목적: 광학과 핵의학 및 자기공명 분자영상 기술은 생체내에서 리포터 유전자의 발현을 비침습적으로 평가할 수 있다. 한가지 이상의 유전자 발현을 영상화 할 수 있는 복합분자영상은 유전자의 발현과 유전자 치료 후 효능의 평가를 다양한 방법으로 반복하여 평가할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 핵의학 영상이 가능한 NIS와 광학 영상이 가능한 EGFP 두가지 유전자를 동시에 발현하는 HepG2-Retro-PNRGW (PGKp-NIS-RSVp-EGFP-WPRE) plasmid를 이용한 간암 세포주(HepG2-NE)를 구축하고, NIS와 EGFP 리포터 유전자의 기능 발현을 체내에서 광학영상과 핵의학 영상으로 확인하고자 하였다. 재료 및 방법: pcDNA-NIS로 부터 NIS 유전자를 분리하여 pRetro-PN vector를 만든 후, pLNRGW (LTR-NeoR-RSV-EGFP-WPRE)로부터 RSV-EGFP-WPRE 조각을 분리하여 최종적으로 NIS와 EGFP 유전자가 동시에 발현할 수 있는 pRetro-PNRGW vector를 구축하였다. 구축된 vector를 이용하여 Retro-PNRGW retrovirus를 생산하였으며, 이를 HepG2 세포에 감염시켜 HepG2-NE 세포주를 만들었다. 이 세포주의 NIS 유전자의 발현은 역전사효소 중합효소 연쇄반응으로 mRNA 발현을 확인하였고, EGFP 유전자의 발현은 형광현미경을 통하여 EGFP 단백질이 발현하는 녹색형광을 관찰함으로써 확인하였다. 이중 리포터 유전자 중 NIS 유전자의 기능은 세포에서 방사능 옥소의 섭취량과 유출량의 측정을 통해서 확인하였다. 이렇게 만들어진 세포를 누드마우스에 이식하여 형광 영상, I-123을 이용한 감마카메라 영상과 I-124를 이용한 소동물용 PET 영상을 획득하였다. 결과: NIS와 EGFP의 이중 리포터 유전자를 가지고 있는 HepG2 세포주가 성공적으로 만들어졌다. 세포의 약 50% 정도가 형광 현미경 아래에서 관찰되었다. NIS 유전자의 발현은 역전사효소 중합효소 연쇄반응 실험을 통해서 확인하였고, NIS가 발현된 세포의 방사능옥소 섭취량은 대조군에 비하여 약 9배 정도 높게 나타났다. 방사능옥소 유출량 실험에서는 약 9분에 반 정도의 옥소가 유출되는 것이 확인되었다. 구축된 세포주를 이식한 후 획득한 형광 영상, 감마카메라과 소동물용 PET 영상에서는 반대쪽의 대조군 세포를 이식한 것에 비하여 뚜렷한 형광신호가 보였고, 더 높은 방사능옥소 섭취가 확인되었다. 결론: NIS와 EGFP의 이중 리포터 유전자를 가지는 간암 세포주가 성공적으로 구축되었고, 소동물에서 두 유전자를 각각 치료용 리포터 유전자와 영상 리포터 유전자로의 사용이 가능할 것이라고 생각된다.
최근 들어 공장자동화의 프레임 그래버 분야에서 전통적인 아날로그 인터페이스 대신 고속, 고해상도의 디지털 인터페이스 방식의 카메라로의 전환이 이루어지고 있으며 이들은 카메라링크를 표준으로 채택하고 있다. 본 논문에서는 PC를 사용하지 않는 임베디드 프레임 그래버 테스트베드를 개발하여 영상처리 응용 솔루션을 제공하고자 한다. 따라서 카메라링크 표준의 라인스캔 CCD 카메라와의 접속을 위하여 하드웨어 회로를 설계하였고 VHDL 코드를 이용하여 FPGA를 프로그래밍하였다. 향후 광학영상기 등의 의료영상, 머신비젼, 산업전자 등의 다양한 영상처리에 본 칩을 이용할 수 있을 것이다.
