• 한국방사선학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.661-666
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• 2019

확산형 콜리메이터는 촬영 대상을 축소 촬영하거나 넓은 관심영역을 작은 감마카메라를 사용하여 검출하기 위해서 사용한다. 확산형 콜리메이터와 블록형 섬광체 및 픽셀형 섬광체 배열을 사용하는 감마카메라에서 방사선원이 관심영역 주변에 위치할 때 섬광체 표면에 감마선이 대각선으로 입사하게 되면, 섬광체 깊이 방향으로 대각선으로 검출되기 때문에 공간 분해능이 저하된다. 본 연구에서는 이러한 관심영역 외곽에서의 공간 분해능을 향상하기 위한 새로운 시스템을 설계하였다. 사다리꼴 픽셀형 섬광체를 사용하여 각 섬광 픽셀을 콜리메이터 구멍의 각도와 크기에 맞게 일치하도록 구성하면, 감마선이 섬광체의 여러 깊이에서 반응하더라도, 하나의 섬광 픽셀 위치로 영상화 할 수 있다. 즉, 대각선 방향의 여러 지점에서 검출되더라도, 감마선은 하나의 섬광 픽셀과 상호 작용하기 때문에 공간 분해능의 저하가 발생하지 않는다. Geant4 Application for Tomographic Emission (GATE) 시뮬레이션을 통해 블록형 섬광체를 사용한 감마카메라와 사다리꼴 픽셀형 섬광체를 사용한 감마카메라를 설계하여 공간 분해능을 비교 평가하였다. 관심영역 외곽에서 발생한 감마선을 통해 획득한 영상에서 공간 분해능은 블록형 섬광체를 사용한 감마카메라에서는 4.05 mm였고, 사다리꼴 픽셀형 섬광체를 사용한 감마카메라에서는 2.97 mm의 공간 분해능을 보였다. 사다리꼴 셀형 섬광체를 사용한 시스템에서 26.67% 공간 분해능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권4호
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• pp.776-780
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• 2017

To avoid imaging artifacts and interpretation mistakes, an improvement of the uniformity in gamma camera systems is a very important point. We can expect excellent uniformity using cadmium zinc telluride (CZT) photon counting detector (PCD) because of the direct conversion of the gamma rays energy into electrons. In addition, the uniformity performance such as integral uniformity (IU), differential uniformity (DU), scatter fraction (SF), and contrast-to-noise ratio (CNR) varies according to the energy window setting. In this study, we compared a PCD and conventional scintillation detector with respect to the energy windows (5%, 10%, 15%, and 20%) using a $^{99m}Tc$ gamma source with a Geant4 Application for Tomography Emission simulation tool. The gamma camera systems used in this work are a CZT PCD and NaI(Tl) conventional scintillation detector with a 1-mm thickness. According to the results, although the IU and DU results were improved with the energy window, the SF and CNR results deteriorated with the energy window. In particular, the uniformity for the PCD was higher than that of the conventional scintillation detector in all cases. In conclusion, our results demonstrated that the uniformity of the CZT PCD was higher than that of the conventional scintillation detector.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제45권2호
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• pp.65-73
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• 2008

