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터널 막장 3차원 지형모델 상에서의 불연속면 자동 매핑을 위한 딥러닝 기법 적용 방안 (Deep Learning Approach for Automatic Discontinuity Mapping on 3D Model of Tunnel Face)

  • 추엔 팜;신휴성
    • 터널과지하공간
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    • 제33권6호
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    • pp.508-518
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    • 2023
  • 이 논문은 LiDAR 스캔 또는 사진측량 기술에 의해 재구성된 3D 디지털 모델을 기반으로 터널 벽면의 불연속면을 자동으로 매핑하는 새로운 접근 방식을 제안한다. 본 제안에서는 U-Net이라 불리는 딥러닝 시맨틱 영역분할 모델을 사용하며, 터널 막장면의 3D 지형 모델에서 불연속면 영역을 식별해 낸다. 제안된 딥러닝 모델은 투영된 RGB 이미지, 면의 깊이 이미지 및 국부적인 면의 표면 속성 이미지(즉, 법선 벡터 및 곡률 이미지)를 포함한 다양한 정보를 종합 학습하여 기본 3차원 이미지에서 불연속면 영역을 효과적으로 분할한다. 이후 영역분할 결과는 면의 깊이 맵과 투영 행렬을 사용하여 3D 모델로 다시 투영시키고, 3D 공간 내에서 불연속면의 위치 및 범위를 정확하게 표현한다. 영역분할 모델의 성능은 영역 분할된 결과를 해당 지면 실측 값과 비교함으로써 평가하였으며, IoU(intersection-over-union) 값이 약 0.8 정도로 나타나 영역분할 결과의 높은 정확성을 확인하였다. 여전히 학습데이터가 제한적 이었음에도 불구하고, 제안 기법은 3D 모델의 점군 데이터를 불연속면의 유사군으로 그룹화하기 위해 전 막장면의 법선 벡터와 클러스터링과 같은 비지도 학습기반 알고리즘에만 의존하던 기존 접근 방식의 한계의 극복 가능성을 보여주었다.

경북 영덕군 동부 일원의 지질과 U-Pb 연령 (Geology and U-Pb Age in the Eastern Part of Yeongdeok-gun, Gyeongsangbuk-do, Korea)

  • 강희철;천영범;하상민;서경한;김종선;신현조;손문
    • 암석학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.153-171
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    • 2018
  • 영덕군 동부 지역의 지질 분포와 층서의 재정립 그리고 양산단층과 가지단층들의 발달양상을 파악하기 위해 라이다 영상분석, 정밀야외 조사를 통한 지층분대 및 지질구조선 파악, 암상별 현미경 관찰, 연대측정(SHRIMP 및 LA-MC-ICPMS 저어콘 U-Pb 연대)을 수행하고 새로운 지질도를 작성하였다. 연구지역은 하부로부터 퇴적기원의 호상편마암 및 화산기원의 편암류($1841.5{\pm}9.6Ma$)로 구성된 고원생대의 변성암류, 중생대 트라이아스기 영덕심성암체($249.1{\pm}2.3Ma$)와 홍색화강암($242.4{\pm}2.4Ma$), 쥐라기 창포심성암체($193.2{\pm}1.9Ma{\sim}188.8{\pm}2.0Ma$)와 세립질화강암($192.9{\pm}1.7Ma$), 상기 지층들을 부정합으로 덮고 있는 전기 백악기의 경상누층군의 지층들[경정동층, 울련산층(~108 Ma), 동화치층], 후기 백악기에 관입 및 분출한 산성 화산암류와 맥암류, 신생대 전기 마이오세에 관입 및 분출한 유문암질 응회암($23.1{\pm}0.2Ma{\sim}22.97{\pm}0.13Ma$)과 중기 마이오세영해분지의 충전물, 그리고 신생대 제4기층으로 구성된다. 트라이아스기의 홍색화강암과 쥐라기의 창포심성암체 및 세립질화강암은 본 연구에서 새롭게 명명된 심성암체들이다. 또한 포항 이북에서 처음으로 발견된 신생대 마이오세의 유문암질 응회암은 관입상의 산상과 함께 단층에 규제되어 분포하는 화산암체로 한반도 신생대 마이오세 화산활동과 지각변형사의 이해에 중요한 역할을 할 것으로 판단된다. 한편 연구지역의 중앙부를 관통하는 북북동 내지 남북 주향의 대규모 주향이동단층인 양산단층과 수조의 가지단층(영덕단층, F1단층, F2 단층)은 우수향 주향이동운동이 절대적으로 우세하며 제4기 지층을 제외한 상술한 모든 지층을 절단하고 있음이 확인된다.

