• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.349-349
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• 2011

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위해 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 인공관절의 수명을 결정하게 되는데, 헤드 부분에 메탈소재와 라이너 부분에 고분자 소재를 사용하는 MOP(metal on polymer) 구조의 인공관절은 충격흡수의 장점이 있는 반면 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재 시술의 주요 원인이 되고 있다. 현재 인공관절의 수명을 늘리기 위해 DLC, ZrO, TiN 등의 높은 경도 값을 갖는 박막을 금속헤드 위에 증착하여 상대재인 인공관절용 고분자 소재의 마모량을 줄이고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 PIII&D(Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재에 질소 이온을 주입 한 후 NbN 박막을 증착하여 상대재인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)의 마모량을 줄이고자 하였다. NbN 박막의 특성을 평가하기 위해 XRD, XPS, AFM 등의 분석을 수행하였으며, 상대재인 초고분자량 폴리에틸렌의 마모량을 측정하기 위해 Pin-on-disk tribometer를 이용하여 마모 실험을 진행하였다. 마모 실험 결과, NbN 박막을 단순 증착한 경우, 현재 인공관절용 헤드(Head) 소재로 가장 널리 사용되고 있는 Co-Cr-Mo 합금에 비하여, 상대재인 초고분자량 폴리에틸렌의 마모량을 약 20% 감소시키는 것을 알 수 있었다. 또한, Co-Cr-Mo 합금 소재에 질소 이온주입을 하여 표면을 개질한 후, NbN 박막을 증착한 경우, 마모량이 최대 50%까지 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.20 no.1
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• pp.37-44
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• 1999

Because of bone resorption, wear of ultra-high molecular weight polyethylene(UHMWPE) in total knee arthroplasty has been recognized as a major factor in long-term failure of knee implant. The surface damage and the following harmful wear debris of UHMWPE is largely related to contact stress. Most of the previous studies focused on the contact condition only at the articulating surface of UHMWPE. Recently, contact stress at the metal-backing interface has been implicated as one of major factors in UHMWPE wear. Therefore, the purpose of the is study is to investigate the effect of the contact stress for different thickness, conformity friction coefficient, and flexion degree of the UHMWPE component in total knee system, considering the contact conditions at both interfaces. In this study, a two-dimensional non-linear plane strain finite element model was developed. The results showed that the maximum value of von-Mises stress occurred below the articulating surface and the contact stress was lower for the more conforming models. All-polyethylene component showed lower stress distribution than the metal-backed component. With increased friction coefficient on the tibiofemoral contact surface, the maximum shear stress increased about twofold.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.228-228
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• 2012

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위하여 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 마모에 관여하여 인공관절의 수명에 영향을 미치게 되는데, 헤드 소재로서는 Co-Cr-Mo 합금이, 라이너 소재로서는 고분자 소재인 UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene)가 주로 사용되고 있다. 이러한 MOP (Metal-On-Polymer) 구조의 인공관절의 경우, 충격흡수의 장점이 있는 반면, 관절 운동시 발생하는 UHMWPE의 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재시술을 필요로 하게 된다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 이러한 문제점들을 해결 하기 위하여, 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 위에 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대재인 UHMWPE의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량의 감소를 위하여, 박막을 증착하기 전에 Co-Cr-Mo 합금 위에 질소를 이온주입 하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, Co-Cr-Mo 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. 실험 결과 pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr-Mo 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에서도 UHMWPE의 마모량을 2배 가까이 줄일 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.8 no.5
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• pp.217-223
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• 2014

The aim of this study is evaluation of dose distribution on radiation therapy planning system with the CT image of high-density material inserted phantom. Gammex 467 Tissue Characterization Phantom is used to acquire an image similar to the human tissues and insert a Titanium to generate metal artifact. The acquired images were reconstructed with Metal Artifact Reduction for Orthopedic Implants (O-MAR). By using the treatment planning system, the volume was analyzed and dose distribution was extracted. Photon dose distribution in linear accelerator was measured by the $MapCHECK^{TM}$ and compared with planned and measured dose distributions. In result of the comparative analysis, when artifact is generated by Titanium, The volume applied O-MAR was increased 6.8% to BR-12 Breast and 40.2% to LV 1 Liver. After O-MAR was used, Dose distribution was higher 1.4 to 1.6% than before. Consequently, The artifact caused by metal objects should be removed if possible, and after that used in the radiotherapy treatment plan can be considered to reduce errors.

