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3D 프린팅 기술을 활용한 치매노인 전용 영양(수분)보충 식품섭취용기 개발 (Development of 3D Printed Snack-dish for the Elderly with Dementia)

  • 이지연;김철호;김국원;이경애;고광오;김희선
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.327-336
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    • 2021
  • 본 연구는 전반적 신체기능 소실, 음식 섭취량의 만성적 저하의 특징을 갖는 치매노인에서 만성적 영양불량 해소에 도움을 줄 수 있도록 수분이나 영양소의 보충을 위한 스낵 개념의 식품을 제공하는 맞춤형 용기를 개발하고자 하였다. 아이디어 창출 협의체 구성 후 선행연구 탐색 및 브레인스토밍을 통하여 포도 모양의 디자인이 적합하다고 판단하였다. 드로잉 스케치와 점토모형 제작 후 시제품 제작을 위해 개인니즈를 충족시키며 소규모 제작에 적합하다고 알려진 3D 프린팅 기술을 적용하였다. 3차원 설계는 3D CAD 소프트웨어 SolidWorks을 이용하였고 한국인의 영양소섭취기준과 관련 선행연구 및 기존 연구결과를 종합하여 용기 당 최대 수분제공량 및 수치를 결정하였다. 필라멘트를 녹인 뒤 층층이 쌓아올리는 출력 방식(FDM) 3D 프린터(DP200)를 사용하였고 식품용기 위생과 안전을 고려하여 사전유해물질 인준이 확인된 옥수수 전분 유래 PLA 필라멘트를 이용해 출력하였다. 용기 당 수분을 기준으로 수분 섭취기준대비 30%를 충족하는 285 mL를 설정하였다. 제작 크기를 고려하여 포도 알맹이는 총 6개로 결정되었다. 알맹이 1개당 47.5 mL의 수분제공이 가능하였는데, 이를 통해 반지름 2.25 cm의 반 구로 설계하였다. 이때 사이 간격을 4 mm로 설정하였다. 사용 시 안전사고 예방을 위해 조작이 쉽고 모나거나 뾰족하지 않은 외형을 갖추며 위생을 위한 뚜껑도 설계하였다. 인지기능이 저하된 치매노인이 해당 용기를 사용할 때 흥미를 느끼고 식사섭취 중 교육 교구로 응용될 수 있도록 뚜껑과 포도 알맹이 바닥면에 숫자를 각인하여 최종 출력 및 조립하였다. 조립 시 수동 작업이 요구된 점은 3D 프린팅 기술의 대표적 장점인 편리성에 반하는 점으로 향후 보완논의가 필요하다고 사료된다. 신체기능이 퇴화되어 만성적으로 섭취량이 제한된 치매 노인에게 단순 섭취 증량을 권고하기에는 무리가 있으므로 맞춤형 영양중재 실시는 상당히 중요하다. 따라서 추후 연구를 통해 개발된 치매노인 전용 식품섭취용기의 만족도 분석을 실시하고 영양밀도를 높인 전용 음식 개발 과정이 논의되어야 하겠다. 4차 산업 핵심기술인 3D 프린팅을 연구에 적용하여 아이디어 구현에 정확도와 편의성이 확인되었으나 관련 기술수준에 따라 발생하는 비용 지출과 외부 전문가 의존에 대한 한계점은 향후 해결이 필요한 부분이라 사료된다. 추후 영양중재 도구개발 시 연구 다양성을 위해 식품영양 전공자에게 해당기술의 융합교육을 통한 자급 활용 빈도를 높이고 진입장벽을 낮추기 위한 다방면의 시도가 필요하겠다.

