• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권5호
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• pp.1417-1427
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• 2019

In this study, we evaluated the performance of a commercial pixelated cadmium zinc telluride (CZT) detector for spectroscopy and identified its feasibility as a Compton camera for radiation monitoring in a nuclear power plant. The detection system consisted of a $20mm{\times}20mm{\times}5mm$ CZT crystal with $8{\times}8$ pixelated anodes and a common cathode, in addition to an application specific integrated circuit. The performance of the various radioisotopes $^{57}Co$, $^{133}Ba$, $^{22}Na$, and $^{137}Cs$ was evaluated. In general, the amplitude of the induced signal in a CZT crystal depends on the interaction position and material non-uniformity. To minimize this dependency, a drift time correction was applied. The depth of each interaction was calculated by the drift time and the positional dependency of the signal amplitude was corrected based on the depth information. After the correction, the Compton regions of each spectrum were reduced, and energy resolutions of 122 keV, 356 keV, 511 keV, and 662 keV peaks were improved from 13.59%, 9.56%, 6.08%, and 5%-4.61%, 2.94%, 2.08%, and 2.2%, respectively. For the Compton imaging, simulations and experiments using one $^{137}Cs$ source with various angular positions and two $^{137}Cs$ sources were performed. Individual and multiple sources of $^{133}Ba$, $^{22}Na$, and $^{137}Cs$ were also measured. The images were successfully reconstructed by weighted list-mode maximum likelihood expectation maximization method. The angular resolutions and intrinsic efficiency of the $^{137}Cs$ experiments were approximately $7^{\circ}-9^{\circ}$ and $5{\times}10^{-4}-7{\times}10^{-4}$, respectively. The distortions of the source distribution were proportional to the offset angle.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권7호
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• pp.5-16
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• 2007

수중 산사태의 관측 및 조사는 산사태의 메커니즘의 이해, 설계 및 시공의 유용성, 그리고 손실 감소에 도움을 준다. 본 논문은 실험실 조건의 수중 산사태를 확인하기 위하여 전기저항, 초음파 반사 이미지, 그리고 전단파 토모그래피의 3가지 고해상도 지구물리탐사기법을 수행하였다. 전기저항 탐침에 의한 흙의 전기저항 프로파일은 밀리미터 단위의 해상도로 흙의 공간적 분포 평가를 위한 자세한 정보를 제공해 준다. 임피던스가 다른 물질의 경계면부터의 반사 자료에 의한 초음파 반사 이미지는 밀리미터 단위의 해상도로 사면 형상 및 시료 층상을 탐지해 낼 수 있다. 전단파 이동 시간으로부터 얻어지는 경계 정보의 역산에 의한 픽셀단위 수중 산사태의 이미지를 만들 수 있다. 실험결과 초음파 이미지와 전기저항은 서로 보완적인 정보를 제공할 수 있으며, 전단파 토모그래피 이미지와 연합하여 수중 산사태의 3차원 이미지를 얻을 수 있다. 본 연구는 지구물리탐사기법들이 수중 산사태 및 해안의 공간적 분포의 탐지에 효과적인 기법이 될 수 있음을 보여준다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.73-81
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• 2018

