• Radiation Oncology Journal
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• 제18권2호
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• pp.107-113
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• 2000

목적 : 간암의 3차원 입체조형치료계획시 electronic portal imaging device (EPID)를 이용한 검증영상으로 경계여유 결정에 필요한 객관적 기초자료를 얻으므로써 방사선치료의 정확성을 높이고 본 기기를 이용하여 방사선치료의 정도관리 측면에서의 유용성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 10명의 간암 환자에서 EPID를 이용하여 1회 방사선 치료 중 약 4극회의 검증영상을 획득하였고 총 10회 분할 치료기간 동안 반복하여 시행하였다. 방사선치료 자세 고정시 발생할 수 있는 각 개인의 자세 오차를 구하여 치료간 발생하는 환자의 위치 이동을 분석하였고, 호흡으로 인한 간의 상하 움직임의 정도를 측정하여 계획용표적체적(Planning Target Volume, PTV)의 결정시 필요한 적정 경계 여유를 구하였다. 결과 : 검증영상 분석 결과 간암의 치료시 자세이동에 의한 자세 오차는 x축으로 3.0 mm, 표준편차는 1.70 mm 였고 y축으로 3.7 mm, 표준편차 1.88 mm 였다. 따라서 각 축을 중심으로 5 mm 이내였다. 또한 호흡에 의한 간의 상하 운동 범위는 평균 8.63 mm이었고 표준편차는 1.48 mm 였다. 따라서 계획용표적체적 결정시 종양에 적어도 15 mm의 경계여유가 더 필요하다 결론 : EPID는 3차원 입체조형치료계획시 종양의 경계여유 결정에 매우 유용하며 나아가서 방사선치료의 정도관리에도 크게 기여할 것이다

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권4호
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• pp.269-275
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• 2004

인체내부의 각 조직은 서로 다른 저항률(resistivity)분포를 가지며, 조직의 생리학적, 기능적 변화에 따라 임피던스가 변화한다. 본 논문에서는 주로 기능적 영상을 위한 임피던스 단층촬영 (EIT, electrical impedance tomography) 시스템의 설계와 구현 결과를 기술한다. EIT 시스템은 인체의 표면에 부착한 전극을 통해 전류를 주입하고 이로 인해 유기되는 전압을 측정하여, 내부 임피던스의 단층영상을 복원하는 기술이다. EIT 시스템의 개발에 있어서는 영상복원의 난해함과 아울러 측정시스템의 낮은 정확도가 기술적인 문제가 되고 있다. 본 논문은 기존 EIT 시스템의 문제점을 파악하고 디지털 기술을 이용하여 보다 정확도가 높고 안정된 시스템을 설계 및 제작하였다. 크기와 주파수 및 파형의 변화 가능한 50KHz의 정현파 전류를 인체에 주입하기 위해 필요한 정밀 정전류원을 설계하여 제작한 결과, 출력 파형의 고조파 왜곡(THD, total harmonic distortion)이 0.0029%이고 진폭 안정도가 0.022%인 전류를 출력 할 수 있었다. 또한, 여러개의 정전류원을 사용함으로써 채 널간 오차를 유발하던 기존의 시스템을 변경하여, 하나의 전류원에서 만들어진 전류를 각 채널로 스위칭하여 공급함으로써 이로 인한 오차를 줄였다. 주입전류에 의해 유기된 전압의 정밀한 측정을 위해 높은 정밀도를 갖는 전압측정기가 필요하므로 차동증폭기, 고속 ADC및 FPGA(field programmable gate array)를 사용한 디지털 위상감응복조기 (phase-sensitive demodulator )를 제작하였다. 이때 병렬 처리를 가능하게 하여 모든 전극 채널에서 동시에 측정을 수행 할 수 있도록 하였으며, 제작된 전압측정기의 SNR(signal-to-noise ratio)은 90dB 이다. 이러한 EIT 시스템을 사용하여 배경의 전해질 용액에 비해 두 배의 저항률을 가지는 물체(바나나)에 대한 기초적인 영상복원 실험을 수행하였다. 본 시스템은 16채널로 제작되었으나 전체를 모듈형으로 설계하여 쉽게 채널의 수를 늘릴 수 있는 장점을 가지고 있어서 향후 64채널 이상의 디지털 EIT시스템을 제작할 계획이며, 인체 내부의 임피던스 분포를 3차원적 으로 영상화하는 연구를 수행 할 예정이다.

