• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.74-81
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• 2020

2020년 현재, 중국발 미세먼지와 국내 미세먼지의 영향으로 대한민국의 뿌연 하늘은 봄철만이 아닌 가을/겨울철에도 흔히 볼 수 있는 일상이 되었다. 2013년, 세계보건기구 산하의 국제암연구소에서는 미세먼지를 사람에게 발암이 확인된 1군 발암물질로 지정하였다. 본 연구의 목적은 미세먼지 관련 디자인 연구 5편을 이론적으로 고찰하고, 시중에 판매되고 있는 웨어러블 공기청정기 3종의 사례분석을 통해 문제점을 도출하여, 개선된 개방형 웨어러블 공기청정기를 제안하는데 있다. 검증방법으로는 워킹 프로토타입을 제작하여 미세먼지의 감소량 측정하였다. 본 연구는 사례분석을 통해 웨어러블 공기 청정기의 세가지 디자인 인사이트를 도출하였다. 첫째, 얼굴에 닿는 면적을 최소화하여 개방감을 최대화한다. 둘째, 공기가 나오는 노즐을 호흡기관과 가까이하여 공기청정 능력을 극대화한다. 셋째, 모터의 위치는 소음을 고려하여 귀로부터 최대한 멀리 위치하도록 한다. 이를 바탕으로 사용자의 착용감을 높이고 공기 청정능력을 극대화한 개방형 웨어러블 공기 청정기 디자인을 제안하였다. 본 연구가 향후, 웨어러블 공기청정기의 보급률을 높이고 사용자의 호흡기 건강을 지킬 수 있는 계기가 되기를 바란다.

• 핵의학기술
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• 제12권1호
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• pp.13-18
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• 2008

목적: 다양한 algorism에 의한 영상처리기법은 핵의학 영상을 결정짓는 중요한 부분을 차지하고 있다. 이에 새로운 영상처리기법인 SIEMENS (made by pixon)사의 Onco. flash processing reconstruction을 적용하여 기존의 영상처리기법을 이용한 영상과 비교 분석함으로써 그 임상적 유용성을 평가한다. 대상 및 방법: 1) Scan speed의 차이에 의한 whole body bone scan을 시행하고, raw data와 processing data의 imaeg quality를 비교 분석하여 상대 평가한다. 2) Bone static scan을 acquisition count를 달리하여 시행하고, raw data와 processing data의 image quality를 비교 분석하여 상대 평가한다. 3) 4 quadrant - bar phantom을 이용하여 raw data와 processing data와의 육안적 평가를 통한 image quality를 확인한다. 4) LSF을 통한 raw data와 processing data의 FWHM을 구하여 해상력 평가를 확인한다. 결과: 1) Whole body bone scan을 시행하여 본원 핵의학 판독의의 blinding test한 결과 scan speed 20 cm/min의 raw data와 30 cm/min의 processing data에는 임상 판독에 영향을 미칠 수준의 image quality 저하가 없었으나, 40 cm/min processing data는 영상 판독과 진단에 오류의 가능성을 배제 할 수 없는 image quality의 향상을 볼 수 없었다. 2) Bone static scan의 경우 200 kcts processing data는 200 kcts raw data보다 확실한 image quality의 향상을 가져왔으며 400 kcts raw data와 비교한 본원 핵의학 판독의 blinding test 결과 판독과 진단에 무리가 없을 수준의 유사한 image quality를 보였다. 3) 4 quadrant - bar phantom을 이용하여 raw data와 processing data와의 육안적 평가는 processing을 통한 image quality의 향상을 확인할 수 있었다. 4) LSF을 통한 raw data와 processing data의 FWHM 평가 결과, resolution의 뚜렷한 증가나 감소의 확인은 할 수 없었다. 이는 noise level의 감소와 high S/N ratio 때문이라 판단된다. 결론: 기존의 영상과 비교 분석하여 평가한 결과 Onco. flash processing reconstruction을 적용한 경우 일정 수준까지 뚜렷한 image quality의 향상을 보였으며, 이는 장비 가동률의 상승과 환자 대기일수의 단축 그리고 저선량 검사에 따른 방사선 피폭에 대한 적극적 방어의 관점에서 현재 임상 핵의학에 충분한 유용성과 타당성이 있을 것으로 사료된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권2호
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• pp.289-298
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• 2019

