• 한국지반공학회논문집
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• 제27권11호
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• pp.83-92
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• 2011

무질서하고 불균질한 형상을 갖는 지반 재료 내 간극 구조는 하중에 의한 재료의 변형 및 간극 내 유체의 흐름 등 물리 역학적 거동에 중요한 영향 인자이다. 최근 들어 X-ray CT에 의한 비파괴 검사를 통해 지반 재료의 내부 구조를 마이크로미터 단위의 높은 해상도를 통해 평가하는 기법이 사용되고 있다. CT 이미지는 재료의 많은 정보를 포함하고 있음에도 그에 따른 이미지 해석 기법의 개발이 다소 미흡하여 2, 3차원 이미지의 정성적 관찰 및 간극비와 같은 거시적인 물성치 획득만이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 연속적으로 획득된 글라스 비드의 2차원 CT 이미지에 기반하여 3차원 입자 및 간극 구조를 형성하고, 복잡한 간극구조를 간극셀과 간극채널로 정량적 분리를 실시하였다. 이를 위해 좌표 변환법, 이진화, 들로네 삼각망, 그리고 유클리디안 거리변환법과 같은 이미지 프로세싱 기법을 3차원 CT 이미지에 적용하였고 불균질한 글라스 비드의 간극구조에 대해 정량적으로 간극셀의 분포 및 간극간의 연결도 평가가 가능함을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제24권2호
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• pp.179-189
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• 2014

We analyzed the three-dimensional distribution of micropores and internal structures in both fresh and weathered granite using micro-focus X-ray computed tomography (micro-CT). Results show that the pore radius in fresh granite is mostly in the range of $17-50{\mu}m$, the throat radius is in the range of $5-25{\mu}m$, and the coordination number (CN) of pores is less than 10. In contrast, the pore radius in weathered granite is mostly in the range of $20-80{\mu}m$, the throat radius is in the range of $8-30{\mu}m$, and the CN is less than 12. In general, a positive linear relationship exists between pore radius and CN. In addition, both the size and the density of pores increase with an increasing degree of rock weathering. The size of the throats that connect the pores also increases with an increasing degree of weathering, which induces fracture propagation in rocks. Micro-CT is a powerful and versatile approach for investigating the three-dimensional distributions of pores and fracture structures in rocks, and for quantitatively assessing the degree of pore connectivity.

• 지질공학
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• 제28권3호
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• pp.455-463
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• 2018

본 연구에서는 치핑작업중에 콘크리트에 발생할 수 있는 손상균열을 정량분석하기 위해 X-ray CT 이미지를 이용하는 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해 치핑작업을 수행한 후, 균열이 발생한 콘크리트 블록을 코어링하여 직경 50 mm, 길이 100 mm의 시편을 준비하였다. 그 후 마이크로 포커스 X-ray CT 촬영을 하여 얻은 이미지를 3D 이미지로 재구성(reconstruction)하였다. 이렇게 얻어진 3D CT 이미지에 3DMA (3 Dimensional Medial axis Analysis)법을 적용하여, 손상 평가 파라메타로 시편의 위치에 따라 균열의 성질을 평가하여 손상을 분석하였다. 분석결과 치핑에 의한 손상은 치핑 표면으로부터 3 cm 깊이까지 발생한 것으로 나타났다. 또한 CT이미지 공간분석법에서 사용되는 여러 파라메타 중 공극률 지표(Porosity index), Burn number 그리고 Medial axis 의 파라메타를 이용해 치핑표면 근처의 손상 분석이 가능하다는 것이 확인되었다. 이 방법은 내부구조에 변화가 발생한 암석을 대상으로 한 연구에서도 비파괴 상태로 내부의 균열 평가, 가시화에 적용가능하다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제35권5호
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• pp.151-159
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• 2014

Computed tomography (CT) is one of the most widely used medical imaging modality. However, substantial x-ray dose exposed to the human subject during the CT scan is a great concern. Region-of-interest (ROI) CT is considered to be a possible solution for its potential to reduce the x-ray dose to the human subject. In most of ROI-CT scans, the ROI is set to a circular shape whose diameter is often considerably smaller than the full field-of-view (FOV). However, an arbitrarily shaped ROI is very desirable to reduce the x-ray dose more than the circularly shaped ROI can do. We propose a new method to make a non-circular convex-shaped ROI along with the image reconstruction method. To make a ROI with an arbitrary convex shape, dynamic collimations are necessary to minimize the x-ray dose at each angle of view. In addition to the dynamic collimation, we get the ROI projection data with slightly lower sampling rate in the view direction to further reduce the x-ray dose. We reconstruct images from the ROI projection data in the compressed sensing (CS) framework assisted by the exterior projection data acquired from the pilot scan to set the ROI. To validate the proposed method, we used the experimental micro-CT projection data after truncating them to simulate the dynamic collimation. The reconstructed ROI images showed little errors as compared to the images reconstructed from the full-FOV scan data as well as little artifacts inside the ROI. We expect the proposed method can significantly reduce the x-ray dose in CT scans if the dynamic collimation is realized in real CT machines.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2A호
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• pp.121-127
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• 2011

