• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.15-23
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• 2017

본 논문에서는 전기자동차용 배터리의 충방전 상태를 정확하게 추정하고 안정적으로 평가하기 위하여, 비선형성을 가지는 배터리의 출력특성을 단계마다 선형화시켜 상태를 평가하고, 실시간 구현 및 모델의 오차보정과 노이즈에 강인한 특성을 가지고 있는 확장칼만필터 알고리즘을 이용한 SOC 추정 방법을 제안한다. 확장칼만필터를 적용하기 위해 배터리를 1차 Thevenin 모델로 나타내고, SOC 추정을 위한 배터리 성능평가 시뮬레이터를 구현하여, 실험을 통해 확장칼만필터에 적용될 파라미터를 도출한다. 본 논문에 적용된 SOC 상태추정 전략에서는 기존 선행 연구들과 다르게 배터리에 명시되어 있는 정격용량을 최대 충전가능용량으로 대체함으로써, 배터리의 노화에 상관없이 언제나 0%~100%의 SOC를 가질 수 있도록 변경된 수법을 제안한다. 이를 통해, 고정밀 CT를 사용한 Ah counting에 의한 SOC 추정을 기준으로 하여 본 논문에서는 배터리의 비선형 구간에서도 오차를 줄일 수 있는 확장칼만필터 방법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 배터리 전 SOC 영역에서 추정오차를 5% 미만으로 줄일 수 있음을 확인한다.

• Clinics in Shoulder and Elbow
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• 제17권1호
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• pp.25-30
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• 2014

Background: Normal elbow joint kinematics has been widely studied in cadaver, whilst in vivo study, especially of the forearm, is rare. Our study analyses, in vivo, the kinematics of normal forearm and of malunited forearm using a three-dimensional computerized simulation system. Methods: We examined 8 patients with malunited Monteggia fracture and 4 controls with normal elbow joint. The ulna and radius were reconstructed from CT data placing the forearm in three different positions; full pronation, neutral, and full supination using computer bone models. We analyzed the axis of rotation 3-dimentionally based on the axes during forearm rotation from full pronation to full supination. Results: Axis of rotation of normal forearm was pitch line, with a mean range of 2 mm, from full pronation to full supination, connecting the radial head center proximally and ulnar fovea distally. In normal forearm, the mean range was 1.32 mm at the proximal radioulnar joint and 1.51 mm at the distal radioulnar joint. However in Monteggia fracture patients, this range changed to 7.65 mm at proximal and 4.99 mm at distal radoulnar joint. Conclusions: During forearm rotation, the axis of rotation was constant in normal elbow joint but unstable in malunited Monteggia fracture patients as seen with radial head instability. Therefore, consideration should be given not only to correcting deformity but also to restoring AOR by 3D kinematics analysis before surgical treatment of such fractures.

• Computers and Concrete
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• 제32권3호
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• pp.247-261
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• 2023

Due to the non-uniform distribution of meso-structure, the diffusion of chloride ions in concrete show the characteristics of characteristics of randomness and fuzziness, which leads to the non-uniform distribution of chloride ions and the non-uniform corrosion of steel rebar in concrete. This phenomenon is supposed as the main reason causing the uncertainty of the bearing capacity deterioration of reinforced concrete structures. In order to analyze and predict the durability of reinforced concrete structures under chloride environment, the random features of chloride ions transport in concrete were studied in this research from in situ meso-structure of concrete. Based on X-ray CT technology, the spatial distribution of coarse aggregates and pores were recognized and extracted from a cylinder concrete specimen. In considering the influence of ITZ, the in situ mesostructure of concrete specimen was reconstructed to conduct a numerical simulation on the diffusion of chloride ions in concrete, which was verified through electronic microprobe technology. Then a stochastic study was performed to investigate the distribution of chloride ions concentration in space and time. The research indicates that the influence of coarse aggregate on chloride ions diffusion is the synthetic action of tortuosity and ITZ effect. The spatial distribution of coarse aggregates and pores is the main reason leading to the non-uniform distribution of chloride ions both in spatial and time scale. The chloride ions concentration under a certain time and the time under a certain concentration both satisfy the Lognormal distribution, which are accepted by Kolmogorov-Smirnov test and Chi-square test. This research provides an efficient method for obtain mass stochastic data from limited but representative samples, which lays a solid foundation for the investigation on the service properties of reinforced concrete structures.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.111-118
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• 2019

