• 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.

• Applied Microscopy
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• 제38권3호
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• pp.235-243
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• 2008

연 x-선 현미경은 '물의 창' 영역 ($2.3{\sim}4.4nm$)의 파장을 이용하여, 수십 nm의 분해능으로 세포를 파괴하지 않고 살아있는 상태에서 세포의 내부구조를 관찰할 수 있어 가시광선현미경과 전자현미경을 단점을 보완하는 특징을 갖는 세포 생물학 연구에 적합한 현미경이다. 그러나 기존 연 x-선 현미경은 광원으로 방사선 가속기를 이용하기 때문에 사용이 제한적이었다. 이에, 본 연구에서는 2.88nm의 연 x-선을 광원으로 사용하는 소형 연 x-선 현미경을 이용하여, 내포작용에 의해 금 나노입자를 포획한 HT1080과 MDA-MB 231 세포의 영상을 약 60nm 분해능으로 획득하였다. 금 나노입자의 세포에 대한 독성을 제거하기 위하여 폴리에틸렌 글리콜을 캡핑하였고, 2.88nm 파장의 연 x-선에 대하여 충분한 조영효과로 인하여 세포영상에서 뚜렷한 대조도를 나타내었다. 내포작용에 의해 액포에 포함되어 있는 다양한 크기의 금 나노입자 군집을 확인하였으며, 세포내부의 액포의 분포상태도 관찰할 수 있었다. 따라서 고분해능을 가진 소형 연 x-선 현미경을 이용하여 금 나노입자를 세포내의 미세기관이나 특정 단백질에 표지하면 연 x-선에 대한 조영효과의 증가에 의하여 더욱 유용한 정보를 획득할 수 있을 것으로 생각한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권11호
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• pp.1612-1617
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• 2003

Synchrotron X-ray micro imaging technique was employed to non-invasively monitor the water flow inside xylem vessels in a bamboo leaf. The phase contrast X-ray images clearly visualized plant anatomy and the rise of a water front inside the vessels. Consecutive X-ray images taken for 60 seconds revealed water rise kinetics against gravity in the xylem of a cut dry leaf taken from a bamboo tree. For the first time, traces of water rise, variation of contact angle between water and xylem wall as well as the internal structure of xylem were obtained. In xylem vessels, a repeating flow pattern has a typical flow velocity of 30.7$\mu\textrm{m}$/s and faster flow is established intermittently. It is concluded that the transmission type of X-ray micro imaging can be used as a powerful tool to investigate the ascent of sap in the xylem vessels at a resolution higher than that of MRI.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제3권4호
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• pp.16-20
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• 2002

The high bias voltage associated with the thick layer (typically 500-1000 ㎛) of selenium required to have an acceptable x-ray absorption in radiography and fluoroscopy applications may have some practical inconvenience. A hybrid x-ray detector with zinc sulfide-amorphous selenium structure has been developed to improve the x-ray sensitivity of a a-Se based flat-panel digital imaging detector. Photoluminescence(PL) characteristic of a ZnS:Ag phosphor layer showed a light emission peak centered at about 450 nm, which matches the sensitivity spectrum of selenium. The dark current of the hybrid detector showed similar characteristics with that of a a-Se detector. The x-ray sensitivity of hybrid and a-Se x-ray detector was 345 pC/㎠/mR and 295 pC/㎠/mR at an applied voltage of 10 V/㎛, respectively. The purpose of this study was to evaluate the pertinence of a solution using a thin selenium layer, as a photosensitive converter, with a thick coating of silver doped zinc sulfide phosphor.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제32권2호
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• pp.158-164
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• 2011

Breast cancer is the most frequently appearing cancer in women, these days. To reduce mortality of breast cancer, periodic check-up is strongly recommended. X-ray mammography is one of powerful diagnostic imaging systems to detect 50~100 um micro-calcification which is the early sign of breast cancer. Although x-ray mammography has very high spatial resolution, it is not easy yet to distinguish cancerous tissue from normal tissues in mammograms and new tissue characterizing methods are required. Recently ultrasound elastography technique has been developed, which uses the phenomenon that cancerous tissue is harder than normal tissues. However its spatial resolution is not enough to detect breast cancer. In order to develop a new elastography system with high resolution we are developing x-ray elasticity imaging technique. It uses the small differences of tissue positions with and without external breast compression and requires an algorithm to detect tissue displacement. In this paper, computer simulation is done for preliminary study of x-ray elasticity imaging. First, 3D x-ray breast phantom for modeling woman's breast is created and its elastic model for FEM (finite element method) is generated. After then, FEM experiment is performed under the compression of the breast phantom. Using the obtained displacement data, 3D x-ray phantom is deformed and the final mammogram under the compression is generated. The simulation result shows the feasibility of x-ray elasticity imaging. We think that this preliminary study is helpful for developing and verifying a new algorithm of x-ray elasticity imaging.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1744-1748
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• 2004

It is important to measure precisely the size and velocity of micro-bubbles used in various field. The synchrotron X-ray micro-imaging technique was employed to measure the size and velocity of micro-bubbles moving in an opaque tube simultaneously. Phase contrast images were obtained at interfaces of micro-bubbles between water and air due to their different refractive indices. The X-ray micro-imaging technique was found to measure an optical fiber with an accuracy of 0.2%. Micro-bubbles of $10{\sim}60{\mu}m$ diameter moving upward in an opaque tube (${\phi}=2.7mm$) were tested to measure bubble size and up-rising velocity. For DI water, the measured velocity of micro-bubbles is nearly proportional to the square of bubble size, agreed well with the theoretical result. In addition, the synchrotron X-ray micro-imaging technique can measure accurately the size and velocity of several overlapped micro-bubbles.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.359-365
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• 2023

