• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제29권2호
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• pp.107-113
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• 2008

We introduce a rotating-gantry-based x-ray micro-tomography system to be used for small animal imaging studies. It has the zoom-in imaging capability for high resolution imaging of a local region inside the animal subject without any contrast anomalies arising from truncation of the projection data. With the sliding mechanism mounted on the rotating gantry holding the x-ray source and the x-ray detector, we can control the magnification ratio of the x-ray projection data. By combining the projection data from the large field of view (FOV) scan of the whole animal subject and the projection data from the small FOV scan of the region of interest, we can obtain artifact-free zoomed-in images of the region of interest. For the acquisition of x-ray projection data, we use a $1248{\times}1248$ flat-panel x-ray detector with the pixel pitch of 100 mm. It has been experimentally found that the developed system has the spatial resolution of up to 121p/mm when the highest magnification ratio of 5:1 is applied to the zoom-in imaging. We present some in vivo rat femur images to demonstrate utility of the developed system for small animal imaging.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권2호
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• pp.157-162
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• 2015

대형 5축 문형공작기계는 Gantry가 bed를 따라 절삭, 급송 이송하면서 가공을 수행 한다. 가공을 수행하는 중에 발생하는 오차(Zig-Zag)원인으로써 1) 양쪽 X축 이송모터의 위치오차 제어차이 2) 양쪽 Column의 무게차이에 의해 발생하는 마찰력에 대한 오차 3) spindle 회전력에 따른 오차 3가지의 원인이 있다. 3가지 오차원인을 분석하여 문형공작기계성능을 향상시키기 위해 연구를 진행 하였다. 연구결과로는 첫 번째로 양쪽 Column이 동일한 무게를 갖는 Gantry 구조에서 한쪽 축의 무게를 변경함으로써 마찰력이 미치는 영향을 확인하였다. 두 번째로 우리는 스핀들 회전이 미치는 영향을 해석 및 실험하였다. 그리고 우리는 스핀들 회전이 Gantry이송에 미치는 영향을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.346-353
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• 2022

최근 회전 회전기계의 건전성 관련 연구가 활발하게 진행중이며, 조선업의 대표적인 회전기계인 갠트리 크레인에도 이를 적용하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 조선업의 갠트리 크레인의 경우 상대적으로 낮은 RPM으로 구동되고 잦은 운전과 정지가 이루어지며 충격, 소음 등의 외부환경 인자가 측정 데이터에 영향을 크게 미쳐 오차를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 조선업의 내업공정에서 사용되는 갠트리 크레인의 Hoist 모사장비를 제작하여, 운전조건(RPM) 변화와 데이터 획득 센서의 위치 차이가 획득 데이터에 미치는 오차를 통계적으로 분석하였다. 연구결과 상대적으로 낮은 운전조건에서는 센서 위치 차이에 따른 획득 데이터의 오차는 크게 발생하지 않았으나, 상대적으로 높은 운전조건에서는 획득 데이터의 오차가 크게 발생하는 것으로 확인하였으며, 회전기계의 데이터 획득 시 운전조건과 획득 센서위치가 획득 데이터에 영향을 미치는 것으로 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제28권1호
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• pp.95-101
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• 2007

Recently, small-animal imaging technology has been rapidly developed for longitudinal screening of laboratory animals such as mice and rats. One of newly developed imaging modalities for small animals is an x-ray micro-CT (computed tomography). We have developed two types of x-ray micro-CT systems for small animal imaging. Both systems use flat-panel x-ray detectors and micro-focus x-ray sources to obtain high spatial resolution of $10{\mu}m$. In spite of the relatively large field-of-view (FOV) of flat-panel detectors, the spatial resolution in the whole-body imaging of rats should be sacrificed down to the order of $100{\mu}m$ due to the limited number of x-ray detector pixels. Though the spatial resolution of cone-beam CTs can be improved by moving an object toward an x-ray source, the FOV should be reduced and the object size is also limited. To overcome the limitation of the object size and resolution, we introduce zoom-in micro-tomography for high-resolution imaging of a local region-of-interest (ROI) inside a large object. For zoom-in imaging, we use two kinds of projection data in combination, one from a full FOV scan of the whole object and the other from a limited FOV scan of the ROI. Both of our micro-CT systems have zoom-in micro-tomography capability. One of both is a micro-CT system with a fixed gantry mounted with an x-ray source and a detector. An imaged object is laid on a rotating table between a source and a detector. The other micro-CT system has a rotating gantry with a fixed object table, which makes whole scans without rotating an object. In this paper, we report the results of in vivo small animal study using the developed micro-CTs.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제31권3호
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• pp.71-80
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• 2020

