• 제목/요약/키워드: quantum noise

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텅스텐 엣지 블록을 이용하여 Megavoltage (MV) 영상의 질 평가 (Evaluation of Image Quality by Using a Tungsten Edge Block in a Megavoltage (MV) X-ray Imaging)

  • 민정환;손진현;김기원;이정우;손순룡;백금문;김정민;김연래;정재용;김상영;이도완;최보영
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권3호
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    • pp.154-161
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    • 2012
  • 최근 백만 볼트 영상(megavoltage imaging, MVI)에서 급격히 발전해 온 디지털 방사선영상(digital radiography, DR)은 치료용 방사선영상 기술이 발전함에 따라 매우 정확하면서 간단하게 측정할 수 있는 일반적인 정도관리(quality assurance, QA) 방법을 요구하게 되었다. 본 연구의 목적은 일반적인 QA 방법과 computed radiography (CR) 장비를 사용하여 MVI의 변조전달함수(modulation transfer function, MTF), 잡음전력스펙트럼(noise power spectrum, NPS), 양자검출효율(detective quantum efficiency, DQE)를 평가하고자 하였다. 텅스텐으로 구성된 $19{\times}10{\times}1cm^3$ 두께의 엣지(edge) 블록을 사용하였으며, 6 MV energy를 사용하였다. 또한 검출기는 CR-IP (image plate), CR-IP-lead, the CR-IP-back (lanex TM fast back screen), CR-IP-front (lanex TM fast front screen)를 사용하였으며, pre-sampling MTF를 계산하였다. CR-IP의 MTF는 0.70 lp/mm를 나타내었고, CR-IP front의 MTF는 1.10 lp/mm로서 가장 높은 값의 고해상도 공간분해능을 보였다. 가장 우수한 검출기의 NPS는 CR-IP front screen에서 확인되었다. 공간주파수가 증가함에 따라 1.0 cycles/mm의 가까운 DQE를 획득하였다. 본 연구결과로서 자체 제작한 엣지 블록 방법은 MVI의 MTF, NPS, DQE를 평가하는 일반적인 QA 방법으로 사용될 수 있음을 확인하여 주었다.

이동형 디지털 X선 촬영장치의 구축 및 성능평가 (Construction and Performance Evaluation of Digital Radiographic System)

  • 조효민;남소라;이창래;정지영;김희중
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제18권3호
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    • pp.144-148
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    • 2007
  • 최근 국내에서는 원거리에 있는 응급환자에 대한 원격의료서비스를 제공하기 위한 이동형 응급 의료 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 응급구조 차에 탑재 할 수 있는 이동형 디지털 X선 촬영 장치를 구축하고 시스템으로부터 획득한 영상에 대하여 영상 성능평가의 주요인자인 MTF (modulation transfer function), NPS (noise power spectrum) 및 DQE (detective quantum efficiency)를 정량화함으로써 응급상황 시 임상적으로 효용성 있는 영상의 획득 가능성을 평가하는 것이었다. 이동형 X선 장치(Mobix-1000; LISTEM, Wonju, Korea)와 디지털 X선 detector 시스템 (Alpha-R4000; Teleoptic PRA, Kyiv, Ukraine)으로 구축된 영상시스템에 대하여 성능평가를 수행하였다. 측정결과로 10% MTF는 2.4 cycles/mm를 나타내었고, DQE (0)는 조건선량 0.19, 0.5 그리고 1.3 mR에 따라 각각 54%, 55%, 그리고 76%로 측정되었다. 본 연구에서 획득한 영상평가 결과는 연구 중인 이동형 디지털 X선 촬영 장치의 응급 원격 의료에의 사용가치를 확인 할 수 있는 기초자료로서 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

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FRET-Based Quantitative Discrimination of Bisulfite-Untreated DNA from Bisulfite-Treated DNA

  • Lee, Eun Jeong;Cho, Yea Seul;Song, Seongeun;Hwang, Sang-Hyun;Hah, Sang Soo
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권5호
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    • pp.1455-1459
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    • 2014
  • We report a sensitive and reliable FRET-based nanotechnology assay for efficient detection and quantification of bisulfite-unmodified or modified DNA. Bisulfite-untreated DNA or bisulfite-treated DNA is subjected to PCR amplification with biotin-conjugated primers so that the amounts of bisulfite-untreated and treated DNA can be differentiated. Streptavidin-coated quantum dots (QDs) are used to capture biotinylated PCR products intercalated with SYBR Green, enabling FRET measurement. Key features of our method include its low intrinsic background noise, high resolution, and high sensitivity, enabling detection of as little as 1.75 ng of bisulfite-untreated DNA in the presence of an approximately 1,000-fold excess of bisulfite-untreated DNA compared to bisulfate-treated DNA, with the use of PCR reduced (as low as 15 cycles). SYBR Green as an intercalating dye as well as a FRET acceptor allows for a single-step preparation without the need for primers or probes to be chemically conjugated to an organic fluorophore. Multiple acceptors per FRET donor significantly enhance the signal-to-noise ratio as well. In consideration of the high relevance of bisulfite treatment to DNA methylation quantitation, our system for FRET measurement between QDs and intercalating dyes can be generally utilized to analyze DNA methylation and to potentially benefit the scientific and clinical community.