제강분진을 활용한 청색 세라믹 안료의 미립화 거동에 관한 연구 (Characteristics of micronized blue ceramic pigments using electric arc furnace dust)

  • 김혜진;한규성;황광택;남산;김진호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.115-122
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    • 2019
  • 제강분진(Electric arc furnace dust)은 제강공정에서 발생하는 분진폐기물로서 중금속을 다량 포함하고 있어 관리가 매우 중요하다. 제강분진은 아연, 철 등의 유가금속을 다량 함유하고 있기 때문에 최근 이를 재활용하는 연구가 활발하게 진행 중이며, 본 연구에서는 전처리 과정 없이 제강분진을 청색 계열의 세라믹 안료의 코발트를 대체할 수 있는 원료로 사용하였다. 또한 합성된 청색 세라믹 안료를 잉크젯 프린팅용 세라믹 잉크로 개발하기 위해 미립화 과정에서의 입도 분포, 결정 구조 및 발색 특성 변화에 대해 고찰하였다. 제강분진이 첨가된 $Co_{0.75}Zn(EAFD)_{0.25}Al_2O_4$ 세라믹 안료는 우수한 청색 발색 특성을 보이며, 어트리션 밀링(Attrition Milling)을 이용한 미립화 공정을 통하여 단정(monomodal) 분포의 입도를 확보할 수 있었다. 3시간 밀링 후 $Co_{0.75}Zn(EAFD)_{0.25}Al_2O_4$ 세라믹 안료의 평균 입도는 $0.271{\mu}m$로 제강분진이 첨가되지 않은 $CoAl_2O_4$ 세라믹 안료의 5시간 밀링 후의 평균 입도인 $0.303{\mu}m$보다 더욱 작은 것을 확인하였다. 특히, $Co_{0.75}Zn(EAFD)_{0.25}Al_2O_4$ 세라믹 안료는 미립화 공정 중 발색 변화(${\Delta}E{^*}_{ab}$) 값이 5.67로 $CoAl_2O_4$ 보다 작아서 더 우수한 발색 특성을 보이는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 분진폐기물인 제강분진을 어떠한 전처리 과정 없이 고가의 코발트를 대체하여 청색 계열의 세라믹 안료의 원료로 사용할 수 있다는 것을 보여주고 있다.

공기중과 수중에서 보관한 총의치 의치상의 체적변화에 대한 비교연구 (Comparative study of volumetric change in water-stored and dry-stored complete denture base)

  • 김진선;이영후;홍성진;백장현;노관태;배아란;김형섭;권긍록
    • 대한치과보철학회지
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    • 제59권1호
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    • pp.18-26
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    • 2021
  • 목적: 일반적으로 총의치는 환자의 구내에서 제거 시 물에 담가 보관하도록 설명하는데, 수중에서의 총의치의 보관이 상온의 공기중에서 총의치를 보관하는 것과 비교해 체적 안정성에 장점이 있는지에 대한 연구는 부족하다. 본 연구는 의치의 올바른 보관 방법을 규정하는 데에 참고가 될 수 있도록, 수중에서 보관하는 경우와 공기중에 보관하는 경우에 의치상의체적 변화량과 양상을 평가하는 것을 목적으로 한다. 재료 및 방법: 초경석고로 제작한 주모형을 디지털 스캔하여, computer-aided design (CAD) 소프트웨어를 이용해 총의치 의치상을 디자인하고, 3D printing 기법을 이용하여 상악과 하악 각 6개의 시편을 제작하였다. 이를 매몰한 후 열중합 방식으로 온성하여 제작한 레진의치상을 상악과 하악 각 3개씩 그룹 A와 그룹 B로 나누었다. 그룹 A는 상온의 공기중에서 보관되었고, 그룹 B는 상온의 물에 담가 보관하며 24시간 간격으로 28일 동안 스캔하여 stereolithogrphy (SLA) 파일로 저장하였다. 이를 분석하여 한달 간의 체적변화를 측정하였고, best-fit 알고리즘을 이용하여 중첩시켜 3차원 비교 컬러맵을 이용하여 의치상 인상면의 변화 양상을 관찰하였다. 측정한 값은 Kruskal-Wallis test를 이용하여 분석하였다. 결과: 보관방법에 상관없이 총 체적에는 유의한 변화가 없었으나, 공기 중에서 보관한 의치상의 경우 상악 구개부와 하악 구치부 설측 변연에서 조직과 멀어지는 방향으로, 상악 결절부와 하악 후구치 삼각 융기 부위에서는 조직을 압박하는 방향으로 통계적으로 유의한 변화를 보였다. 결론: 수중에서의 의치 보관은 공기중에서의 의치 보관에 비해 의치상 인상면의 변화가 적게 나타났다.

