• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
• /
• pp.548-549
• /
• 2015

무인 잠수정은 자율 무인잠수정(이하 'AUV' 또는 '자율무인잠수정'을 혼용)과 원격조정잠수정(이하 'ROV'로 지칭)으로 분류를 할 수 있다. ROV는 테더 게이블로 인한 작업 범위의 한계와 운동성능 효율이 떨어지는 단점을 지니고 있어, 테더 케이블이 필요 없는 AUV에 대한 필요성이 증대되고 있다. 추측 항법 시스템인 관성 항법 시스템(inertial navigation system, 이하 'INS'로 지칭)은 외부 도움없이 관성측정 장치(inertial measurement unit, 이하 'IMU'로 지칭)를 활용하여 구성된 시스템을 말한다. IMU는 자이로 스코프(gyroscope), 가속도계(accelerometer), 지자기(magnetic)센서로 구성된 측정 장치로 3개의 센서를 사용하여 상호 보정을 통한 기동 체의 위치, 속도 및 자세 정보를 제공한다. 복합항법시스템은 추측항법시스템이 가지는 누적오차와 측위 항법시스템이 가지는 외부환경에 대한 단점을 상호 보완하는 방법으로 연구가 진행 중이다. 하지만 심해서 또는 해양의 특성에 따라 측위 시스템이 사용되지 못하기 때문에 추측 항법시스템의 다양한 관성 센서를 활용한 상로 보완과 신호처리 방법을 통한 연구 개발이 진행 중이다. 다양한 센서 정보를 통합하는 목적으로 칼만 필터와 같은 최적 필터기법이 보편적으로 사용되고 있다. 칼만 필터는 확률 선형 시스템에 대하여 공정잡음 및 측정 잡음이 가우시안 확률 분포를 따를 때 최적의 추정자가 된다. 또한 가우시안 조건을 만족하지 않는 경우에도 선형 추정자 중에 추정 오차의 분산이 가장 작은 추정자이다. 칼만 필터가 최상의 성능을 발휘 하려면 공정잡음과 측정 잡음의 실제 값을 정확히 알아내는 것이 중요하다. 잡음 수준에 대한 정보가 부정확 할 경우 칼만 필터는 발산 할 수 있기 때문에 시스템에서 잡음 수준의 공산은 칼만 필터의 최적 이득을 결정하는 중요한 요소로 추정치에 큰 영향을 준다. 따라서 칼만 필터를 추측항법시스템에 적용 시킬 경우 실제 모텔의 잡음 공분산을 정확히 추정할 수 있는 기법이 요구된다. 추측항법시스템은 다양한 센서를 활용하기 때문에 움직이는 기동 표적에 적용시 잡음공분상이 변하기 때문에 항법시스템이 저하 될 수 있다. 본 연구에서는 다양한 센서를 융합하여 해양 생체 로봇의 정밀 자세 제어가 가능한 시스템을 제안하고자 한다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제41권4호
• /
• pp.189-194
• /
• 2017

이동형해상감시레이더는 해안을 따라 이동하며, 해역을 감시하는 기능을 수행한다. 초기 레이더의 방향은 차량의 선수방향으로 정렬되어 있기 때문에 전개지 이동 후 신속하게 표적의 방위각을 획득하기 위해서는 변경된 차량의 선수방향을 아는 것이 중요하다. 차량의 선수방위각은 자이로 컴퍼스, GPS 컴퍼스 혹은 전자 컴퍼스로 획득할 수 있다. 그 중에서 전자 컴퍼스는 가격이 저렴할 뿐만 아니라, 부피가 작고, 안정화 시간이 짧아서 빠른 기동성을 요구하는 이동형해상감시레이더에 적합하다. 하지만, 지자계 센서를 사용하다보니 주변 자장의 영향으로 오차가 발생될 수 있으며, 발생된 오차는 초기 위성의 자동추적을 어렵게 하고, 레이더의 탐지정확도를 떨어뜨린다. 따라서 본 논문에서는 이동형해상감시레이더 및 정지 위성간의 두 위치좌표로부터 측지학적 역 문제 해석을 통해 기준 방위각을 산출하고 이를 위성 안테나가 실제 지향한 방위각과 비교 산출하여 얻어진 보정값을 레이더에 반영하는 자동보정절차를 제안하고 제안된 방법을 실제 운용 중인 이동형해상감시레이더에 적용함으로써 운용가능성 및 편리성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제46권3호
• /
• pp.244-250
• /
• 2018