흉부 디지털 단층영상합성장치는 기존 DR의 낮은 깊이 해상도, CT의 높은 피폭선량 문제를 해결할 수 있는 획기적인 영상장치로 대두되고 있다. 그러나 제한된 스캔 각도로 인해 프로젝션이 X 선 소스 동작 방향으로 흉부를 완전히 포함 할 수 없어 재구성 된 슬라이스의 위, 아래 방향 경계를 따라 강도의 불연속성이 발생하게 되는데 이러한 현상을 잘림 아티팩트 (Truncation artifact)라고 한다. 이 연구의 목적은 가중 정규화 접근법을 사용하여 잘림 아티팩트를 줄이고 리스템에서 개발한 프로토 타입 흉부 디지털 단층영상합성장치 시스템에 대한 이 접근법의 성능을 평가하는 것이다. 이 시스템의 source-to-image distance는 1100 mm 이고 X 선원의 회전 중심은 검출기 표면에서 100mm 위로 설정되었다. LUNGMAN 팬텀을 사용하여 ${\pm}20^{\circ}$의 투영 뷰를 $1^{\circ}$ 간격으로 41장을 얻은 후, filtered back projection 알고리즘으로 재구성했다. 정량적 평가를 위하여 시뮬레이션을 이용하여 기준영상을 재구성 후 peak signal to noise ratio와 structure similarity index 값을 평가하였으며 실제 실험 데이터를 이용하여 mean value of specific direction 값을 평가하였다. 시뮬레이션 결과로 아티팩트 보정 전 일반적인 filtered back projection 알고리즘으로 재구성 한 영상과 비교하여 peak signal to noise ratio값과 structure similarity index값 모두 각각 증가하였으며, 실제 실험 재구성 영상의 mean value of specific direction 결과는 아티팩트의 영향이 감소됨을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 가중 정규화 방법은 잘림 아티팩트를 줄임으로써 진단의 어려움을 발생시키는 가능성을 개선시킬 수 있는 방법으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제27권4호
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• pp.194-210
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• 2022

동중국해 북부와 경계를 이루는 황해 남동부 해역에 대해 무기탄소의 월별 재고와 변동을 초래하는 플럭스들을 상자 모형으로 모의하였다. 월별 용존무기탄소의 자료는 네 차례 계절을 대표하는 관측 결과에 최근 발표된 논문의 자료를 발췌하여 구성하였다. 연간 용존무기탄소(C_T)의 재고가 정상상태에 있으며 표층에서 이류에 의한 변동이 무시할 정도로 작다고 가정하고 표층과 심층의 2-상자 모형을 사용했다. 모의 결과 월별 표층과 심층 사이의 재고는 혼합층 두께의 변동에 따른 혼합 플럭스가 -40~35 mol C m^-2 month^-1의 규모로 주도했다. 대기로부터 유입되는 CO₂ 플럭스는 약 2 mol C m^-2 yr^-1 이고, 혼합 플럭스의 1/100 미만으로 작았다. 생물 펌프 플럭스는 4~5 mol C m^-2 yr^-1 범위로 추정되었는데 이는 현장 실측 자료에 비해서 절반가량 수준이다. 물기둥의 C_T 재고는 동계 혼합이 끝나는 4월에 최대를 보이며 성층기에 조금씩 줄어든다. 따라서 C_T 총량은 성층기에 혼합기보다 높게 나타나는데 정상상태가 유지되려면 최대와 최소의 차분인 18 mol C m^-2 yr^-1 (= 216 g C m^-2 yr^-1)이 동중국해로 송출되어야 한다. 이를 황해 남부 경계 전체에 대해 외삽하면 4 × 10⁹ g C yr^-1 규모이다. 이 플럭스는 개념상 대륙붕 펌프에 해당한다. 실제로 태평양 외양역에 도달하려면 동중국해를 거쳐야 하므로 실제로 대륙붕 펌프로 기여하는 플럭스의 크기는 이보다 현저하게 낮을 것으로 전망된다. 자료 부족과 계산에 필수적인 가정에 수반되는 오류 때문에 추정값은 상당한 크기의 오차를 포함하지만 모의를 통해 C_T의 변동을 초래하는 플럭스 사이의 상대적인 기여도와 범위를 제약할 수 있었고 향후 연구에서 주목해야 할 사항을 도출할 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제17권2호
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• pp.155-160
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• 2005