• Journal of Conservation Science
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• v.33 no.2
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• pp.121-130
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• 2017

The currently used wax agents for preserving outdoor metal structures, despite their advantages, have disadvantages such as low endurance and reliability. These wax agents are easily damaged by acid rain, dust, moisture in the air, yellow dust, and air pollutants, resulting in corrosion within a short period after the initial conservation treatment. In addition, aged wax can also exhibit changes in the color or gloss, and also give a sense of difference in the surface. Given these existing problems, it is necessary to develop improved materials for metal preservation. Therefore, this study analyzed the characteristics and applications of the existing wax coating agents in order to identify their disadvantages and to develop a better material for metal preservation. In this regard, this study developed a perilla oil based compound wax and conducted experiments to test its endurance. The new compound wax agent was exposed to outdoor and acid rain conditions: it showed four times and 1.5 times the endurance of the existing wax agents in outdoor and acid rain conditions, respectively. In addition, the new agent seems to be more durable and protective as evidenced by the chromaticity, polish maintenance, and contact angle results. Further, although it is 1.3-1.8 times thicker than the existing agents, the new agent shows a more even surface. Based on these findings, it can be concluded that the new compound wax agent based on perilla oil is a better alternative to the existing was coating agents.

• Journal of IKEEE
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• v.22 no.3
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• pp.854-857
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• 2018

It becomes important to analyze the effects of electromagnetic wave on human body, as various wireless equipments are widely used in daily life. SAR (specific absorption rate) is a parameter of the effects of electromagnetic wave on human body. However, it considers only human tissues, and it is difficult to evaluate the effects of electromagnetic wave when metal artifacts are inserted such as dental implants. This paper introduces a method to simulate SAR, and gets its simulated results. Simulated SAR of human head model with dental implants in 30 GHz 5th generation mobile communications (5G) frequency band is $2.50{\times}10^{-3}W/kg$ in maximum and $8.58{\times}10^{-7}W/kg$ in average. These values are absolutely below 1.6 W/kg Korean domestic SAR limit.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• v.15 no.1
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• pp.11-21
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• 2011

Purpose : Localization using MRI is difficult due to susceptibility induced artifacts caused by metal electrodes. Here we took an advantage of the B0 pattern induced by the metal electrodes by using an oblique-view imaging method. Materials and Methods : Metal electrode models with various diameters and susceptibilities were simulated to understand the aspect of field distortion. We set localization criteria for a turbo spin-echo (TSE) sequence usingconventional ($90^{\circ}$ view) and $45^{\circ}$ oblique-view imaging method through simulation of images with various resolutions and validated the criteria usingphantom images acquired by a 3.0T clinical MRI system. For a gradient-refocused echo (GRE) sequence, which is relatively more sensitive to field inhomogeneity, we used phase images to find the center of electrode. Results : There was least field inhomogeneity along the $45^{\circ}$ line that penetrated the center of the electrode. Therefore, our criteria for the TSE sequence with $45^{\circ}$ oblique-view was coincided regardless of susceptibility. And with $45^{\circ}$ oblique-view angle images, pixel shifts were bidirectional so we can detect the location of electrodes even in low resolution. For the GRE sequence, the $45^{\circ}$ oblique-view anglemethod madethe lines where field polarity changes become coincident to the Cartesian grid so the localization of the center coordinates was more facilitated. Conclusion : We suggested the method for accurate localization of electrode using $45^{\circ}$ oblique-view angle imaging. It is expected to be a novelmethodto monitoring an electrophysiological brain study and brain neurosurgery.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.307-313
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• 2011

