• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.1-9
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• 2023

애니매트로닉스 제어 기술은 공학, 의학, 예술 등 여러 학문 분야에서 흥미로운 주제이며 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 애니매트로닉스의 움직임을 제어하는 일반적인 방법은 몸체 내부에 장착된 전동 모터를 사용하는 것이다. 하지만 이러한 방식은 몸체 내부의 공간이 좁을 경우 적용하기 어렵다. 본 연구에서는 몸체가 가늘고 긴 촉수 생명체의 움직임을 제어하기 위해 몸체 내부에 기계 장치를 장착하는 대신 외부 자력을 이용하는 방법을 제안한다. 구체적으로 본 연구에서는 애니매 트로닉스의 관절체 몸체를 자성이 있는 금속 소재로 만들어 외부에 설치된 전자석의 인력에 영향을 받도록 하였다. 그리고 전자석의 세기를 PID 제어기로 제어하여 애니매트로닉스 몸체의 위치를 실시간으로 제어할 수 있도록 하였다. 또한 자석이 회전 운동을 하도록 하고 회전의 속도를 변화시켜 다양한 움직임을 연출할 수 있도록 하였다. 본 연구의 실험은 가상 환경에 구현하여 시뮬레이션을 통해 수행되었다. 사용자에 의한 실시간 제어의 결과뿐만 아니라 다양한 스타일의 애니메이션 생성 방법 및 결과를 제시하여 그 효용성을 증명하였다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제9권6호
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• pp.93-98
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• 2023

벼농사에서 물 관리는 매우 중요한 작업이다. 벼의 생육 초기에는 잡초 발생을 억제하기 위하여 물을 깊이 대고, 모내기 후 뿌리가 활착하면 줄기 생성을 촉진하기 위해 물을 얕게 대며, 쌀알이 맺힐 수 없는 줄기가 생성되는 시기에는 물을 뗀다. 물 공급 상황은 논 위치, 농수로, 토양, 기상 등 다양한 요소에 영향을 받기 때문에 농민은 수시로 논을 방문하여 수위를 확인하고 물의 유출입을 통제한다. 경작하는 논이 원격지에 분산되어 있다면 이러한 노력은 더욱 증가한다. 자동 물 관리 시스템은 노동력을 절감하여 생산성 향상에 기여할 수 있는 방안으로 고려되고 있다. 그러나 2022년 국내 벼 생산으로 인한 순수익은 평균 32만원/10a 정도이다. 따라서 높은 단가의 고사양 장치를 적용하거나 공사를 추진하여 관련 인프라를 구축하는 것은 현실적으로 어렵다. 본 연구는 추가적인 기반공사 없이 국내 농업 인프라에 통합될 수 있는 물꼬 개발에 중점을 두었으며 세 가지 주요 분야에서 연구를 수행하여 사물인터넷 기반 물꼬를 구현하였다. 첫째, 기존의 농업용 관수 파이프에 빠르고 쉽게 설치할 수 있는 물꼬를 설계하였다. 둘째, 저전력 통신 기능을 갖춘 Cat M1 통신 모뎀과 아두이노 나노 보드를 연결하고 전원을 공급하는 전자회로를 제작하였다. 셋째, 클라우드 기반 플랫폼을 이용하여 서버와 데이터베이스 환경을 구축하고 사용자가 접근할 수 있는 웹 페이지를 제작하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.704-711
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• 2023

본 논문은 직류전동기(DC motor)와 전기적인 특성은 유사하지만, 수명과 신뢰성이 향상된 BLDC 모터의 제어기법에 대해 언급하고 있다. BLDC모터는 회전자의 위치 정보를 사용하여 직류전동기의 기계적인 접촉에 의한 정류 장치를 제거함으로써 내구성과 속도 안정성을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 BLDC모터의 권선에 흐르는 전류가 직류전동기의 전기자에 흐르는 구형파 형태의 전류인 것에 착안하여 직류전동기에 대한 제어기를 설계하고, 설계된 제어기를 3상 BLDC모터에 적용하여 제어기의 유효성을 확인하였다. 이를 위해 3상 BLDC모터의 전기적인 파라미터 값을 가지는 단상 직류전동기의 모델링을 실시하였고, 도출된 시스템에 대해 근궤적법을 적용하여 전동기의 속도제어를 위한 PI 제어기를 설계하였다. DC 전동기의 속도제어 시뮬레이션을 시행하여 제어기의 성능을 확인하였고, 동일한 제어기를 MATLAB으로 구현한 3상 BLDC모터의 속도제어에 적용하였다. DC 전동기와 유사한 제어 결과를 3상 BLDC모터에서 얻을 수 있었고, 이를 통해 연구에서 제안한 제어기법의 유용성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.63-75
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• 2024

