• 한국음향학회지
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• 제43권3호
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• pp.335-343
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• 2024

본 논문은 초음파 방사힘을 이용하여 음향파워를 측정하는 방법에 대한 이론적 모델을 세우고 이에 대한 이론적 결과를 다루었다. 이를 위해 Kirchhoff approximation 기반으로 강체원뿔표적에 대한 산란모델을 세우고 음향파워를 계산한 후 이를 방사힘으로 환산하였다. 이를 통해 원뿔표적을 사용하는 기존 방법의 정확성 및 측정 한계, 그리고 임의의 경사각의 원뿔표적으로도 측정할 수 있는 음향파워측정에 관한 확장된 이론을 제시하였다. 이를 이용하여 초음파 방사힘을 이용한 음향파워측정 방법의 주파수 및 표적 크기에 대한 의존도도 본 논문에서 제시하였다. 그 결과로 주파수 및 표적 크기를 고려하였을 때 국제표준규격(International Electrotechnical Commission, IEC)에서 제시하는 방법으로 계산한 음향파워값에 추가되어야 할 보정값을 산출하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.455-465
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• 2020

본 연구 목적은 선형가속기 표적(Target) 및 조준기(Collimator)에서 발생한 광중성자 특성을 평가하는 것이다. 전산모사 설계는 첫째, 표적은 단일물질 표적과 복합물질 표적으로 구성하였다. 둘째, 조준기 종류에 따라 원뿔형(Cone beam) 조준기와 부채꼴(Fan beam) 조준기로 구성하였다. 셋째, 부채꼴 조준기의 물질을 납(Pb)으로만 구성된 단일물질과 텅스텐(W)과 납으로 구성된 복합물질 조준기로 구성하였다. 연구 방법은 표적으로부터 100 cm 거리에서 가상의 구(Sphere) 표면에서 F2 Tally를 이용하여 광중성자 발생률과 에너지 스펙트럼을 계산하였다. 그 결과 광중성자 발생률은 첫째, 표적에 따라서는 20% 차이가 발생하였다. 둘째, 조준기의 종류에 따라서는 10% 차이가 발생하였다. 셋째, 조준기 물질에 따라서는 40% 차이가 발생하였다. 광중성자 스펙트럼에서도 평균 광중성자 플럭스(Flux)가 광중성자 발생량과 유사한 경향으로 나타났다. 이러한 결과로 9 MeV 선형가속기 광중성자 발생은 표적보다는 조준기에 의해 광중성자 발생이 증가하며, 조준기의 종류보다는 물질에 영향을 더 크게 받는 것을 확인할 수 있었다. 광중성자 발생이 적은 표적 및 조준기를 선택하여 운영하는 것이 가장 적극적인 방사선 방호가 될 것이다. 따라서, 본 연구는 컨테이너 보안 검색용 선형가속기 도입 및 운영 그리고 방사선 방호에 유용한 자료가 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권2호
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• pp.84-93
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• 2004

정위적 방사선수술(stereotactic radiosurgery, SRS)은 정위적 기구를 이용해 환자를 고정시킨 후 한번에 고선량의 방사선을 병변에 조사하는 방사선 치료법이다. 일반적인 방사선 치료와 달리 단 한번의 조사로 고선량의 방사선이 환자에게 주어지므로 정확한 수술계획의 수립이 필요하다. 현재, 수술계획은 사람이 직접 시행착오를 거듭하며 수립되고 있다. 이로 인해 계획의 재연성과 신뢰성에 문제가 재기되고 있으며, 이를 해결하고자 컴퓨터를 활용한 수술계획 최적화 방법들이 제안되어 왔다. 그러나 기존의 방법들은 최종적인 수출계획을 얻을 때까지 많은 시간이 필요하고 사용되는 수학적 알고리듬의 한계로 국소적 최적해를 최종해로 산출해 낼 위험성을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 이상표적모델을 활용한 정위적 방사선수술계획 최적화 방법을 연구하였다. 병소의 다양한 모양을 근사시킬 이상표적모델을 구형과 원통형, 원뿔형, 타원체의 4종류 가정하였다. 회전중심점(isocenter)을 여러 개 사용하여 이상표적모델을 50％ 등선량 내에 포함시키고, 이 조건을 만족하는 경우의 회전중심점의 위치, 콜리메이터 크기를 데이터베이스화 하였다. 병소가 주어질 경우 기하학적 비교를 통해 병소의 모양을 가장 잘 나타낼 수 있는 이상표적모델, 또는 이상표적모델의 조합을 결정한 후 병소를 근사화하는 과정을 개발하였다. 이후 각 이상표적모델에 대해 데이터베이스에 구축되어 있는 최적변수들을 찾아 회전중심점을 배치시키고 실제 병소에 맞게 최종적인 수정을 통해 최적화 과정을 마치도록 하였다. 이 과정을 가상 표적에 대해 수행한 결과 뛰어난 결과를 보이진 않았으나 회전중심점에 대한 간단한 변화만으로 만족할 만한 결과를 나타내었다. 이는 직접적인 수술에 사용될 수는 없을지라도 수술계획을 함에 있어 최적화 과정의 시작점(Starting Point)으로 받아들이기에 만족할 만한 결과이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권1호
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• pp.21-30
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• 2021