모바일 폰에서 사용되고 있는 카메라와 LCD 디스플레이의 정확한 색 재현을 위한 특성화 과정은 많이 알려져 있다. 카메라의 입력 신호인 CIEXYZ 색 자극 값을 LCD의 출력 신호인 CIEXYZ 값으로 정확하게 사상하기 위해서는 카메라와 LCD 특성화, 그리고 색역 사상 과정이 필요하다. 각 장치의 특성화는 입력 신호와 출력 신호 사이의 관계를 추정하는 과정이다. LCD의 경우 출력장치이기 때문에 임의의 입력에 대해 출력 색 자극 값을 측색기를 통해 측정이 가능하나 카메라와 같은 입력 장치인 경우 입력 신호를 생성할 수 없기 때문에 특성화 과정이 부정확하고 출력 신호의 획득과정에서 많은 수작업이 필요로 한다. 더욱이 노이즈에 민감한 카메라의 특성 때문에 색역 사상 후 카메라 모듈 생산 초기에 노이즈에 최적화된 감마 톤 커브가 왜곡이 되어 결과적으로 노이즈가 증가하게 된다. 이러한 문제들을 해결하고자 본 논문에서는 카메라의 출력 신호 획득 시스템과 노이즈 제거를 위한 부분적인 감마 보정 방법을 제안한다. 카메라의 출력 신호는 입력신호 사용되는 칼라 차트를 촬영하여 이미지에서의 패치 값을 읽어 획득한다. 그러나 촬영과정에서의 조명의 영향뿐만 아니라 다수의 카메라모듈에 대해 촬영 시 뷰파인더에서의 차트의 위치에 대한 오차가 발생하게 된다. 이러한 수작업에서 발생하는 오차를 보정하기 위해 카메라의 위치를 조성하는 시스템을 제안한다. 카메라의 위치는 촬영된 이미지로부터 추정 할 수 있으며 카메라의 이동과 위치 추정을 반복적으로 적용하면서 최적의 위치를 찾게 되고, 각 패치의 위치를 추정하여 출력 값을 획득한다. 또한 특성화로 인해 발생하는 노이즈를 줄이기 위하여 카메라의 출력 신호의 밝기 커브를 부분적으로 감마 커브를 조정한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권1호
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• pp.37-45
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• 2016

양성자 치료 시 양성자 빔의 특성을 이용하여 치료 부위에 국부적인 선량을 부여하고 정상조직에 불필요한 선량을 줄이기 위해서는 인체 내 양성자 빔의 비정을 실시간으로 확인하는 것이 중요하다. 이를 위해 본 연구팀은 24개의 섬광검출기 배열 및 24채널의 신호 처리 시스템으로 구성된 즉발감마선 카메라 모듈을 개발하고 있다. 본 연구에서는 다채널의 섬광 검출기 신호를 처리하기 위하여 이중모드 다채널 신호 처리 모듈을 개발하여 그 성능을 평가해보았다. 성능을 평가한 결과 에너지 교정 모드를 통해 다채널의 섬광검출기에 대하여 동시에 에너지 교정이 가능함을 확인하였고, 이를 통하여 정확하게 3 MeV에 해당하는 측정 하한 값을 결정할 수 있었다. 고속 데이터 획득 모드를 통해 45 MeV 양성자 빔에서 발생한 즉발감마선 분포를 측정한 결과 $3{\times}10^9$개의 양성자 빔에서도 양성자 선량 분포와 유사한 결과를 얻을 수 있었고, 빔 비정을 평가한 결과 $17.13{\pm}0.76mm$로 EBT film을 통하여 측정한 비정인 16.15 mm와 굉장히 밀접한 관련이 있음을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권10호
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• pp.3822-3830
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• 2023

The large-area Compton camera (LACC), featuring significantly high detection sensitivity, was developed for high-speed localization of gamma-ray sources. Due to the high gamma-ray interaction event rate induced by the high sensitivity, however, the multiplexer-based data acquisition system (DAQ) rapidly saturated, leading to deteriorated energy and imaging resolution at event rates higher than 4.7 × 10³ s^-1. In the present study, a new simultaneous multi-channel DAQ was developed to improve the energy and imaging resolution of the LACC even under high event rate conditions (10⁴-10⁶ s^-1). The performance of the DAQ was evaluated with several point sources under different event rate conditions. The results indicated that the new DAQ offers significantly better performance than the existing DAQ over the entire energy and event rate ranges. Especially, the new DAQ showed high energy resolution under very high event rate conditions, i.e., 6.9% and 8.6% (for 662 keV) at 1.3 × 10⁵ and 1.2 × 10⁶ s^-1, respectively. Furthermore, the new DAQ successfully acquired Compton images under those event rates, i.e., imaging resolutions of 13.8° and 19.3° at 8.7 × 10⁴ and 10⁶ s^-1, which correspond to 1.8 and 73 μSv/hr or about 18 and 730 times the background level, respectively.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.486-492
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• 2015