소프트 로봇용 4D 프린팅 소재 (4D Printing Materials for Soft Robots)

  • 이선희
    • 한국의류산업학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.667-685
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    • 2022
  • 본 원고는 소프트 로봇용 4D 프린팅 소재와 어그제틱 구조체에 대한 연구 동향을 정리한 것이다. 먼저 4D 프린팅 소재의 형상 변화 거동을 형상 변화와 형상기억 소재, 이중, 삼중, 다중 형상기억 효과, 접힘과 굽힘, 표면지형별로 구분하여 알아보았다. 형상 변화와 형상기억 소재 등 열이나 수분의 자극에 가역적/비가역적 혹은 규칙적/불규칙적 형상 변형이 가능할 수 있다. 다음으로, 차원별 형상이동 유형에 따른 특성과 물성에 대해 알아본 바, 1차원에서 다차원으로의 형상이동을 1D-1D 팽창/수축, 1D-2D 접힘/굽힘, 1D-3D 접힘 (1D-to-3D folding)으로 구분할 수 있다. 2차원에서 형상이동은 2D-2D 굽힙, 2D3D 굽힘/접힘/꼬임/표면말림/표면지형변화/굽힘과 꼬임, 3차원에서 다차원으로의 형상이동은 3D-3D 굽힙과 3D-3D 선형/비선형 거동으로 구분할 수 있다. 마지막으로 4D 프린팅 메타구조체 중 힌지 구조체를 적용한 KinetiX는 단일단위 터셀레이션과 다중단위 터셀레이션으로 모델링할 수 있고, 평면 및 공간 변환이 용이하고, 컨포머블 헬멧에 적용할 수 있다. 키리가미 구조체를 기본으로 한 공압형 어그제틱 구조체는 역설계 기반 구조체로써 굽힘각도를 제어하는 알고리즘으로 설계할 수 있다. 설계 후 3D 프린팅하여 TPU 멤브레인으로 프로토 타입을 제조하였고, 압력을 낮추면서 원하는 3차원 형상으로 완성될 수 있음을 확인하였다. 온도나 습도 등의 외부자극요소에 따라 형상이나 물성을 변화할 수 있는 재료를 사용하여 변형가능한 3차원 구조체로 성형한 4D 프린팅 소재를 이용하여 상지, 하지, 손, 발 등 소프트 로봇의 외골격(exoskeleton) 소재에 적용할 수 있을 것이다. 즉 자세제어, 상황인식, 동작신호 생성 등 다양한 환경에 대응하여 착용자의 움직임에 고하중, 고기동성, 운동지속성을 지원하는 기능을 갖는 소프트 로봇용 4D 프린팅 소재는 헬스케어 웨어러블 의류 제품화 개발로의 용도 전개가 가능할 것이다. 특히 4D 프린팅 소프트 소재 및 공정개발 분야는 일상 생할 보조용이나 재활치료용 의류를 개발하기 위한 3D 프린팅 소재 및 공정의 원천 기술에 해당하므로 이와 관련한 연구의 기초 자료로서 활용되기를 기대한다.

수리미 혼합물 제조 시 우유 첨가에 따른 3D 프린팅 적합성에 미치는 영향 (Effect of Adding Milk on Compatibility with 3D Printing in the Preparation of a Surimi Mixture)

