• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2003년도 제8차 학술대회 초록집
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• pp.49-53
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• 2003

확산텐서영상(Diffusion Tensor Imaging)의 개념은 1980년대 중반 확산강조영상(Diffusion Weighted Imaging)의 개념이 도입되면서 거의 동시에 도입되었지만 MR 장비의 기계적 한계등으로 인해 최근에야 임상적으로 사용되기 시작했다. 확산텐서영상(DTI)과 확산강조영상(DWI)의 방법론적인 차이점은 단순히 확산강조영상의 경우 세 개의 다른방향 (X-, Y-, Z-축)으로 확산측정용 경사자장을 가하는 반면 확산텐서영상의 경우 이보다 많은 방향 (최소한 6 방향)으로 확산측정용 경사자장을 가한다는 점이다. 이러한 차이로부터 금방 알 수 있는 점은 확산강조영상은 확산텐서영상의 일부라는 점이다. 즉, 확산텐서영상의 경우 더 많은 방향으로 확산측정용 경사자장을 가했으므로 더 많은 정보를 획득할 수 있고 이중 세 개의 방향 (주로 X,Y,Z)에 대한 정보만을 이용하게 되면 확산강조영상이다. 이러한 이유로 확산텐서영상을 획득하면 확산강조영상에서 얻게 되는 방향별 확산강조영상, 등방성(isotropic) 확산강조영상, ADC (Apparent Diffusion Coefficient) map등도 기본적으로 얻게 되므로 추가로 확산강조영상을 획득할 필요가 없다. 본 강의에서는 이러한 확산(텐서)영상의 물리적 원리를 복잡한 수학적 설명보다는 개념 위주로 설명해 보고자 한다.

• 보존과학회지
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• 제7권2호
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• pp.60-67
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• 1998

본 연구는 붕산염 막대(borate rod)를 이용한 고건축물 부재의 부후 구제처리에 대한 기초 연구로서, 소나무와 잣나무에서 붕산염 막대로부터 붕소의 확산시 목재 함수율과 확산기간의 영향을 조사하고자 수행하였다. 함수율이 15, 25, 40%로 조성된 목재 시험편에 1,000 mg의 붕산염 막대를 삽입한 후 상온에서 2, 4, 8, 12주간 확산시키고 붕소 성분의 수축 및 횡단방향 확산정도를 평가하였다. 붕소의 원활한 확산을 위해서는 적어도 섬유포화점 이상의 목재 함수율이 요구되었으며, 또한 확산기간의 연장될수록 붕소의 확산 정도가 증가하였다. 붕소 확산의 이방성이 관찰 되었는데, 수축방향 확산이 횡단방향보다 훨씬 우수하였으며 횡단방향에서는 방사방향 확산이 접선방향보다 우수하였다. 동일 함수율과 확산기간의 조합에서도 확산 정도는 수종간에 조금씩 상이하였는데, 모든 방향에서 잣나무를 통한 확산이 가장 용이하였다. 소나무 심재를 통한 수축방향 확산이 변재를 통한 확산보다 용이하였으며, 횡단방향 확산의 경우는 큰 차이는 없었으나 변재를 통한 확산이 심재를 통한 확산보다 약간 양호하였다. 함수율 40%와 확산기간이 12주인 시험편에 대한 결과를 기준으로 할 때, 붕산염 막대의 수축방향 적정 처리간격은 소나무 심재와 잣나무 심재의 경우는 약 120 mm, 소나무 변재의 경우는 60 mm이고, 횡단방향은 수종에 관계없이 공히 약 30 mm이었다. 그러나 보다 정확한 붕산염 막대의 적정 처리간격을 구명하기 위해서는 앞으로 붕산염 막대의 크기와 장기 확산저장이 붕소 성분의 확산에 미치는 영향에 대한 보다 심도 있는 연구가 필요하다고 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.524-528
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• 2008

