• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권2호
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• pp.72-78
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• 2014

연구의 목적은 의사호흡정지(QBH) 바이오 피드백이 의료영상획득 시간의 큰변화 없이 잔류 호흡 운동을 조절함으로써 호흡 운동에 의한 영상 오류를 줄이고, 게이트 3차 흉부 자기 공명 영상을 향상시킬 수 있다는 가설을 실험하는 것이다. 가설을 확인하기 위해 건강한 다섯 사람을 대상으로 3T 지멘스 엠알아이의 호흡 탐색기가 포함된 T2 가중 스페이스 엠알 펄스 시퀀스를 이용해 두번의 게이트 자기공명 영상 연구를 시행 하였다: 자유 호흡 상태와 의사호흡정지 바이오 피드백 호흡상태, 의사호흡정지 바이오 피드백 시스템은 알피엠(RPM) 시스템(실시간 위치 관리시스템, 베리안)을 사용하여, 복부의 외부 위치를 측정하고, 음향과 시각적으로 각각의 호흡주기의 90% 위치에서 2초 숨을 정지하도록 안내하는 방법을 사용했다. 평가방법은 의사호흡정지 바이오 피드백 시스템을 이용시 간 상부의 호흡정지모습의 재현성이 게이팅 영역 내에서 향상되는지를 지원자의 실험을 통해 평가하였다. 자유호흡상태와 의사호흡정지 바이오 피드백상태에서 3차 흉부자기공명영상내에 호흡 운동에 의한 영상 오류와 게이팅영역 내에서의 잔류 호흡 운동 조절여부도 함께 평가했다. 또한, 복부 변위의 RMSE도 (제곱근오차) 조사되었다. 의사호흡정지 바이오 피드백방법을 사용함으로 자유호흡의 경우보다 게이트 3차 흉부 엠알 영상에서 폐와 간에서 호흡운동에 의한 영상오류의 감소 결과를 획득했다(영상획득시간: ~6분). 이는 의사호흡정지 바이오 피드백사용시, 게이팅 영역에서 복부 운동 감소와 횡경막의 잔류 움직임 감소가 일치함을 의미한다. 따라서, 알피엠을 통해 얻은 복부 변위의 전체 자료에서평균 RMSE는 (제곱근오차) 자유 호흡의 2.0 mm에 비해 7 mm (67% 감소, p값=0.02)로 감소하였으며, 게이팅영역만을 고려했을때는 자유 호흡의 1.7 mm가 의사호흡정지 바이오 피드백 호흡을 사용함으로써 0.7 mm (58 % 감소, p값=0.14) 로 개선되었다. 선형 피팅을 사용하여 얻은 평균 기준 이동값은 의사호흡정지 바이오 피드백 을 사용하면 자유 호흡 5.5 mm/분보다 0.6 mm/분(89% 감소, p값=0.017)으로 감소되었다. 이 연구는 의사호흡정지 바이오 피드백을 이용해 게이트 3차 흉부 자기 공명 영상 중에 간 상부의 호흡정지 재현성이 향상되는 것을 보여 주었다. 이 시스템은 내부 해부학의 운동을 조절함으로써 게이트 의료 영상과 방사선 치료에 임상적으로 적용 할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.297-307
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• 2010