  • 강유석;황혜지;박예린;한현수;박정철;서훈서;최예희;김수형;우가은;정소미;이가혜;안동현
    • 생명과학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.391-396
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    • 2023
  • 본 연구에서는 식품 3D 프린터용 카트리지 소재 개발을 위하여 수리미 제조 시 첨가하는 물과 얼음 대신 우유를 첨가하여 색도, 물성, 관능적 특성을 대조군과 비교하여 실험을 진행하였다. 색도 측정 결과, 우유 첨가량이 증가함에 따라 비 가열 수리미 혼합물과 가열 수리미 혼합물 모두 L*값과 b*값이 대조군에 비해 증가하였고, 40 wt% 비율 첨가 시료에서 가장 높은 값이 나오는 것을 확인하였다. 물성 측정 결과는 비 가열 수리미 혼합물의 경우 우유 첨가량이 증가함에 따라 경도와 부착성이 증가하였고, 40 wt% 비율 첨가 시료에서 가장 높은 값이 나오는 것을 확인하였다. 가열 수리미 혼합물의 경우 우유 첨가량이 증가함에 따라 경도, 검성, 부착성, 씹힘성이 증가하고, 탄력성, 응집성, 복원성은 감소하였다. 위의 결과로 우유 첨가 비율이 증가할수록 일정한 경향이 나오는 것을 확인하였다. 관능 평가 결과에서는 우유 첨가량이 증가함에 따라 비린내, 맛, 경도가 유의적으로 개선되는 경향을 보였으며, 냄새, 이미, 조직감이 개선되는 것을 확인하였다. 결론적으로 40 wt% 비율의 우유 첨가 시 수리미의 품질 특성을 좌우하는 큰 요소 중 하나인 백색도 개선과 유화물로서의 물성 증진 효과 및 관능적인 증진효과를 얻어 고품질의 3D 프린터용 실꼬리돔 수리미 카트리지 소재를 개발할 수 있다는 것을 확인하였다.

연마 방법에 따른 3D 프린팅 레진의 색조 안정성과 표면 조도의 비교 (Comparison of Color Stability and Surface Roughness of 3D Printing Resin by Polishing Methods)

  • 김희주;김유진;김종수;이준행;한미란;신지선;김종빈
    • 대한소아치과학회지
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    • 제50권2호
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    • pp.205-216
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    • 2023
  • 이 연구의 목적은 3D 프린팅 레진의 연마 방법에 따른 색조 안정성과 표면 조도를 시간에 따라 비교하는 것이다. 3D 프린터와 TC-80DP 레진을 이용하여 3D 프린팅 레진 시편을 제작하였고, 각 시편은 연마하지 않은 군, Enhance®군, Sof-LexTM군으로 분류되었다. 각 군은 연마 직후 기준점을 측정하고, 다시 인공 타액과 오렌지 주스에 나누어 침전시킨 뒤, 침전 1, 7, 30, 60일에 CIE L*a*b* 값의 색차(ΔE*)와 각 시점의 표면 조도가 측정되었다. 연구 결과, 60일 침전 후 인공 타액에서는 육안으로 확인 가능한 정도의 색조 변화는 일어나지 않았으나 오렌지 주스에서는 육안으로 확인 가능한 색조 변화가 나타났고, 용액에 따른 차이는 유의미했다. 표면 조도는 Sof-LexTM군에서만 오렌지 주스가 인공 타액보다 유의하게 높았다. 연마 방법에 따른 색조 변화의 차이는 없었으나 표면 조도는 Sof-LexTM군이 연마하지 않은 군과 Enhance®군보다 유의하게 낮았으며, 모든 군에서 치태 침착 임계 조도보다는 높았지만, 임상적으로 허용 가능한 정도였다. 이번 연구 결과, 유전치 전장관 수복을 위해 영구 수복용 3D 프린팅 레진 사용 시 착색제 섭취에 유의해야 하며, SofLexTM를 이용하여 연마하는 것이 권장된다.