제2차 세계대전 전쟁 묘지에 나타난 기념성 - 서유럽에 있는 미국군, 영연방군, 독일군 묘지를 대상으로 - (A Study on the Characteristics of Commemoration in the World War II Cemeteries - Focus on the Military Cemeteries of United States, the Commonwealth, and Germany in Western Europe -)

  • 이상석
    • 한국조경학회지
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    • 제49권5호
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    • pp.97-111
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    • 2021
  • 본 연구는 유럽에 있는 미국, 영연방, 독일의 제2차 세계대전 전쟁묘지에 나타난 공간적 배치 및 구성, 기념적 요소, 묘역 및 묘비에 나타난 기념적 특성을 분석하고, 그 결과를 토대로 양식적, 정치적, 종교적 측면에서 기념문화를 고찰하였다. 연구 대상으로 각 나라별로 규모가 크고 고유한 양식적 특성을 보여주며, 장소적 의미가 있는 미국군 묘지 7개소, 영연방 묘지 3개소, 독일군 묘지 4개소 등 대표적인 전쟁 묘지 14개소를 선정하여, 현장조사, 문헌연구, 인터넷 조사를 통하여 자료를 수집하고, 분석 및 고찰을 하였으며, 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 미국, 영연방, 독일군 묘지 모두 공간적 중심축을 강조하였고, 대칭적이며 방형, 원형, 나선형 등 정형적 형태를 취하고 있어 신고전주의적 양식을 보여주었다. 한편, 일부 미국군 묘지에서는 곡선 레이아웃 및 유기적 공간 구성을 한 근대주의적 형태가 나타났다. 둘째, 미국군 묘지에는 예배당, 실종자의 벽, 전투지도벽, 기념조각 등을 공통적 기념요소로 적용하였고, 영연방 묘지에서는 쉘터와 '희생의 십자가' 및 '기억의 돌' 등 고전주의 양식의 표준적인 기념 조형물이 도입되었다. 한편, 독일군 묘지는 분구묘와 공동묘지에 상징적 십자가 조형물을 설치하였고, 다른 기념 요소의 사용은 제한되었다. 셋째, 각 나라마다 기독교를 주제로 하는 십자가를 묘비의 주요한 형태적 모티브로 적용하였다. 미국은 라틴 십자가 묘비를 통하여 전사자를 추모하고, 동시에 순교자로서 미국의 희생과 기독교를 강조하였으며, 영연방과 독일은 기독교에 바탕을 두고 전사자의 영혼을 추모하였다. 마지막으로, 정치 및 종교적 측면에서 미국은 공산주의를 극복하는 기독교 및 자유민주주의와 국가적 애국심을 강하게 표현하였고, 영연방은 제국주의 공통된 양식으로 묘지를 조성하였으며, 독일은 집단적 죽음을 동료애로 표현하는 전통주의와 화해 및 평화를 지향하였다. 본 연구 결과는 서유럽에 있는 제2차 세계대전 전쟁묘지는 공간적 중심축과 정형적 공간 형태를 통하여 표준화되고 정형화된 묘지의 미학을 추구하면서, 국가별로 공간 설계, 상징적 기념요소의 도입, 종교 및 이념적 가치에서 고유한 기념문화적 특성을 보여주고 있다는 것을 시사하고 있다. 향후, 우리나라의 현충원 및 호국원 등 묘지에서 담아야 하는 숭고한 기념성과 국립묘지를 발전시키고, 기념문화를 정립하기 위한 연구가 필요하다.

지질정보 및 광물자원 분야 국외 중장기 연구개발 주제 및 시장정보 분석 (Analysis of Abroad Mid- to Long-Term R&D Themes and Market Information in the Geological Information and Mineral Resources Fields)