목 적 : 다발성 뇌 전이의 방사선치료 시 jaw tracking(JT)과 fixed jawFJ)를 이용한 용적세기조절회전치료(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT)를 비교하고 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : JT를 이용하여 치료받은 다발성 뇌 전이(Multiple Brain Metastasis) 환자 중 6개 이상의 종양이 있고 조사면 크기가 $14{\times}14cm^2$ 이상인 환자 10명을 대상으로 하였다. Eclipse(Ver 13.6 Varian, USA)로 JT와 FJ의 전산화치료계획을 각각 수립하였으며, 전자포털영상장치(Electronic Portal Imaging Device, EPID)를 이용하여 감마지수(Gamma Index, 3 mm, 3 %, 95 % 신뢰구간) 및 최대선량차이(Max. Dose Difference)를 측정하였다. 또한 손상위험장기(Organ At Risk, OAR)의 $D_{max}$ 및 $D_{mean}$을 산출하고 비교하였으며 처방선량지수(Conformity Index, CI), 선량균질지수(Homogeneity Index, HI)를 평가하였다. 결 과 : JT와 FJ의 측정값을 평가한 감마지수는 모든 Case에서 허용 기준(3 mm, 3 %, 95 % 신뢰구간)에 충족하였으며, 최대선량차이값은 Leaf End Transmission이 발생하는 영역에서 시계방향(Clockwise, CW)은 최대 98.4 %, 평균 43.6 %, 반시계방향(Counter-Clockwise, CCW)은 최대 67.9 %, 평균 41.0 %로 측정되었다. 손상위험장기는 JT를 사용하였을 때 각 정상장기에 대한 $D_{max}$의 최대값은 15.36 %~74.59 %, 평균값은 2.84 %~39.80 % 감소, $D_{mean}$의 최대값은 27.90 %~65.23 %, 평균값은 7.70 %~41.71 %로 감소하였으며, 처방선량지수와 선량균질지수값은 차이가 없었다. 결 론 : 다발성 뇌 전이에서 VMAT으로 치료할 경우 JT를 이용하면 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV)의 선량분포에 영향을 미치지 않으면서 불특정 영역에서 발생하는 방사선의 누설 및 투과로 인한 불필요한 피폭을 감소시키고 정상장기에 더 낮은 선량으로 방사선치료가 가능할 것으로 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권3호
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• pp.205-210
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• 2021

The purpose of this study was to analyze the spatial dose according to the distance by location of medical workers when using a mobile X-ray fluoroscopy device in the operating room through a simulation experiment. The MCNPX program was used for the simulation, and the location of medical workers was set around the operating table, and the spatial dose distribution according to the distance and changes in imaging conditions was evaluated. As a result, The highest score was 2.74×10^-4 mGy, 2.72×10^-4 mGy, and 1.18×10^-4 mGy based on the 10 cm distance from the operating table. Spatial dose depending on the distance 100cm, A point 5.15×10^-5 mGy is decreased 19% of 10cm, D point 5.12×10^-5 mGy, 19 % of 10cm, and G pint, 1.73×10^-5 mGy is reduced by 15% of 10cm. Based on this study, medical-related workers directly or indirectly participating in surgery carry potential risks of radiation exposure during surgery, but there are difficulties in radiation protection due to the nature of their work. Therefore, efforts to reduce exposure suitable for the operating room environment will be required.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권1호
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• pp.54-61
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• 2012

중합체 겔 선량계를 제작하여 사이버나이프의 광자선의 소조사면에서의 3차원적 선량측정 실험을 수행하였다. 겔 선량계는 아크릴로 제작된 두경부 팬텀내에 설치하여 선량측정에 사용하였다. 두경부 팬텀의 영상은 사이버나이프의 두경부 환자 치료를 위해 사용하는 전산화단층촬영장치(CT)의 프로토콜을 사용하여 획득하였고 치료계획 시스템에 전달되었다. 겔 선량계에 치료계획에서 수립한 방사선을 조사하였으며, 24시간 경과 후에 선량분석을 위하여 3.0T 자기공명영상장치(MRI)로 영상을 획득하였다. 측정된 겔 팬텀의 선량분포는 MATLAB을 이용하여 분석하였고 측정된 결과를 치료계획에서의 계산값과 비교하였다. 선량분포는 축상(axial) 방향의 등선량곡선의 80% 고선량 영역에서 치료계획 선량곡선과 측정된 선량곡선과의 차이가 0.76 mm이었으며, 40% 저선량 영역에서는 차이가 1.29 mm로 저선량 영역보다 고 선량영역에서 잘 일치함을 알 수 있었다. 본 연구에서 중합체 겔 선량계와 자기공명영상을 이용하여 소조사면에 대해 3차원적으로 선량을 분석할 수 있을 뿐 아니라 치료방사선 정도관리에도 활용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제30권5호
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• pp.187-192
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• 2019