마시는 물은 인간의 기본적인 생활권 보장을 위한 필수적 요소로 깨끗한 물에 대한 품질은 항상 확보되어야 한다. 하지만 국내 수도시설을 집중 설치하였던 2000년 초반을 기점으로 현재 노후 상수도 시설이 증가하고 있으며, 색도 및 탁도와 같은 물의 변색, 이물질 누출 등의 사고가 빈번히 발생하고 있다. 실제로 모든 관의 교체는 불가능하기 때문에 2021년 제정된 상수관망시설 유지관리업무 세부기준에서는 상수관 세척을 의무화 하였으며, 다양한 세척 공법들을 통해 유지관리가 이루어지고 있는 실정이다. 상수관 세척 공법 중 스왑피그 공법은 관 내 이물질을 물리적으로 제거하는 방법으로 세척 효율이 가장 높은 것으로 평가 받고 있다. 하지만, 세척과정에서 스왑피그의 파손 및 변형에 따라 세척 효율은 변화하며, 분실의 가능성이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 피그 자체의 재료를 변경하여, 압축력 및 관 내벽과의 밀착력을 향상시키고자 하며, 세척 효율 극대화를 위해 회전 블레이드를 삽입된 회전식 스왑피그를 개발하였다. 또한, 분실 가능성을 제거하고, 피그의 위치 파악을 위해 고강도 와이어 및 권취 장치를 추가적으로 개발하여, 투입구부터 토출구까지를 연결하였다. 각 세부 기술의 성능 검증 이후에는 30m 구간의 테스트베드에서 본 기술을 적용하였으며, 현장 적용성 평가와 더불어 공정 시간을 측정하여 기술의 성능을 검증하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제54권3호
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• pp.239-245
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• 2016

목적: 임플란트 지지 서베이드 고정성 보철물을 이용한 가철성 국소의치의 합병증을 임상적으로 조사하고, 임플란트 식립위치, 보철물 연결고정여부, 국소의치의 유지장치 종류, 케네디 분류, 대합치에 따른 연관 관계를 조사하고자 하였다. 대상 및 방법: 2000년부터 2016년까지 임플란트 고정성 서베이드 보철물을 이용한 가철성 국소의치로 수복을 받은 환자 11명(남자 7명, 여자 4명)을 대상으로 하였다. 평균 연령은 67.5세였으며, 상악 7개, 하악 4개의 국소의치가 제작되었다. 장착된 국소의치 11개와 이를 지지하는 37개의 임플란트 고정성 보철물의 기계적 합병증, 잔존 자연치아 상태, 주변 연조직 상태 등 모든 합병증과 그와 관련된 요소를 조사하였다. 결과: 장착된 국소의치 11개를 지지하는 총 임플란트는 37개로 국소의치마다 평균 3.4 개의 임플란트 지지 서베이드 고정성 보철물이 이용되었다. 평균 41.5 개월의 추시 기간 동안 발생한 합병증은 임시시멘트 접착 탈락, 대합치 파절/동요, 나사 파절, 나사 풀림, 클래스프 헐거움, 상부 도재파절, 임플란트 주위 골 흡수/동요, 국소의치 인공치아 파절 순으로 발생하였다. 이러한 합병증은 구치부보다 전치부에서, 연결한 보철물 보다 연결하지 않은 보철물에서, 가공선 클래스프를 유지장치로 이용한 보철물에서, 대합치가 의치를 포함하는 보철물보다 자연치열인 경우 합병증 발생이 좀 더 높은 빈도로 나타난 것을 확인 할 수 있었다. 케네디 분류에 따른 합병증 발생 빈도 차이는 유의한 차이를 확인할 수 없었다. 결론: 임플란트 융합 국소의치는 장기간 사용되고 있고 충분히 효과적으로 기능하고 있었다. 하지만 아직까지 이러한 치료의 예후에 대한 축적된 임상 결과는 많이 부족한 실정이므로 좀 더 장기적인 임상 연구가 필요한 상황이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.742-749
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• 2009