다변측정감시시스템은 탑재 트랜스폰더에서 전송되는 신호를 지상에 설치된 여러 수신기에서 획득하고 각각의 수신기의 신호 획득시간의 차를 이용하여 표적의 위치를 계산한다. TDOA(Time Difference Of Arrival) 계산 방법을 이용하는 다변측정감시시스템의 위치 정확도에 가장 큰 영향을 주는 요소 중 하나는 신호 입력 시각 측정 시 발생하는 오차이다. 수신기에서 신호 입력 시각을 측정할 경우 수신기의 기준 클럭을 이용하여 입력 신호를 샘플링하고 동일한 샘플링 레이트를 가지는 기준 샘플(Reference Sample)을 Cross Correlation 기법에 적용한다. 따라서 신호 입력 시각의 정밀도는 기준 클럭에 비례한다. 본 논문에서는 기준 샘플과 이를 샘플링 레이트보다 작은 시간으로 기준 샘플을 지연시킨 다수의 샘플(DRS, Delayed Reference Sample)을 수신기의 입력신호와 Cross Correlation을 수행하여 신호 입력 시각을 보다 정밀하게 측정하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 이를 검증하기 위해 Matlab을 이용하여 타겟에서 송출하는 트랜스폰더의 펄스 신호를 구현하였으며 시뮬레이션을 통해 제안한 DRS와 입력신호와의 Cross Correlation을 수행하였다. 이 결과로 부터 신호 입력 시각 정밀 측정의 성능을 분석하였다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제11권1호
• /
• pp.175-181
• /
• 1993

방사선수술을 시행하기 위해서는 종양의 위치결정, 흡수선량 계산, 그리고 치료를 위한 특수제작된 기구와 컴퓨터 프로그램이 요구된다. 본 연구의 목적은 선형가속기의 전반적인 기계적 정밀도를 확인하고 선형가속기를 이용한 방사선수술에 있어서의 선량계산 알고리즘을 개발하는 것이다. 치료기계의 정렬과 전반적인 치료체계의 성과에 대한 점검을 행하였고 백분율 심부선량, 중심축외 선량비, 그리고 출력인자와 같은 기본 계산자료를 측정하였다. 또한, 입체방사선수술을 위한 3차원적 치료계획 체계를 개발하였다. 선량분포를 계산하기 위하여 C-언어를 이용한 컴퓨터 프로그램을 작성하였고 하드웨어로는 IBM PS/2 (Intel 80386 SX, 24 MHz)를 사용하였다. 그 결과, 주 병원이 보유한 선형가속기의 겐트리와 테이블 회전에 따른 중심점에 대한 오차는 2 mm 이내로 방사선수술을 시행하기에 충분하였다. 팬톰실험에 따르면, 컴퓨터 단층촬영을 이용한 위치결정을 포함한 표적에의 빔의 일치도는 역시 2mm 이내였다. 끝으로, 본원에서 개발한 3차원적 치료계획의 정확도는 필름을 이용한 선량측정을 통하여 입증되었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.45-53
• /
• 2008

목 적: 본원에 2007년 10월에 설치된 토모테라피를 이용하여 치료한 환자 130명에 대하여 치료의 통계적 특성을 분석하여 종양의 부위별, 종양표적체적의 변화, 전체치료시간(overall treatment time), 초고압전산화단층촬영(Megavoltage computed tomography; MVCT)을 이용한 환자의 이동 값, 종양의 크기 변화에 따른 보정치료계획(Adaptive plan) 필요성 등에 대한 통계를 분석하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 2007년 10월부터 2008년 8월까지 토모테라피를 받은 130명의 환자를 대상으로 조사하였다. 환자의 평균 연령은 53세(최소 25세, 최고 83세)이고, 치료 부위별로 두경부(22명), 흉부(47명), 복부(25명), 골반부(11명), 골격계(25명) 로 나누었으며 MVCT는 2,702번의 총 분할조사를 치료 전 100% 시행하였고 종양의 크기변화가 큰 27명은 보정치료계획을 시행하였다. 또한 획득된 MVCT와 kV-CT를 일치시킨 후 이동된 값(X, Y, Z, roll, vector)을 치료부위와 사용된 고정기구의 평균 오차범위를 조사하였고 위치잡이(set up), MVCT, 평균 전체치료시간, 표적체적(target volume; TV)을 조사하였다. 결 과: 분석결과 환자가 카우치에 누워있는 평균시간은 22.8분, 평균 치료시간은 13.46분, 평균 보정계수(mm) X=-0.7, Y=-1.4, Z=5.77, roll=0.29, vector=8.66으로 평균 육안적종양체적(gross tumor volume; GTV)=229 $cm^3$, 평균 임상표적체적(clinical tumor volume; CTV)=564 $cm^3$으로 나타났다. 흉부, 복부, 골격계 치료환자보다 두경부 환자의 이동된 vector값이 2.96 mm적음을 알 수 있었다. 치료부위별 이동된 vector값이 두경부>골격계>복부>흉부>골반부 순서로 나타났다. 또한, 보정치료 계획을 시행한 환자는 27명, 종양이 길거나 다발성 종양환자는 39명이며 치료 시 1개의 치료계획으로 치료할 때 전체치료시간은 32분, 2개의 치료계획으로 나누어 치료 시에는 각각 21분, 19분으로 총 40분 소요되는 것을 알 수 있었다. 결 론: 고정용구의 사용과 더불어 MVCT의 적용으로 더욱 정확한 세기조절방사선치료(intensity modulated radiation therapy; IMRT)를 할 수 있었다. 또한 매일 영상을 통해 종양의 변화를 확인하여 보정치료계획을 할 수 있었으며 종양이 길거나 또는 다발성 종양, 손상위험장기(organ at risk; OAR) 근처의 치료와 급격한 선량분포의 변화를 주어야 하는 복잡한 치료를 가능하게 하였다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제21권3호
• /
• pp.238-244
• /
• 2003