도류제 완성 후에 대한 100년 빈도 홍수시의 흐름(유향과 유속)을 기초로 하여 수치모형실험 결과의 일례를 그림에 나타내었다. 초록에는 오염물질 확산 수치모형실험결과를 시간별로 나타내지안했지만, 오염물질 확산에 대한 수치모형실험의 일반적인 결과를 평가하면 아래와 같다. 우선 흐름은 임랑해수욕장 방향으로 형성되고 청정지역인 방향에서는 남측도류제 설치전보다 복잡한 와류가 형성되어 청정지역 방향으로의 흐름은 미약하다. 모델하천의 빈도별 유출량이 증가함에 따라 큰 변화는 없고, 흐름은 모델하천 하구부 전면해역의 외해 방향으로 형성되며 빈도에 따른 흐름방향의 변화는 거의 없다. 보존성 오염물물 확산 계산 결과를 보면 평수시의 오염물질 영향범위는 양안에 도류제가 완성됨으로 인해 확산이 차단되어 도류제 내부의 오염물의 농도가 가중되고 도류제 전면해역으로의 오염물질의 확산범위가 확대됨을 알 수 있다. 모델하천의 빈도별 유출량이 증가함에 따라 오염물질의 농도가 일정하게 유지될 때 초기유출(3시간)에는 도류제 전면해역의 외해 방향으로의 오염물질 확산이 가속화 되며, 확산범위도 점차 확대된다. 오염물질의 농도가 감소하여 모델하천으로 부터의 오염물질 배출이 감소할 경우(15-24시간)는 오염물질 농도가 점차적으로 저감되며 청정지역으로 확산이 지연됨을 알 수 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.1-9
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• 2008

현재 멀티미디어 기술의 발달로 인하여 영상의 전처리 및 후처리 과정을 이용한 수정 작업으로 고품질의 영상 표현 및 다양한 영상 처리가 가능하다. 영상 처리 기법 중에서 이방성 확산의 경우 영상의 스페클 노이즈 제거, 에지 검출, 영상 분할 등에 응용할 수 있는 효과적인 확산 필터링으로 활용되고 있다. 하지만 전통적인 이방성 확산은 십자형 커널을 기반으로 하고 있기 때문에 확산 필터링을 반복 적용하면 영상의 에지가 수평 및 수직 방향으로 집중되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 기존의 십자형 커널 기반의 이방성 확산 문제점을 해결하기 위하여 기울기의 방향성에 기반한 새로운 이방성 확산 방식을 제안한다. 제안된 방식은 십자형 커널을 확장하여 대각선 방향 정보를 포함한 8방향의 정방형 커널을 기반으로 작은 기울기를 갖는 방향으로 이방성 확산을 적용한다. 제안된 방식의 실험 결과 에지가 수평 및 수직 방향으로 집중되는 문제점을 해결하면서 임펄스성 노이즈를 제거하여 고품질의 영상을 획득할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.439-445
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• 2004

확산 텐서 영상은 조직 내 물 분자의 확산 현상을 이용하는 영상기법으로 조직 구조의 비등방성 및 방향성에 대한 정보를 제공해준다. 근육이나 뇌백질과 같은 조직에서는 신경다발들이 일정한 방향성을 가지고 있어서 그 방향에 대해서 확산이 잘 일어난다. 이러한 확산을 비등방성이라 한다. 확산의 비등방성의 정도는 RA, VR 그리고 FA와 같은 지표를 이용하여 나타낸다. 본 연구에서는 다른 확산 경사자장의 수에 대하여 각각 FA 영상을 만들었다. FA영상에 관심영역을 설정하고 FA 평균값 및 FA의 표준편차를 계산하였다. 그 결과, 경사자장의 방향수가 증가함에 따라서 FA값 및 FA의 표준편차가 감소하였다. 또한 ADC 측정 오차에 대한 표준 오차도 확산 경사자장의 방향수가 증가함에 따라서 감소하였다. 결론적으로 경사자장의 방향수에 따라서 잡음의 영향이 다르며, 더 많은 방향수를 사용하는 것이 FA영상의 질을 향상시킨다는 것을 알 수 있었다. 그러나 영상획득 시간과 FA의 표준편차 등을 고려했을 때. 임상적으로 사용될 확산 텐서영상의 방향수는 23개 정도가 적당하다고 결론 내릴 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.96-102
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• 2009

