박막 거울의 8.4 keV에서의 반사율을 예상할 수 있었다. 제작된 C/W 다층박막 거울과 엑스선관을 이용하여 8.4 keV의 특성방사선을 획득함으로써 단색 엑스선을 획득하였다. 이때의 반사율은 77.1%였고, 단색 엑스선의 반치폭은 0.21 keV이었다. 엑스선관에서 높은 효율로 단색 엑스선을 획득할 수 있어 실험실 규모의 경엑스선 현미경 장치의 광원으로써 사용될 수 있는 가능성을 확인하였고, 다층박막 거울의 단위막 두께를 수 나노미터로 제작한다면 17.5 keV의 몰리브덴 특성방사선에 해당하는 단색 엑스선을 얻어 유방촬영에도 적용할 수 있을 것이다.