10개의 다중 홀(Hall)소자를 이용하여 요골동맥에 놓여진 영구자석의 위치 변화에 따른 전압의 변화를 전기적 신호로 얻었다.전기적 신호는 맥의 파형 신호를 의미하며 이들을 다시 회로의 하드웨어를 통해 신호들을 미분하여 자장의 변화 신호만 얻었다.소프트웨어를 통해 위치 변화에 따른 자장 변화의 크기에 따라 그 형태를 3차원 영상을 얻어 착용형 맥진기로서의 개발 가능성을 보여주었다.
요골동맥의 운동에 대한 공간적 맥진파형 특징을 얻기 위해 2차원 배열 자기터널접합(magnetic tunnel junction; MTJ) 센서를 이용하여 공간 맥진파형 진단장치(spatial pulse diagnostic apparatus; SPDA)를 설계하였다. 자극배열의 위치변동에 대한자장 분포의 변화는 2차원 자기장 유한요소해석 소프트웨어(finite element method magnetics; FEMM)를 사용하여 모의실험을 하였다. 그 결과 평행한 자극배열에서 높은 감도와 균일한 자기장 분포를 얻을 수 있다. 또한 자석배열의 공간 변위 변화는 MTJ 센서의 출력신호 변화와 비례하였다.
본 연구에서는 sol-gel법을 이용해 제작된 $VO_2$ 박막의 광전변환 특성을 연구하기 위해 광 조사 유무에 의해 생성되는 전류를 bias voltage에 따라 온도별로 측정하였다. 그 결과, 광 조사 유무에 따라 박막에서 생성되는 전류가 변화되는 것을 알 수 있었으며, bias voltage가 증가할수록 전류가 일정하게 늘어나는 것을 알 수 있었다. 특히, 광에 의해 생성되는 전류는 $VO_2$에서의 MIT 온도보다 낮은 $50^{\circ}C$에서 최대였다. 이러한 결과는 $VO_2$에서 photo-voltaic 효과가 발생함을 의미하며, 따라서 $VO_2$ 박막을 광전변환 소자로 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 극초고속 시간 대역의 자성 동역학을 탐구하기 위해, 시간 분해능을 가진 주사식 광자기 현미경을 개발하였다. 타이타늄:사파이어 레이저를 펌프-프루브 방식으로 사용하여, 0.1 피코초의 시간 분해능을 확보하였다. 이를 이용하여 Co 층의 두께를 바꾸어가며 Pt/Co/Pt 자성 박막 시료에서의 자성 동역학을 측정하였다. 펌프 레이저로 시료를 직접 가열하는 경우, 모든 시료는 수 피코초 내에 탈자화가 일어났다. Co 층이 두꺼운 두 시료에서는 자화의 세차 운동을 관측할 수 있었고, 란다우-리프쉬츠-길버트 방정식으로부터 각 시료의 길버트 감쇠 상수를 구하였다.
Kim, Dmitriy Spartakovich;Murayama, Kentaro;Nurtazin, Yernat;Koguchi, Yasuhiro;Kenzhin, Yergazy;Kawamura, Hiroshi
Journal of Radiation Protection and Research
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제44권2호
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pp.79-88
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2019
Background: The main goal of experiments is to compare various operational and technical characteristics of D-Shuttle semiconductor personal dosimeters of the Japanese company "Chiyoda Technol Corporation" and Harshaw thermoluminescent dosimeters (TLD) manufactured by "Thermo Fisher Scientific" and DTL-02 of the Russian Research and Production Enterprise (RPE) "Doza" by their occupational and calibration exposure at various dose equivalents from 0.5 to 20 mSv of gamma-radiation. Materials and Methods: Besides dosimeters DTL-02, D-Shuttle and Harshaw TLD, there were also used: (1) the primary reference radionuclide source Hopewell Designs IAEA: G10-1-12 with $^{137}Cs$ isotope (an error is not more than 6% and activity is 20 Ci), and (2) the verification device UPGD-2M of RPE "Doza" and installed in the National Center for Expertise and Certification of the Republic of Kazakhstan (Kapchagai, the National Center for Expertise and Certification). Results and Discussion: The main results of researches are the following: (1) TLDs for Harshaw 6600 and DVG-02TM have an approximately equal measurement accuracy of the individual dose equivalents in the range from 0.5 to 20 mSv of gamma-radiation. (2) Advantages of dosimeters for Harshaw 6600 are due to the high measurement productivity and opportunity to indicate the dose on the skin $H_p$(0.07). Advantages of DVG-02TM consist of operation simplicity and lower cost than of Harshaw 6600. (3) D-Shuttles are convenient for use in the current and the operational monitoring of ionizing radiation. Measurement accuracy and 10% linearity of measurements are ensured when D-Shuttle is irradiated with dose equivalents below 1 mSv at the equivalent dose rate not higher than $3mSv{\cdot}hr^{-1}$. This allows using D-Shuttle at a routine technological activity. Conclusion: The obtained results of experiments demonstrate advantages and disadvantages of D-Shuttle semiconductor dosimeters in comparison with two TLD systems of DVG-02TM and Harshaw 6600.