최근 토목, 건축 구조물의 유지관리 기술에 대한 관심이 커지고 있으며 구조물의 성능저하 및 노후화 등으로 구조적 안전성의 검토가 요구되는 구조물의 수가 급증하고 있는 실정이다. 그리고 구조물의 노후화 및 부재의 균열 등으로 인하여 강성이 저하되면 구조물의 동특성에 변화가 나타나게 되며 구조물의 실제 거동상태에서 동특성을 분석하여 손상부위와 손상정도를 정확히 판단하는 것은 중요한 문제이다. 구조물 모니터링에 사용되는 대표적 계측장비가 동적계측기이다. 기존의 동적계측기는 측정 센서와 장비를 연결하는 케이블 길이가 길어질 경우 신뢰할 수 있는 데이터를 얻기 힘들고 각 센서와 계측기를 1:1로 연결하는 방식을 취하고 있어 비경제적이다. 따라서 센서를 부착하지 않고 원거리에서 진동을 측정하는 방법이 필요하다. 구조물의 진동을 계측하기 위하여 적용 가능한 비접촉식 방법으로는 레이저의 도플러효과, GPS를 이용하는 방법 및 영상처리기법 등이 대표적이다. 레이저의 도플러효과를 이용하는 방법은 정확도가 상대적으로 높지만 비경제적이며, GPS를 이용하는 방법은 장비가 고가이고 신호 자체의 오차와 데이터 취득속도의 제약이 있는 단점이 있다. 그러나 영상신호를 이용하는 방법은 간편하고 경제적이며 접근이 어려운 구조물의 진동 및 동특성 추출에 적합하다. 기존에도 센서를 대신하여 카메라의 영상신호를 이용하는 연구가 수행되기도 하였으나, 기존의 방법은 구조물에 부착된 표적의 한 지점을 기록한 후 영상처리기법을 이용하여 진동을 측정하는 방법으로서 측정 대상이 비교적 국한적일 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 영상처리기법을 이용하여 구조물의 다중 변위응답을 측정할 수 있는 방법의 타당성을 검증하기 위하여 진동대 실험 및 현장재하실험을 수행하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권1호
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• pp.25-32
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• 2010

목 적: 종양의 움직임을 고려하여 치료할 수 있는 RPM (Real time Position Management, Varian, USA) system을 사용하여 호흡을 고려한 방사선치료 시행 시, 제조사에서 제공하는 적외선 반사체는 일정각도 이상 couch가 회전할 경우 호흡신호 획득이 불가능하다. 이런 단점을 개선하고자 본 저자는 어느 각도에서나 호흡신호를 얻을 수 있는 3차원 적외선 반사체(3D infrared reflective marker)를 자체 개발하여 Kw-반사체라 명하고 그 유용성을 평가 하고자 한다. 대상 및 방법: 호흡신호의 안정성을 측정하기 위해 호흡운동을 재현 할 수 있는 3차원 구동팬텀(3D moving phantom) 위에 3가지 조건(A: couch 0도, 제조사의 반사체 B: couch 0도, Kw-반사체 C: couch 90도, Kw-반사체)의 적외선 반사체를 올려놓고 각각 3분 동안 호흡신호를 획득 하였다. 획득한 호흡신호는 호흡분석 프로그램(Labview ver 7.0)을 통해 최고값(peak value), 최저값(valley value), 표준편차(standard deviation), 변동값(variation value), 진폭값(amplitude value)을 획득하였다. 타겟의 회전 오차와 타겟의 이동범위를 알아보기 위해 3차원 구동팬텀 위에 B.B팬텀을 올려놓고 온-보드 영상장치(OBI)로 couch 0도와 90도 이미지를 획득한 후 B.B팬텀 중심에 위치한 ball bearing의 X, Y, Z값(mm)을 획득하였다. 결 과: 호흡신호를 분석한 결과 최고점에서 표준편차가 A: 0.002 B: 0.002 C: 0.003이고 진폭에 대한 호흡의 안정성은 A: 0.15% B: 0.14% C: 0.13%로 Kw반사체는 안정적으로 호흡신호를 얻을 수 있었다. couch 90도 회전 시 타겟인 ball bearing의 평균 회전오차는 X: -1.25 mm Y: -0.45 mm Z: +0.1 mm로 모든 방향에서 평균 1.3 mm 이내이고 타겟의 이동범위 차이도 평균 0.3 mm 이내였다. 결 론: couch가 회전하는 비동일면(Non-coplanar) 치료 시 Kw-반사체로 호흡신호를 얻은 결과 Kw-반사체는 안정적인 호흡신호를 획득할 수 있었고 제조사의 적외선반사체를 대체하기에 충분했다. 타겟의 회전오차와 이동범위 차이가 거의 없어 couch 회전 시 반사체 움직임의 변위가 호흡신호의 scale 및 진폭을 변화시킨 원인임을 알 수 있었다. 향후 couch angle값에 따른 진폭 높이의 변환 값을 연구해 적용한다면 비동일면에 대한 위상기반 gating 치료도 가능 할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제21권2호
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• pp.83-88
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• 2009