부유식 해상풍력발전기용 반잠수식 계류 풀리의 강도 성능평가를 위한 구조해석과 축소 모형시험 (Structure Analysis and Scale Model Test for Strength Performance Evaluation of Submersible Mooring Pulley Installed on Floating Offshore Wind Turbine)

  • 송창용
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.479-487
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    • 2023
  • 최근 지구 온난화의 영향으로 태풍의 파괴력이 증가함에 따라 부유식 해상풍력발전기의 막대한 유실과 붕괴에 대한 우려가 깊어지고 있다. 부유식 해상풍력발전기의 안전한 운영을 위해 새로운 형태의 탈착형 계류 시스템 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서 고려한 새로운 반잠수식 계류 풀리는 기존의 탈착형 계류 장치에 비해 계류 라인으로 부유식 해상풍력 터빈을 보다 쉽게 탈부착할 수 있도록 고안되었다. 8MW급 부유식 해상풍력발전기에 적용 가능한 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 검토하기 위해 3D 프린터를 이용하여 축소구조모형을 제작하고, 이 모형에 대한 구조시험을 수행하였다. 축소 모형의 구조시험을 위해 3D 프린팅에 사용된 ABS 소재의 인장 시편을 제작하고 인장시험을 수행하여 소재의 물성을 평가하였다. 인장시험에서 얻은 재료 특성과 축소모형 구조 시험과 동일한 하중 및 경계 조건을 적용하여 반잠수식 계류 풀리의 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 반잠수식 계류 풀리의 구조적 취약 부분을 검토하였다. 반잠수식 계류 풀리의 주요 하중조건을 고려하여 구조모형시험을 수행하였으며, 재료의 최대인장응력 이상이 발생하는 위치에 대해 유한요소해석과 시험 결과를 비교하였다. 유한요소해석과 모형시험의 결과로부터 작동조건에서는 Body와 Wheel의 연결부 구조가 취약한 것으로 파악되었고, 계류조건에서는 Body와 Chain stopper의 연결부 구조가 취약한 것으로 검토되었다. 축소모형 구조시험에서 나타난 SMP의 구조 취약부는 구조해석의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 연구 결과를 통해 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 실험적으로 검증할 수 있었다. 또한, 본 연구 결과는 상세설계 단계에서 반잠수식 계류 풀리의 구조 강도를 향상시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

미얀마 우수농산물 재배기술 전수사업 (Project of Improving Good Agriculture Practice and Income by Intergrated Agricultural Farming)