• 한국해양학회지
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• 제30권4호
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• pp.341-354
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• 1995

동해의 8개 정점에서 해수 및 추출된 용존 유기물의 형광특성과 아미노산 조성이 연구되었다. C-18 Sep-Pak cartridge에 의해 추출된 시료는 3차원 형광특성 분석에 따 라 생거대물질과 지구거대물질로 구분되었다. 전 조사 정점을 통하여 생거대물질(ex : 280 nm/em : 330 nm)은 표층이 높고 수온약층 아래에서 점차 감소하는 것으로 나타났 으며 이는 표층혼합층의 생물 활동에서 기인된 분해가능한 생거대물질이 수온약층 부 근 및 저층에서 활발한 미생물 분해과정에 의해 감소하는 것으로 사료된다. 한편 이와 는 역상관계를 보이는 지구거대물질 (ex : 330 nm/em : 430 nm)은 표층은 낮고 수온약 층 아래에서 증가하였는데 이는 표층에서 생성된 생거대물질 및 입자유기체가 생물 분 해 후 재축합 과정을 거쳐 난분해성의 지구거대물질로 전환된 것으로 사료된다. HPLC 를 이용하여 해수와 추출된 유존유기물의 아미노산 조성을 분석하였다. 분석결과 Glycine, serine 그리고 alanine등이 우점하였으며, 전체 농도의 50% 이상을 차지하는 것으로 조사되었다. 해수중의 용존 자유아미노산 농도는 표층이 0.7∼1.8um 범위로 저 층 0.2∼0.4um보다 높게 측정되었다. 추출된 유기물중 alanine의 D/L racemice ratio 측정결과 저층보다 표층이 상대적으로 낮은 값을 보였으며 이는 표층의 생거대물질이 연령이 젊고 재순환이 빠르며 생물 분해가능성이 큰 물질임을 시사하고 있다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제47권3호
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• pp.165-174
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• 2017

Purpose: This study was performed to investigate the influence of object shape and distance from the center of the image on the volumetric accuracy of cone-beam computed tomography (CBCT) scans, according to different parameters of tube voltage and current. Materials and Methods: Four geometric objects(cylinder, cube, pyramid, and hexagon) with predefined dimensions were fabricated. The objects consisted of Teflon-perfluoroalkoxy embedded in a hydrocolloid matrix (Dupli-Coe-Loid TM; GC America Inc., Alsip, IL, USA), encased in an acrylic resin cylinder assembly. An Alphard Vega Dental CT system (Asahi Roentgen Ind. Co., Ltd, Kyoto, Japan) was used to acquire CBCT images. OnDemand 3D (CyberMed Inc., Seoul, Korea) software was used for object segmentation and image analysis. The accuracy was expressed by the volume error (VE). The VE was calculated under 3 different exposure settings. The measured volumes of the objects were compared to the true volumes for statistical analysis. Results: The mean VE ranged from -4.47% to 2.35%. There was no significant relationship between an object's shape and the VE. A significant correlation was found between the distance of the object to the center of the image and the VE. Tube voltage affected the volume measurements and the VE, but tube current did not. Conclusion: The evaluated CBCT device provided satisfactory volume measurements. To assess volume measurements, it might be sufficient to use serial scans with a high resolution, but a low dose. This information may provide useful guidance for assessing volume measurements.

• 한국해안해양공학회지
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• 제14권2호
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• pp.136-150
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• 2002

시화호의 수질을 개선할 목적으로 배수갑문을 통하여 외해수를 자유롭게 유통하는 방안이 고려되고 있다. 좁은 갑문을 통해 외해와 연결된 하구호는 갑문을 열고 닫는 것에 따라 희석 확산되고 상류 하천의 유입과 바람에 의해서 순환이 영향을 받는다. 이런 하구호의 수질예측목적으로 3타원 유한체적모형인 CE-QUAL-ICM을 3차원의 유한요소 동수역학모형인 TIDE3B와 연계 적응하였다. 서로 다른 두가지의 모형을 접합하여 이용할 때 발생될 수 있는 오차를 질량보존을 만족하면서 최소로 줄일 수 있는 방법을 제시하였다. 실제 관측치와의 비교검증을 통한 후 일년간 모델을 시험한 결과, 미 확정적인 초기조건의 영향을 받아 계산 초기의 60일간의 신뢰성은 의문시 되었다. 그러나 이후에는 부영양화 인자나 다른 수질 인자들이 준정상상태에 다다르는 결과를 보여 초기의 영향을 원만히 다를 수 있는 완화방안이 필요할 것으로 판단되었다. 수체와 저질사이의 반응도 모의하였지만 이 영향은 크지 않아 장기간의 모의에서는 저질의 영향을 고려하지 않아도 무난할 것으로 판단된다. 본 연구에서 새롭게 적용된 기법을 이용한 모의결과는 하구호의 수질개선을 위해 부영양화를 저감하는 것뿐만 아니라 능동적인 순환을 고려하는데 만족스럽게 응용될 수 있는 가능성을 보여주고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.62-62
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• 2021