목 적: 온 보드영상(OBI)장치를 이용한 콘빔CT는 환자 치료 중 실시간으로 전산화모의치료 영상과 비교하여 환자의 자세 및 표적용적의 움직임과 셋업오차를 확인 할 수 있다. IMRT 시 콘빔CT를 이용해 환자의 자세 및 표적용적의 변화와 움직임을 확인하여 치료계획과의 오차정도를 산출하고, Automatic Match System을 이용하여 위치 보정을 한 후 전자포털영상 장치를 통하여 위치보정의 정확성을 검증하고, IMRT에서 콘빔CT의 유용성과 Automatic Match System의 정확성에 대하여 알아보고 자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 치료받은 IMRT 환자 중 두 경부 치료환자 3명, 골반부 치료환자 1명을 대상으로 치료 자세의 변동과 그에 따른 조사용적의 위치변동을 알아보기 위해 선형가속기에 장착된 온 보드 영상 장치를 이용해 콘빔 CT를 촬영하였다. IMRT 전 매 치료 시 마다 콘빔CT를 촬영하여 전산화단층모의치료 영상과 비교하여 좌표별로 치료계획과의 오차값을 확인하고 3D/3D Match의 Automatic Match System을 통하여 치료계획과 일치하도록 이동 보정한 후 전자포털영상 장치를 이용하여 검증, 평가하였다. 결 과: 치료 전 콘빔 CT와 전산화단층모의치료 영상 비교 시 두 경부에서 좌표별 평균오차는 Vertical 0.99 mm, Longitudinal 1.14 mm, Lateral 0.84 mm, Rotation $0.49^o$이고, 골반부의 평균오차는 Vertical 2.78 mm, Longitudinal 2.04 mm, Lateral 4.91 mm, Rotation $1.07^o$로 부위별로 다소 근소한 차이를 보였다. 보정 후 검증에서는 전자포털영상 장치에 의한 영상과 DRR 영상 비교 결과 0.5 mm 이내의 오차로 정확한 보정이 이루어졌음을 알 수 있었다. 결 론: 치료 전 콘빔CT 영상은 환자의 셋업오차와 장기 및 표적의 위치변화를 2차원적 영상의 비교와 달리 하나의 체적으로 재구성된 3차원적 영상으로 비교함으로써 보다 정확하게 위치변화와 표적용적의 변동 등을 측정, 보정하여 정확한 치료를 할 수 있으며, 그 오차 값을 산출하여 비교할 수 있다. 이상의 연구로 보아 콘빔CT는 치료계획과 일치하는 정확한 치료전달과 반복적인 치료재현성에 유용하였으며, 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다. 콘빔CT에 의해 향상된 정확도는 복잡한 모양의 표적용적과 급격한 선량분포의 변화가 나타나는 IMRT에서 더욱 필요하며 각 치료 부위별, 치료 목적별로 Match focus에 대한 기준을 연구해야 될 것으로 사료된다.

• 한국안광학회지
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• 제19권4호
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• pp.519-525
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• 2014

목적: 본 연구는 동적시력(kinetic visual acuity, KVA)과 동적 입체시(dynamic visual acuity)를 측정하여 그 상관성과 양안의 굴절부등이 KVA, 동적 입체시와 상관성이 있는지를 조사하였다. 방법: 성인 남녀 63명(남30, 여33)을 대상으로 굴절이상자는 완전교정 후 KVA 측정장치(KOWA AS-4A)와 Howard-Dolman Test(하워드-돌먼 입체검사, H-D Test)를 2.5 m 검사거리로 하여 KVA와 동적 입체시를 각각 측정하였다. 결과: KVA는 전체 평균 $0.49{\pm}0.25$, 남자 $0.58{\pm}0.26$, 여자 $0.40{\pm}0.22$이였고, LogMAD(Log minimum angle of displacement)동적 입체시는 전체 평균 $1.27{\pm}0.44$($28.44{\pm}25.03$초), 남자 $1.28{\pm}0.44$($28.23{\pm}23.34$초), 여자 $1.27{\pm}0.45$($28.63{\pm}26.83$초)로 KVA는 남녀 간에 통계적으로 유의한 차이를 보였으나(p=0.00) 동적 입체시는 유의한 차이가 없었고(p=0.97), KVA와 동적 입체시 사이의 상관성은 크지 않았다(r=0.03). KVA를 크기에 따라 Low, Middle, High로 구분하였을 때 세 그룹간의 동적 입체시도 유의한 차이는 없었다(p=0.99). 양안의 굴절부등의 양을 1 D미만과 1 D이상 두 그룹으로 구분하였을 때 KVA와 동적 입체시는 각각 유의한 차이를 보이지 않았고(p=0.11, p=0.09), 굴절부등과 KVA(r=0.33), 동적 입체시 (r=0.18)의 각각 상관성도 크지는 않았으나 동적 입체시보다 KVA가 굴절부등과 상관성이 좀 더 큰 것으로 나타났다. 결론: 성인 남녀의 KVA는 남녀 간에 유의한 차이를 보였고, 남자가 여자보다 KVA가 더 높았으며, KVA의 크기에 따른 동적 입체시, 굴절부등에 따른 KVA와 동적 입체시는 각각 유의한 차이를 보이지 않았고 상관성도 크지 않았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1639-1644
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• 2014