지난 몇 년 동안 핵의학 영상 물리 및 기기 관련 융합영상기기 분야에 많은 발전이 있었다. 최근 몇 년 동안 국내 PET/CT 설치의 급속한 증가는 이들의 임상에서의 역할 및 그 중요성을 입증하고 있다. 그러나 PET/CT는 고가이고, 임상적으로 아직도 그 유용성이 입증되는 과정에 있으며, 특히 치료계획을 위한 장비로는, 미국의 경우 다소 많이 설치되었다는 평가가 공존하고 있다. 또한 저가로 해 결할 수 있는 소프트웨어 융합도 가능하기 때문에 PET 대신 반드시 PET/CT가 필요하다는 주장에는 위의 관점에서 그 한계가 있을 수 있다. 그림에도 불구하고 PET/CT 설치는 계속 증가하고 있어 영상획득 또는 영상판독 모두 PET과 CT 분야의 훈련과 교육이 매우 중요하며 이에 대한 지침서가 발간되었다. PET/CT에 비하여 SPECT/CT는 발전속도가 다소 떨어지지만 이에 대한 지침서도 발간되었다. PET/CT와 SPECT/CT 모두 CT는 앞 부분에 PET과 SPECT는 뒷부분에 설치된다. 이는 환자 영상을 얻을 때 동시에 얻는 것이 아니고 CT영상을 얻은 후 PET과 SPECT영상을 얻게되는 단점이 있다. 이와는 달리 MRI/PET경우 뇌영상을 얻을 때 동시에 MRI와 PET영상을 얻을 수 있어 뇌영상 연구에 큰 도움이 될 것으로 예상하고 있다. 앞으로 기술이 발전함에 따라 전신용 MRI/PET과 유방영상을 위한 PET/US 융합영상장치의 개발 가능성이 매우 높다. 이와 함께 SPECT/CT, PET/CT 및 MRI/PET 기기의 발전도 계속될 것으로 판단된다. 핵의학 영상 물리 및 기기 분야는 최첨단 융합영상 장치의 개발과 함께 하드웨어, 소프트웨어 물리적 특성에 대한 보정기술, 영상 재구성 분야의 다양한 연구도 많은 진전이 필요하다. 또한 영상기기의 설계 및 정량화 기법을 연구하기 위한 몬테카를로 시뮬레이션, 영상장비의 성능평가, 동력학 분석, 선량평가, 움직임 보정 및 융합영상의 정량화 및 분석 기법에 대한 연구도 더욱 활발히 진행될 것으로 예측된다.
영상의 표시는 PACS 및 디지털 의료 영상계에서 중요한 요소이다. 동일한 디지털 데이터에 대한 영상의 질은 디스플레이 장치의 물리적 특성, 최적화된 설정 및 교정, 주위 불빛 조건 등에 의하여 영향을 받는다. 디스플레이 장치는 사용시간에 따라서 휘도 감소 및 설정값들의 변화에 의하여 성능이 저하된다. 디스플레이 시스템의 성능이 지속적으로 저하되기 때문에 일정한 주기마다. 정도관리를 수행하여야한다. 정도관리 효과를 평가하기 위하여 진단에 사용되는 10대의 평판 LCD 디스플레이 장치를 선택하였으며, 설정값 교정 전과 후에 휘도 반응, 휘도 공간 의존도, 분해능, 그리고 색도 변화를 정량적으로 측정하여 평가하였다. 정도관리 효과는 휘도 반응과 휘도 공간 의존도 테스트에서 다소 큰 변화가 있었으나 분해능 및 디스플레이 색도에서의 영향은 크지 않았다. 디스플레이 장치의 주기적인 정도관리는 의료영상을 일관성 있게 표시하기 위하여 필수적이다. 본 연구 결과는 의료용 디스플레이 장치의 정도관리에 대한 항목 선정 및 주기를 결정하는 데 중요한 역할을 할 수 있을 것이다.