최근의 방사선치료용 선형가속기에 부착된 진단용 kV 에너지 영역의 X선 선원과 아모퍼스 실리콘(a-Si)의 검출기로 구성된 온보드영상장치(OBI)를 이용하여 콘빔 전산화단층촬영 영상(CBCT)획득이 가능하다. CBCT영상을 이용하여 치료계획을 세우게 되면 치료실에서 CT영상 촬영이 가능해짐으로써 고식적 치료환자들의 부담이 많이 감소될 수 있고 더 나아가 선량을 재계산하여 치료과정 중 치료계획 재수립도 가능하다. 본 연구에서는 CBCT를 이용한 치료계획과 기존의 모의치료용 CT를 이용한 치료계획을 비교 연구 함으로서 CBCT영상만으로 광자선 선량계산이 정확한지를 평가하고 임상에서 고식적방사선치료를 목적으로 하는 환자들을 대상으로 온라인 방사선치료계획의 가능성을 연구하였다. 선량계산에 필요한 CT수와 밀도간의 상호관계 확인을 위하여 Catphan 600 팬텀을 이용하여 교정곡선을 산출하였고 팬텀과 환자들의 모의 치료용 CT영상과 CBCT영상을 획득하여 치료계획 및 선량계산 된 결과를 비교하였다. CBCT 영상을 이용한 치료계획에서의 MU차이는 중심점에 100cGy 처방하였을 때 Phantom에서의 경우 3~4MU로 약 2.7%, 환자에서의 경우 1~3MU로 약 2.5% 이하로 차이가 났다. 팬텀과 환자에서의 Monitor unit(MU)차이는 2.7%, 2.5% 이내였으나, CBCT영상의 경우 검출기의 크기의 제약 및 환자의 불수의적인 움직임에 의하여 전자밀도가 큰 물질에서 산란선과 artifact의 발생이 크게 증가한다. 따라서 뇌 및 폐 영역의 치료계획시 선량의 오차가 더 커질 수 있어 이에 대한 주의가 요구된다. 치료시작 전 CBCT 영상을 획득하여 환자의 자세와 내부 장기의 위치를 보정하고 선량을 재계산하여 치료계획을 재수립하는 적응방사선치료(ART)를 시행하기 위해서는 산란선과 움직임에 의한 artifact의 감소방안이 마련되어야 할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제9권1호
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• pp.123-130
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• 1991

수술중 방사선치료법 (Intraoperative Radiation Therapy)은 외과적으로 개복된 상태에서 종양이나 장기를 절제한후 비가시적 또한 육안적 암세포를 전자선등으로 직접 조사 치료하는 방법으로서 일시에 다량의 방사선량을종양부위에 집중적으로 조사할 수 있으며 정상장기나 조직을 방사선 조사 범위로부터 차단함으로 방사선 손상을 격감 시킬 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연세암쎈터 치료방사선과에서는 1986년 2월부터 현재까지 십여명의 위암환자를 대상으로 수술중 방사선치료를 시 행하여 좋은 결과를 얻었으나 치료절차상 많은 어려운점 이 야기되어왔다. 그중에서도 방사선치료실(LINAC room)내에서 수술을 시행함에 따른 수술기구, 응급처치 장치, 조명 및 감시장치 등이 완벽하게 준비되여져 야 하며 치료실내를 $2\sim3$일 동안 자외선과 소독약으로 완전히 제독 하여야 함으로 그기간동안 많은 방사선치료 환자들이 한명의 IORT환자를 위하여 치료를 중단하여 야 하는 어려움이 있었다. 본 연세 암쎈터에서는 콜리메터 접속기구(collimator holder)와 투명 조사통(Acrylic cone)으로 구성된 조립형 조사기구(Docking Applicator)를 고안 제작하여 수술과 방사선 치료를 각각 해당 장소에서 시 행할 수 있었다. 즉 tORT 환자의 개복수술은 수술실에서 시 행하되 다만 가볍고 투명하며 외부 공기와 차단된 투명 조사기구(Acrylic cone)를 종양 부위에 조준고정 시켜 봉합하고 방사선 치료실로 이송된후 선형가속기의 방사구에 장착된 콜리메터 접속기와 접합시킴으로서 많은 문제점을 해결할 수 있었다. 조립조사 기구는 치료부위를 잘 관찰할 수 있고 쉽게 결합할 수 있도록 가벼운 아크릴과 Mylafilm으로 구성 제작하였으며 콜리메터 접속기는 종양 부위에 균일한 선량분포와 누출선량을 줄이기 위하여 스텐레스 강철로 구성제작하였다. 직경이 8cm이고 길이가 30cm인 접합형 조사기구를 사용하여 12MeV 전자선을 조사하였을때 $90\%$의 등선량곡선이 5 mm 정도 확장 되었으며 조사통 가장자리의 선량이 약 $6\%$ 증가하였다. 조사 통밖 의 누출 선량은 위치에 따라 출력선량의 $3\sim5\%$가 측정되었고 심부 백분율은 기준조사통에 의한 것과 유사하였다. 조사통의 모양과 크기는 종양범위에 알맞도록 원형, 사각형 또는 오각형 등으로 제작하였으며 $1\sim2$ cm의 금속띠를 이용 조절하므로서 최적한 선량분포를 얻을수 있었고 콜리메터의 차폐 금속편을 이용하여 조사통밖의 누출선량을 최대한으로 줄일 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제50권1호
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• pp.29-35
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• 2012