어촌계를 중심으로 부두나 해안가에는 인양기가 설치되어 있다. 인양기는 어구 및 해산물의 하역작업에 사용되거나, 태풍이나 악천후에 어선을 방파제 또는 육상으로 인양하기 위한 장치이다. 본 논문에서 제안하는 선착장 안전 모니터링을 위한 이동 객체 추적 시스템은 이러한 기본 역할에 선착장에서 발생하는 선박의 파손, 도난 및 침입 탐지 등의 안전을 수행할 수 있는 영상 감지 및 이동 객체 추적을 위한 시스템이다. 모션템플릿을 활용하여 광역감시에서 움직임을 실시간으로 감지하고 이동하는 객체(사람, 선박 등)에 대해 PTZ 카메라를 이용하여 집중 감시하는 객체 추적 시스템이다.
The electronic speckle pattern interferometer (ESPI) has been applied to many technical problems such as deformation and displacement measurement, strain visualization and surface roughness monitoring. In this study, we used an ESPI system based on the dual beam speckle interferometer method in order to measure in-plane displacement and vibration mode using the ESIP technique. This research was carried out for the purpose of applying the vibration analysis method employing Electro-Optic holographic interference technique to the vibration analysis of uniform rectangular cantilevers plate(SS400,STS304) with cantilevers span to breadth ratio of 150 by 75. And thickness of 1mm and 0.8mm respectively. We improved the ESPI technique in order to obtain the distribution of displacement component resolved in one direction through a CCD camera combined with an image processing system. To certify and to assess the accuracy in measuring by this ESPI, the results obtained with the speckle method and vibration mode analysis are to be compared with those results by Warbuton's Theoretical expression and vibration made in FEM analysis.
The optimization of frontal device including fuel nozzle and swirler is required to secure the mixing of fuel and air and the combustion stability leading the reduction of pollutant emissions and the increase of combustion efficiency in gas turbine combustor. The effects of injection nozzle and swirler on the flow field, spray characteristics and consequently the combustion stability, were experimentally investigated by measuring the velocity field, droplet sizes of fuel spray, lean combustion limit and the temperature field in the main combustion region. Flow fields and spray characteristics were measured with APV(Adaptive Phase Doppler Velocimetry) under atmospheric condition using kerosine fuel. Temperatures were measured by Pt-Pt13%Rh, R-type thermocouple which was 0.2mm thick. Spray and flame was visualized by ICCD(Intensified Charge Coupled Device) camera. It was found that the dual swirler resulted in the biggest recirculation zone with the highest reverse flow velocity at the central region, which lead the most stable combustion. The various combustion characteristics were observed as a function of the geometries of injector and swirler, that gave a tip for the better design of gas turbine combustor.
The supersonic impinging jet has been extensively applied to rocket launching system, gas jet cutting control, gas turbine blade cooling, etc. In such applications, wall temperature of an object on which supersonic jet impinges is a very important factor to determine the performance and life of the device. However, wall temperature data of supersonic impinging jets are not enough to data. The present study describes an experimental work to measure the wall temperatures of a vertical flat plate on which supersonic, dual, coaxial jet impinges. An Infrared camera is employed to measure the wall temperature distribution on the impinging plate. The pressure ratio of the jet is varied to obtain the supersonic jets in the range of over-expanded to moderately under-expanded conditions at the exit of coaxial nozzle. The distance between the coaxial nozzle and the flat plate was also varied. The coaxial jet flows are visualized using a Shadow optical method. The results show that the wall temperature distribution of the impinging plate is strongly dependent on the jet pressure ratio and the distance between the nozzle and plate.
The purposes of this study were to analyze the muscle activities and the characteristics of muscle recruting patterns of lower limb for crouching start technique using four elite splint. The EMG technique was used to record muscle activities of both right and left sides of retus femoris, vastus medialis, biceps femoris, and gastrocnemius. Eight surface electrodes were placed on the surface of the selected muscles and one ground electrode was also attached on the back of neck(C7). One video camera was also used to record the crouching start motion to define 6 events and 5 phases for further analysis. The raw EMG data were filtered with band pass filter(10-350) to remove artifacts and then low pass filtered(4Hz) to find the linear envelope which resemble muscle tension curve. This filter EMG data were normalized to MVIC for the purpose of comparison between right and left sides muscle. The results of this study were as follows. All four subjects showed that vastus medialis muscle activity was comparatively higher than those of retus femoris, biceps femoris, gastrocnemius. And left side of muscle activity was comparatively higher than right side of muscle activity. Therefore, when the subjects starting out crouching start position, we recognized that the muscle of lower limb showed interaction effect by each muscle.