SAR 센서는 마이크로파를 이용한 능동센서로 기상조건에 상관없이 영상을 취득할 수 있다는 장점이 있어, 국토관리 및 재해 모니터링 등에 활발히 활용되고 있다. 주기적으로 취득되는 SAR 영상을 효과적으로 활용하기 위해서는 자동화된 영상 정합기법이 필요하지만 영상의 촬영 시간 및 기하에 따라 다른 양상의 기하조건을 가진 취득됨에 따라 충분한 정합 정확도를 기대하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 기울기 속성을 추가한 MI (Mutual Information) 기법과 FMT (Fourier-Mellin Transform)기법, SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) 기법을 임의의 변위와 회전 공차를 적용하고, 해상도를 변화시킨 TerraSAR-X 영상에 적용하여 그 결과를 비교하였다. 비교 결과, MI 기법의 경우엔 서로 상이한 기하에서 촬영된 영상에 적용하였을 때에도 일정 크기의 영상소가 다수 분포할 경우 0~2 픽셀 수준의 정확도를 지닐 수 있는 반면, FMT 기법의 경우에는 같은 사물에 대해서도 그 영상소 값이 서로 상이하여 정합 오차가 수십에서 수백 픽셀로 나타났다. 또한 SIFT 기법의 경우에도 영상 정합을 위한 공액점의 정확도가 0~17 % 수준으로 매우 낮아 서로 상이한 기하조건으로 취득된 SAR 영상에 적용이 어려울 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.701-710
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• 2002

본 연구에서는 개단면 리브를 갖는 보강판이 직교이방성 특성을 고려한 직교이방성 판 요소 프로그램을 개발하고, 여러가지 보강판에 대한 민감도 분석 및 매개변수 연구를 통하여 보강판의 직교이방성 거동 특성 및 본 프로그램의 적용성을 살펴보았다. 먼저 보강재만의 관성 모멘트를 강판만의 관성 모멘트로 나눈 값을 관성 모멘트 비라 정의하고, 여러가지 보강판에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 보강판의 직교이방성 거동을 규명하였다. 본 프로그램의 적용성을 살펴보기 위하여, 여러가지 보강판에 대한 매개변수 연구를 수행하고, 최대 처짐에 대한 결과를 등팡성 판 요소를 이용한 ABAQUS의 결과와 비교하였다. 비교 결과, 두 결과가 잘 일치하는 특정 모멘트 비를 직교이방성 판으로 해석할 수 있는 기준으로 제안하였으며, 두 결과 사이의 오차율을 관성 모멘트 비의 함수 식으로 표현하였다. 따라서, 개단면 리브로 보강된 판을 직교이방성 판으로 해석하기 위해서는 제안한 특정 관성 모멘트 비 이상의 값을 가져야 안전측의 결과를 얻으며, 또한 본 연구에서 제안한 상관 함수를 이용하여 결과를 보정하면 간편하게 타당한 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.621-632
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• 2007