방사선 영상장치는 방사능 누출사고의 조기처리 및 확산 피해 최소화에 필수적인 장비이며, 가까운 미래에 빅마켓으로 성장될 원전폐로 분야에서도 중요한 역할을 담당할 것으로 예상된다. 현재까지 개발된 방사선 영상장치는 방사선 오염원의 위치를 방향 정보만으로 탐지하여 가시화하고 있고 방사선원의 거리 측정은 불가능한 실정이다. 본 논문에서는 스테레오 카메라 원리를 적용하여 방사선원의 3차원 위치정보를 추출할 수 있는 새로운 기법의 방사선 3차원 영상장치의 구현에 대해 연구하였다. 한 대의 방사선 센서와 CCD 카메라, 그리고 팬틸의 컴팩트한 구성으로 설계된 방사선 3차원 영상장치(K3-RIS)는 위치변환 제어에 의한 스테레오 방사선 영상 취득과 연속모드 제어 및 고속 스테레오 영상정보처리 기능이 특징이다. 개발한 장치의 기능검증을 위해 감마 방사선원(Cs-137)을 대상으로 실험을 수행한 결과 선원간의 거리와 무관하게 3% 이하의 거리측정 오차를 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제37권1호
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• pp.16-24
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• 2012

본 연구에서는 이중 모드 컴프턴 카메라의 측면 흡수부 개발을 위해 CsI(Tl) 섬광체에 실리콘 광다이오드를 결합한 섬광 검출기를 제작하였고, 이를 위한 신호처리회로를 설계 및 제작하였다. 개발된 신호처리회로는 에너지를 결정하는 파트와 타이밍을 결정하는 파트로 구성되어 있으며, 트리거 신호를 발생시키기 위해 상승 에지 선별기 및 TTL-to-NIM 로직 변환기를 포함하도록 개발하였다. 검출기와 초단의 신호처리회로(front-end electronics, FEE)는 AC 커플링 구조로 구성하였다. FEE의 잡음 특성은 전체 시스템의 성능에 크게 기여하므로 설계 시 고려해야 할 몇 가지 조건들에 대해 논의하였다. 이후 제작된 감마선 검출 시스템의 에너지 분해능 및 시간 분해능을 결정하였다. 평가된 에너지 분해능은 662 keV 피크와 511 keV 피크에 대해서 각각 12.0% 및 15.6% FWHM이었다. 시간 분해능은 59.0 ns로 평가되었다. 본 연구를 통해 제작된 섬광 검출기 및 신호처리회로의 성능이 기대에 다소 미치지 못하므로 결론에서는 성능 향상을 위한 추가 연구 방향에 대해 논의하였다.

• 핵의학기술
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• 제14권1호
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• pp.78-82
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• 2010