본 연구에서는 처음으로 차등흡수분광기술(Differential Optical Absorption Spectroscopy, DOAS)를 이용하여 지상관측 기반 태양 직달광 모의복사휘도를 활용하여 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR), 분광분해능(Full Width Half Maximum, FWHM), 오존 연직칼럼농도($O_3$ Vertical Column Density, $O_3$ VCD), 에어로졸 광학두께(Aerosol Optical Depth, AOD), 태양천정각(Solar Zenith Angle, SZA)에 대한 이산화황 연직칼럼농도($SO_2$ Vertical Column Density, $SO_2$ VCD) 산출 불확실성을 조사하였다. 본 연구에서는 산란광 효과를 제외한 Beer-Lambert-Bouguer 법칙에 기반하여 모의복사휘도를 계산하였다. SNR이 650(1300)이며, FWHM = 0.6 nm, AOD = 0.2, $O_3$ VCD = 300DU, $SZA=30^{\circ}$ 동일 조건일 때 산출된 이산화황의 연직칼럼농도와 모의복사휘도 계산 시 입력값으로 활용된 이산화황 연직칼럼농도의 참값을 비교하여 절대백분위오차(Absolute Percentage Difference, APD) 산출 결과 $8.1{\times}10^{15}molecules\;cm^{-2}$ 농도에서 최대 80%(28%), $2.7{\times}10^{16}molecules\;cm^{-2}$ 농도에서 최소 16%(5%)로 나타났다. FWHM이 0.2 nm(1.0 nm)일 때, 이산화황의 연직칼럼농도가 $2.7{\times}10^{16}molecules\;cm^{-2}$과 동일하거나 그 이상에서 APD는 6.4%(29%) 에서 6.2%(10%)로 나타났다. FWHM, SZA, AOD, 오존 연직칼럼농도의 값이 증가할수록 APD가 증가하였다. 그와 반대로 SNR은 값이 증가할수록 APD가 감소하였다. 결과적으로 FWHM과 SZA이 오존 연직칼럼농도와 AOD 보다 이산화황 연직칼럼농도 산출에 크게 영향을 주었다. 이산화황의 연직칼럼농도 산출 불확실성의 증가에 대한 SZA의 효과는 $2.7{\times}10^{16}molecules\;cm^{-2}$보다 높은 이산화황 연직칼럼농도 조건에서 FWHM보다 큰 영향을 주었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권11호
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• pp.37-47
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• 2006

본 논문에서는 Digital Video Broadcasting (DVB), Digital Audio Broadcasting (DAB) 및 Digital Multimedia Broadcasting (DMB) 등과 같이 저전압, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 고성능 무선 통신 시스템을 위한 10b 25MS/s $0.8mm^2$ 4.8mW 0.13um CMOS A/D 변환기 (ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 해상도 및 속도 사양을 만족시키면서 동시에 면적 및 전력 소모를 최소화하기 위해 2단 파이프라인 구조를 사용하였으며, 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법(switched-bias power reduction technique)을 적용하여 전체 전력 소모를 최소화하였다. 입력단 샘플-앤-홀드 증폭기는 낮은 문턱전압을 가진 트랜지스터로 구성된 CMOS 샘플링 스위치를 사용하여 10비트 이상의 해상도를 유지하면서, Nyquist rate의 4배 이상인 60MHz의 높은 입력 신호 대역폭을 얻었으며, 전력소모를 최소화하기 위해 1단 증폭기를 사용하였다. 또한, Multiplying D/A 변환기의 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 커패시터 레이아웃 기법을 제안하며, 기준 전류 및 전압 발생기는 온-칩으로 집적하여 잡음을 최소화하면서 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 사용하여 바이어스 전류를 제어함으로써 10비트의 해상도에서 응용 분야에 따라서 25MS/s 뿐만 아니라 10MS/s의 동작 속도에서 더 낮은 전력 사용이 가능하도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um 1P8M CMOS 공정으로 제작되었으며 측정된 최대 DNL 및 INL은 각각 0.42LSB 및 0.91LSB 수준을 보인다. 또한, 25MS/s 및 10MS/s의 동작 속도에서 최대 SNDR 및 SFDR이 각각 56dB, 65dB이고, 전력 소모는 1.2V 전원 전압에서 각각 4.8mW, 2.4mW이며 제작된 ADC의 칩 면적은 $0.8mm^2$이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.815-824
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• 2022