  • 이영철;최동용
    • 현장농수산연구지
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    • 제16권1호
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    • pp.193-206
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    • 2014
  • ○ 미얀마 우수농산물 재배기술 전수사업은 농림축산식품부의 국제협력과제로 2011년 12월~2013년 12월에 걸쳐 수행되었다. ○ 사업의 주 내용은 미얀마의 신 수도인 네이피도 시의 핀마나 타운쉽에 소재한 국립농업연구소의 구내에 실시되었다. - GAP 훈련센터 건물과 지원되는 차량 농기계를 위한 차고 및 정비고를 건설하고 훈련센터 건물내에 O.J.T. 교육을 위한 기계 설비를 지원 설치하여 GAP 제도의 이해와 교육에 활용이 되도록 함 ○ 생산 농산물의 저온 저장을 위한 저온 저장고의 설치 <훈련센터 건물+시범 농장>하여 수확한 농산물이 변질·부패되지 않고 손실이 없이 저장하여 출하 할 수 있도록 하였다. - 훈련센터 내에 교육장을 설치하여 20명의 교육생이 교육받을 수 있도록 에어컨, Beam Project와 스크린, 오디오, 책상, 의자, 캐비넷(탈의장) 설비를 갖춤 - 사무실 장비로 컴퓨터, 프린터 복사기, 냉장고, 파일박스 등을 갖추어 공무원 학생, 교사 등이 교육할 수 있게 함 - 여기에 실습용(농산물의 세척, 탈수 포장) 라인과 관정개발, 전기, 양수설비 등을 갖추어 실습에 이용할 수 있게 함 - 영농기계로 트랙터(50마력), 컴바인(4조식), 틸러(10Hp 3대)와 부속 작업기(트레일러, 쟁기, 로터베이터)를 지원하여 영농에 활용하도록 함 - 시범농장 5ha를 조성하고 여기에 필요한 지하수 개발, 물탱크 설치(20톤 및 50톤) pipe 라인, 용수로 스프링클러 관수, 점적관수 시설을 설치함 - 채소 육묘에 필요한 비닐하우스(300m2)와 이동식 벤치, 미니 스프링클러 관수시설을 하였고 시범농장에 전기가 인입되지 않아 3상4선의 동력선을 500m 이상 가설 함 - 영농에 필요한 양수기, 방제용 고압분무기 등을 설치하여 건기와 우기가 뚜렷한 미얀마에서 필요한 때 언제든지 영농에 이용할 수 있게 함 - 미얀마의 선진 농민과 농업부 공무원을 대상으로 2주간 한국 초청연수를 실시하여 한국의 발전된 농업시설, 영농방식, GAP제도, 마케팅시스템, 농산물 가공 GAP처리 시설(쌀 도정, 과일 선별 포장, 딸기 수확 포장, 엽채류 재배 수확 포장 등)과 벼 기계화 재배-육묘 이식 시스템 및 육종기술 등을 견학시켜 대한민국의 선진 기술을 직접 보고 배움 - 지원하는 농기계의 운전, 유지관리, 보수를 위한 교육은 농기계 회사와 협조하여 기술자 1명을 한국에 초청하여 2주간에 걸친 농기계 담당자 교육 연수 ○ GAP제도와 실무에 관한 교육은 1차 P.M.C. 요원을 대상으로 강의, 토론 등을 통하여 소개 제시하고 한국의 관련법, 제도, 인증 실무요령 등을 제공하여 미얀마 GAP 인증제도 도입에 참고하도록 하였다. - 한국의 농산물품질관리법 GAP 인증 실무에 관한 고시 등을 번역하여 제공 ○ 미얀마 농업관개부 발행(2013 Myanmar Agriculture in brief) 5쪽에서 미얀마 농업생산 발전의 중요 요소로 GAP 제도의 도입을 강조하고 8쪽에서 그 활동내용을 소개하고 있다. 57쪽에서 GAP Project가 대한민국의 K.R.C.에 의해 이루어지고 있음을 소개하고 있다. ○ 교육장을 활용한 미얀마 농업관계 공무원과 학생에 대한 교육이 이루어지고 있고 인계인수가 끝난 2013. 12월에도 교육이 실시되고 있다. ○ 조성된 시범농장에서 GAP 기준에 맞는 영농이 계속되고 있으며 채소류의 생산 및 처분을 3회에 걸쳐 실시하였다. ○ 아직 미얀마 일반 소비자나 생산 농민에게 생소한 새로운 제도이지만 미얀마 농업관개부의 적극적인 의지로, 빠른 시일 내에 정착된 것으로 예상된다. ○ 본 프로젝트가 시기적으로 미얀마 정부의 농업정책 방향과 잘 맞아 프로젝트 규모에 비하여 미얀마의 농업정책 수립과 세부시행 방침에 크게 기여하게 되었음을 매우 기쁘게 생각한다.

고에너지 전자선 치료 시 텅스텐 함유 3D 프린팅 물질의 차폐 성능 평가 (Evaluation of Shielding Performance of Tungsten Containing 3D Printing Materials for High-energy Electron Radiation Therapy)