산불 발생 및 확산특성은 산불 관리에 있어서 기초로 요구되는 자료이다. 본 연구에서는 2007년부터 2009년 봄철까지 발생한 101개의 산불을 대상으로 발화지의 사면향, 확산방향, 바람방향을 분석하였다. 또한 발화 후 경과 시간을 이용하여 확산면적, 화선길이, 화두속도, 측면속도를 추정할 수 있는 회귀식을 도출하였다. 분석결과 57%의 산불이 남향계열의 방위에서 발생하여, 서풍계열(66%)의 영향을 받아, 68%의 산불이 동향으로 확산되었다. 산불 발생 후 시간당 약 11.8ha의 산림이 연소되면서 화선의 길이는 0.5km가 증가하였다. 화두 방향에서는 시간당 약 0.13km 속도로, 산불의 측면에서는 시간당 약 0.05km 속도로 확산되었다.

• 물과 미래
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• 제29권4호
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• pp.187-198
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• 1996

난류전단 흐름에서의 비정상 수평 선오염원의 확산에 관한 수치모형을 개발하였다. 계산기법으로는 비정상 이송확산 방정식을 종방향 이송 및 연직방향 확산으로 분리하고, 이들 방정식을 방시간 간격에 대하여 번갈아 계산하는 단계분리 유한차분기법을 사용하였다. 종방향 이송방정식에 대해서는 Holly-Preissmann 기법을, 연직방향 확산방정식에 대해서는 Crank-Nicholson 기법을 각각 적용하였다. 개발된 모형을 난류전단 흐름에서의 정상 수평 선오염원의 확산 문제에 적용하여 계산결과를 반해석해와 비교함으로써 모형을 검증하였다. 또한 난류전단 흐름내로 순간적으로 방류된 면오염원의 확산문제에 계산모형을 적용하였다. 마찰계수에 대한 민감도 분석 결과, 동일한 무차원 시각에서의 혼합 정도는 마찰계수에 관계없이 거의 일정한 것으로 나타났다. 또한 동일한 정도의 혼합상태에 도달하는 데 소요되는 유하거리는 마찰계수의 제곱근에 반비례함을 알 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.21-29
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• 2007

이방성 확산은 영상 분할 분야에서 광범위하게 사용되는 방식이다. 기존의 전통적인 이방성 확산 [1]-[6]에서는 이미지의 대각선 방향을 고려하지 않고 4 방향(동, 서, 남, 북)을 주로 이용하였다. 전통적인 이방성 확산(Diffusion)을 이용한 영상 분할은 확산이 반복될수록 윤곽선 정보를 적절히 유지 못하거나 잡음을 제거하지 못함으로써 웨터쉐드(Watershed) 알고리즘을 적용하는 경우 과다 분할을 피할 수 없다는 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 전통적인 이방성 확산의 이러한 단점을 보완하기 위하여 대각선 방향에 기반한 새로운 이방성 확산을 제안하고, 워터쉐드를 이용한 영상 분할 방법을 적용하였다. 실험 결과 본 논문에서 제안한 대각선 방향을 포함한 이방성 확산을 적용할 경우 기존의 방법과 비교하여 약 2배의 속도 향상을 가져왔으며, Circle 이미지의 경우 약 $0.45{\sim}2.33(dB)$정도 성능 향상된 화질을 보였다. 또한 기존의 방법보다 과다 분할이 줄어들고 영상이 매우 효과적으로 분할됨을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.103-103
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• 2015