콘크리트 내부에 존재하는 공극(void)의 공간적 분포는 콘크리트의 역학적, 물리적 거동에 큰 영향을 미친다. 따라서 콘크리트 재료 물성의 파악과 건정성 평가를 위해 내부에 존재하는 공극의 분포 상태를 파악하는 것은 매우 중요하다. 콘크리트에는 육안으로 보이는 재료 표면의 공극 이외에도 내부 공극이 존재한다. 본 연구에서는 경량골재 콘크리트의 공극 분포를 파악하기 위하여 micro CT(X-ray microtomography)를 활용하여 생성된 3차원 콘크리트 디지털 시편을 사용하였다. 흑백처리된 단면 이미지를 중첩하여 공극을 묘사할 수 있는 3차원 시편을 생성하였다. 공극의 분포 상태를 확률적으로 묘사하기 위하여 확률 분포 함수 two-point correlation function과 lineal-path function으로 분석하였다. 또한, 이미지 분석을 통해서 콘크리트 시편의 공극의 밀도 분포를 파악하였다. 콘크리트 내부에 있는 개별 경량 골재의 공극도 이미지 처리와 확률 분포함수를 사용하여 분석하였다. Micro CT와 3차원 이미지 분석 방법을 통하여 콘크리트 내부에 존재하는 공극의 분포 상태를 효과적으로 파악할 수 있음을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제20권4호
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• pp.461-465
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• 2010

암석에서의 풍화 및 투수성은 방사성폐기물 지하동굴처분 및 암반구조물의 안정성 확보 및 장기적 관리측면에서 매우 중요한 역할을 한다. 이들 암석의 풍화 및 투수성은 암석의 내 구조 특성에 따라 크게 영향을 받는다. 즉 암석 내부의 공극, 미소 크랙 등의 양적 정도에 의해 풍화가 빨리 진행되기도 한다. 또한 암석 내부구조의 양적 평가는 그 암석의 풍화 정도를 정량적으로 평가할 수 있는 수단이 되기도 한다. 따라서 암석의 내부구조를 3치원적으로 정확하게 파악한다는 것은 암반구조물의 장기적 관리 측면에서 매우 중요하다고 하겠다. 이 연구는 국내 신선한 화강암과 풍화된 화강암을 대상으로 X선 CT촬영을 실시하여 3차원으로 공극의 분포를 분석하였다. 분석 결과는 암석 내부의 공극의 분포와 공극률을 잘 표현하고 있다.

• 대한치과보철학회지
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• 제48권4호
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• pp.301-307
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• 2010

연구 목적: 이번 연구의 목적은 법랑질 두께를 측정하는데 있어 microCT의 정확성을 평가하고, 한국인의 상악전치 법랑질 두께를 알아봄으로써 임상에 도움을 주고자 한다. 연구 재료 및 방법: 발거된 상악 중절치 5개를 레진 포매하여 치아 장축을 따라 정중부에서 협설로 절단하고 연마한 후에 microCT를 촬영하여 scanning electron microscope 상(${\times}20$)에서와 microCT 상에서 거의 동일한 절단면을 구현하였고, 각각 백악법랑경계 상방 1, 3, 5 mm 부위의 협측 법랑질 두께를 측정하여 microCT의 정확성을 평가하였다. 또한 상악 중절치 26개와 측절치 11개를 이용하여 각 치아의 순측 정중부와 정중부에서 근원심으로 각각 2 mm 떨어진 선상에서 백악법랑경계의 상방 1, 3, 5 mm 지점의 법랑질 두께를 측정하였다. 정중부의 세 지점에서는 정중부를 지나는 시상면에서 법랑질 표면에 접선을 그어 이 접선에 수직으로 법랑상아경계까지 수선을 내려 법랑질 두께를 측정하였고, 근원심 2 mm를 지나는 선상에 있는 6개 지점에서는 각 지점을 지나는 수평면에서 법랑질 표면에 접선을 그어 이 접선에 수직으로 법랑상아경계까지 수선을 내려 법랑질 두께를 측정하였다. 결과: 동일한 절단면에서 주사전자현미경과 microCT를 이용하여 백악법랑경계 상방 1, 3, 5 mm 지점의 순면 법랑질 두께를 측정한 값은 평균 3.81% 차이가 났으나, independent t-test 결과 두 가지 방법에 의한 측정값은 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 상악 중절치의 정중부에서 백악법랑경계 1, 3, 5 mm 상방의 순면 법랑질 두께는 각각 $0.32{\pm}0.01$, $0.50{\pm}0.02$, $0.70{\pm}0.02\;mm$로 나타났다. 상악 측절치의 정중부에서 백악법랑경계 1, 3, 5 mm 상방의 순면 법랑질 두께는 각각 $0.30{\pm}0.01$, $0.55{\pm}0.03$, $0.80{\pm}0.02\;mm$로 나타났다. 결론: 법랑질 두께를 측정하는데 있어 microCT는 유용한 측정방법의 하나이며, 이번 연구의 결과로 볼 때 한국인의 상악전치부 도재 라미네이트 수복시 법랑질의 삭제량에 주의를 기울일 필요가 있는 것으로 사료된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권3호
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• pp.7-14
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• 2005