  • 조용인;김정훈;배상일
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.641-649
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    • 2023
  • 본 연구에서는 3D 프린팅 기술을 활용하여 제작한 차폐체의 성능을 비교 분석하여, 고에너지 전자선 치료 시 차폐체로서의 적용 가능성에 대해 알아보고자 한다. 고에너지 전자선에 대한 3D 프린팅 재료의 차폐성능 평가를 위해 실측과 몬테카를로 기반의 모의실험을 수행하였다. 첫 번째, 모의실험에 대한 신뢰성 확보를 위해 IAEA의 TRS-398 권고를 참조하여 선원항 평가를 수행하였다. 두 번째, PLA+W (93%) 재료에 대한 차폐 성능 분석을 위해 3D 프린터를 이용하여 시편을 제작하였고, 전자선 에너지에 따른 두께별 차폐율을 평가하였다. 세 번째, PLA+W (93%)와 기존 차폐체 간 차폐 성능 비교 분석을 통해 전자선 치료 시 필요한 차폐 두께를 산정하였다. 연구 결과, 첫 번째, 실측과 모의실험을 통한 선원항 평가 결과, 1% 이내의 오차로 TRS-398 권고를 만족하여 모의실험에 대한 신뢰성을 확보하였다. 두 번째, PLA+W (93%)에 대한 차폐 성능 분석 결과, 6 MeV 전자선은 3.12 mm에서 95% 이상의 차폐율을 나타냈고, 15 MeV 전자선은 10 mm 두께에서 90% 이상의 차폐율을 나타내었다. 세 번째, 모의실험을 통해 PLA+W (93%) 재료와 기존 차폐체 간 비교 분석을 통해 동일 두께 내에서 텅스텐, 납, 구리, PLA+W (93%), 알루미늄 순서로 차폐율이 높은 결과를 나타내었으며, 6 MeV 전자선은 5 mm 이상, 15 MeV 전자선은 10 mm 이상 두께에서 거의 유사한 차폐율을 나타내었다. 향후 본 연구를 통해 고에너지 전자선 치료 시 PLA+W (93%) 재료를 이용한 환자의 맞춤형 차폐체 제작을 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

3D 프린터를 이용하여 제작한 맞춤형 Si-Bolus의 위치 오차 효과 평가: 자궁경부암 방사선 치료 (Evaluation of the effect of a Position Error of a Customized Si-Bolus Produced using a 3D-Printer: Cervical Cancer Radiation Treatment)

  • 홍성표;정지오;이승재;최병진;김청모;정수일;신윤성
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제35권
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    • pp.7-13
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    • 2023
  • 목 적: 본 연구에서는 자궁경부암이 자궁과 함께 몸 밖으로 돌출되었을 때 맞춤형 Bolus를 사용하는 것이 치료계획에서 선량 전달에 미치는 영향을 평가하고 환자 set-up에서의 재현성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 치료 계획은 Eclipse Treatment Planning System (Version 15.5.0, Varian, USA)을 사용했으며 치료기는 VitalBeam (Varian Medical Systems, USA)을 사용하였다. 방사선 치료 기법은 3D-CRT로 AP/PA 방향으로 6MV 에너지를 이용하였다. 처방 선량은 1.8 Gy/fx이고 총 선량은 50.4 Gy/28 fx이다. 이온챔버는 Semiflex TM31010 (PTW, Germany)을 사용하였으며, 각 위치 이동 및 종양 중심 선량에 따른 계획선량과 측정된 선량을 비교하여 선량 분포를 분석 및 평가하였다. 첫 번째 측정은 팬텀에 맞춤형 Bolus를 적용하여 중심에서 수행하였으며, 위치 오차를 가정하여 중심에서 X, Y, Z축 방향으로 -2 cm ~ +2 cm 범위에서 이동하면서 측정하였다. 0.5 cm 간격으로 측정하였으며, Y축 방향은 ±3 cm까지 측정하였고 Bolus가 잘못 set-up된 상황도 측정하였다. 측정된 선량은 팬텀의 air cavity 대신 실리콘의 CT Hounsfield Unit (HU) 240으로 보정된 선량을 기준으로 비교하였다. 결 과: 위치 오차는 모든 X, Y, Z축에서 최대 ±2 cm까지 약 -1%이다. Y축의 경우 +3 cm의 차이가 발생했을 때 -9.73%의 오차가 발생하였다. 그리고 Bolus가 피부에 올바르게 부착되지 않았을 때 -2.6%, 완전히 제거되었을 때 3.92%의 오차가 있었다. 결 론: 맞춤형 Bolus를 사용한 경우 치료 선량 분포가 균일했으며, 위치 오차가 발생한 경우에도 처방 선량과 실제 측정값 사이에 큰 차이가 없었다. 기존 시트형 Bolus는 몸 밖으로 튀어나온 불규칙한 모양의 종양을 보완하기는 어렵지만 맞춤형 Bolus는 치료 선량을 균일하게 전달하는데 유용한 것으로 확인된다.

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