• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제12권1호
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• pp.33-39
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• 2008

목적: 특정 임무 부여시 특정 뇌피질의 대사물질의 변화를 자기공명 분광법으로 관찰할 수 있는지에 대해서는 논란이 있다. 이 연구의 목적은 실시간 기능적 자기공명영상 유도하의 기능적 자기공명분광법으로 손운동 수행중 운동피질의 젖산의 변화를 관찰하는 것이다. 대상 및 방법: 7명의 지원자(23-28세)를 대상으로 1.5 테슬라 자기공명영상 기계를 이용하여 우측 손을 쥐었다 폈다 반복하는 운동을 하면서 실시간 기능적 자기공명영상을 시행하여 뇌의 활성 영역을 확인한 후, 뇌의 활성 피질 부위에서 1)운동 전, 2) 운동 중, 3)운동 후에 단체적 자기공명분광법을 시행하였다. 연속적인 3회의 분광스펙스럼에서 운동에 의한 젖산의 변화를 비교 관찰하였으며, 이들 분광스펙트럼으로부터 Cho/Cr 비, NAA/Cr 비, Lac/Cr 비를 측정하였다. 결과: 실시간 기능적 자기공명영상에서 확인된 뇌의 활성 영역부위의 운동중 자기공명 분광에서 1.33 ppm 부위에 젖산 피크들이 현저하게 관찰되었으며, 운동후 스펙트럼에서 젖산 피크는 소실되어 운동전 상태로 회복되었다. 운동전, 운동중, 운동후에 Cho/Cr 비는 각각 0.81, 0.76, 0.77이고, NAA/Cr 비는 1.68, 1.65, 1.72이며, Lac/Cr 비는 0.28, 0.41, 0.30 이였으며, 운동중에 젖산은 46% 증가하였다. 결론: 저자들은 실시간 기능적 자기공명영상에서 확인된 뇌의 활성 영역부위에서 운동중 자기공명 분광법으로 현저한 젖산 피크들을 관찰하였으며, 이 기능적 자기공명분광법은 활성 뇌영역의 대사물질 변화를 실시간으로 관찰하는 수단으로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제30권8호
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• pp.752-759
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• 1997

복합 심장질환이나 대동맥궁 수술시 뇌손상을 보호하기 위하여 오래전부터 초저체온하 완전순환정지법 을 이용하고 있다. 수술후 뇌손상을 예방하기 위하여 여러 방법들을 이용하여 왔으며, 1994년이후 저자들은 뇌대사를 감시하기 위한 방법으로 수술중 뇌파감시를 하고 있다. 저자들은 심장수술실에 사용이 편리한 뇌 파 압축 스펙트럼 정렬(compressed spectral array; CSA) 시스템을 개발하여 이를 대동맥수술시 초저체온 및 설 전순환차단하에 뇌파감시에 적용하여 이의 유용성을 검증하고, 초저체온하 뇌파를 연속감시하여 뇌파가 소 실되고 다시 나타나는 온도를 확인하여 순환정지의 안전한 온도와 시간을 연구하였다. 급성 대동맥박리증 3 례와 대동맥궁 대동맥류 3례(2례는 가성)의 대동맥질환 환자를 연구대상으로 하였다. 직장과 식도체온을 연 속 감시하였으며,마취후 뇌파를 연속감시하였다. 대상환자들중 3례는 초저체온하 완전순환차단하에 수술을 하였으며, 3례는 초저체온하 선택적 뇌관류하에(500 700Ml분) 수술을 하였다. 환자의 체온을 하강하여 뇌 파가 소실된 후 약 3분 후에 순환정지나 선택적 뇌관류를 하였다. 뇌파가 소실된 체온은 직장\ulcorner온이 $16.1^{\circ}C-22.1^{\circ}C(평균:$ $18.4\pm2.0),$ 식도체온이 $12.7^{\circ}C~16.4^{\circ}C(평균:$ $14.7\pm1.6)였다.$ 완전순환차단 환자의 경우 뇌 허혈 시간은 각각 30, 36, 및 56분이었으며, 뇌관류 환자의 경우 각각 41, 56, 92분이었다. 수술중 뇌파가 다시 나 타난 시간 및 체온은(증례 3~6) 5~23분후에 직장체온이 $14.1^{\circ}C~20.3^{\circ}C,$ 식도체온이 $11.7^{\circ}C~15.4^{\circ}C에서$ 나타났다. 수술후 뇌손상의 증상은 없었으며,수술과 관련된 사망은 없었다. 이상의 결과로 식도체온이 $16^{\circ}C이하에서도$ 뇌파가 23분이내에 다시 나타난 것으로 보아 식도체온이 $15^{\circ}C이하는$ 되어야 약 30분간의 완전순환 차단에 안전하리라 생각되었으며, 대동맥 수술시 CSA를 이용한 뇌파감시는 전기뇌활동을 감시하는데 유용 한 방법으로 생각되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권3호
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• pp.208-218
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• 2012