탐색기를 탑재한 유도탄의 중기궤적은 탐색기 시야(FOV : Field-Of-View) 내에서 표적을 탐지하며, 전환 시점에서의 기동성을 최대화하도록 설계하는 것이 요구된다. 유도탄의 비행궤적 최적화 문제는 여러 구속조건이 적용된 비선형 문제로 일반적인 해석해를 도출하기 어렵기 때문에 그 동안 다양한 계산적인 방법들이 제시되어 왔다. 본 논문에서는 추진-활공 유도탄의 중기궤적 최적화 문제를 컨벡스 최적화 기법인 2차 원뿔 프로그래밍을 이용하여 산출하였다. 먼저, 운동방정식의 상태변수를 최소화하기 위해서 제어변수 구속조건이 추가된 제어변수 추가 형태의 운동방정식을 구성하였다. 또한, 자유 종말시간 문제와 추진시간 문제를 대처하기 위하여 정규화된 시간 변수를 독립 변수로 설정하였다. 그리고, 운동방정식과 제어변수 구속조건을 컨벡스 형태로 변환하기 위하여 각각 부분 선형화와 무손실 컨벡스 변환을 적용하였다. 마지막으로, 본 논문에서 제시된 방안의 타당성을 확인하기 위하여 비선형 최적화 프로그래밍 결과와 비교하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.35-46
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• 2021

목 적 : 폐암의 정위 절제 방사선 치료(Stereotactic Ablative Radiation Therapy, SABR)시 복부압박을 이용한 치료계획과 양압지속유지기(The Continuous Positive Air Pressure, CPAP)를 이용한 치료계획을 비교, 분석하여 방사선 치료 효과 향상에 기여하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원의 폐의 SABR 환자 중 2명을 대상으로 복부 압박 고정 장치(the Body Pro-Lok, BPL)와 CPAP를 이용한 치료 계획을 수립하여, RTOG 0813에서 제안한 parameter들과 균질도(Homogeneity Index, HI), 일치도(Conformity Index, CI)를 통해 치료계획을 분석하였다. 또한 모든 4D CT에서 각 Phase별 계획용 표적 체적(Planning Target Volume, PTV) 중심의 X, Y, Z축 움직임을 분석하고, PTV와 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)의 체적과 평균 선량을 구하여 비교하였다. 그리고 4개의 원뿔형빔 전산화단층촬영(Cone Beam Computed Tomography, CBCT)을 이용하여, PTV 중심점과 0°, 90°, 180°, 270° 중 세 방향에서의 흉강내 접점까지의 직선거리를 측정하고, 각 방향에서 평균거리 값과의 차이를 비교하였다. 결 과 : BPL과 CPAP를 사용하여 얻은 치료계획은 모두 RTOG의 권고값을 따랐으며, 균질도와 일치도에서도 큰 차이가 없었다. PTV 중심의 X축, Y축, Z축 움직임은 A 환자의 경우 BPL 사용시 0.49 cm, 0.37 cm, 1.66 cm, CPAP 사용시 0.16 cm, 0.12 cm, 0.19 cm을 보였고, B 환자의 경우 BPL 사용시 0.22 cm, 0.18 cm, 1.03 cm, CPAP 사용시 0.14 cm, 0.11 cm, 0.4 cm을 보였다. CPAP 사용시 BPL 사용시보다 A 환자의 경우 ITV가 46.27% 감소하였고 좌측 폐의 체적이 41.94% 증가하였으며, 평균선량은 심장에서 52.81% 감소하였다. B 환자의 경우 좌측 폐 106.89%, 우측 폐 87.32% 체적이 증가하였고, 평균선량은 위에서 44.30% 감소하였다. 각 방향의 직선거리 값과 평균거리 값과의 최대 차이는 A 환자의 경우 a방향에서 0.05 cm, b방향에서 0.05 cm, c방향에서 0.41 cm 났고, B 환자의 경우 d방향에서 0.19 cm, e방향에서 0.49 cm, f방향에서 0.06 cm 차이가 났다. 결 론 : CPAP 사용시 폐용적의 증가를 통해 표적 근처 OAR의 선량을 BPL 사용시보다 더 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 호흡에 따른 종양의 움직임 제한에도 더 효과적으로 기여할 수 있다는 것을 확인하였다. 추후 CPAP의 다양한 부위 적용과 다른 치료기와의 결합을 통해 방사선 치료 효과를 개선시킬 수 있을 것으로 사료된다.