본 연구에서는 변형 형상을 고려한 평강 리브 보강판의 직교이방성 휨강성을 산정하고 이를 정형화하고자, 중앙에 하중이 재하되는 보강판에 대하여 x 방향 휨강성만 수정한 경우, y 방향 휨강성만 수정한 경우, x, y 방향 휨강성을 조합 수정한 경우의 해석을 수행하고, 최대처짐이 발생하는 중앙점과 x 방향 1/4지점, y 방향 1/4지점의 처짐을 기준으로 비교 분석하였다. 비교 결과, 조합 수정하는 경우가 가장 좋은 변형 형상을 나타내었으며, 이때, 각 방향 수정계수의 비율은 보강판의 제원마다 하나의 함수로 표현 가능함을 알 수 있었다. 제안한 함수의 효율성을 살펴보기 위하여, 지지조건, 변장비 및 리브 배치가 다른 보강판에 적용한 결과, 해석 예제에 비하여 오차율 증가가 크지 않았으며, 기존의 연구결과에 비하여 상당한 정확도 향상을 나타내었다. 따라서, 평강 리브를 갖는 보강판을 직교이방성 판으로 해석하는 경우, 본 연구에서 제안한 수정계수 함수를 적용하여 직교이방성 휨강성을 수정하면 간편하게 상당한 정확도의 처짐 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.541-548
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• 2009

지금까지 ECC의 인장거동 예측에 대한 이론적인 연구는 균열면에서 섬유가 균일하게 분산되어 있다고 가정하고 섬유 가교 곡선을 유도하는 방법으로 수행되었으며, 섬유의 기울어진 각도와 섬유사이의 간격은 섬유 가교 곡선을 예측하는데 큰 영향을 준다. 그러나 이론적으로 유도된 방법은 섬유의 기울어진 각도와 섬유 간격에 따라서 섬유가교 곡선의 형태가 달라지는 것을 모사하지 못하여 실제 섬유 가교 곡선과 차이를 보이며, ECC 인장거동을 예측할 때 큰 오차가 발생할 수 있다. 이 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 균열면에서 섬유 가교 작용에 기여하는 유효 섬유의 개수를 섬유의 기울어진 각도와 섬유 간격에 따라 고려한 후, 수정된 섬유 가교 곡선을 구하고, 이를 이용하여 보다 합리적인 ECC의 인장거동 예측기법을 제시하였다. 또한, 인장거동 예측에 중요한 변수인 초기 균열 강도, 섬유 가교 곡선에서의 최고 응력과 변위, 인장변형률, 균열간격을 구하기 위한 방법과 절차를 제시하였다. 그리고 예측 방법의 타당성을 평가하기 위하여 수정된 섬유 가교 곡선과 이론적인 섬유 가교 곡선으로 구한 ECC의 인장거동을 실험 결과와 비교하였다. 수정된 섬유 가교 곡선을 사용할 경우, 실험 결과와 잘 일치함을 알 수 있었으며, ECC의 인장거동을 합리적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제36권4호
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• pp.115-122
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• 2015

A standard air flow generator system was developed to generate air flows of various levels simultaneously applied to two different air flow transducer modules. Axes of two identical standard syringes for spirometer calibration were connected with each other and driven by a servo-motor. Linear displacement transducer was also connected to the syringe axis to accurately acquire the volume change signal. The user can select either sinusoidal or square waveform of volume change and manually input any volume as well as maximal flow rate levels ranging 0~3 l and 0~15 l/s, respectively. Various volume and flow levels were input to operate the system, then the volume signal was acquired followed by numerical differentiation to obtain the air flow signal. The measured volumes and maximal air flow rates were compared with the user input data. The relative errors between the user-input and the measured stroke volumes were all within 0.5%, demonstrating very accurate driving of the system. In case of the maximal flow rate, relatively large error was observed when the syringe was driven very fast within a very short time duration. However, except for these few data, most measured flow rates revealed relative errors of approximately 2%. When the measure and user-input stroke volume and maximal flow rate data were analyzed by linear regression analysis, respectively, the correlation coefficients were satisfactorily higher than 0.99 (p < 0.0001). These results demonstrate that the servo-motor controls the syringes with enough accuracy to generate standard air flows. Therefore, the present system would be very much practical for calibration process as well as performance evaluation and comparison of two different air flow transducer modules.