본 논문에서는 고출력 광섬유 레이저의 핵심 부품인 펌프광 결합기를 제작하였으며, 고출력 성능시험 장비를 이용하여 출력특성을 측정하였다. $(18+1){\times}1$ 펌프광 결합기는 1개의 신호광 광섬유와 18개의 펌프광 광섬유들로 이뤄진 광섬유 다발, 출력 광섬유와 하우징으로 구성되어 있다. 신호광 광섬유와 출력 광섬유는 편광유지 광섬유를 사용하여 제작하였다. 광섬유 다발의 테이퍼링 길이에 따른 신호광의 손실을 측정하여 테이퍼링 길이를 18 mm로 최적화하였다. 제작된 $(18+1){\times}1$ 펌프광 결합기의 신호광 삽입 손실, 펌프광 투과율 및 편광 소광률은 각각 6.5%, 98.07% 및 18.0 dB로 측정되었다. 18개의 펌프 레이저 다이오드를 이용하여 2 kW의 고출력에서 펌프광 결합기의 온도 분포를 열화상 카메라를 이용하여 측정 및 분석하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제32권3호
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• pp.245-250
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• 2011

Parallel imaging technique can provide several advantages for a multitude of MRI applications. Especially, in SENSE technique, sensitivity maps were always required in order to determine the reconstruction matrix, therefore, a number of difference approaches using sensitivity information from coils have been demonstrated to improve of image quality. Moreover, many filtering methods were proposed such as adaptive matched filter and nonlinear diffusion technique to optimize the suppression of background noise and to improve of image quality. In this study, we performed SENSE reconstruction using computer simulations to confirm the most suitable method for the feasibility of filtering effect and according to changing order of polynomial fit that were applied on variation of spatial resolution of sensitivity map. The image was obtained at 0.32T(Magfinder II, Genpia, Korea) MRI system using spin-echo pulse sequence(TR/TE = 500/20 ms, FOV = 300 mm, matrix = $128{\times}128$, thickness = 8 mm). For the simulation, obtained image was multiplied with four linear-array coil sensitivities which were formed of 2D-gaussian distribution and the image was complex white gaussian noise was added. Image processing was separated to apply two methods which were polynomial fitting and filtering according to spatial resolution of sensitivity map and each coil image was subsampled corresponding to reduction factor(r-factor) of 2 and 4. The results were compared to mean value of geomety factor(g-factor) and artifact power(AP) according to r-factor 2 and 4. Our results were represented while changing of spatial resolution of sensitivity map and r-factor, polynomial fit methods were represented the better results compared with general filtering methods. Although our result had limitation of computer simulation study instead of applying to experiment and coil geometric array such as linear, our method may be useful for determination of optimal sensitivity map in a linear coil array.

• 천문학논총
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• 제30권2호
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• pp.389-392
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• 2015

We identify a strong lensing galaxy in the cluster IRC 0218 that is spectroscopically confirmed to be at z = 1.62, making it the highest-redshift strong lens galaxy known. The lens is one of the two brightest cluster galaxies and lenses a background source galaxy into an arc and a counterimage. With Hubble Space Telescope (HST) grism and Keck/LRIS spectroscopy, we measure the source redshift to be $z_S=2.26$. Using HST imaging, we model the lens mass distribution with an elliptical power-law profile and account for the effects of the cluster halo and nearby galaxies. The Einstein radius is $^{\theta}E=0.38^{+0.02{\prime}{\prime}}_{-0.01}$ ($3.2^{+0.2}_{-0.1}kpc$) and the total enclosed mass is $M_{tot}(<^{\theta}_E)=1.8^{+0.2}_{-0.1}{\times}10^{11}M_{\odot}$. We estimate that the cluster environment contributes ~ 10% of this total mass. Assuming a Chabrier IMF, the dark matter fraction within $^{\theta}E$ is $f^{Chab}_{DM}=0.3^{+0.1}_{-0.3}$, while a Salpeter IMF is marginally inconsistent with the enclosed mass ($f^{Salp}_{DM}=-0.3^{+0.2}_{-0.5}$).