유류유출사고와 같이 하천 수표면의 흐름에 따라 이동 확산하는 부유성 오염물질의 혼합해석을 위해 많은 연구자들은 입자추적모형을 사용한 혼합모의를 수행해왔다. 입자추적모형에서 오염물질의 혼합은 평균 유속 분포에 의한 결정론적인 이동과 난류유동에 의한 무작위적인 혼합으로 나타내며, 난류혼합에 의한 수평확산은 난류확산계수로 조절한다. 따라서 표면흐름에 의한 난류확산계수의 산정을 위해 많은 연구자들은 부유성 입자를 이용한 실내실험을 수행하여 수평확산계수를 산정했고(Engelund, 1969; Cederwall, 1971), 최근에는 GPS의 발전으로 인해 해양영역에서 GPS를 장착한 표면부자를 활용한 확산실험을 통해 수평확산계수를 산정한 바 있다(Kjellson and $D{\ddot{o}}{\ddot{o}}s$, 2012; Alpers 등, 2013). 하천수질오염사고의 약 43.5%가 유류유출에 의한 것이며(환경부, 2013), 이에 따라 표면흐름에 의한 오염물질 혼합해석이 필요하나, 하천에서 수평확산계수 산정을 위한 현장실험연구는 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 낙동강 본류에서 GPS부자를 이용한 입자추적실험을 수행하여 표면흐름에 의한 확산계수를 산정했다. GPS부자를 이용한 입자추적실험은 낙동강의 강정고령보 하류와 구미보 하류의 각각 세 지점에서 수행되었다. GPS부자는 바람에 의한 교란을 최소화하기 위해 지름 10 cm의 구형으로 제작하였으며 시범테스트를 통해 입자의 주 궤적 변화가 크지 않은 지점에 GPS부자를 투입했다. GPS부자는 오염물질의 사고유출을 가정하여 한 지점에 투입했고 GPS부자 사이의 간섭을 최소화하기 위해 25 ~ 35개의 GPS부자를 이용했다. 표면흐름에 의해 이동하는 부자의 위치는 GPS에 시계열로 저장됐고 ADCP를 이용하여 실험당시의 수리량을 측정했다. 입자위치의 시계열자료로부터 GPS부자의 확산범위의 시간변화를 계산했고 단순 모멘트법을 이용하여 종, 횡 방향 확산계수를 계산했다. 그 결과, 종 방향 확산계수는 $0.003{\sim}0.041m^2/s$로 계산되었고 횡 방향 확산 계수는 $0.001{\sim}0.012m^2/s$로 계산되어, 흐름방향의 유속성분에 의한 확산이 지배적인 것으로 나타났다. 지류 합류부에서는 이송이 지배적인 혼합이 발생되었고(Pe>1) Pe의 증가에 따라 수평확산계수가 감소되었다. 25~35개 GPS부자 궤적의 앙상블 평균으로부터 계산한 Integral time scale은 모멘트법으로부터 계산한 종, 횡 방향 확산계수와 비례하는 것으로 나타나, Taylor(1921)의 이론과 일치했다. 또한 실험수로에서 수행된 기존연구결과와 비교한 결과, 하폭 대 수심비, 마찰항의 증가에 따라 수평확산계수가 증가하는 경향을 나타내었다.

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2003년도 제8차 학술대회 초록집
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• pp.60-63
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• 2003

확산 텐서 영상은 기존의 x, y, z 세 방향으로 가해지는 화산 경사자장 외에 추가 자장을 걸어준 뒤 계산을 통하여 얻어지는데 기존의 세 방향 경사 자장을 이용한 확산 강조 영상만으로는 스핀의 방향성을 표현하는데 한계가 있고 이를 극복하기 위해 도입된 개념이다 (1-3). 최근 그 임상적 응용이 증가되고 있으며 그 분야는 허혈성 뇌질환에서부터 퇴행성 질환 및 선천성 이상에 이르기까지 광범위하게 적용되고 있으나 그 임상적 의미는 아직 불분명하며 활발한 연구가 이루어지고 있는 단계이다.