This paper provides a brief review of the advanced technologies for carbon ion radiotherapy (CIRT), with a focus on current developments. Compared to photon beam therapy, treatment using heavy ions, especially a carbon beam, has potential advantages due to its physical and biological properties. Carbon ion beams with high linear energy transfer demonstrate high relative biological effectiveness in cell killing, particularly at the Bragg peak. With these unique properties, CIRT allows for accurate targeting and dose escalation for tumors with better sparing of adjacent normal tissues. Recently, the available CIRT technologies included fast pencil beam scanning, superconducting rotating gantry, respiratory motion management, and accurate beam modeling for the treatment planning system. These techniques provide precise treatment, operational efficiency, and patient comfort. Currently, there are 12 CIRT facilities worldwide; with technological improvements, they continue to grow in number. Ongoing technological developments include the use of multiple ion beams, effective beam delivery, accurate biological modeling, and downsizing the facility.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제36권2호
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• pp.123-129
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• 2013

본 연구는 선형가속기의 회전불균형의 영향으로 발생 되는 CBCT 영상의 setup 오차 변화를 분석하여, 회전불균형에 대한 정도관리의 필요성을 연구 하였다. CBCT 시스템의 3차원 체적영상모드를 이용하여 $360^{\circ}$ 회전과 $180^{\circ}$ 회전으로 Catphan503 팬텀과 균질 팬텀의 3차원 영상을 획득하였고, setup 오차를 측정하기 위해 나선형 CT의 기준영상과 함께 비교 분석 하였다. 표준 정도관리의 절차를 시행하여 정상적인 상태를 확인하고, 임의적으로 갠트리의 회전균형을 조절한 후, 균형상태와 불균형상태의 각각 CBCT 영상에 대하여 X, Y, Z, Roll, Pitch, and Yaw의 6차원적 관점에서 setup 오차를 측정하고 분석하였다. Setup 오차의 변화율은 갠트리 회전균형의 조정 전 후를 확인한 결과, 직교 좌표계는 $360^{\circ}$의 회전에서 X축 방향으로 0.6 mm, Y축 방향으로 0.5 mm, Z축 방향으로 0.5 mm의 최대 변화율을 보였다. $180^{\circ}$의 회전은 X축 방향으로 0.9 mm, Y축 방향은 0.2 mm, Z축 방향은 0.3 mm의 최대 변화율을 보였다. 또한 회전 변환계는 회전 불균형이 커질수록 평균적인 값의 차이가 점점 증가하였고, 최대값은 $1.1^{\circ}$를 나타내었다. 영상의 분해능은 균형 조정 전 후 영상분석 툴에서 2 lp/cm 차이를 나타내었다. CBCT 시스템의 정도관리는 기준 권고안을 만족하였다. 갠트리의 회전 불균형이 클 때, setup 오차의 직교 좌표계의 변화는 크지 않았으나, 회전 변환계의 변화율은 기준 권고 값인 $1^{\circ}$에 해당하는 값과 초과하는 $1.1^{\circ}$를 나타내었다. 이는 갠트리의 불균형이 setup 오차에 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 또한 회전 변환계의 setup 오차에 대한 6차원적인 보정이 더욱 요구됨을 알 수 있다. 그러므로 정확하고 정교한 영상유도 방사선치료를 수행하기 위해서는 갠트리의 균형도를 확인해야 하며, 정도관리 항목으로 추가되어야 한다고 사료되어진다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제26권1호
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• pp.43-47
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• 2005