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권4호
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• pp.269-275
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• 2004

인체내부의 각 조직은 서로 다른 저항률(resistivity)분포를 가지며, 조직의 생리학적, 기능적 변화에 따라 임피던스가 변화한다. 본 논문에서는 주로 기능적 영상을 위한 임피던스 단층촬영 (EIT, electrical impedance tomography) 시스템의 설계와 구현 결과를 기술한다. EIT 시스템은 인체의 표면에 부착한 전극을 통해 전류를 주입하고 이로 인해 유기되는 전압을 측정하여, 내부 임피던스의 단층영상을 복원하는 기술이다. EIT 시스템의 개발에 있어서는 영상복원의 난해함과 아울러 측정시스템의 낮은 정확도가 기술적인 문제가 되고 있다. 본 논문은 기존 EIT 시스템의 문제점을 파악하고 디지털 기술을 이용하여 보다 정확도가 높고 안정된 시스템을 설계 및 제작하였다. 크기와 주파수 및 파형의 변화 가능한 50KHz의 정현파 전류를 인체에 주입하기 위해 필요한 정밀 정전류원을 설계하여 제작한 결과, 출력 파형의 고조파 왜곡(THD, total harmonic distortion)이 0.0029%이고 진폭 안정도가 0.022%인 전류를 출력 할 수 있었다. 또한, 여러개의 정전류원을 사용함으로써 채 널간 오차를 유발하던 기존의 시스템을 변경하여, 하나의 전류원에서 만들어진 전류를 각 채널로 스위칭하여 공급함으로써 이로 인한 오차를 줄였다. 주입전류에 의해 유기된 전압의 정밀한 측정을 위해 높은 정밀도를 갖는 전압측정기가 필요하므로 차동증폭기, 고속 ADC및 FPGA(field programmable gate array)를 사용한 디지털 위상감응복조기 (phase-sensitive demodulator )를 제작하였다. 이때 병렬 처리를 가능하게 하여 모든 전극 채널에서 동시에 측정을 수행 할 수 있도록 하였으며, 제작된 전압측정기의 SNR(signal-to-noise ratio)은 90dB 이다. 이러한 EIT 시스템을 사용하여 배경의 전해질 용액에 비해 두 배의 저항률을 가지는 물체(바나나)에 대한 기초적인 영상복원 실험을 수행하였다. 본 시스템은 16채널로 제작되었으나 전체를 모듈형으로 설계하여 쉽게 채널의 수를 늘릴 수 있는 장점을 가지고 있어서 향후 64채널 이상의 디지털 EIT시스템을 제작할 계획이며, 인체 내부의 임피던스 분포를 3차원적 으로 영상화하는 연구를 수행 할 예정이다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.147-159
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• 2013

의료영상 분야에서 볼륨 가시화가 광범위 하게 이용되고 있다. 3차원 영상의 적용으로 환자 진단을 위해 높은 품질의 영상이 요구되고 있고, 그에 따라 정확하게 구현할 수 있는 볼륨 가시화 기법이 연구되고 있다. 하지만 3차원 영상을 구현할 때 이산적인 값을 가진 볼륨 데이터를 이용하여 볼륨 가시화를 하므로 에일리어싱 현상이 나타나게 된다. 이런 현상을 없애기 위해서는 표본 값을 많게 하는 과표본화 방법이 있다. 과표본을 위해 사용하는 기법 중에서 캐트멀-롬 스플라인 방법이 있다. 이 기법은 계산이 쉽고 주어진 제어점들을 지나기 때문에 비교적 정확한 보간값을 구하지만 화소 값의 변화도가 큰 부분에서는 오버슈트나 언더슈트가 생겨 기존의 값과 오차가 생기게 된다. 본 논문에서는 캐트멀-롬 스플라인 보간법에 가우시안 함수를 이용하여 화소 값의 변화도에 따른 장력조정으로 보간값의 가중치를 조절하는 방법을 제안한다. 제안된 방법을 이용하여 영상을 보간하였을 때 오버슈트 현상이 줄어들고 원 영상과의 최대신호대 잡음비를 비교할 때도 우수한 결과를 확인하였다.