9.2 GHz 주파수 차이로 위상잠금된 두 외부 공진기 다이오드 레이저의 제작 및 특성 조사 (Characteristics of two extended-cavity diode lasers phase-locked with a 9.2 CHz frequency offset)

  • 권택용;신은주;유대혁;이호성;인민교;조혁;박상언
    • 한국광학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.543-547
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    • 2002
  • 9.2GHz 주파수 차이로 위상잠금(phase-locking)된 레이저 시스템을 제작하여 그 특성을 조사하였다. 외부공진기 다이오드 레이저 2대를 제작하고, 두 레이저가 9.2GHz 주파수 차이를갖도록 디지털 회로를 이용하여 위상잠금 하였다. 위상잠금된 두 레이저의 맥놀이 신호의 스펙트럼을 측정하였으며, 이로부터 신호의 반송률이 약 93%임을 알 수 있었다. 위상잠금된 두 레이서의 상대 선폭은 2Hz 이하였다. 위상잠금된 두 레이저의 맥놀이 신호의 위상잡음을 측정하였으며, 측정된 위상잡음 스펙트럼으로부터 적분시간 1s 이하에서 상대적인 주파수 안정도를 계산하였다. 적분시간 1s 이상에서는 주파수 측정방법으로 상대적인 주파수 안정도를 측정하였는데, 적분시간 20s 에서 알란편차는 $2.7{\times}10^{-19}$였다.

천문관측용 PtSi 전하결합소자 적외선 카메라의 개발 (DEVELOPMENT OF AN ASTRONOMICAL INFRARED PtSi CAMERA)

  • 홍승수;우에노무네타카;구본철;김광태;김칠영;오갑수;이명균;이형목;강용우;박원기
    • 천문학논총
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    • 제11권1호
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    • pp.1-26
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    • 1996
  • We have built a near-infrared imaging camera with a PtSi array detector manufactured by the Mitsubishi Company. The PtSi detector is sensitive in the wavelength range 1 to $5{\mu}m$. Quantum efficiency of PtSi is much lower than that of InSb and HgCdTe types. However, the PtSi array has advantages over the latter ones: (i)The read-out noise is very low; (ii)the characteristics of the array elements arc uniform and stable; (iii)it is not difficult to make a large PtSi array; and (iv) consequently the price is affordably low. The array used consists of $512{\times}512$ pixels and its size is $10.2\;mm{\times}13.3\;mm$. The filter wheel of the camera is equipped with J, H, K filters, and an aluminum plate for measuring the dark noise. The dewar is cooled with liquid nitrogen. We have adopted a method of installing the clock pattern and the observing softwares in the RAM, which Gill he easily used for other systems. We have developed a software with a pull-down menu for operating the camera and data acquisition. The camera has been tested by observing $\delta$ Orionis.

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몬테카를로 영상모의실험 코드를 이용한 Gd$_2$O$_2$S(Tb) 섬광체 및 광센서 어레이 기반 디지털 X-선 영상시스템의 화질평가 (Evaluation of Image Qualities for a Digital X-ray Imaging System Based on Gd$_2$O$_2$S(Tb) Scintillator and Photosensor Array by Using a Monte Carlo Imaging Simulation Code)

  • 정만희;정인범;박주희;오지은;조효성;한봉수;김신;이봉수;김호경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.253-259
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    • 2004
  • 본 연구에서는 디지털 X-선 영상시스템의 최적화 설계를 위하여 몬테카를로 방법을 이용한 영상모의실험용 코드를 visual $C^{++}$ 프로그래밍 언어를 사용하여 개발하였다. 디지털 X-선 영상시스템으로 Gd$_2$O$_2$S(Tb) 섬광체 및 광센서 어레이를 고려하였으며, 일반적인 실험 환경을 모사하기 위해 2차원 평행 그리드를 포함시켰다. X-선과 피사체, 그리드 및 섬광체와의 반응, 그리고 섬광체에서 발생된 빛의 거동 및 광센서 어레이에서의 수집을 몬테카를로 방법을 이용하여 모사하였다. Gd$_2$O$_2$S(Tb) 섬광체의 두께는 66$\mu\textrm{m}$로 설정하였으며, 광센서 어레이의 픽셀 피치는 48$\mu\textrm{m}$ 그리고 픽셀의 포맷은 256${\times}$256으로 가정하였다. 다양한 모의실험조건에서 X-선 영상을 획득한 후 객관적인 영상시스템의 성능평가 지표인 SNR(signal-to-noise ratio), MTF(modulation transfer function), NPS(noise power spectrum), DQE(detective quantum efficiency) 등을 계산하였으며, 이를 통해 화질을 평가하였다. 본 연구에서 개발된 영상모의실험 코드는 다양한 디지털 X-선 영상시스템에 대해 여러 설계변수들에 대한 성능을 예측함으로써 영상시스템 최적설계에 활용될 수 있다.