산업 고도화로 인하여 복잡하고 다양한 유기물의 사용량이 증가하였으며, 공공수역 내 새로운 오염물질이 유입됨에 따라 생화학적 산소요구량(BOD) 중심의 수질평가에 한계를 나타내었다. 이후 난분해성 물질을 고려한 유기물관리 정책과 총량관리의 필요성이 제기되었고 국내 하천과 호소에서는 총 유기탄소(TOC)를 유기물 관리지표로 설정하였다. 그러나 부영양 하천과 호소에서 TOC는 외부 부하뿐만아니라 식물플랑크톤의 과잉성장에 의해 증가할 수 있는 항목이므로 TOC 관리정책 추진을 위해서는 유기물의 기원에 대한 파악이 필요하다. 특히, 국내 하천에서 나타나고 있는 난분해성 유기물 오염도의 증가 추세에 대응한 실효성 있는 유기물 오염관리 정책을 수립하기 위해서는 다양한 유기물의 근원을 정확하게 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 금강 수계 최대 상수원인 대청호를 대상으로 3차원 수리-수질 모델을 적용하여 유기탄소 성분 별 유입과 유출, 내부생성 및 소멸량을 평가하고 저수지시스템에서의 유기탄소 물질수지를 해석하는 데 있다. 유기탄소 물질수지 해석을 위해 AEM3D 모델을 사용하였으며 2017년을 대상으로 입력자료를 구축한 후 보정을 수행하였고 2018년을 대상으로 모델을 검정하였다. 모델은 유기탄소를 입자성, 용존성, 그리고 난분해성과 생분해성으로 구분하여 모의하며 유기물질 성상별 실험결과를 이용하여 입력자료를 구축하였다. 유기탄소 물질수지 해석을 위해 4가지의 탄소성분과 조류 세포 내 탄소의 질량 변화율을 계산하였다. 이를 위해 외부 유입·유출부하율, 수체 내 생성(일차생산, 재부상, 퇴적물과 수체 간 확산) 및 소멸률(POC 및 조류 침강, DOC 무기화, 탈질)을 고려하였다. 모델은 2017년과 2018년의 물수지를 적절히 재현하였으며 저수지의 성층구조를 잘 재현해내면서 전반적인 수온, 수질을 적절하게 모의하였다. 연간 TOC 부하량 중 내부기원 부하량은 2017년 68.4 %, 2018년은 높은 강우량의 영향으로 55.0%로 산정되었다. 내부 소멸 기작 중 침전으로 인한 손실이 가장 높은 것으로 나타났으며, 2017년과 2018년 각각 31.3%, 29.0%로 나타났다. TOC의 공간분포는 Chl-a 농도 분포와 유사하게 나타났으며, 댐 설치로 형성된 정체수역은 유역의 유기물 순환에 많은 영향을 미치는 것으로 평가되었다. TOC 관리 정책 기초자료 확보를 위해서는 향후 유역-저수지 시스템을 연계한 유기물 물질순환 심층 연구가 필요하다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제20권1호
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• pp.58-68
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• 2019

