• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권1호
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• pp.12-17
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• 2015

본 연구에서 한국형 중이온 가속기 RAON에서의 의생물 실험을 위하여 요구되는 빔 조건을 만족할 수 있도록 Monte Carlo 전산모사를 통한 노즐 설계를 최적화하고자 하였다. 의생명 실험을 위한 빔 조건으로 최대 조사면 크기, 선량균일도 그리고 빔 오염도의 특정 조건을 만족하는 $C^{12}$ 빔 생산이 요구되었다. 이때 최적화된 빔 노즐 설계를 위하여 Monte Carlo 시뮬레이션인 GEANT4 toolkit이 사용되었다. $15{\times}15cm^2$ 이상의 빔 조사면 크기와 3% 이내의 선량 균일도 그리고 전체 선량의 5% 보다 낮은 빔 오염도를 기본적인 조건으로 설정 되었다. 조사면 크기는 쌍극자 자석에 의해서 빔의 각도를 기울여 원형으로 회전하면서 쌍극자 자석의 아래쪽에 위치한 산란판의 두께를 조정하여 최적화 하였다. 빔 스캐닝 각도와 산란판의 두께는 Monte Carlo 시뮬레이션 분석에 의해서 각각 $0.5^{\circ}$와 0.05 cm로 최적의 값을 나타내었다. 선량 균일도와 최대 조사면 크기를 만족하기 위하여 static과 scanning beam을 복합하는 기술을 이용한 새로운 빔 전달 방법을 소개하였다. 중앙 고정용 빔과 빔 축으로부터 $0.5^{\circ}$ 경사각을 가지고 회전하는 빔과 경사각이 없이 바로 들어오는 빔을 조합하여 선량균일도가 1.1%와 빔 조사면의 최대크기가 $15{\times}15cm^2$가 되는 것을 확인하였다. 빔 오염도는 $C^{12}$ 이온과 다른 입자들에 의해서 전달된 흡수선량의 비율로 나타내었다. 물등가 깊이(water equivalent depth) 5 cm에서 17 cm 사이에서의 빔 오염도는 전체 선량에서의 2.5% 미만임을 확인하였으며 이와 같은 결과를 바탕으로, 본 연구에서는 의생명 실험을 위하여 요구되는 빔 조건을 만족하는 노즐 구조를 설정할 수 있었다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권4호
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• pp.309-316
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• 2007

감시 림프절 생검은 유방암 수술에서 림프절 전이 상태를 알기 위한 표준 시술이다. 환자는 방사성 콜로이드를 주사 받은 후 수술을 받게 된다. 이 과정에서 검사를 하는 핵의학과, 수술장, 유방암 검체를 다루는 병리과의 관계자는 미량이나마 환자와 검체에 의해서 방사선 피폭을 받을 수 있다. 이 연구의 목적은 감시 림프절 생검 과정, 특히 병리처리 과정에서 받는 방사선피폭을 정량하여 그 안전성을 확인하고 병리 시설과 폐기물에 대해서도 방사선 관련 안전성을 확인하는 것이다. 대상 및 방법 : 감시림프절 생검은 방사성 콜로이드를 이용하여 일반적인 임상적 방법으로 시행되었다. 병리기사, 핵의학 기사 및 핵의학 의사의 피폭량을 열형광선량계를 이용하여 1달간 측정하였다. 또한 작업과정중의 잔존 방사능량, 흡수선량, 작업시간, 작업거리, 조직폐기물 및 병리검사실의 공간선량을 측정하였다. 결과 전신 및 손의 피폭량은 병리기사에서 각각 0.21 및 0.85 uSv/study이었고 핵의학과 의사 및 핵의학과 기사의 전신피폭량은 각각 0.2 및 2.3 uSv/study 이었다. 일반인 기준(1000 uSv/year)으로 병리기사는 년간 약 1100건 감시림프절 관련 검체 처리를 할 수 있었다. 각 과정의 잔존방사성 및 피폭거리, 시간으로 측정한 피폭량은 수술의사는 전신/손의 피폭량이 건당 2.47/22.4 uSv 이었고 수술장간호사는 건당 0.22/0 uSv 이었다. 병리실의 공간선량률은 0.02-0.03 mR/hr로 방사성 관리구역의 설정 기준에 도달하지 않았다. 폐기되는 검체 조직의 방사능은 거의 측정되지 않아 100 Bq/g에 훨씬 미치지 않았다. 결론: 방사성동위원소를 이용한 감시림프절 검사에 관계된 병리처리과정은 방사선안전측면에서 일반적으로 안전하며 별도의 안전관리나 시설 없이 이루어 질 수 있다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제35권2호
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• pp.119-124
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• 2012

