이 연구에서는 Suomi-National Polar Partnership(Suomi-NPP) 위성에 탑재된 Visible Infrared Imaging Radiometer Suite(VIIRS) 센서의 Day/Night Band(DNB)로부터 측정된 인공광원 복사휘도 정보를 이용하여 우리나라 소도시들에서 야간 에어로졸 광학두께를 추정하는 방법을 개발하였다. 개발된 알고리즘에서는 야간에 도시의 인공광원들로부터 방출되는 빛을 광원으로하여 Beer의 복사 감쇠법칙이 이용되었으며, VIIRS의 적외선 영역 M밴드 관측자료를 사용하여 구름화소를 제거함으로써 청천화소에 대하여 에어로졸 광학두께를 산출하였다. 본 연구에서 산출된 야간 에어로졸 광학두께 결과는 주간 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) 센서로부터 산출된 자료와 비교 검증하였다. 검증 결과, 도시에 따라 0.6~0.7이상의 상관계수와 0.14~0.18 범위의 제곱근-평균-제곱 차이(Root-Mean-Square Difference; RMSD)를 보였다. 추가적으로 야간 에어로졸 광학두께에 영향을 미치는 인자들에 대한 민감도 실험을 수행하여 개발된 알고리즘의 산출 오차의 범위를 추정하였다. 본 연구를 통하여 우리나라에서 야간에 DNB채널 관측자료를 이용하여 에어로졸 광학두께를 추정할 수 있는 가능성을 확인 하였으며, 개발된 알고리즘의 지속적인 개발 및 개선이 이루어진다면 향후 국내에서 기존에 부족했던 야간 에어로졸 정보의 산출에 기여할 것으로 기대된다.
본 연구에서는 고추의 수분스트레스 반응을 최적으로 계측할 수 있는 알고리즘을 개발하기 위해 초분광 단파 적외선 영상기술을 적용하였다. 수분스트레스에 노출된 고춧잎의 단파적외선 분광영상을 획득하고 ANOVA 분석을 이용하여 수분스트레스 반응을 가장 잘 반영하는 파장영역을 선정하였다. 고춧잎의 단파적외선 초분광 영상을 이용하여 ANOVA 분석을 수행한 결과 수분스트레스 판별을 위한 최적 파장은 1449nm으로 물분자의 광흡수 영역대와 거의 일치하였다. 최적 파장에서의 고춧잎 상대반사값을 가우시안 회귀분석을 통해 정상군과 토양흡착수압이 -20kPa과 -50kPa일 때의 스트레스군을 구분할 수 있는 임계값을 계산하고 이 값을 기준으로 단파적외선 영상을 이진화하여 수분스트레스 반응을 판단할 수 있는 최종영상을 구축하였다. 결과 영상에서 정상군과 스트레스군의 토양흡착수압이 -20kPa인 잎의 경우 스트레스 반응을 보인 픽셀이 72%이었고, -50kPa인 잎에서는 스트레스 반응을 보인 픽셀이 84%로 12%차이가 났다. 정상군과 스트레스 강도가 다른 시료의 경우 영상의 결과가 명확히 구분되는 것으로 나타나 단파적외선 영상기술이 고춧잎의 수분스트레스 상태를 정량적으로 나타낼 수 있는 기술임을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 적외선 카메라를 이용하여 집속형 초음파 치료장비인 HIFU (High intensity focused ultrasound)가 발생시키는 물리적인 변화를 연구하였다. HIFU는 비 침습적으로 음향 에너지를 피하조직에 전달할 수 있기 때문에 피부과에서 안면 윤곽형성 및 피부탄력 개선을 위해 사용되고 있다. 피부 리프팅을 목적으로 사용하는 7 MHz HIFU의 사용 효과에 대한 정량적인 정보를 제공하기 위해 온도 분포 및 비가역적 조직 변화에 대한 연구를 실시하였다. HIFU에서 발생한 초음파 에너지로 인해 피하조직 수 밀리미터 크기의 부위에서 발생하는 온도의 변화를 적외선 이미징을 통해 측정하였다. 각 초음파 에너지 조건에서 생긴 열 응고점의 길이를 측정하였고 통계 처리를 통해 정량화 하였다. 온도의 증가가 발생한 부위에 대해서는 조직 검사에서 조직의 비가역적인 변화를 확인하였다. 실험을 통해 확인한 결과 집속된 초음파 에너지 (0.4, 1.2, 2 J)에 비례해서 조직에서 발생하는 온도가 증가하였다. 초음파가 치료하는 초점 부위에 대해 $69{\sim}90^{\circ}C$ 이상의 최고 온도가 발생하였고, 고온이 발생한 지점에서 조직적인 변화가 일어남을 확인할 수 있었다. 조직 검사를 통해 조직 내부 콜라겐의 응고를 통한 조직 변화를 확인하였다. 본 논문의 ex-vivo 실험 결과를 근거로 HIFU를 이용한 조직 응고의 강도를 조절하기 위해 적외선 이미징을 이용하여 얻은 정량적 데이터를 이용할 수 있음을 확인하였다.