  • 안은영
    • 자원환경지질
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    • 제52권6호
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    • pp.637-645
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    • 2019
  • 지능정보사회 전환에 따라 급격한 삶의 모습과 환경 변화가 예상되고 있으며, 과학기술부와 국가과학기술연구회는 기존의 3년 단위의 과학기술계 출연연구원의 기관평가를 중장기 관점으로 5년 단위의 기관 사업계획과 평가를 도입하였다. 따라서 지질자원 분야에 대해서도 공공적 관점으로 중장기 연구개발 주제 도출이 시급하다. 본 연구는 국외 지질자원 관련 공공 연구기관의 중장기 전략 수집, 국외 대학 및 연구기관의 전문가 서면 조사, 국외 시장정보 보고서 분석을 통해 산·학·연 분야를 두루 포함한 국외 벤치마킹 정보를 수집한다. 영국지질조사소, 일본산업기술종합연구소, 미국지질조사소는 중장기 계획에서 3차원 국가 지질정보, 화산/지진/토양 침식/산사태 등 지질환경재해 예측, 저탄소 경제 전환 및 4차 산업혁명 시대에 중요한 금속/소재 광물자원 개발 등을 제시했다. 프랑스 IPGP-CNRS와 핀란드 지질조사소 등의 국외 연구소 및 대학의 전문가 조사를 통해서 중장기계획으로 지질정보에 대한 기초·기반연구를 강조하고 있으며, 세부 연구 주제로 지구 핵에서부터 표면에까지 지구/지진의 변형 과정 연구, 최신 지질 정보 생산을 살펴볼 수 있었다. 광업자동화 및 디지털 지도 분야 시장 분석으로 시장에서 요구하는 공공연구기관의 역할이 기대되는 분야를 도출할 수 있었다. 육상·공중에서 데이터 수집 및 모바일/3차원 정보 제작, 자연스럽고 빠르며 실시간의 지도 제공, 주문제작 지도 설계, 여러 플랫폼에 적용가능한 지도 제작 지원, 지질환경재해 위험평가/재난관리 정보 및 지도 제공에 대한 지질자원 분야의 중장기적인 연구개발이 요구된다.

국내외 인적재난 안전기술개발 동향분석 및 로드맵 수립에 관한 연구 (A study on the Trend Analysis and Road map Design of the Facilities Disaster and Safety Technology in the Country and Oversea)

  • 이태식;안재우;송철호;석금철
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.49-57
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    • 2013
  • 본 연구에서는 재난환경변화에 대응하여 인적재난 중장기 계획과 로드맵 수립을 기획하기 위하여 국내외 인적재난 안전기술 개발동향을 분석하여 중장기 로드맵을 제시하였다. 최근 국내에서는 재난환경에 연관된 사회환경, 생활환경, 국내외 정부부처 대응 등의 급변화 의하여 인적재난 연구개발 중장기 로드맵 수립의 필요성이 높아지고 있다. 미국은 국가재난 대응계획(NRF)과 국가사건사고관리시스템(NIMS)과 인적재난별 대응 시나리오 등에 의하여 기반을 구축하여 체계적인 연구를 진행하고 있으며, 일본은 년도별 방재백서의 연구개발 계획 등에 의거하여 재해대응 연구개발이 진행되고 있으며, 국내에서는 소방방재청과 국립재난안전연구원이 협력하여 인적재난 분야에 대한 연구과제를 진행하고 있다. 본 연구에서는 인적재난 연구개발 중장기 로드맵을 제시하여, '인명 및 재산피해를 최소화' 하고, 국가적 인적재난 분야 연구개발체계를 정립하고, 나아가 미래 인적재난환경 급변화에 대한 대책을 제시하였다.

해외 테스트베드 지역 아리랑 위성 3호 DSM 성능평가 (Performance Evaluation of KOMPSAT-3 Satellite DSM in Overseas Testbed Area)

  • 오관영;황정인;유우선;이광재
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권6_2호
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    • pp.1615-1627
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    • 2020
  • 본 연구의 목적은 해외 테스트베드 지역에서 제작된 아리랑 3호 DSM의 성능을 비교 분석하는 것이다. 이를 위하여 미국 샌프란시스코 지역을 촬영한 아리랑 3호 in-track(동일 궤도) stereo(입체) 영상을 수집하였다. 촬영된 영상의 스테레오 기하 요소는(B/H, convergence angle 등) 모두 안정적 범위에 있음을 확인하였다. 지상기준점을 이용한 정밀 센서모델링과 DSM 자동 생성 기법을 적용하여, 1 m 해상도의 DSM을 제작하였다. 평가 및 보정을 위한 참조 자료는 Airbus에서 상용 판매하고 있는 1 m 해상도의 Elevation1 DSM 제품과 Compass Data Inc.에서 실측한 0.01 m 이내 정확도의 지상점이다. 아리랑 3호의 정밀 센서 모델링 정확도는 수평 및 수직 방향으로 0.5 m (RMSE) 이내를 나타냈다. 생성된 DSM과 참조 DSM 사이의 difference map을 작성하였을 때, 평균과 표준 편차는 각각 0.61 m와 5.25 m로 유사한 정확도를 나타냈으나, 일부 지역에서는 100 m 이상의 큰 차이를 나타냈다. 이러한 지역은 초 고층 건물의 밀집지역의 폐색 지역에서 주로 나타났다. 향후, 아리랑 3호 tri-stereo 영상의 활용과 다양한 후처리 기법이 개발된다면 보다 향상된 품질의 DSM 생성이 가능할 것으로 판단된다.