Objective: To compare digital breast tomosynthesis (DBT) and conventional full-field digital mammography (FFDM) in the detectability of breast cancers in patients with dense breast tissue, and to determine the influencing factors in the detection of breast cancers using the two techniques. Materials and Methods: Three blinded radiologists independently graded cancer detectability of 300 breast cancers (288 women with dense breasts) on DBT and conventional FFDM images, retrospectively. Hormone status, histologic grade, T stage, and breast cancer subtype were recorded to identify factors affecting cancer detectability. The Wilcoxon signed-rank test was used to compare cancer detectability by DBT and conventional FFDM. Fisher's exact tests were used to determine differences in cancer characteristics between detectability groups. Kruskal-Wallis tests were used to determine whether the detectability score differed according to cancer characteristics. Results: Forty breast cancers (13.3%) were detectable only with DBT; 191 (63.7%) breast cancers were detected with both FFDM and DBT, and 69 (23%) were not detected with either. Cancer detectability scores were significantly higher for DBT than for conventional FFDM (median score, 6; range, 0-6; p < 0.001). The DBT-only cancer group had more invasive lobular-type breast cancers (22.5%) than the other two groups (i.e., cancer detected on both types of image [both-detected group], 5.2%; cancer not detected on either type of image [both-non-detected group], 7.3%), and less detectability of ductal carcinoma in situ (5% vs. 16.8% [both-detected group] vs. 27.5% [both-non-detected group]). Low-grade cancers were more often detected in the DBT-only group than in the both-detected group (22.5% vs. 10%, p = 0.026). Human epidermal growth factor receptor-2 (HER-2)-negative cancers were more often detected in the DBT-only group than in the both-detected group (92.3% vs. 70.5%, p = 0.004). Cancers surrounded by mostly glandular tissue were detected less often in the DBT only group than in the both-non-detected group (10% vs. 31.9%, p = 0.016). DBT cancer detectability scores were significantly associated with cancer type (p = 0.012), histologic grade (p = 0.013), T and N stage (p = 0.001, p = 0.024), proportion of glandular tissue surrounding lesions (p = 0.013), and lesion type (p < 0.001). Conclusion: Invasive lobular, low-grade, or HER-2-negative cancer is more detectable with DBT than with conventional FFDM in patients with dense breasts, but cancers surrounded by mostly glandular tissue might be missed with both techniques.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.269-276
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• 2009

세기조절방사선치료(IMRT)뿐만 아니라 3차원 입체조형치료(3D-CRT)와 같이 광자선을 이용한 방사선 치료 기술은 방사선을 받아야 하는 표적의 면적을 충분히 증가시키면서, 동시에 정상 조직은 방사선으로부터 보호하기 위하여 정확한 선량 계산을 필요로 한다. Jaw 콜리메이터와 다엽 콜리메이터가 그러한 목적을 위해서 사용되어 왔다. 우리 기관에서 사용하는 피나클 치료계획시스템은 모델기반의 광자선량 알고리듬을 사용하기 때문에 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)와 같은 모델변수들의 집합이 측정된 데이터로부터 결정된다. 그러나, 이러한 자동모델화과정에 의해서 얻어진 모델변수들이 직접 측정하여 얻은 것들과 다를 수 있는데, 이는 선량분포에 영향을 줄 수 있다. 그래서, 이 연구에서 우리는 피나클 치료계획시스템에서 자동모델화과정에 의해 얻은 JTF와 MLCTF를 평가하였다. 먼저 우리는 이 연구에서 Jaw 콜리메이터 투과계수(JTF)와 다엽 콜리메이터 투과계수(MLCTF)를 직접 측정하여 얻었는데, 이것은 물팬톰 내 기준깊이에서 조사면이 $0{\times}0\;cm^2$일 때의 선량과 $10{\times}10\;cm^2$일 때의 선량의 비로 얻었다. 또한, JTF와 MLCTF는 치료계획시스템내 자동모델화 과정에 의해서도 얻어서, 이 값들이 3차원 입체조형치료시에 선량에 어떠한 영향을 끼치는지 팬톰 연구와 환자 연구를 통해서 평가하였다. 직접 측정한 경우 JTF는 6 MV의 경우에 0.001966, 10 MV의 경우에는 0.002971이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.01657, 10 MV의 경우에 0.01925이었다. 한편, 자동모델화 과정에 의해 얻은 경우, JTF는 6 MV의 경우에 0.001983, 10 MV의 경우에는 0.010431이었고, MLCTF는 6 MV의 경우에 0.00188, 10 MV의 경우에 0.00453이었다. JTF와 MLCTF의 경우에 직접 측정한 것은 자동모델화 과정에 의해 얻은 값과 큰 차이를 보였으나, 6 MV와 10 MV의 선질을 고려하면, 보다 합리적이었고, 이러한 값의 차이는 낮은 선량의 영역에서 선량에 영향을 미쳤다. JTF와 MLCTF의 잘못된 값은 선량의 오차를 다소 발생시킬 수도 있기 때문에, JTF와 MLCTF를 자동모델화과정에 의해서 얻은 값과 직접 측정하여 얻은 값을 비교하는 것은 빔커미셔닝 단계에서 도움이 될 것이다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제22권1호
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• pp.1-9
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• 2018