목 적 : 전산화단층 모의치료조준(CT simulation)과 선량 계획 장비(RTP)의 발전으로 많은 저자들에 의해 종양부 위의 선량을 증가시키고 인접한 장기의 선량을 효과적으로 감소시킬 수 있는 3차원 입체 조형 치료(Conformal therapy)와 조사면내 선량 보강 기법(Field in field technique)이 자주 소개되어지고 있다. 이러한 치료 기법은 많은 수의 조사면을 사용함으로써 조사면이 증가할수록 10 MU이하의 극히 적은 기계적 입력치(monitor unit, MU)를 사용하기도 한다. 통상 일반적으로 사용되어지는 선량에 대한 정보(beam data)는 이보다 훨씬 많은 100 MU이상 혹은 그보다 높은 안정적인 출력을 기대할 수 있는 상태에서 측정되어지므로 극히 적은 기계적 입력치에서도 기존에 측정되어진 선량 정보와 동일한 선량분포를 구현할 수 있는지 반드시 확인하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 극히 적은 기계적 입력치(MU)에서의 선량적 안정성을 알아보고 향후 정도 관리지침에 활용코자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 사용 중인 선형가속기 Varian 2100C/D의 6 MV, 10 MV(USA)와 Varinan 600C의 4 MV(USA)의 에너지를 사용하여 $10{\times}10cm^2$ 조사면에서 90 MU를 90 MU, 45 MU, 30 MU, 18 MU, 9 MU, 6 MU로 각각 1, 2, 3, 5, 10, 15 회씩 나누어 조사하였다. 전리함(pinpoint farmer type chamber, PTW, GERMANY)를 이용하며 4 MV, 6 MV는 5 cm, 10 MV는 10 cm 깊이, SAD 100 cm에서 물 팬텀을 이용하며 조사면내의 출력을 측정하였고, 측정용 필름(X-omat V, Kodak, USA)을 이용하며 높은 선량을 나타내는 90 MU, 30 MU에서의 편평도와, 대칭도를 비교하였고 일반적인 medical film(AGFA USA)을 이용하여 낮은 선량을 보이는 9MU에서 조사면내 편평도와, 대칭도를 비교하여 선질의 특성 변화를 관찰하였다. 결 과 : 전리함을 이용한 측정에서 2100C/D는 90 MU와 9 MU에서 1 MU 당 선량(cGy/MU)은 6 MV와 10 MV에서 90 MU를 1회에 조사한 것과 비교하여 약 1.6% 정도 증가하였고 2100C는 0.5%, 1.3%가 각각 증가하였다. 600C 또한 1.6% 증가하였으나 6 MU에서 약 3% 차이를 나타내었다. 편평도와 대칭도는 장비와 에너지에 따라 1%에 2.9%까지 차이가 있었으나 전체적으로 적은 MU에서 약간 더 균등하였고 극히 적은 MU로 인한 차이는 확인할 수 없었다. 결 론 : 각각의 실험에서 선량적 차이는 허용되어지는 범위이하의(출력<3%, 편평도<${\pm}3%$, 대칭도<2%, ICRU report 50)오차를 모임으로써 보유한 장비에 따라 정도에 차이는 있을 수 있으나 본원에서 사용 중인 장비에서 극히 적은 MU의 사용이 현저한 선량적 오차를 유발하진 않는 것으로 사료되어진다. 그러나 정도 관리 시 그 오차를 확인하는 과정은 장비의 사용과 수명에 따라 지속적으로 관리되어져야 할 것이다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제27권1호
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• pp.35-41
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• 2009