최근 유리선량계는 Thermoluminescent Dosimeter (TLD)와 더불어 진단영역부터 치료영역에까지 즉, 저에너지영역에서부터 고에너지 영역에 걸쳐 광범위하게 흡수선량 측정에 이용되고 있다. 그러나, 유리선량계의 재현성과 에너지 의존성 등 선량특성에 관한 연구 보고는 주로 고에너지 영역에서 이루어진 결과 값들이다. 이는 방사선 선량 측정소자나 측정기들의 특성연구를 137Cs 이나 60Co를 이용하기 때문으로 사료되며 이들은 모두 치료영역에서 사용되는 고에너지 방출 방사선 선원들이다. 따라서, 본 연구에서는 Glass Dosimeter (GD)를 이용하여 진단 영역의 저에너지 방사선 특성을 50kV, 80kV, 100kV 관전압 변화를 주어 측정한 Piranha 선량에 대한 유리선량계의 선형성, 재현성, 시간에 따른 재현성을 실험 평가하였다. 실험 기기 및 방법으로는 진단용 발생장치에서 발생되는 방사선선량 측정은 다기능 QA 측정기(RTI Electronic, Sweden)인 Piranha 657의 internal detector로 측정 하였으며 측정조건은 25mA, 0.02sec, 2.5mAs 그리고 SSD가 100cm일 때 조사면 $10{\times}10cm^2$로 하였다. 유리선량계 총 60개를 50kV, 80kV, 100kV 세 그룹으로 나누고 동일한 조건으로 유리선량계에 조사하였다. 본 실험결과에서 유리선량계의 선형성은 기존 보고된 고에너지 고선량 영역과 같이 저에너지, 저선량에서도 선량에 따른 선형성을 나타냈다. 재현성과 시간에 따른 재현성도 양호하였다. 본 실험결과와 같이 유리선량계는 고에너지영역에서의 선량측정 뿐만 아니라 저에너지의 선량측정도 가능한 선량계임을 알 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권4호
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• pp.393-402
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• 1997

목적 : 공기동을 포함한 병소 부위에 X-선원을 조사할 경우 공동과 근접한 영역에서의 저흡수선량 효과는 잘 알려져 있다. 공기-연조직 사이의 불균질면의 한 예로 후두 모형 즉, 조직 둥가물질과 그 사이에 삽입되어 있는 공기동을 만들었다. 본 연구에서는 방사선의 선질 조사면의 크기 공기동의 크기에 따른 공동 가까이에서의 흡수선량의 변화를 살펴보았다. 대상 및 방법 : 4-, 6-, 10-MV X-선원을 이용하여 2cm(폭)$\times$L(cm, 길이)$\times$2cm(높이)인 공기동을 포함한 후두 모형의 아크릴 팬톰에 대하여 흡수선량을 측정하였다. 흡수선량의 측정장비로 평행판전리함과 전리계를 이용하였다. 제작한 후두의 기하학적 치수는 상부 연조직$\cdot$공기동$\cdot$하부 연조직의 두께가 각각 4-, 2-, 4-cm이었다. 공기동이 없이 균일한 연조직 팬톰에 대한 공기동이 있는 경우의 흡수선량의 비(O/E)를 공기 공동-연조직의 경계로부터 거리를 변화시키면서 측정하였다. 표준화된 중강곡선과 최대흡수선량에 대한 입사면 반대쪽 표면에서의 흡수선량의 비를 초사면의 크기를 변화시키면서 측정하였다. 공기동의 크기에 따른 효과를 알기 위하여 여러 가지 조사면에 대하여 투영된 크기가 4cm(폭)$\times$L인 공기동의 높이(Z)를 변화시켜서 측정하였다. 결과 : 4-MV선원에서 $5cm\times5cm$ 이상의 조사면에서는 저흡수선량 효과가 없었다. 6-이나 10-MV선원에서 작은 조사야 즉, $4cm\times4cm$와 $5cm\times5cm$에서는 후두에 저흡수선량 부위가 나타났으며 $6cm\times6cm$ 이상의 조사면에서는 이 효과가 관찰되지 않았다. 선원의 선질이 증가할수록 저흘수선량인 조직층이 증가하였고 이때 표면 흡수선량의 크기는 변하지 않았다. 조사면의 크기가 $4cm\times4cm$에서 $8cm\times8cm$로 증가할 때 최대흡수선량에 대한 입사면 반대쪽의 공기동의 표면 선량은 4-, 6-, 10-MV 선원에서 각각 0.95, 0.92, 0.91에서 0.99로 증가하였다. 6-이나 10-MV 선원에서 공기동 표면에서의 흡수선량은 $5cm\times5cm$ 조사면에 있어서 예상값보다 각각 2-, 3-퍼센트의 감소가 있었고 또 4-MV에서는 감소효과를 발견할 수 없었다. $4cm\timesL\timesZ$ 공기동에서 그높이(Z)를 0.6에서 4.8cm까지 변화시켰을 때 조사면의 크기가 $8cm\times8cm$에서 공동의 크기에 무관하게 O/E>1.0이 관찰되었다. 결론 : 조사면내 공기동에 의한 저흘수선량 효과는 방사선의 선질$\cdot$조사면의 크기$\cdot$공기동의 크기에 의존된다. 이상의 연구 결과에서 고선질 선원이 공동을 포함한 병소 특히, 종양이 공기동의 표면까지 미치는 부위에 조사될 째 특별한 주의가 필요함을 알 수 있다. 이 경운 가능하면 조사되는 부위가 저전량이 되지않도록 저선질의 선원(예를 들면, 4-MV)을 쓰고 또 조사면을 넓혀야한다. 6-이나 10-MV 등의 고선질의 X-선을 쓰는 경우에는 조사면의 부위에 저선랸 부위가 생기므로 한번의 추가 조사를 더 시행할 필요가 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.139-144
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• 2017