목적: 개별화되어 가는 고선량률 근접치료계획의 추세에 따라, 고성량률 근접치료계획의 절대적 선량과 상대적인 선량분포를 독립적으로 계산하여 환자의 해부영상 위에 겹쳐 표시할 수 있는 품질보증용 컴퓨터 프로그램을 개발한다. 대상 및 방법: 컴퓨터 프로그램은 먼저, 환자의 치료계획에서 계산된 선원의 위치, 각 위치에서의 조사시간, reference point에서의 선량, 치료계획이 실시된 날짜 등의 자료 입력을 필요로 한다. ICWG 권고 수식과 선원의 비등방성 표를 이용하여 $10\times12\times10\;(Cm^3)$의 공간에서 선량분포가 계산된 후 reference point에서의 선량이 자동적으로 치료계획의 결과와 비교된다. 모의치료의 영상이나 자기공명(Magnetic Resonance) 영상을 입력하고 사용자가 선택한 점을 수직으로 교차하는 3개의 평면에서 등선량곡선을 겹쳐서 보여준다. Gamma Med사의 Gam-madot (MDS Nordion, Germany)에서 표준 치료계획을 실행하여 정확성을 확인하였으며, Plato (Nucletron Cor-poration, The Netherlands)에서 실행된 9명의 환자치료계획과 비교하였다. 결과: 3개의 표준 치료계획에서 절대선량은 $2.8\%$ 내에서 일치하였으며 등 선량분포도 좋은 일치를 보였다. 9명의 환자에 대하여 시행된 치료계획과의 비교에서는 평균 $3.4\%$의 오차를 보였다. 결론: 개발된 컴퓨터 프로그램은 정확하고 신속하게 고선량률 치료환자의 치료계획의 정확성을 확인할 수 있게 해주며, 등선량 곡선을 환자의 해부적 영상에 결합할 수 있는 기능은 치료계획의 질을 높이는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.$39\%$), 복회음부 절제수술시 32건($97\%$), 측연의 경우 32건($97\%$), 후연의 경우 32건($97\%$), 그리고 전연의 경우 16건($45\%$)에서 부합되는 것으로 나타났다. 결론: 직장암의 수술 후 방사선치료 시 적절한 방사선치료 조사영역의 결정을 위하여 표준적인 조사영역을 제시 하였으나 개별 환자의 병변 위치와 진행상태, 수술 소견 등에 따라 적절한 변형은 필수적이라 하겠다. 이 권고안의 임상적 타당성은 향후 시행될 Patterns of Care 연구를 통하여 증명하는 것이 필요하겠다.정가능하고, 폐에 조사되는 방사선 양도 줄일 수 있었다.저부까지 거리 차이는 종양 크기가 4 cm 미만인 경우는 5.3 mm였으나 4 cm 이상일 때는 19.4 mm로 현저한 변화를 보였다. 자궁경관 굴곡각은 60세 미만인 경우 60세 이상보다 8$^{\circ}$ 정도 더 변화가 있었고, 종양 크기가 4 cm 이상일 때 미만일 때보다 2배 이상 굴곡 변화가 있었다. 결론: 자궁경부암 환자에서 근치적 방사선치료 시 치료에 따른 자궁 크기 및 위치 변화가 다양하고 개별적으로 예측하기 쉽지 않으므로, 특히, 60세 미만이거나 종양 크기가 4 cm 이상인 경우, 삼차원입체조형치료나 강도변조 방사선치료를 이용한 근치적 방사선치료 시 치료 중 개별환자의 계획용표적체적의 변화를 반드시 고려해야 한다고 생각한다.량체적히스토그램, Lymankutcher 모델에 의한 정상조직합병증발생률 및 기타 선량통계값 등 모든 면에 있어서 우월성을 확인할 수 있었다. 향후 이러한 결과가 임상에서 실질적인 합병증 발생률 감소와 잘 연계되는지 계속적인 추적관찰 및