수면에서의 마이크로웨이브 후방산란 수치 시뮬레이션 기법을 개발하였다. 수치 시뮬레이션은 수조나 실해역 실험의 대체수단으로서, 수면에서의 마이크로웨이브 후방산란 과정의 이해, 마이크로웨이브 레이더를 이용한 수면 관측시스템과 관측방법의 평가에 이용된다. 이 논문에서는 다양한 수면 조건에 대한 수치 시뮬레이션의 적용 예와 수치 시뮬레이션의 유용성에 대해서 기술하였다. 적용 예로서, 고정안테나 펄스 도플러 레이더의 1) 도플러 이미지, 2) 레이더 조사폭 영향, 3) 하천 수위 관측과, 4) 합성 개구 레이더 (SAR) 의 해면 이미지를 보여준다. 해면으로부터의 마이크로웨이브 후방산란 수치 시뮬레이션을 통하여, 1) 파랑계측에 있어서 펄스 도플러 레이더의 주파수 변조 이미지가 진폭 변조 이미지에 비해서 유용함을 보였다. 2) 연속파 레이더를 이용한 파랑계측에 있어서의 레이더 해면 조사폭의 영향에 대한 Rheem[2008]의 보고와 관련해, 레이더 조사폭이 도플러 스펙트럼에 미치는 영향을 조사하여, 파랑계측에 적합한 레이더의 조사 조건을 보였다. 3) 펄스 도플러 레이더를 이용한 해면 조위관측 알고리듬을 하천의 유속과 수위 추정에 응용함에 있에서, 알고리듬의 적용성과 계측성능을 평가했다. 4) SAR 이미지 생성 메케니즘의 이해와 SAR 이미지를 이용한 해면 관측 알고리듬의 평가를 위해, 수치 시뮬레이션을 이용하여 해면의 SAR 이미지를 생성하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제38권2호
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• pp.78-90
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• 2013

최근 방사선 피폭에 대한 관심이 높아지고 있다. 유방촬영용장치의 방사선 피폭은 일반 X선 촬영에 비해 비교적 흡수선량이 높기 때문에 화질은 개선하되 불필요한 피폭을 줄여야 노력을 할 필요가 있다. 최근 국제방사선방어위원회(ICRP)나 우리나라의 한국의료영상품질관리원(KIAMI)에서 권고하는 평균유선선량은 3 mGy이하이지만 이는 유방의 두께에 따라 다르므로 모든 경우에 권고수치가 넘지 않는다고 해서 적다고 말할 수는 없다. 일반적으로 방사선 촬영에 사용되는 선질은 영상의 화질과 피폭선량을 결정하는 중요한 인자로 촬영 관전압과 부가필터에 영향을 받는다. 일반적으로 유방촬영용장치에서 방출되는 X선 에너지는 연속 스펙트럼(spectrum)으로서 영상의 화질에 미치는 영향이 적은 저 에너지부터 이미지상의 대조도(contrast)를 저해하는 고 에너지 성분까지 포함하고 있다[1,3]. 현재 유방촬영용장치에 많이 사용되고 있는 부가필터는 몰리브덴(molybdenum, Mo), 로듐(rhodium, Rh)등이 있으며, 이는 사용되어지는 X선질의 에너지 영역에 따라 구분하여 사용되고 있다. 현재 유방촬영용장치에 가장 많이 사용되어지고 있는 부가필터의 물질인 몰리브덴(Molybdenum, Mo), 로듐(rhodium, Rh)외에 원자번호와 K-흡수단 영역이 비슷한 니오븀(niobium, Nb)이나 지르코늄(zirconium, Zr)재질의 부가여과판을 사용 하였을때 화질과 선량의 개선된 변화를 알아보고, X선의 저에너지를 흡수할 수 있는 알루미늄(aluminum, Al)재질을 복합으로 사용하였을 때 유방촬영용장치의 화질에 손실없이 알루미늄(aluminum, Al)두께에 따른 조사선량의 경감 정도를 확인하려 한다. 본 실험에서는 몰리브덴(molybdenum, Mo), 니오븀(niobium, Nb), 지르코늄(zirconium, Zr)등의 부가필터를 종류별로 단일필터로 사용할 경우와 이들 단일필터에 알루미늄(aluminum, Al)필터를 복합으로 사용한다. 이 경우 상기 부가필터의 종류에 따른 화질의 개선이 될 것으로 판단되고, 알루미늄(aluminum, Al)필터를 복합으로 사용함으로 인해 저 에너지의 불필요한 X선이 흡수되므로 동일한 농도가 되었을 때 화질에 큰 영향없이 선량이 감소될 것으로 기대된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.403-408
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• 2013