현재 우리나라 암발생률을 보면 유방암과 갑상샘암이 매년 빠르게 증가하고 있는 추세이다. 따라서 I-131 scan과 전초림프절 검사인 lymphoscintigraphy가 많이 시행되고 있다. 그러나 이러한 검사는 전통적인 핵의학 영상 검사들과 마찬가지로 병리생태를 영상화하는 데에는 탁월하나 해부학적 정보는 많지 않다. 따라서 트랜스미션 스캔을 실시하여 해부학적 위치를 찾는 데 도움을 주는 등 여러 방법을 사용하고 있으나 만족스럽지 못하다. 이에 착안하여 감마실사영상의 fusion으로 좀 더 해부학적 정보가 많은 영상을 구현하고자 한다. 2009년 4월부터 7월까지 본과를 내원하고 SIEMENS사의 Symbia Gamma Camera를 이용하여 lymphoscintigraphy를 시행한 환자와 I-131 추가 검사를 시행한 환자를 대상으로 하였다. 먼저 감마카메라로 촬영한 후 촬영실 천정에 설치한 hyVISION사의 소형카메라(R-2000)로 동일 위치를 촬영하여 감마영상과 소형카메라의 실사영상을 자체개발한 Gamma Ray Tool Fusion 프로그램을 이용하여 fusion하여 일치도를 평가 하였으며, 환자 및 술자의 피폭선량을 평가하였다. 술자와 환자의 피폭선량은 트랜스미션 스캔을 적용하기 위한 플러드 선원의 제작과정과 실제 트랜스미션 스캔이 적용될 때 방사선피폭이 발생되며 술자의 방사선피폭은 평균 14.1743 ${\mu}Sv$이며, 환자의 방사선피폭은 평균 0.9037 ${\mu}Sv$이다. 또한 fusion 영상에서 감마마커와 실사마커가 일치하였고 플러드 선원에 의한 피폭은 없었다. 본원에서 구축한 감마영상과 실사영상의 fusion 프로그램으로 보다 많은 해부학적 정보를 포함하고 있는 영상을 임상의 및 판독의에게 제공할 수 있고, 업무프로세스가 감소되어 편리한 조작이 가능하게 되었다. 또한 플러드 선원에 의한 피폭을 줄일 수 있어서, 다른 핵의학 검사에도 사용이 가능할 것으로 생각되어진다. 하지만 환자의 사생활이 존중되어야 하기 때문에 검사시행 전, 검사진행 과정과 장점 등을 자세하게 설명한 후 환자가 동의할 경우 검사를 실시하여야 할 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제37권4호
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• pp.191-196
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• 2012

한양대학교에서는 핵물질 탐지를 위해 고에너지 감마선원 영상화에 적합한 이중산란형 컴프턴 카메라의 원형을 개발하였다. 이중산란형 컴프턴 카메라는 높은 영상해상도를 제공하지만, 기존의 단일산란형 컴프턴 카메라보다 상대적으로 영상감도가 낮다는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 개발된 이중산란형 컴프턴 카메라에 단일산란형 컴프턴 카메라의 기능을 추가함으로써 하나의 시스템에서 두 가지 모드로 작동하는 이중모드 컴프턴 카메라(고민감도(단일산란형)모드와 고해상도(이중산란형)모드)에 대한 개념설계와 이에 대한 최적화 설계를 수행하였다. 최적화된 시스템에서 고민감도 모드는 고해상도 모드에 비해 전 에너지 영역에서 약 100배 정도 높은 고유영상감도를 제공하는 것으로 평가되었으며, 고해상도 모드에서 영상해상도는 기존의 이중산란형 컴프턴 카메라와 거의 같은 결과를 보여 고해상도 영상을 제공하는 것으로 나타났다.

• Advances in robotics research
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• 제2권2호
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• pp.113-127
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• 2018

Robotics and automation are rapidly growing in the industries replacing human labor. The idea of robots replacing humans is positively influencing the business thereby increasing its scope of research. This paper discusses the development of an experimental platform controlled by a robotic arm through Robot Operating System (ROS). ROS is an open source platform over an existing operating system providing various types of robots with advanced capabilities from an operating system to low-level control. We aim in this work to control a 7-DOF manipulator arm (Robai Cyton Gamma 300) equipped with an external vision camera system through ROS and demonstrate the task of balancing a ball on a plate-type end effector. In order to perform feedback control of the balancing task, the ball is designed to be tracked using a camera (Sony PlayStation Eye) through a tracking algorithm written in C++ using OpenCV libraries. The joint actuators of the robot are servo motors (Dynamixel) and these motors are directly controlled through a low-level control algorithm. To simplify the control, the system is modeled such that the plate has two-axis linearized motion. The developed system along with the proposed approaches could be used for more complicated tasks requiring more number of joint control as well as for a testbed for students to learn ROS with control theories in robotics.