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.115-126
• /
• 2014

목 적 : 다양한 치료 부위에 따라 MVCT(Megavoltage computed tomography)를 이용하여 치료 중(Intrafraction), 치료 간(Interfraction)의 장기 위치 변화를 측정하여 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본 연구에서 두 경부(Head & neck), 흉부(Thorax), 간(Liver), 전립선(Prostate) 종양을 가진 48명 환자들은 전체 치료 과정동안 다양한 MVCT scan을 시행하였다. 평균 환자 당 60개의 MVCT 영상을 획득하여 분석하였다. 결 과 : 치료 간(Interfraction)오차는 흉부와 복부 그리고 골반이 종 방향(Longitudinal, Y)에서 3 mm 이상의 차이를 보였다. 치료 중(Intrafraction) 변화를 알아보기 위해 치료가 끝난 후에 MVCT를 찍어 확인한 후 치료 중(Intrafraction) 움직임 차이는 종 방향에서 2 mm 내외로 나타났다. 또한 치료 전과 후의 움직임의 변화로 인해 치료 간 그리고 치료 중의 차이를 확인하였다. 결 론 : 본 연구에서도 두 경부(Head & neck), 흉부(Thorax), 간(Liver), 전립선암(Prostate cancer) 환자들의 치료 간(Interfraction) 변화와 치료 중(Intrafraction)변화를 통해 적절한 고정 기구와 표적 여백의 윤곽을 완성하는데 도움이 될 거라 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제18권4호
• /
• pp.251-256
• /
• 2000

목적 : 1990년대 이후 개발된 정위 체부 고정틀을 이용한 체부 정위방사선수술의 치료효과, 치료의 정확성과 후유증에 대해 후향적으로 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 1997년 12월부터 1999년 6월까지 간암 3명, 동정맥기형 1명, 폐전이 6명와 간전이 1명 등 모두 11명에서 정위 체부 고정틀을 이용하여 체부 방사선수술을 시행했다. 환자의 고정은 정위 체부 고정틀에 vacuum pillow를 이용하여 수행하였고 chest marker와 leg marker를 이용하여 흉골부위 또는 등부위와 경골부위의 피부에 환자 위치 표시를 하였다. 이후 모의치료실로 이동하여 X선 투시기를 통해 횡경막의 움직임을 측정한 후 Diaphragm control을 사용하여 1 cm 이하로 횡경막의 움직임을 최소화하였다. CT-simulator를 이용하여 치료부위의 단층촬영을 시행한 후 치료계획을 세웠다. 매회 치료전 CT-simulator를 이용하여 단층촬영을 반복하여 최초의 단층촬영의 영상과 수동적으로 비교하여 치료의 정확성을 확인하고 오차가 5 mm 이내인 경우 치료를 시행하였다. 방사선 치료는 90$\%$ 등선량곡선에 10 Gy씩 1일 내지 2일 간격으로 3회 시행하여 총30 Gy를 조사하였다. 결과 : 중앙 추적관찰기간은 12개월이었다. 11명의 환자 중 1명(9$\%$)의 환자에서 국소적 완전관해를 보였고 4명(36$\%$)에서 부분관해를 보였다. 계획용표적체적은 3$\~$111 cc 였고 평균값은 18.4 cc 였다. 치료 오차를 측정한 결과 X, Y, Z 축으로 오차범위는 모두 5 mm 이내를 보였다. 치료 중 또는 치료 직후에 올 수 있는 고열, 통증 등의 급성후유증은 관찰되지 않았다. 결론 : 정위 체부 고정틀을 이용한 체부 방사선수술은 뛰어난 치료의 재현성을 보여주었고 간 혹은 펴종양에서 유용한 치료 방법으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.131-134
• /
• 2010