We have developed a small bore x-ray CT for small animal imaging with a linear x-ray detector array and small-scale slip rings. The linear x-ray detector array consists of 1024 elements of 400□m×400□m with a gadolinium oxysulfide (GOS) scintillator on top of them. To avoid use of expensive large diameter slip rings for projection data transmission from the X­ray detector to the image reconstruction system, we used the wireless LAN technology. The projection data are temporally stored in the data acquisition system residing on the rotating gantry during the scan and they are transmitted to the image reconstruction system after the scan. With the wireless LAN technology, we only needed to use small-scale slip rings to deliver the AC electric power to the X-ray generator and the power supply on the rotating gantry. The performances of the small animal CT system, such as SNR, contrast, and spatial resolution, have been evaluated through experiments using various phantoms. It has been experimentally found that the SNR is almost linearly proportional to the tube current and tube voltage, and the minimum resolvable contrast is less than 30 CT numbers at 40kVp/3.0㎃. The spatial resolution of the small animal CT system has been found to be about 0.9Ip/㎜. Postmortem images of a piglet is also presented.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.373-375
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• 2002

4D CT is a dynamic volume imaging system of moving organs with an image quality comparable to conventional CT, and is realized with continuous and high-speed cone-beam CT. In order to realize 4D CT, we have developed a novel 2D detector on the basis of the present CT technology, and mounted it on the gantry frame of the state-of-the-art CT-scanner. In the present report we describe the design of the first model of 4D CT-scanner as well as the early results of performance test. The x-ray detector for the 4D CT-scanner is a discrete pixel detector in which pixel data are measured by an independent detector element. The numbers of elements are 912 (channels) ${\times}$ 256 (segments) and the element size is approximately 1mm ${\times}$ 1mm. Data sampling rate is 900views(frames)/sec, and dynamic range of A/D converter is 16bits. The rotation speed of the gantry is l.0sec/rotation. Data transfer system between rotating and stationary parts in the gantry consists of laser diode and photodiode pairs, and achieves net transfer speed of 5Gbps. Volume data of 512${\times}$512${\times}$256 voxels are reconstructed with FDK algorithm by parallel use of 128 microprocessors. Normal volunteers and several phantoms were scanned with the scanner to demonstrate high image quality.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.107-113
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• 2018

본 연구는 복부 전산화단층촬영 검사에서 X-축 방향의 회전에 따른 선량, 영상의 화질을 평가하여 피폭선량의 감소 방안을 평가 하였다. 인체 모형 팬텀을 이용해 0도, 5도, 10도, 15도로 5도씩 X-축 방향으로 회전하여 scan을 하였다. 각각의 회전에서 CTDIvol 값, HU, 노이즈, 그리고 신호대잡음비를 측정하였다. SPSSWIN(ver 19.0) 프로그램을 사용하여 ANOVA 분석을 하였다. 회전에 따른 선량은 0도, 5도, 10도, 15도 회전에서 각각 5.44mGy, 5.70mGy, 5.98mGy, 6.38mGy 측정되었다. 회전에 따른 HU, 노이즈, 그리고 신호대잡음비는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 전산화단층촬영 검사에서 환자가 gantry aperture의 isocenter에 위치함과 동시에 X-축 방향으로 회전이 없다면 피폭 선량이 감소되어진다.

• 의료ㆍ복지 건축 : 한국의료복지건축학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.7-14
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• 2020

Purpose: The purpose of this study is to provide basic information for the establishment of a Heavy Ion Therapy center by analyzing the cases of Heavy Ion Therapy devices, introducing the equipment and space composition of Heavy Ion Therapy equipments. Methods: This study is carried out by study the Heavy Ion Therapy, by figure out status of the installation of treatment centers around the world and by analyze the composition of Heavy Ion Therapy equipments and spaces through case studies. Results: The results of this study, which investigated the treatment of Heavy Ion Therapy and analyzed the plans of the five Heavy Ion Therapy centers, are summarized as follows. 1) Heavy Ion equipment requires a significant floor area. Vertical as well, many cross-sectional areas need to be secured for the construction of a delivery system. The Heavy Ion Therapy device should be built as a shielded wall because of the radiation leaking. Therefore, it is necessary to consist of a independent treatment center. 2) The size of Heavy Ion devices is getting smaller. Linac can be put into syncrotron. and the size of syncrotron, delivery system, and rotating-gantry is getting smaller. 3) Japan is often installed for treatment, and control rooms are integrated, while Europe has secured research space and each control room is separated. Implications: People are not familiar with the Heavy Ion Therapy. And the effectiveness of the treatment is not well promoted yet. Hopefully, more attention will be paid to the research involved in the Heavy Ion Therapy.