목적: 유방암 환자에서 부분적 유방절제술 후 내유림프절(internal mammary lymph node: IMN)을 포함하여 방사선 치료하기 위한 최적의 치료 방법을 찾고자 하였다. 대상 및 방법: 초기 유방암으로 부분적 유방절제수술을 받고 방사선치료를 받은 10명의 환자들의 CT simulation 데이터를 얻어서 각 환자들에서 4가지 치료방법을 계획하고 평가하였다. 5명은 오른쪽 유방을, 나머지 5명은 왼쪽 유방을 치료 받았다. 각 환자에서 유방, 쇄골 상부 림프절(supraclavicular lymph node: SCL), IMN (위쪽 3개의 늑골 사이에 있는 림프절만 포함)을 조사하는 치료계획을 하였다. IMN을 조사하는 방법으로 4가지 방식, 즉 표준적인 접선방향 치료(Standard Tangential Field: STF), 확장접선치료 방법(Wide Tangential Field, WTF), 부분 확장접선치료 방법(Partially Wide Tangential Field: PWT), 광자와 전자를 혼합한 방법(Photon-Electron Mixed 5 Field: PEM)을 사용하였다. SCL field는 3 cm에, 유방조직은 중심점에 50.4 Gy를 28회에 나누어 치료하도록 처방하였다. 결과: 각각의 치료 기법은 환자마다 차이는 있었으나 뚜렷한 특징을 보였다. 유방조직의 선량은 각 치료 기법마다 큰 차이가 없었다. IMN는 치료 기법마다 차이가 있으나 STF를 제외한 세 가지 방법은 대체로 IMN을 잘 감싸고 있었다. 왼쪽 유방을 치료하는 경우 심장이 받는 선량은 고선량 영역에서는 WTF, PWT, PEM, STF의 순으로 많은 체적에 선량을 받았으며 낮은 선량 영역에서는 PEM, WTF, PWT, STF의 순이었다. 동측 폐의 선량 역시 마찬가지의 순서를 보였다. Lyman-Kutcher-Burman model에 의한 방사선 폐렴에 대한 NTCP는 개인별 편차가 컸다. 대체로 STF가 가장 작고 PWT가 다음이었으나 PEM와 WTF의 경우는 환자마다 큰 차이를 보였다. 결론: 환자들의 다양한 체형에도 불구하고 IMN를 포함하여 치료하는 경우 PWT가 폐와 심장의 조사선량을 줄이고 IMN에 표적선량을 전달하는데 적합한 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.271-280
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• 2014

최근에 디지털 유방촬영술(digital mammography, DM)의 해부학적 구조의 겹침 현상과 컴퓨터단층촬영영상(computed tomography, CT)의 높은 환자 선량을 해결하기 위해 디지털 유방단층영상합성장치(digital breast tomosynthesis, DBT)에 대한 연구 개발이 활발하게 수행되고 있다. 하지만 DBT 시스템은 제한된 각도로 영상을 획득하면서 급격한 데이터 결핍으로 인해 다른 층의 간섭으로 인한 인공물(artifacts)이 발생한다. 이를 완화시키기 위해 적절한 필터가 필요하다. 본 논문에서는 DBT 시스템에서 FBP 알고리즘을 이용하여 영상재구성 시 발생되는 인공물을 줄이기 위해 적절한 필터조합을 찾는 것이 궁극적인 목적이다. 시뮬레이션과 실제 실험을 통해 동일한 영상 획득조건에서 FBP 알고리즘을 이용해 재구성된 영상을 분석하여 다양한 필터 조합들의 특성을 조사했다. 필터 특성에 대한 평가를 하기 위해 영상 및 프로파일의 분석과 COV (coefficient of variation)를 이용하여 인공물과 잡음에 대한 평가를 하였다. 본 연구 결과를 통해 분광필터(spectral filter)의 파라미터 인자 값들을 조절하여 cut-off frequency를 설정함으로써 고주파 영역에 있는 영상의 잡음을 줄일 수 있었다. DBT 시스템에서 유방팬텀을 재구성한 영상들을 비교했을 때 분광필터의 파라미터 인자를 0.25로 적용한 영상의 결과는 분광필터를 적용하지 않았을 때보다 영상의 잡음을 10%로 감소시킬 수 있었다. 절편두께필터(slice thickness filter)의 파라미터 인자의 값들을 조절하여 정보들의 불균형을 줄임으로써 다른 층의 간섭으로 인한 인공물을 감소시킬 수 있었다. 결론적으로, 본 연구를 통해 FBP 알고리즘으로 재구성했을 때 필터들의 기본 특성을 확인 할 수 있었으며, 적절한 필터 조합이 실제 화질 개선에 기여한 것으로 확인할 수 있었다. 이 연구 결과는 다양한 필터 조합에 따른 잡음과 데이터 결핍에 의한 인공물에 대한 정보를 제공하여 DBT 시스템의 개발 및 임상화적용 연구에 기반이 될 것으로 기대된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.285-291
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• 2013