목 적: TOMO 치료는 일반 방사선 치료와 달리 상대적으로 긴 Beam time과 온도에 민감한 CT 검출기 등으로 치료실 내 적정온도($20{\sim}21^{\circ}$)를 유지하기 위하여 자체 Cooling system 이외에도 항온 항습기를 작동시키고 있다. 이로 인해 TOMO 치료실 내 온도가 저하되어 환자들의 체온 유지를 위해서 치료 부위에 이불 등을 덮어준다. 따라서 이러한 물질들이 조직 내 선량에 어떠한 변화를 주는지 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 조직 내 선량변화를 비교하기 위하여 치즈팬텀(Cheese Phantom)을 사용하였고, CT-simulation 촬영 후 치즈팬텀의 중심점을 PTV (Planning Target Volume, 치료계획 표적 용적)로 설정하여 Daily dose 200 cGy, 3회의 치료계획을 세웠다. PTV, PTV+7 cm, PTV+14 cm, 총 세지점에서 Ion chamber를 사용하여 팬텀에 아무 물질도 덮지 않은 상태에서 선량을 측정하고, 치료 중 가장 많이 사용하는 이불을 포함한 빈번하게 사용하는 4가지 물질(방포 0.8 mm, 가운 1.4 mm, 담요 3.3 mm, 이불 13.7 mm)을 팬텀에 덮었을 때의 선량을 동일한 위치에서 각각 3회 측정하여 비교 분석하였다. 결 과: PTV, PTV+7 cm, PTV+14 cm 지점에서 아무물질도 덮지 않은 상태에서 측정한 결과와 4가지 물질(방포, 가운, 담요, 이불)을 덮은 상태에서 측정한 결과를 비교해본 결과, PTV에서 각각 -0.17%, -0.44%, -0.53%, -0.9% 변화하였고, PTV+7 cm에서 각각 -0.04%, +0.07%, +0.06%, +0.07% 변화하였고, PTV+14 cm에서 각각 0%, -0.06%, -0.02%, +0.6% 변화하였다. 결 론: 본 실험 결과 TOMO 치료 시 환자들의 체온 유지를 위하여 사용하는 물질에 의해 PTV에서는 물질의 두께에 비례하여 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 PTV+7 cm 지점에서는 미세한 변화를 보였고, PTV+14 cm 지점에서 선량은 조금 증가하는 것으로 나타났다. 세지점 모두 그 차이가 치료 허용오차 범위인 ${\pm}3%$로 안에 들어오는 것으로 확인이 되어 치료효과에는 큰 영향을 미치지 않을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제20권2호
• /
• pp.88-96
• /
• 2009

최근 토모테라피의 빗면 조사 빔(tangential beam)을 이용하여 전자 빔과 광자 빔의 인접 조사 없이도 치료에 필요한 선량을 균일하게 전달할 수 있다는 결과가 보고되면서, 토모테라피를 이용한 피부암 치료가 증가하고 있다. 그러나 토모테라피 치료 빔은 선형가속기 빔과는 다른 물리적인 특성을 갖고 있으며, 여러 가지 동적 요소들이 결합되어 빔을 조사하므로 기존에 사용하고 있는 팬톰 이외의 독립적인 도구를 사용하여 피부 선량을 검증할 필요가 있다. 피부 선량 검증을 위하여 영상 기반 치료용 팬톰에 선량 측정 기능을 추가한 새로운 팬톰을 개발하였으며, 열형광선량계(LiF, TLD-100)와 GafChromic EBT필름을 팬톰에 삽입하여 전달된 피부 선량을 측정하였다. 팬톰의 반지름 방향으로 피부 영역을 포함하여 깊이 35 mm 영역까지 균일한 선량을 전달했을 때, 필름으로 측정한 특정 점에서의 선량은 계산 선량에 대하여 평균 약 2% 정도 낮게 나타났으며 처방 선량보다 최대 ${\pm}14%$까지 더 높거나 낮은 선량이 전달된 영역이 나타나는 것을 확인 할 수 있었다. 치료 계획 시스템의 계산 결과와 비교하였을 때, 조사 영역에서 측정한 선량 분포의 균일성이 감소하였으며 팬톰 내에 삽입한 테플론에 의한 선량 변화는 거의 나타나지 않았다. 토모테라피의 치료 빔을 이용하여 피부암과 같이 굴곡이 있는 낮은 깊이에 위치한 표적에 선량을 전달하는 경우, 연속적으로 회전하며 조사되는 빗면 조사 빔의 특성과 치료 계획 시스템의 선량 계산 방식에 따라서 피부 선량의 오차가 허용 범위보다 더 크게 나타날 수 있으므로 치료전 측정을 통한 피부 선량 검증이 필요하다.