발전소의 주요시설 중 발전 시스템 냉각용으로 사용되는 순환수는 순환수 취수부(Circulation Water Intake Basin)를 통해 공급된다. 순환수 취수부 중 흡입수조(Pump Sump)에서 발생하는 다양한 형태의 와류는 순환수펌프(Circulation Water Pump) 및 관로에 악영향을 미친다. 특히, 공기의 흡입을 동반한 자유표면 와류는 진동, 소음, 공동현상 등을 발생시켜 순환수펌프의 성능 저하, 관로의 손상을 일으키며 발전이 중단되는 주요 원인이 된다. 따라서 수리모형 실험을 통해 순환수 취수부에 대한 수리특성을 반드시 확인하고, 와류 발생 시 와류를 제어할 수 있는 적절한 와류제어장치(Anti Vortex Device)를 적용하여 원활한 발전소 운영이 가능하도록 해야 한다. 자유표면 와류 저감을 위해 와류제어장치 중커튼월(Curtain Wall)을 사용하는 것이 일반적이며, 자세한 내용은 American National Standard for Pump Intake Design에서 기술하고 있다. 본 연구에서는 리비아 Tripoli West 4×350 MW 발전소의 순환수 취수부를 대상으로 하였으며, 실제 운영조건을 적용하고, 수리모형 실험을 통해 순환수 취수부 중 흡입수조에서 발생하는 와류제어장치의 와류저감 효과를 분석하였다. 또한, 수중와류 제어를 위해 플로어 스플리터(floor splitter)는 기본적으로 적용하였고, 자유표면에서 발생하는 와류제어를 위해 새로운 형태인 컬럼 커튼월(Column Curtain Wall)을 추가적으로 적용하여 효과를 확인하였다. 본 연구에서는 일반적으로 적용되었던 커튼월에 새로 개발한 컬럼 커튼월을 추가적으로 적용하여 수리특성을 분석한 결과, 균일한 흐름이 형성되면서 와류가 제어되는 것을 확인하였다. 또한, 순환수펌프 관로 내에서 발생하는 와류각도는 ANSI/HI 9.8의 설계기준인 5° 이하로 나타나 흐름의 안정성을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.37-44
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• 2013

본 연구는 최근 자동노출제어장치에 의한 X선질 보정 및 다양한 수학적 보정 알고리즘 적용이 가능한 전산화단층촬영 장치를 이용하여 견부 강제 견인용 밴드의 사용 유 무에 따라 영상의 질과 환자의 편의성 및 안정성 측면에서 견부 강제 견인법에 대한 임상적 유용성을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 경부 통증을 호소하는 환자 79명을 대상으로 견부 강제 견인용 밴드를 사용하기 전 후의 측면 투영 scout 영상과 횡단면 영상을 획득하여 횡단면 영상의 일정 크기의 관심영역 내의 화소 및 평균 HU 값을 비교하여 정량적 분석을 하였고 인공물과 해상도 및 분해능에 대한 임상 영상평가를 정성적으로 분석하였으며 환자가 느끼는 불편 정도를 자가 진단 설문 평가하였다. 결과적으로 측면 투영 scout 영상에서 견부 강제 견인용 밴드를 사용한 경우 묘출되는 경추의 수가 증가되었으나 횡단면 영상의 관심영역 내에서 견부 강제 견인용 밴드를 사용하기 전 후에 대한 화소 및 평균 HU 값의 변화는 거의 없는 것으로 판단되었으며 인공물과 해상도 및 대조도와 관련된 정성적 분석 결과에서 관찰자간 특이한 결과는 보이지 않았다. 따라서 견부 강제 견인용 밴드의 사용에 대한 자가 진단 설문 평가에서 환자의 82.27%는 불편함을 호소하였으며 정량적 및 정성적으로 영상의 질을 분석한 결과에서 사용에 따른 영상의학적 이점은 없는 것으로 판단되었다. 최근 다양한 수학적 보정 알고리즘에 의한 전처리 필터 과정의 적용과 더불어 절편 두께의 감소 및 자동노출제어장치 등에 의한 선질 보정 등이 가능한 전산화단층촬영 장치가 보급되면서 선속 경화에 의한 영상의 잡음은 문제가 되지 않을 것으로 판단되어 영상의 질에 영향을 주지 않으면서 환자에게 불편함을 주거나 추가적 위험성이 있는 견부 강제 견인용 밴드의 사용은 더 이상 임상적 유용성이 없는 것으로 판단되었다.