전림프계의 방사선치료시 선형가속기와 토모테라피를 이용하여 치료계획 수립 시 유용성을 확인하였다. 실험에 동의한 실험대상자 15명(남: 7명, 여: 8명)의 모의치료영상을 Somatom Sansation Open 16 channel으로 획득하여 이를 각각 의료용 선형가속기 치료계획 장치와 토모테라피 치료계획 장치로 전송하고 종양체적과 정상조직(전체 폐, 척수, 우측신장, 좌측신장)을 구분하여 종양조직에 750 cGy를 설정하여 종양조직의 선량 적합성, 정상조직의 선량흡수정도, 선량분포양상 그리고 선량체적곡선을 비교하여 평가하였으며 SPSS Ver. 18.0을 이용하여 대응표본검정을 실시하였다. 종양의 흡수선량 측정결과 토모테라피의 경우 $751.0{\pm}4.7cGy$, 선형가속기는 $746.9{\pm}14.1cGy$의 선량을 보였으며 이는 통계적으로 유의하지 않았다(p>0.05). 정상조직의 경우 전체 폐, 척수, 우측신장, 좌측신장에 입사되는 평균 방사선량은 토모테라피가 선형가속기보다 다소 낮은 방사선 흡수량을 보였다. 선량체적곡선에서 종양조직 및 정상조직 모두 적합한 양상을 보였다. 즉, 종양 및 정상조직의 선량흡수정도, 선량분포양상, 선량체적 곡선을 살펴본 결과 모두 적합한 치료효과비를 보인 것으로 판단되며 토모테라피 치료가 다소 높은 치료효율을 보였다. 토모테라피를 이용한 치료는 폐쇄형 치료공간과 긴 치료시간의 단점이 있기 때문에 오랜시간 자세재현이 불가능한 환자의 경우, 제한적으로 선형가속기 치료를 실시하여도 무방할 것으로 판단된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.65-71
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• 2018

목 적 : 두경부암 방사선 치료 시 사용되는 규격화된 기성 베개에 개인별 경추고정용구를 적용하여 개인별 경추고정용구의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 토모테라피를 이용한 두경부암 치료 환자 중 기성 베개만을 사용한 환자와 개인별 경추고정용구를 적용한 환자 각각 20명을 대상으로 환자 당 20회 치료 시 획득한 MVCT 영상을 토모테라피 영상유도 프로그램으로 자동 보정한 영상을 바탕으로 2번 경추 최하단부부터 발쪽으로 6.7 cm까지 10분할하여 각 분할 당 경추 위치 값을 치료설계 시의 경추 위치 값과 비교하였다. 결 과 : 개인별 경추고정용구를 적용한 경우 50 mm 기준 경추만곡도 일치율은 평균 98.9 %, 최대오차 평균 12.9 mm, 1회 치료 당 평균 오차 5.8 mm, 표준편차 평균 0.59 mm로 측정되었고 개인별 경추고정용구를 적용하지 않았을 경우 경추만곡 일치율은 평균 95.9 %, 최대오차 평균 41.9 mm, 1회 치료 당 평균 오차 19.4 mm, 표준편차 평균 1.34 mm로 측정되었다. 결 론 : 두경부 암 방사선 치료 시 개인별 경추고정용구 적용이 필요할 것으로 사료된다.