경피적 추체 성형술은 최소 침습적 척추 수술로 골다공증성 압박골절, 골수종 그리고 암에 의한 척추 전이 등에 치료방법으로 많이 사용되어 왔다. 이러한 최소침습적 시술은 환자에게 작은 수술 흉터, 통증, 출혈, 짧은 회복시간등 여러가지 장점이 많으나, 환자와 시술자가 방사선의 위험으로부터 벗어날 수 없다. 이에 본 연구의 목적은 경피적 추체 성형술을 하는 동안 방사선 조사시간의 측정과 함께 시술자와 환자의 방사선 피폭선량을 측정해 보았다. 본원에 내원한 경피적 추체 성형술 시행 대상인 환자를 3명의 마취통증의학과 전문의가 동일한 방법으로 총 20명의 환자에게 경피적 추체 성형술을 실시하였다. 방사선 조사시간을 측정하고 전자선량측정계를 이용하여 총 6군데의 방사선 피폭량을 측정해 보았다. 환자는 직접 엑스선을 측정하였으며, 전 후면과 옆면 부위에 전자선량측정계를 위치하였고, 시술자는 환자로부터 산란되는 산란선을 측정하였으며, 납가운 바깥쪽에 위치한 갑상선, 왼쪽 가슴, 왼쪽 허벅지 그리고 납가운 안쪽에 위치한 왼쪽 가슴부위에 전자선량측정계를 위치하였다. 총 시술 시간은 $19.3{\pm}3.88min$이며, 방사선에 의한 노출 시간은 $3.6{\pm}0.71min$ 이었다. 환자의 피폭선량은 전후면 일 때 $121.4{\pm}48.15{\mu}Sv$ 였으며, 측면 일 때 피폭선량은 $614.7{\pm}177.14{\mu}Sv$ 이다. 시술자가 받은 피폭선량은 납가운 바깥쪽의 갑상선 부분이 $33.7{\pm}7.30{\mu}Sv$ 이고, 왼쪽 가슴 부위가 $49.2{\pm}15.09{\mu}Sv$ 이고, 왼쪽 허벅지 부위가 $12.8{\pm}3.80{\mu}Sv$ 이며, 납가운의 안쪽 가슴에 위치한 부위의 선량계는 $4.2{\pm}1.44Sv$ 이였다. 경피적 추체 성형술 시행 시 방사선의 위험으로부터 벗어나기 위해 C-arm 튜브에서 환자에게 엑스선이 도달하여 산란되는 거리를 최대한 멀게 유지하여야 하며, 방사선이 조사되는 시간을 줄이고, 납가운등 보호장구를 적절히 착용하여 방사선 피폭을 줄임으로써 시술자와 환자 모두 안전한 시술이 되도록 노력하여야 할 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.233-241
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• 2014