We present the results of our mid-infrared (MIR) observations of distant clusters of galaxies with AKARI. The wide-field of view of IRC/AKARI ($10^{\prime}{\times}10^{\prime}$) is ideally suited for studying dust-obscured star-formation (SF) activity of galaxies along the cosmic web in the distant universe. We performed a deep and wide-field $15{\mu}m$ (rest-frame ${\approx}8{\mu}m$) imaging observation of the RXJ1716+6708 cluster (z = 0.81) with IRC. We find that $15{\mu}m$-detected cluster member galaxies (with total infrared luminosities of $L_{IR}{\geq}10^{11}L_{\odot}$) are most preferentially located in the cluster outskirt regions, whilst such IR-luminous galaxies avoid the cluster centre. Our $H{\alpha}$ follow-up study of this field confirmed that a significant fraction of $15{\mu}m$-detected cluster galaxies are heavily obscured by dust (with $AH{\alpha}$>3 mag in extreme cases). The environment of such dusty star-burst galaxies coincides with the place where we see a sharp "break" of the colour-density relation, suggesting an important link between dust-obscured SF activity and environmental quenching. We also report the discovery of a new cluster candidate around a radio galaxy at z = 1.52 (4C 65.22), where we obtained one of the deepest IRC imaging datasets with all the nine filters at $2-24{\mu}m$. This field will provide us with the final, excellent laboratory for studying the dust-enshrouded SF activity in galaxies along the cosmic web at the critical epoch of cluster galaxy evolution with AKARI.
We conducted thermal analyses and cooling tests of the space observation camera (SOC) of the multi-purpose infrared imaging system (MIRIS) to verify passive cooling. The thermal analyses were conducted with NX 7.0 TMG for two cases of attitude of the MIRIS: for the worst hot case and normal case. Through the thermal analyses of the flight model, it was found that even in the worst case the telescope could be cooled to less than $206^{\circ}K$. This is similar to the results of the passive cooling test (${\sim}200.2^{\circ}K$). For the normal attitude case of the analysis, on the other hand, the SOC telescope was cooled to about $160^{\circ}K$ in 10 days. Based on the results of these analyses and the test, it was determined that the telescope of the MIRIS SOC could be successfully cooled to below $200^{\circ}K$ with passive cooling. The SOC is, therefore, expected to have optimal performance under cooled conditions in orbit.
The KASINICS (KASI Near Infrared Camera System) is a ground-based Near-Infrared (NIR) imaging instrument developed by the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). In this paper, we report the test results of the KASINICS camera optics system which is comprised of a 1-1 Offner relay. We measure that the surface RMS fluctuations of the Offner mirrors are at the level of $10^{-1}-10^{-2}$ of the target wavelengths, showing that the mirrors are sufficiently smooth for NIR observations. The alignment of the Offner optics system has been checked too. Our ray-tracing simulations find that the image quality should not degrade more than the pixel size of the KASINICS ($40{\mu}m$), if a de-centering or a tilt of the Offner mirrors are within 5mm, or $2.5^{\circ}$. Our measurement shows that the de-centering or the tilt of the Offner mirrors are less than 1 mm or $0.5^{\circ}$, assuring that the KASINICS image quality are not affected by the alignment errors. We have also measured that the optics resolution is $20{\mu}m$ and it does not degrade more than 10% over the detector surface area of 14.3 mm ${/times}$ 14.3mm. Overall, we conclude that the KASINICS optics system satisfies the design requirements for NIR imaging observations.