본 연구에서는 기존의 납을 대체할 수 있는 의료 방사선 차폐제품 적용을 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 바륨화합물의 두께별 차폐능을 모의 추정하였다. 차폐재 물질로는 황산바륨($BaSO_4$)을 이용하였고, 시편의 면적은 $15{\times}15cm^2$, 황산바륨의 밀도는 $4.5g/cm^3$, 납의 밀도 $11.34g/cm^3$를 적용하여 차폐재 시편의 두께를 0.1 mm부터 5 mm까지 시뮬레이션 하였다. 입력 선원은 연속 X-ray 에너지 스펙트럼(40 kVp ~ 120 kVp)에서 10kVp Step으로 시뮬레이션하였다. 40 kVp ~ 60 kVp에서의 흡수확률은 3 mm ~ 5 mm 두께에서는 납과 동일한 차폐능을 나타내었으나, 2 mm 이하에서는 차폐능이 기존 납 차폐재에 비해 다소 차폐능이 떨어지는 결과로 나타났다. 또한 70 kVp ~ 120 kVp 에너지 대역에서의 차폐능은 기존 납 차폐재와 유사한 성능을 보였지만, 0.5 mm 이하에서는 다소 낮은 차폐능으로 모의 추정되었다. 본 연구는 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 의료용 엑스선 에너지 대역에 대한 두께 함수로써 바륨화합물의 차폐능을 추정하여 기존의 납과 비교 분석하였다. 또한 순수한 황산바륨의 의료용 방사선 차폐제품 적용가능성을 검증하고자 하였다. 그 결과 의료 방사선 에너지 대역 70 kVp ~ 120 kVp 에서 최소 2 mm 이상의 바륨화합물 두께에서 기존 납 1.5 mm 대비 95% 이상의 차폐효과가 있는 것으로 추정되었으며, 본 결과는 의료용 방사선 차폐제품의 경량화 제작에 기초 자료로 제공될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권1호
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• pp.51-58
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• 2001