본 연구에서는 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 이용하여 방사선 치료계획 시 3차원 흡수선량 분포 검증을 위한 정도 관리 소프트웨어를 개발하여 겔을 이용한 3차원 선량분석 방법을 제시하고자 한다. 우선 치료계획상의 3차원 흡수선량 데이터와 측정한 겔 광학밀도 데이터의 입출력 기능을 구현하였고, 변환 테이블을 이용하여 광학밀도를 흡수선량으로 변환하는 기능을 구현하였다. 겔에서 측정된 흡수선량과 치료계획상의 흡수선량 분포간의 기하학적 매칭을 위하여 3D 볼륨 데이터의 x, y, z 방향 및 회전 변환을 구현하였다. 매칭이 완료된 두 선량 분포간에 일치도를 검증하기 위하여 3차원 감마 인덱스알고리듬을 구현하였고, 감마 통과 지도(gamma passing map) 기반의 일치도 확인 기능을 구현하였다. 광학밀도와 흡수선량간의 관계를 분석하기 위하여 원기둥 형태의 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 대상으로 X-선 전산화 단층촬영기를 이용하여 CT 영상을 획득하였고, 방사선 치료계획 시스템(Eclipse, Varian, Palo Alto)을 이용하여 원반 형태의 6개의 가상 표적을 생성하여, 각각에 1 Gy에서 6 Gy까지 선량이 전달되도록 입체조형 방사선 치료계획을 수립하였다. 다음으로 광학 CT 스캐너($Vista^{TM}$, Modus Medical Devices Inc, Canada)를 이용하여 기준 투영 영상들을 획득하였고, 치료계획과 동일하게 겔에 방사선을 조사하였다. 조사2시간 후 매 2시간 간격으로 광학 CT 스캐너로 투영 영상 셋을 획득 후 3차원 광학밀도 데이터로 재구성하였다. 실린더 중심축을 따라 치료계획상의 흡수선량 프로파일과 광학밀도 프로파일을 추출하여 광학선량 대비 흡수선량 대응 테이블을 정의하였다. 이후 본 연구에서 개발한 소프트웨어를 이용하여 3차원상의 선량 분포의 일치도를 평가하였다. 광학밀도와 흡수선량간에는 supra-linear 관계가 나타났으며, 광학밀도는 그 크기에 따라 24시간당 60% 전후로 감쇄하였다. 측정된 흡수선량은 중심축 부근에서는 치료계획 선량과 잘 일치하였으나, 주변부로 갈수록 크게 낮아짐을 확인할 수 있었으며, 이로 인하여 3D 감마 통과율은 선량 차이율과 DtoA 각각 3%/3 mm의 조건하에 70.36%로 낮게 나타났다. 이러한 결과는 광학 CT 스캐너 내부의 오일과 $PRESAGE^{REU}$ 겔간의 굴절률이 정확하게 매칭되지 않아서 광학 스캔 시 빔이 굴절되어 부정확한 데이터를 만들어 내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발한 정도 관리소프트웨어는 3차원 겔 선량을 비교 분석하기에 유효한 것으로 평가되었으나, $PRESAGE^{REU}$ 겔로부터 정확한 흡수선량데이터를 획득하기 위해 겔 선량측정 과정의 많은 개선이 요구된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제24권1호
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• pp.27-35
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• 2017

본 연구는 면역저하 환자용 신선편의 채소류의 위생화를 위해 당근, 오이고추, 방울토마토, 파프리카를 모델식품으로 선정하여 다양한 흡수선량으로 엑스선 조사처리한 후 미생물학적, 이화학적, 관능적 품질 평가를 수행하였다. 당근과 오이고추의 경우 0.4 kGy, 방울토마토와 파프리카의 경우 0.2 kGy 이상의 흡수선량으로 엑스선 조사처리 시 멸균이 확인되었으며, 총 호기성세균 및 대장균군을 제외한 병원균들은 1 log 수준의 검출한계 이하로 나타났다. 모델식품에 접종된 E. coli. L. monocytogenes, S. Typhimyrium에 대한 엑스선의 D10값은 0.11-0.32 kGy로 나타나, 0.4 kGy의 흡수선량을 신선편의 채소류의 멸균을 위한 잠정적인 최소 흡수선량으로 설정하였다. 최대 0.6 kGy의 흡수선량으로 엑스선 조사처리된 신선편의 채소류에 대한 전체 선호도의 경우 7점 척도에서 모두 5.0 점 이상으로 나타나 이들의 관능적 품질이 수용 가능한 수준인 것으로 판단하였다. 또한, 암환자를 대상으로 엑스선 멸균처리(0.4 kGy)된 신선편의 채소류에 대한 선호도 설문조사에서 오이고추와 방울토마토, 파프리카의 경우 모든 항목에 대한 평균 선호도 점수는 5점 척도에서 모두 4.0점 이상으로 나타났다. 따라서 엑스선으로 멸균처리된 오이고추, 방울토마토, 파프리카는 면역력이 저하된 환자들을 위한 위생학적으로 안전한 신선편의 채소로 제공이 가능할 것으로 판단된다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제35권1호
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• pp.9-14
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• 2005