Automated Measurement of Native T1 and Extracellular Volume Fraction in Cardiac Magnetic Resonance Imaging Using a Commercially Available Deep Learning Algorithm

  • Suyon Chang;Kyunghwa Han;Suji Lee;Young Joong Yang;Pan Ki Kim;Byoung Wook Choi;Young Joo Suh
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제23권12호
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    • pp.1251-1259
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    • 2022
  • Objective: T1 mapping provides valuable information regarding cardiomyopathies. Manual drawing is time consuming and prone to subjective errors. Therefore, this study aimed to test a DL algorithm for the automated measurement of native T1 and extracellular volume (ECV) fractions in cardiac magnetic resonance (CMR) imaging with a temporally separated dataset. Materials and Methods: CMR images obtained for 95 participants (mean age ± standard deviation, 54.5 ± 15.2 years), including 36 left ventricular hypertrophy (12 hypertrophic cardiomyopathy, 12 Fabry disease, and 12 amyloidosis), 32 dilated cardiomyopathy, and 27 healthy volunteers, were included. A commercial deep learning (DL) algorithm based on 2D U-net (Myomics-T1 software, version 1.0.0) was used for the automated analysis of T1 maps. Four radiologists, as study readers, performed manual analysis. The reference standard was the consensus result of the manual analysis by two additional expert readers. The segmentation performance of the DL algorithm and the correlation and agreement between the automated measurement and the reference standard were assessed. Interobserver agreement among the four radiologists was analyzed. Results: DL successfully segmented the myocardium in 99.3% of slices in the native T1 map and 89.8% of slices in the post-T1 map with Dice similarity coefficients of 0.86 ± 0.05 and 0.74 ± 0.17, respectively. Native T1 and ECV showed strong correlation and agreement between DL and the reference: for T1, r = 0.967 (95% confidence interval [CI], 0.951-0.978) and bias of 9.5 msec (95% limits of agreement [LOA], -23.6-42.6 msec); for ECV, r = 0.987 (95% CI, 0.980-0.991) and bias of 0.7% (95% LOA, -2.8%-4.2%) on per-subject basis. Agreements between DL and each of the four radiologists were excellent (intraclass correlation coefficient [ICC] of 0.98-0.99 for both native T1 and ECV), comparable to the pairwise agreement between the radiologists (ICC of 0.97-1.00 and 0.99-1.00 for native T1 and ECV, respectively). Conclusion: The DL algorithm allowed automated T1 and ECV measurements comparable to those of radiologists.

학습 발달과정 연구의 현황, 방법론적 특징 및 연구 사례 (Present States, Methodological Features, and an Exemplar Study of the Research on Learning Progressions)

  • 맹승호;성연선;장신호
    • 한국과학교육학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.161-180
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    • 2013
  • 이 논문은 2006년 이후 미국을 비롯한 세계 여러나라로 점차 확산되고 있는 학습 발달과정(Learning Progressions) 연구의 현황과 연구 방법을 소개하고, 최근에 국내에서 수행된 연구 사례를 중심으로 학습발달과정 연구의 실제를 제시하여 학습 발달과정을 조사하기 위한 방법론적 기초를 제공하기 위한 것이다. 이를 위해 미국을 중심으로 진행되어 온 학습 발달과정 연구의 현황을 소개하고, 특별히 학습을 위한 평가의 관점에서 학습 발달과정을 조사하는 방법과 절차를 정리하였다. 과학의 학습 발달과정은 과학의 주제를 학습할 때 형성되는 발달의 경로를 기술한 것으로서, 발달의 경로를 따라 학생들은 과학 지식을 활용하여 과학의 탐구실행에 참여하게 된다. 각각의 학습 발달과정은 상위 정착점과 하위 정착점, 그리고 두 정착점을 연결해 주는 중간 단계들로 구성되었다. 과학의 학습 발달과정을 조사할 때, 연구자들은 평가의 삼각형에 기반하여 구성된 Wilson의 4단계의 평가 시스템 구성단위를 주로 사용하였다. 논문에서는 학습 발달과정의 조사 방법과 절차를 물의 순환에 대한 학습 발달과정 조사에 적용한 사례 연구를 소개하고, 한국에서 수행될 학습 발달과정에 대한 후속 연구를 위한 함의점과 고려할 점을 논의하였다.