물질의 X-선 흡수도에 의해 영상을 얻는 일반 X-선 시스템과 달리 방사광 X-선은 위상이 일치하고 평행하며 진동방향이 일치하는 특성들을 이용하면 고 분해능, 고 대조도의 투사영상을 얻을 수 있다. 국내에서는 포항 방사광 가속기 연구소에 최근 건설된 5C1 빔라인에 미세구조 X-선 영상 획득을 위한 영상시스템을 구축하여 여러 기초 생물, 의학연구분야의 고 분해능 영상획득이 가능하게 되었다. 방사광 X-선을 이용하여 얻은 고 해상도 투사영상들 및 단층 재구성 영상들을 일반 X-선을 사용하는 유방찰영시스템, 치아 X-선 찰영시스템, 전신측정용 CT 시스템에서 각각 획득한 동일한 대상의 영상들과 비교하였다. 실험에 사용한 방사광 X-선은 6 ～30 keV 사이의 연속적인 에너지 분포를 가지며, 실험의 대상에 따라서 실리콘웨이퍼 필터들을 사용하여 빔의 세기와 에너지 스펙트럼 분포를 조절하여 사용하였다. 실험 대상 물체를 통과한 방사광 X-선의 투사영상은 형광판 (CdWO$_4$ scintillator)과 반응하여 가시광선으로 바뀐 후, 금도금된 거울을 통해 90$^{\circ}$ 반사되어 CCD 카메라로 획득하며, 이러한 디지털 영상정보는 PC로 전송되어 저장된다. 방사광 X-선의 공간 분해능 특성은 X-선 시험패턴(25 $\mu$m)과 초 고해상도 패턴 (13.5 $\mu$m)을 방사광 X-선 영상획득시스템 과 일반 X-선을 사용하는 유방촬영시스템에서 획득하여 분석하였다. 영상획득 실험대상으로는 일반 구조물로 커패시터, 생체조직으로 성인치아, 유아치아, 생쥐 척추뼈 및 유방암조직을 대상으로 실험하였다. 단층영상은 각각의 샘플을 0.72$^{\circ}$ 간격으로 180$^{\circ}$ 회전시켜 250개의 투과영상들로부터 재구성한 후 컴퓨터 단층촬영기에서 얻은 영상과 비교하였다. 포항 방사광가속기연구소 5C1 빔라인에 간단하고, 경제적인 방사광 X-선 영상획득시스템을 성공적으로 구축할 수 있었고, 획득한 투사 영상과 재구성한 단층영상을 기존 X-선을 사용한 시스템으로 획득한 단층영상들과 분해능, 대조도의 특성들을 비교, 분석하였다. 방사광 X-선을 사용하여 획득한 영상들은 일반 시스템에서 얻은 영상보다 고 해상도의 영상 질을 보여주었고, 기초 의학영상 연구 측면에서 많은 정보를 제공해 주었다. 방사광 X-선을 이용한 영상획득시스템은 고 분해능과 고 대조도로 미세구조의 상세한 의학영상을 얻기 위한 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 해부학적, 병리학적 및 임상학적 의료영상 분야에 효과적으로 응용하기 위하여 X-선 선량 정량 분석과 수치적 영상 해석연구가 계속되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권4호
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• pp.183-192
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• 1998

월성 원자력 발전소 주변해역에 대한 장기간 수온관측을 실시하여, 수온의 장기간 변화양상, 수평 수온분포 및 연직 수온분포 특성을 분석하였다. 관측기간은 1996년 11월 10일부터 1997년 8월 22일까지 약 280 일간이며, 발전소 인근 10 개 정점에 표층 수온관측기를 설치하고 10 분 간격으로 표층수온의 연속관측을 실시하였다. 또한, 수온의 연직구조를 파악하기 위하여 배수구 인근 2 개 정점에 수심별 수온관측기를 계류하여 20 분 간격으로 표층으로부터 수심 10 m까지 1 m 간격으로 수온을 측정하였다. 관측정점들에 대한 월평균수온의 최저치는 2월의 $12.8^{\circ}C$ 였으며, 최고치는 8월의 $19.6^{\circ}C$였다. 6월~8월에는 냉수가 관측해역에 수시로 출현하는 것으로 관측되었다. 표층수온의 일평균 분포에 따르면, 발전소 미가동 시기였던 1996년 11월과 대조적으로, 발전소 가동이 재개된 1996년 12월 이후에는 발전소 배수구를 중심으로 고수온 영역이 항상 존재했다. 매 시간별 수평 수온분포를 분석한 결과, 고온의 해수가 발전소 배수구를 중심으로 반일주기의 남북이동을 하는 것으로 관측되었으며, 매 시간별 연직 수온분포에서도 표층에 반일주기의 고온수가 나타나는 것으로 조사되었다. 스펙트럼 분석결과, 1997년 2~4월의 경우 발전소 배수구에 가까운 정점들에서 반일주기 성분이 우세하게 관측되었으며, 이는 반일주기 조류에 의해 온배수가 이동, 확산된 결과로 해석된다. 1997년 8원에는 발전소 배수구에 가정 가까운 정점 12를 제외한 모든 정점에서 일주기 성분이 우세하게 나타났는데, 이는 온배수에 비해 대양복사에너지가 훨씬 우세하게 작용한 때문으로 사료된다.