Purpose : To observe the histopathological changes in the pulp tissues of mandibular molars in streptozotocin-induced diabetic rats after irradiation. Materials and Methods : The male Sprague-Dawley rats weighing approximately 250 gm were divided into four groups: control, diabetes, irradiation, and diabetes-irradiation groups. Diabetes mellitus was induced in the rats by injecting streptozotocin. Rats in control and irradiation groups were injected with citrate buffer only. After 5 days, the head and neck region of the rats in irradiation and diabetes-irradiation groups were irradiated with a single absorbed dose of 10 Gy. All the rats were sacrificed at 3, 7, 14, 21, and 28 days after irradiation. The specimen including the mandibular molars were sectioned and observed using a histopathological method. Results : In the diabetes group, capillary dilatation was observed. However, there was no obvious morphologic alteration of the odontoblasts. In the irradiation group, generalized necrosis of the dental pulp tissues was observed. Vacuolation of the odontoblasts and dilatation of the capillaries were noted in the early experimental phases. In the diabetes-irradiation group, generalized degeneration of the dental pulp tissues was observed. Vacuolation of the dental pulp cells and the odontoblasts was noted in the late experimental phases. Conclusion : This experiment suggests that dilatation of the capillaries in the dental pulp tissues is induced by diabetic state, and generalized degeneration of the dental pulp tissues is induced by irradiation of the diabetic group.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제36권1호
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• pp.33-40
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• 2006

Purpose : To investigate clusterin expression in the acini and ductal cells of rat submandibular glands after Co-60 gamma irradiation. Materials and Methods : The male Sprague-Dawley rats weighing approximately 250 gm were divided into control and experimental groups. The experimental group was irradiated with a single absorbed dose of 2, 5, 10, and 15 Gy on the head and neck region. All the rats were sacrificed at 1, 3, 7, 14, 21, and 28 days after irradiation. The specimens including the submandibular gland were sectioned and observed using a immunohistochemical method. Results : In the 2 Gy group, clusterin expression was similar to that of the control group at 1 day after irradiation and it was observed in the striated ductal cells at 3 days after irradiation. In the 5 Gy group, clusterin expression was observed in the striated ductal cells at 1 day after irradiation and gradually increased in the 10 and 15 Gy groups. In the 15 Gy group, clusterin expression was prominent in the striated ductal cells at 1 day after irradiation, but it gradually decreased with the experimental period. The destruction of the striated ductal cells was observed in the 2 Gy group at 21 days after irradiation and in the 5, 10, and 15 Gy groups at 7 days after irradiation. The destruction of the acinar cells was observed in the 2 Gy group at 28 days after irradiation and in the 5, 10, and 15 Gy groups at 14 days after irradiation. Conclusion : Clusterin expression was induced by low doses of irradiation and it appeared to be involved in the regulation of cellular response to irradiation.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권2호
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• pp.131-140
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• 2015

하반신 마비환자가 스키를 탈 수 있도록 고안된 모노스키는 스키 플레이트 위에 좌석이 설치된 형태의 썰매이다. 스키를 탈 때 설면으로부터 전달되는 충격은 정상인의 경우 다리관절의 거동에 의하여 흡수되지만 모노스키의 경우에는 좌석에 탑승한 인체에 그대로 전달된다. 상용화된 대부분의 모노스키에는 이를 보완하기 위하여 스키 마운트와 시트 간에 링크 메커니즘과 충격완충장치가 설치되어 있다. 본 연구에서는 유압 실린더가 장착된 모노스키의 주행 시뮬레이션을 수행하고 불규칙한 표면 주행 중 발생하는 진동 충격 가속도를 분석하여 탑승자의 안락감을 평가할 수 있는 모델을 개발하였다. 안락감 평가방법은 국제 규격인 BS6841 을 사용하였다. 개발 모델을 이용하여 유압 완충장치의 노즐조절에 따른 안락감을 평가하였다.