This paper addresses effects of nanoscale structures on structural colors of micropatterned transparent substrate by light diffraction. Structural colors is widely investigated because they present colors without any chemical pigments. Typically structural colors is presented by diffraction of light on a micropatterned surface or by multiple interference of light on a surface containing a periodic or quasi-periodic nano-structures. In this paper, each structural colors induced by quasi-periodic nano-structures, periodic micro-structures, and nano/micro dual structures is measured in order to investigate effects of nanoscale and microscale structures on structural colors in the transparent substrate. Using pre-fabricated pattern mold and hot-embossing process, nanoscale and microscale structures are replicated on the transparent PMMA(Poly methyl methacrylate) substrate. Nanoscale and microscale pattern molds are prepared by anodic oxidation process of aluminum sheet and by reactive ion etching process of silicon wafer, respectively. Structural colors are captured by digital camera, and their optical transmittance spectrum are measured by UV/visible spectrometer. From experimental results, we found that nano-structures provide monotonic colors by multiple interference, and micro-structures induce iridescent colors by diffraction of light. Structural colors is permanent and unchangeable, thus it can be used in various application field such as security, color filter and so on.
$^{99m}Tc$은 핵의학 영상 획득 물리적 특성이 우수하지만 유기화 작용이 일어나지 않아 갑상선 호르몬의 합성능력이 없는 결절을 진단하는데 제한을 받는다. 이와는 달리 $^{131}I$은 유기화 작용으로 인하여 갑상선의 기능을 평가하는데 활용됨은 물론 높은 에너지의 베타선과 감마선을 방출함으로써 암의 치료에도 널리 사용되고 있는 방사선 핵종이다. 그러나 $^{131}I$은 단일에너지의 감마선을 방출하는 $^{99m}Tc$ 등과는 달리, 다양한 에너지의 감마선을 방출함으로써 핵의학 영상의 정량화가 어려운 단점이 있으며, 특히 고에너지 영역의 감마선에 의한 격벽투과와 산란선은 핵의학 진단영상에 악영향을 미치게 되는 단점이 있다. 본 연구에서는 팬텀 내에서 선원의 위치 변화에 따른 산란의 영향을 알아보기 위해 GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) 시뮬레이션 도구로 dual-head 감마카메라(ECAM), PMMA 팬텀(RADICAL, USA), 점선원 0.1 mCi를 사용하여 모사하였다. 팬텀 내에서 $^{131}I$ 점선원을 X축, Y축으로 위치를 변화시키며 영상을 획득하였다. 또 산란 매질의 유무에 따른 영향을 확인하기 위해 같은 위치에서 점선원이 팬텀 안에 있을 때와 공기 중에 있을 때를 비교 하였다. 저에너지 선원과 비교를 위해 같은 방법으로 $^{99m}Tc$으로도 시뮬레이션 하였다. 또한 시뮬레이션과 똑같은 환경에서 측정 실험을 통해 시뮬레이션의 타당성을 검증 하였다. 이 연구에서는 한 팬텀 내에서도 위치 변화에 따라 산란의 영향이 달라진다는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이러한 분포 변화는 시뮬레이션과 측정 실험 모두에서 동일한 경향을 나타내었으므로 시뮬레이션이 타당함을 확인할 수 있었다. 시뮬레이션을 이용하면 X축, Y축 위치 변화만 아닌 다양한 경우에 대해서도 위치 변화에 따른 산란 영향의 예상이 가능할 것이며 나아가 산란 보정 연구의 기초 자료로 사용될 것이라 생각한다.
Energy-resolved neutron imaging is an effective way to investigate the internal structure and residual stress of materials. Different sample sizes have varying requirements for the detector's imaging field of view (FOV) and spatial resolution. Therefore, a dual-mode energy-resolved neutron imaging detector was developed, which mainly consisted of a neutron scintillator screen, a mirror, imaging lenses, and a time-stamping optical fast camera. This detector could operate in a large FOV mode or a high spatial resolution mode. To evaluate the performance of the detector, the neutron wavelength spectra and the multiple spatial resolution tests were conducted at CSNS. The results demonstrated that the detector accurately measured the neutron wavelength spectra selected by a bandwidth chopper. The best spatial resolution was about 20 ㎛ in high spatial resolution mode after event reconstruction, and a FOV of 45.0 mm × 45.0 mm was obtained in large FOV mode. The feasibility was validated to change the spatial resolution and FOV by replacing the scintillator screen and adjusting the lens magnification.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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