Purpose: This study was designed to optimize the flip angle (FA) and scan timing of the hepatobiliary phase (HBP) using the 3D T1-weighted, gradient-echo (GRE) imaging with controlled aliasing in parallel imaging results in higher acceleration (CAIPIRINHA) technique on gadoxetic acid-enhanced 3T liver MR imaging. Materials and Methods: Sixty-two patients who underwent gadoxetic acid-enhanced 3T liver MR imaging were included in this study. Four 3D T1-weighted GRE imaging studies using the CAIPIRINHA technique and FAs of $9^{\circ}$ and $13^{\circ}$ were acquired during HBP at 15 and 20 min after intravenous injection of gadoxetic acid. Two abdominal radiologists, who were blinded to the FA and the timing of image acquisition, assessed the sharpness of liver edge, hepatic vessel clarity, lesion conspicuity, artifact severity, and overall image quality using a five-point scale. Quantitative analysis was performed by another radiologist to estimate the relative liver enhancement (RLE) and the signal-to-noise ratio (SNR). Statistical analyses were performed using the Wilcoxon signed rank test and one-way analysis of variance. Results: The scores of the HBP with an FA of $13^{\circ}$ during the same delayed time were significantly higher than those of the HBP with an FA of $9^{\circ}$ in all the assessment items (P < 0.01). In terms of the delay time, images at the same FA obtained with a 20-min-HBP showed better quality than those obtained with a 15-min-HBP. There was no significant difference in qualitative scores between the 20-min-HBP and the 15-min-HBP images in the non-liver cirrhosis (LC) group except for the hepatic vessel clarity score with $9^{\circ}$ FA. In the quantitative analysis, a statistically significant difference was found in the degree of RLE in the four HBP images (P = 0.012). However, in the subgroup analysis, no significant difference in RLE was found in the four HBP images in either the LC or the non-LC groups. The SNR did not differ significantly in the four HBP images. In the subgroup analysis, 20-min-HBP imaging with a $13^{\circ}$ FA showed the highest SNR value in the LC-group, whereas 15-min-HBP imaging with a $13^{\circ}$ FA showed the best value of SNR in the non-LC group. Conclusion: The use of a moderately high FA improves the image quality and lesion conspicuity on 3D, T1-weighted GRE imaging using the CAIPIRINHA technique on gadoxetic acid, 3T liver MR imaging. In patients with normal liver function, the 15-min-HBP with a $13^{\circ}$ FA represents a feasible option without a significant decrease in image quality.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.1-15
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• 2007

본 연구에서는 시험도로 계측 자료와 유한요소해석 기법을 사용한 구조해석 결과를 비교하여 포장 전반에 걸친 거동을 분석할 수 있는 기반을 마련하는데 목적이 있다. 시험도로와 같이 다양한 하중 재하시험을 통하여 얻은 계측 결과와 유한요소 해석 결과를 비교하여 타당성을 입증할 경우, 향후 포장의 구조해석 및 설계 과정에서 유한요소해석 기법의 다양한 응용이 가능하다. 본 연구에서는 슬래브, 린, 보조기층, 길어깨, 다웰 및 타이바가 모두 포함된 3차원 콘크리트 해석 모형을 개발하여 동일 조건의 시험도로 계측값과 비교분석을 실시하였다. 또한, 다양한 온도 조건에서 구조해석을 수행하여 컬링에 의한 슬래브 거동을 파악하였다. 콘크리트포장에서 얻어진 변형률계의 계측 결과들과 유한요소해석에서 얻어진 예측 변형률사이의 오차를 줄이기 위하여 분석 방식은 실제 상황과 유사하게 모사하도록 구현하였으며, 가능하면 변수들을 실제 상황과 일치하도록 변화시켰다. 온도 변화 등 여러 가지 상황을 현장과 동일하게 만든 결과, 유한요소해석에서 예측한 값들이 현장에서 얻은 계측값에 유사하게 접근하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 린층에서는 해석값이 다소 과다하게 발생하여 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한 실제 컬링을 모사한 구조해석 결과 계측값과 거의 동일하게 나타났으며 영구컬링의 존재도 확인할 수 있었다.