• 핵의학기술
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• 제18권2호
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• pp.17-21
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• 2014

최근 방사선 노출에 대한 사회적인 이슈와 함께 의료용 방사선의 이용에 대한 환자의 관심도 증가하고 있다. 현재 본원에서 시행하는 PET-CT 검사의 $^{18}F$-FDG는 EANM 권고기준대비 40% 초과하여 투여하고 있다. 따라서 최신 기술이 탑재된 장비의 성능을 파악하여, 진단적 가치를 보존하면서도 환자의 피폭선량을 최소화 시킬 수 있는 적정한 $^{18}F$-FDG의 투여량에 대해 알아보고자 한다. PET-CT 장비로는 2007년 설치된 Biograph Truepoint 40 (siemens, USA)스캐너와 2011년 설치된 동일회사의 Biograph mCT 64 (siemens, USA)를 사용하였고, 각 장비의 고유성능을 평가하기 위해 scatter phantom을 이용하여 NECR을 평가하였다. 또한 각 장비의 영상에 대한 평가를 위해 NEMA IEC Body Phantom에 $^{18}F$-FDG를 3.7, 4.44, 5.18 MBq/kg을 주입하고, 각각에 대해 bed 당 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120초씩 받은 데이터로 장비간의 SNR을 평가하였으며, 임상적 평가를 위해 $^{18}F$-FDG 3.7, 4.44, 5.18 MBq/kg을 주입한 환자들의 데이터를 이용하여 SNR을 비교 평가하였다. 실험 결과 mCT 64의 peak NECR값은 1.65e+005 cps이고, 이것은 Turepoint 40보다 10 % 높은 수치였다. NEMA IEC body phantom을 이용한 SNR값은 $^{18}F$-FDG 3.7 MBq/kg 주입한 경우 mCT 64가 검사 시간에 따라 평균 17.9% 높았고, 4.44 MBq/kg 주입한 경우는 평균 17.4% 높았으며, 5.18 MBq/kg 주입한 경우는 평균 17.1% 높았다. 임상 환자 영상의 경우 mCT 64의 SNR값은 16.5이고, 이것은 Turepoint 40 장비보다 25% 높았다. 다시 말해, 최근 장비의 발전으로 인해 장비 성능의 평가 항목 중 하나인 NECR은 10% 증가하였고, 영상 질의 평가 항목 중 하나인 SNR은 평균 17.5% 증가하였다. 더불어 bed당 10초의 시간을 늘리면 주입량을 10% 감소를 하여도 SNR은 유지 할 수 있었다. 그러므로 신규 도입한 장비의 정확한 성능테스트를 통해 영상의 질 저하 없이 투여량을 저감하여 환자의 방사선 피폭선량을 줄일 수 있고, 또한 방사선 노출에 대한 환자의 불안감을 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1461-1464
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• 2019

본 논문에서는 위치추적과 방사선 측정이 가능한 일체형 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기를 위한 임베디드 보드 개발을 제안한다. 제안하는 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기의 임베디드 보드는 신호 처리부, 통신부, 전원부, 메인 제어부 등으로 구성된다. 신호 처리부에서는 차폐설계, 노이즈 저감 기술 및 전자파 차감 기술 등을 적용한다. 통신부에서는 WiFi 방식을 사용하여 통신하도록 설계한다. 메인 제어부에서는 전력 소모를 최소한으로 줄이고 작고 밀도가 높으면서도 낮은 발열성을 통하여 높은 고성능 시스템을 구성한다. 일체형 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기를 위한 임베디드 보드는 재난 및 화재현장 등 열악한 환경에 노출되어 운영하는 장비이므로 방수와 내열성을 고려한 외형도 설계 및 제작을 한다. 제안된 일체형 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기를 위한 임베디드 보드의 효율을 판단하기 위하여 공인시험기관에서 실험하였다. 방수 등급은 소방관용 장비의 특성 상 재해 현장에서 물에 의한 침수 시에도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 IP67 등급을 달성하였다, 동작 온도는 재해현장에서의 폭넓은 환경변화에 대응할 수 있는 -10℃~50℃의 범위에서 측정이 되었다. 배터리 수명은 붕괴사고 등의 비상 재난 상황에 대처할 수 있는 1회 충전 후 144시간 사용 가능함이 측정되었다. PCB를 포함한 최대 통신 거리는 재난 상황 시 지휘통제 차량과의 직선거리에서 기존의 50m보다 넓은 범위인 54.2m에서 작동하는 것이 측정되었다. 따라서 일체형 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기를 위한 임베디드 보드의 그 효용성이 입증되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권11호
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• pp.48-57
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• 2006