연구 목적: 임플란트-골 계면에서 발생하는 과도한 열은 골유착을 저해하여 임플란트의 실패를 유발한다. 이에 이번 연구에서는 임플란트 금 합금 보철물의 교합면 삭제시 임플란트-골 계면으로의 열전달 양상과 냉각 방식의 효율성을 알아 보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 온도 감지 장치 제작을 위하여 Internal cone 연결형태의 임플란트에 16개의 K형 열전대를 부착하여 아크릴릭 레진에 포매하였다. 치과용 금 합금과 주조용 abutment를 사용하여 교합면에 3개의 요철을 가지는 시편을 10개 제작하였고, 연결 나사를 이용하여 임플란트와 연결한 뒤 온도 감지 장치를 $37^{\circ}C$ 유지되는 수조에 위치시켰다. 저속 핸드피스와 green stone bur를 이용하여 30초 동안 보철물의 요철을 삭제하였는데, 무냉각군, 공기 냉각 군, 물 분사 냉각 군으로 나누어 요철을 삭제하였다. 보철물이 삭제 되는 동안 임플란트의 부위별로 온도가 0.05초 간격으로 기록되었고, 삭제를 멈춘 뒤에도 무 냉각 군의 경우 임계 온도인 $47^{\circ}C$ 이하로 온도가 하강할 때까지, 공기 냉각군과 물 분사 냉각군의 경우 삭제 중단 후 30초 동안 추가로 온도를 기록하였다. 냉각 방식에 따른 임플란트-골 계면의 온도를 알아보고, 임플란트의 부위별 온도변화의 유의차를 알아보기 위하여 one-way ANOVA를 실시하였고, Turkey HSD 이용하여 95% 유의수준에서 사후 검증하였다. 결과: 무 냉각 군은 임플란트-골 계면의 온도가 $47^{\circ}C$ 이상으로 상승하였으며, 임플란트의 경부에서 유의하게 높은 열이 측정되었다(P>.05). 공기냉각군과물분사냉각군은 임플란트-골 계면의 온도가 $47^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 무 냉각 군에서 임플란트 경부의 온도가 $47^{\circ}C$에 도달되는 데는 약 $10.8{\pm}1.5$초가 소요되었다. 공기 냉각 군과 물 분사 냉각 군 사이에서는 임플란트-골 계면 온도의 유의차가 없었다(P>.05). 결론: 이상의 결과로부터 임플란트 금 합금 보철물의 교합면 삭제 시, 임플란트 주위 조직에 위해를 가할 수 있는 임계 온도 이상의 열이 발생했음을 알 수 있었으며, 냉각 방식은 공기 냉각과 물 분사 냉각 모두 효과적이라고 생각된다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제7권9호
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• pp.717-722
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• 2001