The diagnosis of the main complications resulting from lipoabdominoplasty has not yet been standardized. Infrared thermal imaging has been used to assess possible complications, such as necrosis and changes in micro- and macro-circulation, based on perforator mapping techniques, among others. The objective of this study was to present two clinical cases involving thermal imaging monitoring of the healing process of lipoabdominoplasty in the immediate postoperative evaluation and its preliminary results. Infrared thermography was performed 24 hours after the operation and on postoperative days 5, 25, and 27. In clinical case 1, it was found that the delta-R (∆TR)-defined as the difference in minimum temperature between the highest and lowest points in the SA3 region (caution suction area) following the classification established by Matarasso-was 0.4℃ at 24 hours after surgery and decreased to 0.1℃ on a postoperative day 5. There were no complications in this case. In contrast, in clinical case 2, the ∆TR was 1.7℃ at 24 hours after surgery (upon hospital discharge) and remained high, at 2.2℃, on postoperative day 5. A higher ∆TR was found in the second patient, who developed necrosis of the surgical wound. The ∆TR thermal index may be a new tool for predicting possible complications, complementing the clinical evaluation and therapeutic decision-making.
In general, the anatomical location and number of parathyroid glands are well known, but they are often found in a variety of locations, making it difficult to find parathyroid glands during surgery. Besides Intra-thyroidal parathyroid adenoma is extremely rare case, and it is harder to identify in surgery. We encountered a 51-year-old patient with a thyroid nodule. The results of the additional blood test and the Tc-99m MIBI were combined to determine that the left lower lobe parathyroid adenoma was highly likely. This patient was treated with left thyroid lobectomy with parathyroid identification using Near-infrared (NIR) imaging. Afterwards, the biopsy confirmed that it was a parathyroid adenoma, and has since been monitored through outpatient observation without any problem. We present this rare case with a review of related literatures.
본 연구는 초분광 영상의 반사율과 탁도 관계를 해석하는 것이 목표로써 실험수조에 탁수를 발생시킨 후 드론 기반의 초분광 영상촬영을 수행하였으며 측정된 탁도와 반사율의 상관관계를 분석하였다. 실험에 사용된 9개 수조는 모든 빛을 흡수할 수 있는 흑색 아크릴로 제작하였으며 토양은 임하호 탁수 발생의 원인이 되는 창하천 하류에서 채취하였다. 연구결과, 근적외선 영역에서 파장에 따른 반사율은 전반적으로 유사한 패턴으로 나타났으며, 탁도가 높은 Box일수록 반사율이 증가하였다. 또한 각 Box에서 측정한 탁도와 평균반사율의 상관관계를 분석한 결과 결정계수는 0.8702로 매우 높게 나타나 반사율을 이용한 탁도 예측이 가능한 것으로 나타났다.
열화상 카메라와 대상물의 측정 위치에 따른 방사각도에 따라 방사율은 달라지게 된다. 이로 인해 열화상 시스템을 이용한 온도 측정시 나타나는 온도 분포는 절대적 온도로 볼 수 없다. 대상체의 실제 표면 온도가 일정하더라도 열화상 카메라로 측정된 온도는 방사율 값에 따라 오차를 가지게 된다. 본 논문에서는 동일 온도로 가열된 원통 형태를 가지는 대상체와 평면 형태를 가지는 대상체의 온도를 열화상 카메라를 이용하여 측정하였다. 측정된 표면 온도값을 통하여 화각에 의한 방사율 보정표와 방사각도의 영향에 의한 반사율 보정식을 구하였으며 이를 바탕으로 측정 온도의 오차보정을 수행하였다. 그리고 방사 각도와 화각에 따른 온도 영향을 원자력 배관의 결함 검출에 적용하여 더욱 신뢰성 있는 표면 온도값을 획득하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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