금속산화물을 이용한 2단계 산화/환원 반응은 GTL, CTL 의 반응원료인 합성가스 및 수소 생산기술이다. 이 기술은 메탄을 환원제로 사용함으로써 비교적 저온에서 산화/환원 반응을 할 수 있는 장점이 있다. 하지만 반복 사이클의 시연에서 금속산화물의 소결현상으로 인한 활성저하가 이 기술의 문제점 중의 하나이다. 본 연구에서는 2.5 kW Xenon arc lamp 가 설치된 solar simulator를 사용 하였으며, 무기물 다공성 폼 (SiC foam)및 유기물 다공성 폼 (Ni, Cufoam)에 $CeO_2/ZrO_2$ 를 코팅하여 연속적인 합성가스 및 수소 생산 가능성을 알아보았다. 반응 전 후의 $CeO_2/ZrO_2$ 의 결정 구조를 SEM 과 XRD 를 통해 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06c
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• pp.415-417
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• 2012

본 논문에서는 산업용 CT 영상에서 다중 해상도 기반의 밝기값 정보와 형태 정보를 이용하여 내부 기공결함을 정확하고 빠르게 검출하는 기법을 제안한다. 첫째, 대용량 CT 데이터에서 계산량을 줄이기 위하여 1/2 해상도로 변환 후 관심영역을 자동 산정하고, 링 또는 금속 인공물 등의 잡음을 제거하기 위해 비등방성 확산 필터링을 수행한다. 둘째, 기공 결함 후보군을 검출하기 위해 밝기값 기반의 결함 검출 기법을 제안한다. 셋째, 결함 검출의 민감도를 향상시키기 위해 형태 정보를 이용한 기공 결함 검출 기법을 제안한다. 넷째, 수행시간 가속화를 위하여 다중 해상도 영상 처리 및 Open MP를 적용한다. 제안방법의 평가를 위하여 육안평가와 정확성 평가, 수행시간을 측정하였다. 정확성 평가는 실제 기공 결함과 제안방법 적용 후 결함 간 중복 픽셀 수로 측정하였다. 실험 결과 평균 중복 픽셀 비율은 91%로 측정되었고, 가장 큰 비율은 99%, 가장 작은 비율은 80%로 측정되었다. 다중 해상도 기법 및 Open MP를 적용함으로써 해상도 데이터 수행시간보다 90% 가속화되었다.

• The Korean Journal of Nuclear Medicine Technology
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• v.16 no.2
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• pp.81-86
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• 2012

Purpose : Combined MR/PET scanners that use the MRI for PET AC face the challenge of absent surface coils in MR images and thus cannot directly account for attenuation in the coils. To make up for the weak point of MR attenuation correction, Three Modality System (PET/CT +MR) were used in Severance hospital. The goal of this work was to investigate the effects of MR Torso Coil on CT attenuation correction for PET. Materials and Methods : PET artifacts were evaluated when the MR Torso Coil was present of CTAC data with changing various kV and mA in uniformity water phantom and 1994 NEMA cylinderical phantom. They evaluated and compared the following two scenarios: (1) The uniform cylinder phantom and the MR Torso Coil scanned and reconstructed using CT-AC; (2) 1994 NEMA cylinderical phantom and the MR Torso Coil scanned and reconstructed using CT-AC. Results : Streak artifacts were present in CT images containing the MR Torso Coil due to metal components. These artifacts persisted after the CT images were converted for PET-AC. CT scans tended to over-estimate the linear attenuation coefficient when the kV and mA is increasing of the metal components when using conventional methods for converting from CT number. Conclusion : The presence of MR coils during PET/CT scanning can cause subtle artifacts and potentially important quantification errors. Alternative CT techniques that mitigate artifacts should be used to improve AC accuracy. When possible, removing segments of an MR coil prior to the PET/CT exam is recommended. Further, MR coils could be redesigned to reduce artifacts by rearranging placement of the most attenuating materials.