높은 초당 프레임 속도와 낮은 영상지연을 갖는 동영상 엑스레이 디텍터의 요구조건을 만족하기 위해서는 픽셀내 포토다이오드와 금속 배선간 중첩 영역의 기생정전용량을 최소화하여야 한다. 본 연구에서는 리드아웃 박막트랜지스터, 리셋 박막트랜지스터, 그리고 포토다이오드로 픽셀이 구성된 듀오픽스^TM(duoPIX^TM) 동영상 엑스레이 영상센서를 처음으로 제시하였다. 이후 150 × 150 mm² 영상영역, 73 ㎛ 픽셀 크기, 2048 × 2048 해상도(4.2 M pixels), 최대 초당 50 프레임의 특성을 갖는 duoPIX^TM 동영상 엑스레이 디텍터를 제작하여 초당 프레임 속도, 감도, 노이즈, MTF, 영상지연과 같은 엑스레이 영상 성능을 기존 엑스레이 영상센서를 적용한 동영상 엑스레이 디텍터와 비교 평가하였다. 평가 결과 이전 연구에서 기대했던 것과 같이 duoPIX^TM 동영상 엑스레이 디텍터가 기존 동영상 엑스레이 디텍터 대비 모든 특성에서 우위의 성능을 보여 주었다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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• pp.413-413
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• 2000

In this paper, we propose a series of calibrations f3r the x-ray three dimensional imaging system. In the developed x-ray system, a three dimensional inner and outer shape of an object can be reconstructed out of two dimensional transmitted x-ray image set, which are acquired by projecting x-ray to the object from different views. To achieve this, a reconstruction algorithm which estimates and updates the three dimensional volume from x-ray images is developed. The algorithm is named as uniform and simultaneous algebraic reconstruction technique(USART) which is an iterative method estimating a 3D volume based on its projected images. In this method, it is assumed that the imaging conditions that are the relative positions between the x-ray sources, object and the image planes are blown. Practically it is not easy to know the three dimensional coordinate of the components of the system, since the x-ray is not visible and the image distortions are present due to the optical components in the system. In this paper, methods of correcting image distortions are present firstly. Then the coordinates of the x-ray systems are calibrated from the x-ray images of the grid pattern. Some experimental results on these calibrations are present and discussed.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.765-771
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• 2019

Skull X-ray 영상에서 노이즈의 발생은 불가피하며, 이는 영상 화질과 진단 정확도를 저하시키고 디지털 영상 장치의 특성상 오류를 증가시킨다. 이러한 노이즈는 선량을 증가시키면 쉽게 감쇠되긴 하지만 환자가 받는 피폭선량이 더 큰 문제를 야기할 수 있다. 그래서 선량문제를 해결하고 동시에 노이즈를 줄이기 위해저 선량에서 노이즈 감소 알고리즘이 활발히 연구되고 있는데, 초기에 개발되고 널리 사용되어진 median filter와 Wiener filter는 노이즈 감소 효율이 떨어지고 영상경계에 대한 정보가 많이 손실된다는 단점이 있다. 본 연구의 목적은 이전 노이즈 감소효율의 문제점을 보완할 수 있는 total variation (TV) 알고리즘을 skull X-ray 영상에 적용하여 정량적으로 평가하고 비교를 하는 것이다. 이를 위해 Siemens사의 X-ray 장치를 사용하여 성인 skull을 모사할 수 있는 팬텀을 통해 다양한 관전압과 관전류량을 사용하여 실제 skull X-ray 팬텀 영상을 획득하였다. 또한, 각각의 팬텀 영상에 noisy image, median filter, Wiener filter, TV 알고리즘을 적용하였을 때의 대조도 대 잡음비 (CNR)와 변동계수 (COV)를 비교 측정했다. 실험 결과 TV 알고리즘을 적용하였을 때, 모든 조건에서 CNR와 COV 특성이 우수함을 확인할 수 있었다. 결론적으로 이번 연구를 통해 TV 알고리즘을 사용하여 영상의 질을 높일 수 있는지에 대해 확인해 보았고, 이론적으로 CNR 값은 관전류량이 증가할수록 노이즈가 감소함으로 인해 증가하는 것을 알아볼 수 있었다. 반면에, COV는 관전류량이 증가할수록 감소하였으며 관전압이 증가하였을 때 noise는 감소하고 투과량이 증가하여 COV가 감소하는 것을 알아볼 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.60-65
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• 2007

구급차에 장착하거나 사고 현장에서 사용할 수 있는 방사선 영상장치를 구현하였다. DC 12[V] 입력 전원에서 X-ray 튜브를 통해서 X-ray를 발생하는 장치를 구성한 후 오실로스코프를 활용하여 특성 실험을 하였다. 그리고 발생된 X-ray에 대해 디지털 디텍터를 이용하여 파일 형태로 저장하는 실험을 하였다. X-ray를 발생시킨 후 디지털 디텍터로 검출한 결과, 파일 크기가 1.67[MB]이고, jpg 형태로 이루어진 방사선정보를 저장할 수 있었다. 구현된 방사선 영상장치는 환자가 의사로부터 공간적으로 멀리 떨어져 있어 시간적으로 진단과 치료가 동시에 이루어지기 어려운 상황에 효율적으로 대처할 수 있는 장점이 있다. 따라서 구현된 방사선 영상장치는 긴박한 상황이 발생한 사고 현장이나 이동 중인 구급차 내에서 X-ray 촬영을 함으로써, 환자의 X-선 정보를 응급의료 센터의 의사에게 전달하고 의사의 처방을 받을 수 있는 의료 선진화를 구현하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.