최근 시행되고 있는 호흡동조 방사선치료는 환자의 호흡의 주기를 이용하여 일정 주기에만 방사선을 조사하는 최신 방사선치료기술로 4D Computed Tomography와 RPM (Real-time Position Management) 시스템과 같은 호흡 모니터링 시스템의 개발로 환자들에게 시행이 되고 있다. 그러나 이러한 호흡동조 방사선치료에 대한 정도 관리는 아직 체계적으로 수행되고 있지 않으며 특히 환자에게 계획된 방사선치료선량이 환자의 호흡에 따라서 치료계획된 대로 조사되는지에 대한 정도관리에 대한 필요성이 요구되고 있다. 따라서 본 기관에서는 환자의 호흡신호를 사용하여 환자의 움직임을 동일하게 모사할 수 있는 팬텀을 제작하여 호흡동조 방사선치료의 2차원적 선량 분포를 평가할 수 있는 시스템을 구축하였고 특정환자의 호흡신호와 방사선치료계획을 이용하여 검증하였다. 환자의 호흡신호는 LabVIEW 7.0을 이용하여 모사하였고, 자체 제작한 팬텀 및 Kodak EDR2 필름을 사용하여 방사선을 조사한 뒤 gamma index를 사용하여 2차원 선량 분포를 비교 분석하였다. 본 연구에서 개발된 4D 정도관리 시스템을 좀 더 보완하여 호흡동조 방사선치료 과정에 있어서 조사선량의 적정성을 평가할 수 있는 정도관리 시스템으로 사용할 수 있을 것이라 생각된다.
골반 방사선치료 시 방사선조사부위에서 소장을 제외하여 방사선에 의한 소장의 독성 감소에 가장 효율적인 방법을 알아보기 위하여 본 연구가 시행되었다. 연구대상은 자궁경부암, 자궁내막암, 직장암, S-결장암과 난소암으로 수술 후 골반에 방사선치료를 받은 환자 14명이다. 환자는 모의치료를 시행하기 1시간 30분 전에 150 ml의 바륨과 방광을 채우기 위해 물 500 ml를 마시고 환자의 자세변화와 벨리보드 사용 유무에 따라 5종류의 조영촬영을 하였다. 첫 번째는 방광을 채운 후 누운 자세로 전 후면과 측면을 촬영한다. 두 번째는 방광을 채운 상태에서 엎드린 자세로, 세 번째는 방광을 비운 후 누운 자세로, 네 번째는 방광을 비운 후 엎드린 자세로, 다섯 번째는 방광을 비운 후 벨리보드를 사용하여 엎드린 자세로 각각의 전 후면과 측면을 촬영한다. 모든 조영촬영 사진에서 방사선조사부위에 포함되는 소장의 용적을 측정하였다. 결과는 방광을 채우거나 비운상태 모두 엎드린 자세가 누운 자세보다 소장의 용적이 감소되었으며 특히 측면사진에서 더욱 감소되었다. 엎드린 자세에서는 방광을 채운 상태의 소장 용적이 방광을 비운상태에 비해 전후면 사진에서 13%, 측면 사진에서 26%가 감소되었다. 방광을 비운 후 벨리보드를 사용한 상태의 소장 용적이 벨리보드를 사용하지 않고 엎드린 자세에 비해 전 후면에서 $62.8{\pm}27.1%$, 측면에서 $63{\pm}32.9%$가 감소되었다. 결론적으로 골반에 방사선치료를 시행할 경우 방광을 비운 후 벨리보드를 사용함으로써 소장의 용적을 최소화시킬 수 있었다.
자기공명영상을 정위적 방사선 수술에 이용하기 위한 우선 과제로 비교적 균일한 phantom에서 자기공명영상으로 구한 정위적 표적점이 실제 방사선수술시의 방사선 빔의 isocenter와 일치하는지 확인하고자 하였다. 무 속에 임의의 표적점이 표시된 선량측정용 필름을 끼우고 head ring 을 고정시킨 다음 자기공명영상올 얻어 방사선 수술용 planning computer 로 표적점의 정위적 좌표를 구한 다음 실제 치료와 같이 무 phantom 을 테이블에 고정한 후 구해진 표적점의 좌표를 isocenter로 하여 방사선을 조사하고 필름을 현상하여 필름에 표시한 표적점과 실제 방사선이 조사된 부위의 선량분포의 중심을 비교하였는데 오차가 0.5 mm 이내였다. 따라서 무와 같은 비교적 균일한 phantom 에서는 표적점과 실제 방사선이 조사된 부위의 선량분포의 중심이 잘 일치함을 알 수 있었다. 또 다른 방법으로 자기공명영상의 왜곡의 정도를 직접 확인하기 위해서 아크릴에 1 cm 간격으로 구멍을 뚫고 오일방울을 넣어준 후 아크릴 phantom을 무 속에 수평과 수직방향으로 삽입한 뒤 자기공명영상을 얻은 후 각각의 좌표를 구하여 자기공명영상의 수평과 수직방향에서 왜곡의 정도를 측정하였다. 결과는 균일한 물질 내에서는 7 cm 거리에서 0.4 mm 이내의 오차를 보여서 비교적 잘 일치하였다. 그런데 이 측정과정에서 device 자체와 digitizing 과정의 오차가 있는 것으로 판단되므로 더 정교한 device 의 제작이 필요한 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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