사람 단핵구에서 결핵균에 의해 유도되는 CCL3 및 CCL4 발현에 대한 Phospholipase-Protein Kinase C-MEK-ERK 경로의 역할 분석 (The Phospholipase-Protein Kinase C-MEK-ERK Pathway is Essential in Mycobacteria-induced CCL3 and CCL4 Expression in Human Monocytes)

  • 양철수;송창화;정샛별;이길수;김수영;이지숙;신아름;오재희;권유미;김화중;박정규;백태현;조은경
    • IMMUNE NETWORK
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    • 제5권4호
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    • pp.237-246
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    • 2005
  • Background: Little information is available on the identification and characterization of the upstream regulators of the signal transduction cascades for Mycobacterium tuberculosis (M. tbc)-induced ERK 1/2 activation and chemokine expression. We investigated the signaling mechanisms involved in expression of CCL3 /MIP-1 and CCL4/MIP-1 in human primary monocytes infected with M. tbc. Methods: MAP kinase phosphorylation was determined using western blot analysis with specific primary antibodies (ERK 1/2, and phospho-ERK1/2), and the upstream signaling pathways were further investigated using specific inhibitors. Results: An avirulent strain, M. tbc H37Ra, induced greater and more sustained ERK 1/2 phosphorylation, and higher CCL3 and CCL4 production, than did M. tbc H37Rv. Specific inhibitors for mitogen-activated protein kinase (MAPK) kinase (MEK; U0126 and PD98059) significantly inhibited the expression of CCL3 and CCL4 in human monocytes. Mycobactetia-mediated expression of CCL3 and CCL4 was not inhibited by the Ras inhibitor manumycin A or the Raf-1 inhibitor GW 5074. On the other hand, phospholipase C (PLC) inhibitor (U73122) and protein kinase C (PKC)specific inhibitors ($G\ddot{o}6976$ and Ro31-8220) significantly reduced M. tbc-induced activation of ERK 1/2 and chemokine synthesis. Conclusion: These results are the first to demonstrate that the PLC-PKC-MEK-ERK, not the Ras-Raf-MEK-ERK, pathway is the major signaling pathway inducing M. tbc-mediated CCL3 and CCL4 expression in human primary monocytes.

세기조절 방사선 치료에서 CORVUS TPS를 이용한 $\textrm{IMFAST}^{TM}$ Segmentation Algorithm의 연구 (Study of $\textrm{IMFAST}^{TM}$ Segmentation Algorithm with CORVUS TPS for Intensity Modulated Radiation Therapy)

  • Lee, Se-Byeong;Jino Bak;Cho, Kwang-Hwan;Chu, Sung-Sil;Lee, Chang-Geol;Lee, Suk;Hongryll Pyo;Suh, Chang-Ok
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제13권4호
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    • pp.181-186
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    • 2002
  • 세기조절 방사선 치료는 각각의 치료계획 시스템의 도스 최적화 알고리즘과 선형 가속기의 조합에 따라 다양하게 최적의 성능을 발휘 할 수 있다. 연세 암센터는 효과적인 방사선치료를 위하여 2002년 2월에 세기조절 방사선 치료 시스템을 도입하여 운영 중에 있으며 도입된 시스템은 CORVUS (Nomos, 미국) 치료계획 시스템과 LANTIS, PRIMEVIEW, PRIMART (Siemens, 미국)의 선형가속기 시스템으로 구성되어 있다. 최적화된 치료를 위해서는 CORVUS 치료계획기와 PRIMART 선형가속기의 적절한 조합 조건을 찾아 적용하는 것이 중요한 일이다. 이 Step & Shoot 방식의 세기조절 방사선 치료기는 Finite Size Pencil Beams (FSPB) 도스모델과 simulated annealing method의 도스 최적화 알고리즘 및 IMFAST의 segmentation 알고리즘을 사용하고 있다. 본 연구는 segmentation 알고리듬에 관한 것으로 두개의 기본 beamlet 크기(1.0$\times$1.0 $\textrm{cm}^2$ 와 0.5$\times$1.0$\textrm{cm}^2$)와 4가지의 빔 세기 단계(5%, 10%, 20%, 33%)의 option을 4명의 상이한 환자 case에 대하여 적용하고 비교해 보았다. 상대적으로 작은 target 부피를 갖는 경우 TPS상의 segmentation의 설정에 민감하게 target 도스분포가 변하였으며 작은 beamlet일수록 intensity step을 작게 할수록 최적의 도스분포를 보여주었다.

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