최근 국내 수출입 물량의 증가와 더불어 항망 및 물류 처리시설의 자동화에 대한 요구가 절실하다. 특히 제한된 공간 내에서 효율적으로 화물의 적화 및 하역을 해야하는 컨테이너 수송용 트레일러의 경우 후진 및 주차기능이 매우 중요하다. 일반적으로 트레일러 형 차량은 트랙터의 속도와 방향을 제어하여 트레일러의 위치 및 방위를 제어하는 논홀로노믹(Non-holonomic)제어시스템으로서 제어하기가 까다로우며 특히, 후방경로 주행에 있어서는 시스템이 불안정해지지 쉽기 때문에 더욱 더 정교한 제어가 요구되고 있다. 아울러 자립(Self-contained) 이동 시스템의 실제 구현에 있어서는 CPU의 처리능력, 뱃터리 용량 등 여러가지 물리적 제약조건을 고려하여 시스템을 통합하여야 하므로 시스템의 대형화나 알고리즘 복잡성을 줄이는 노력이 필요하다. 제어하는데 있어서 CPU에 부담을 덜어주기 위해 복잡한 알고리즘을 피하면서 광범위한 운전영역에서 큰 무리없이 동작할 수있도록 하는데 역점을 둘 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 선형 모델을 얻고 이를 근거로 후방직선경로를 안전하고 정확히 추종할수 있는 상대 피드백 제어기를 설계하는 무제를 다룬다. 일반적으로 트레일러형 로봇의 후방경로 제어는 몸체의 질량. 관성 등과 같은 동역학적 요소와 길이, 폭등과 같은 운동학적 요소가 동시에 고려되어져야 하지만, 로봇의 병진속도와 회전각속도 제어를 담당하는 하위의 제어기를 미리확보한 것으로 간주하고 운동학적 요소만을 고려하였다. 먼저 로봇의 비선형 기구학적 모델로부터 선형모델의구조를 결정하고, 실제 장치를 Sinusoidal 형태로 주행시키면서 얻어진 입출력 데이터와 실수코딩 유전알고리즘 (Real-coded genetic algorithm: RCGA)을 이용하여 그 파라미터를 추정한다. 이와 같이 추정된 모델에 기초한 상대 피드백 제어기가 극배치법으로 설계되어졌으며, 제안된 방법에 대한 유효성은 실제 실험장치를 통해 검증되어진다.}$/ml와 150 $\mu\textrm{g}$/ml로 hydroxyl radical의 소거 능이 좋은 vitamin C (180 $\mu\textrm{g}$/ml) 보다 뛰어난 소거 활성을 나타내었다. Superoxide radical을 소거하는 효과는 초두구 추출물의 $IC_{50}$/ 값 10 $\mu\textrm{g}$/ml, 빈랑 추출물이 15 $\mu\textrm{g}$/ml을 나타냈고, 이는 기준 물질인 vitamin C (35 $\mu\textrm{g}$/ml)보다 좋은 소거 활성을 보여주었으며, gallic acid 9 $\mu\textrm{g}$/ml과 유사한 효과를 나타내었다. 사람 섬유아세포를 배양하여 hydroxyl radical과 superoxide radical를 발생시킨 후 초두구와 빈랑 추출물의 세포 보호 효과를 실험한 결과 25 $\mu\textrm{g}$/ml의 농도로 처리하였을 때 각각 85% 이상의 우수한 세포 보호 효과를 나타내었다. 초두구로부터는 자유라디칼 소거 활성이 있는 물질을 분리하기 위하여 분획한 후 가장 높은 소거 활성을 보인 에틸아세테이트 층에 대하여 silica column chromatography, preparative TLC를 수행하였다. 초두구로부터 분리된 물질은 HPLC를 이용한 분리에서 phenol성 물질인 gallic acid와 동일한 retention time을 보여줌으로써 초두구로부터 분리된 물질은 gallic acid와 유사한 phenol성 물질이거나 그의 유도체일 것으로 추측된다. 따라서, 초두구와 빈랑 추출물은 피부 노화의 주요인이 되고 있는 lipid radical, hydroxyl radical, superoxide radical을 소거하는 활성이 뛰어나 자유라디칼에 의하여

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권1호
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• pp.86-92
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• 2010

곡면 형태의 피부표면의 방사선량을 방사선크롬 필름과 열형광 선량계를 이용하여 측정하고자 한다. 또한 고정 장치의 사용으로 인한 고에너지 방사선의 피부보존효과의 감쇠를 정량적으로 측정하여 Monte-Carlo 프로그램으로 계산한 값과 비교하고자 한다. 머리-목 그리고 어깨의 곡면 형태를 모의하여 만든 11 cm 직경의 원통 팬텀에 $40{\times}40\;cm^2$의 조사야, SAD 100 cm, 6 MV의 방사선을 쪼였다. 또한 관련된 치료 상황과 유사한 조건으로 만들기 위해 그물망 형태의 고정 마스크를 원통형 팬텀에 씌워서 실험하였다. 원통 팬텀의 원둘레 주위를 따라 $0^{\circ}$에서 $360^{\circ}$까지의 피부선량곡선을 구하였다. 방사선크롬 필름을 이용하여 구한, 정면 입사위치($0^{\circ}$)에서의 피부선량은 최대값 깊이($D_{max}$) 방사선량의 47%, 접선 각도인 $90^{\circ}$에서는 61%로 측정되었다. 1.5 mm의 고정마스크를 씌운 경우 $0^{\circ}$ 입사지점에서는 59%, $80^{\circ}$에서는 78%였다. TLD를 통한 결과는 고정마스크를 씌운 경우 $0^{\circ}$ 입사지점에서는 66%, $80^{\circ}$에서는 80%였고 필름의 경우와 유사한 형태를 보였다. 고정 마스크를 머리-목 그리고 어깨 부위에 부착시켜서 치료를 하는 경우에 접선 부근 각도에서의 피부선량이 치료선량과 거의 같은 값을 보였다. 곡면 부위의 피부에는 고정성을 잃지 않는 범위 안에서 보다 더 얇고 더 구멍이 많이 뚫린 고정마스크를 사용해야 과도한 피부선량을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.