본 논고에서는 microfocus X 선 발생장치와 평판형 영상센서를 이용한 micro-CT 시스템의 개발과 그 응용에 대해 소개하였다. 개발과 관련하여서는 영상센서 및 시스템의 동작원리뿐만 아니라 성능평가 결과에 대해서도 간단히 언급하였는데, 이와 같은 성능평가는 추후 개선된 혹은 새로운 설계 및 제작을 위해서는 필수적으로 수반되어야 할 부분이다. 개발된 micro-CT 시스템의 응용분야 소개와 관련하여서는 몇 가지 획득 영상을 토대로 바이오 영상과 산업용 영상에 관하여 언급하였다. 바이오 영상분야에서는 현재 세계적으로 유수 의료기기업체에서 이미 제작하여 판매하고 있으며, 대부분 X선 영상증배관 혹은 CCD(charge-coupled device)를 X 선 영상획득 센서로 사용한 반면, 본 논고에서 소개한 시스템은 평판형 영상센서를 사용했다는 점에서 차별성이 있다. Micro-CT 시스템의 산업용 영상분야로의 적용은 이제 시작 단계이며, 기존 라미노그라피 시스템을 대체하거나 혹은 새로운 응용으로 자리매김할 것으로 기대된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권1호
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• pp.61-70
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• 2012

In this study, a simple post-reconstruction dual-energy computed tomography (CT) method is proposed. A dual-energy CT algorithm for monochromatic x-rays was adopted and applied to the dual-energy CT of polychromatic x-rays by assigning a representative mono-energy. The accuracy of algorithm implementation was tested with mathematical phantoms. To test the sensitivity of this algorithm to the inaccuracy of representative energy value in energy values, a simulation study was performed with mathematical phantom. To represent a polychromatic x-ray energy spectrum with a single-energy, mean energy and equivalent energy were used, and the results were compared. The feasibility of the proposed method was experimentally tested with two different micro-CTs and a test phantom made of polymethyl methacrylate (PMMA), water, and graphite. The dual-energy calculations were carried out with CT images of all possible energy pairs among 40, 50, 60, 70, and 80 kVp. The effective atomic number and the electron density values obtained from the proposed method were compared with theoretical values. The results showed that, except the errors in the effective atomic number of graphite, most of the errors were less than 10 % for both CT scanners, and for the combination of 60 kVp and 70 kVp, errors less than 6.0 % could be achieved with a Polaris 90 CT. The proposed method shows simplicity of calibration, demonstrating its practicality and feasibility for use with a general polychromatic CT.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권6호
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• pp.476-481
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• 2009

The most troublesome artifacts in micro computed tomography (micro-CT) are ring artifacts. The ring artifacts are caused by non-uniform sensitivity and defective pixels of the x-ray detector. These ring artifacts seriously degrade the quality of CT images. In flat-panel detector based micro-CT systems, the ring artifacts are hardly removed by conventional correction methods of digital radiography, because very small difference of detector pixel signals may make severe ring artifacts. This paper presents a novel method to remove ring artifacts in flat-panel detector based micro-CT systems. First, the bad lines of a sinogram which are caused by defective pixels of the detector are identified, and then, they are corrected using a cubic spline interpolation technique. Finally, a ring artifacts free image is reconstructed from the corrected projections. We applied the method to various kinds of objects and found that the image qualities were much improved.