본 설계에서는 최근 부상하고 있는 motor control, 3-phase power control, CMOS image sensor 등 각종 센서 응용을 위해 고해상도와 저전력, 소면적을 동시에 요구하는 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 고해상도와 처리 속도를 얻으면서 동시에 전력 소모 및 면적을 최적화하기 위해 파이프라인 구조의 하나의 단만을 반복적으로 사용하는 알고리즈믹 구조로 설계하였다. 입력단 SHA 회로에서는 고집적도 응용에 적합하도록 8개의 입력 채널을 갖도록 설계하였고, 입력단 증폭기에는 folded-cascode 구조를 사용하여 12비트 해상도에서 요구되는 높은 DC 전압 이득과 동시에 층L분한 위상 여유를 갖도록 하였다. 또한, MDAC 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 적용하였으며, SHA와 MDAC 등 아날로그 회로에는 향상된 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 적용하여 저전력을 구현하였다. 기준 전류 및 전압 발생기는 칩 내부 및 외부의 잡음에 덜 민감하도록 온-칩으로 집적하였으며, 시스템 응용에 따라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 통해 200KS/s의 동작뿐만 아니라, 더 적은 전력을 소모하는 10KS/s의 동작이 가능하도록 설계하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um n-well 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 각자 최대 0.76LSB, 2.47LSB 수준을 보인다. 또한 200KS/s 및 10KS/s의 동작 속도에서 SNDR 및 SFDR은 각각 최대 55dB, 70dB 수준을 보이며, 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 각각 0.94mW 및 0.63mW이며, 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.47mm^2$ 이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제31권3호
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• pp.223-228
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• 2008

의학적으로 방사선을 사용 시 가장 중요한 점은 환자의 병을 진단 가능하되 피폭선량을 최소화시켜야 한다는 점이다. 진단용 X-선 중 장파장부분은 대부분 흡수에 관여하게 되어 환자의 피폭선량을 증가시키므로 불필요하다. 이러한 장파장영역을 제거하기 위한 방법으로 가장 효과적인 방법은 여과 판의 사용이다. 이에 부가여과가 없는 경우와 0.3mmCu filter 사용 시의 화질과 피부입사선량에 대해 실험을 해 보았다. ROC 신호용 지름 4mm, 두께 3mm의 아크릴 디스크를 chest phantom에 랜덤하게 위치시키면서 non filter 및 Cu filter시 각 각 20매씩 총 40매의 신호+잡음영상을 촬영하고, 또한 신호가 없는 영상(잡음만의 영상)을 각 각 20매씩 40매 촬영하여 총 80매의 영상을 준비한 후 5명의 방사선종사자가 판독 후 P(S/s), P(S/n) 구하여, ROC곡선을 그리고, 감도와 특이도 및 곡선하면적을 구해 평가하였다. 또한 AAPM(American Association of Physicists in Medicine by the American Institute of Physics)권고에 따른 ANSI chest phantom과 Contrast-detail phantom을 이용하여 non filter 또는 Cu filter사용 시 시각적으로 관찰 가능한 병소의 갯수를 파악하였으며, 또한 두 경우에서 피부입사선량을 측정하였다. 그 결과 Cu filter사용 시에 ROC곡선이 좌상방향에 위치하고, 감도, 곡선하면적 및 CD phantom 병소의 갯수에서 모두 좋은 결과를 나타내었다. 또한 피부입사선량은 감소가 되어 여러 측면에서 부가필터의 사용을 검토해 볼 필요가 있으리라 사료된다.