직접 및 간접변환 방식의 디지털 유방 X선 촬영시스템의 영상화질 비교 연구 (Comparison Study of Image Quality of Direct and Indirect Conversion Digital Mammography System)

  • 박혜숙;오유나;조희정;김상태;최유나;김희중
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권3호
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    • pp.239-245
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 직 간접 변환방식 검출기를 사용한 디지털 유방 X선 촬영시스템의 영상 화질을 비교하고 평가함에 있다. 영상의 정량적인 분해능을 나타내는 변조전달함수(MTF), 노이즈 특성을 나타내는 정규화된 잡음력 스펙트럼(NNPS), 그리고 신호 대 잡음비 성능을 나타내는 양자검출효율(DQE)인자를 이용하여 영상 화질평가를 하였다. DQE는 IEC 62220-1-2 규약에 따라 edge 팬텀을 사용한 MTF 도출을 이용하여 계산되었다. 대조도 대 노이즈비(CNR) 측정은 한국의료영상품질관리원에서 제시한 가이드라인에 따라 측정되었다. 직접 변환방식 검출기가 간접 변환방식 검출기에 비해 공간주파수별로 MTF와 DQE 값이 높은 것으로 측정되었다. 동일한 평균유선선량(AGD)일 때 직접 변환방식의 검출기는 더 높은 CNR값을 보였다. 공간주파수별로 높은 DQE 값을 갖는 직접 변환방식 검출기는 디지털 유방 X선 촬영시스템에 있어서 향상된 영상 화질과 적은 환자선량을 제공할 것이다.

편광 또는 무편광 패브리-페롯 레이저 다이오드의 활성층 및 주입 잠금 동작 특성 모델링 (Modeling of Active Layer and Injection-locking Characteristics in Polarized and Unpolarized Fabry-Perot Laser Diodes)

  • 정영철;이종창;조호성
    • 한국광학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.42-51
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    • 2012
  • 본 논문에서는 패브리 페롯 레이저 다이오드(FP-LD : Fabry-Perot LD)에서 활성층 구조에 따른 주입 잠금 특성을 비교하였다. 편광 및 무편광 다중양자우물 구조와 무편광 벌크 구조의 이득 스펙트럼 및 주입 캐리어 밀도에 따른 최대 이득 특성을 TE, TM 편광에 대하여 계산하였다. 계산된 이득 파라미터를 시영역 대신호 모델에 적용하여 FP-LD의 주입 잠금 특성을 확인한 결과, 무편광 FP-LD가 편광 FP-LD 에 비하여 RIN(Relative Intensity Noise) 특성 면에서 약 3 dB 정도 우수하고, 2.5 Gbps 변조시에 아이 특성이 훨씬 우수함을 알 수 있다.

A semispherical SQUID magnetometer system using high sensitivity double relaxation oscillation SQUIDs for magnetoencephalographic measurements

  • Lee, Yong-Ho;Hyukchan Kwon;Kim, Jin-Mok;Kim, Kwoong;Park, Yong-Ki
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.21-26
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    • 2003
  • We designed and constructed a multichannel superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer system to measure magnetic fields from the human brain. We used a new type of SQUID, the double relaxation oscillation SQUID (DROS). With high flux-to-voltage transfers of the DROS, about 10 times larger than the dc SQUIDs, simple flux-locked loop circuits could be used for SQUID operation. Also the large modulation voltage of the DROS, typically being 100 $mutextrm{V}$, enabled stable flux-locked loop operation against the thermal offset voltage drift of the preamplifier. The magnetometers were fabricated using the Nb/AlOx/Nb junction technology. The SQUID system consists of 37 signal magnetometers, distributed on a semispherical surface, and 11 reference channels were installed to pickup background noises. External feedback was used to eliminate the magnetic coupling with the adjacent channels. The liquid helium dewar has a capacity of 29 L and boil-off rate of about 4 L/d with the total 48 channel insert. The magnetometer system has an average noise level of 3 fT/√Hz at 100 Hz, inside a shielded loon, and was applied to measure auditory-evoked fields.

450kVp Tube Voltage를 이용한 엔드밀링 검색 시스템 개발 (Development of End-milling Inspection System Using 450kVp Tube Voltage)

  • 윤문철;정진석;황인호;육선우;박수강;진도훈
    • 한국기계가공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.10-17
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    • 2009
  • Transillumination system used by radiation is widely applied to industrial imaging system. In this study, the linear detector array constructed with scintillator and pin diode, and a multi-channel data acquisition system was developed for precision inspection of end-milling. The detector module consists of $16-CdWO_4$crystal scintillator and photodiode array. The detector and data acquisition system was applied to precision inspection of end-mill and the images of the end-mill were successfully reconstructed. The total system can analyze the Detector Quantum Efficiency(DQE) of each system. The performance of developed photodiodes equipment was compared with each other for different crystal geometry and its characteristics. Finally fine details of the end-mill phantom were constructed for industrial application. The image acquired contains several objects on a real time data transfer and the linear X-ray scanning system can be applied to many fields of a industry.

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