• Title/Summary/Keyword: 영역검출

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정맥 관찰용 소형 근적외선 영상 시스템에서의 비지역적평균 알고리즘 적용 가능성 연구 (Application Feasibility Study of Non-local Means Algorithm in a Miniaturized Vein Near-infrared Imaging System)

  • 정현우;이영진
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.679-684
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    • 2023
  • 정맥의 천자는 병리학적 검사를 위한 혈액 샘플을 획득하기 위해 널리 사용되고 있다. 바늘을 사용한 침습적인 정맥 천자 방법이 반복되서 시행되면 환자가 받는 고통이 증가되는 문제가 있어 본 연구팀은 사전에 소형 근적외선 (near-infrared, NIR) 영상 시스템을 개발하였다. 획득된 NIR 영상의 화질 개선을 위하여 본 연구에서는 노이즈 제거에 효율적으로 잘 알려진 비지역적 평균 (non-local means, NLM) 알고리즘을 모델링하여 시스템에서의 적용 가능성을 분석하고자 한다. 개발된 NIR 영상 시스템은 dichroic 및 long-pass filter를 적외선 (infrared, IR)이 통과하여 최종적으로 CMOS 센서 모듈로 검출되는 원리를 기반으로 구성하였다. 제안하는 NLM 알고리즘은 노이즈를 제거시키고자 하는 픽셀을 주변 픽셀들간의 거리들을 고려한 값으로 대체하는 원리를 기반으로 모델링하였다. 850 nm의 중심 파장을 가진 NIR 영상을 획득 후 NLM 알고리즘을 적용하여 히스토그램 평활화를 통해 최종 정맥 영역을 분할하였다. 결과적으로 NLM 알고리즘을 적용한 정맥의 NIR 영상의 coefficient of variation은 평균 0.247로 기존의 filtering 방법들과 비교하여 우수한 결과값으로 도출되었다. 또한 NLM 알고리즘의 dice similarity coefficient 값은 기존의 median filter와 total variation 방법에 비하여 각각 62.91 및 9.40% 향상된 값이 획득되었다. 결론적으로 NLM 알고리즘은 NIR 영상 시스템으로 획득한 정맥의 정확한 분할이 가능하게 할 수 있음을 증명하였다.

기체크로마토그래프법을 이용한 [F-18]FDG의 잔류용매 분석 (Analysis of Residual Solvents of [F-18]FDG Using Gas Chromatography)

  • 김동일;이일중;김시활;지용기;석재동
    • 핵의학기술
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    • 제15권2호
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    • pp.26-29
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    • 2011
  • [F-18]FDG 제조 후 품질관리를 수행하는데 있어서 품질관리 항목 중 잔류용매 시험은 최종 [F-18]FDG 바이알에 잔류하는 유기용매를 측정하기 위한 것이다. 본 연구는 자동합성장치에 따른 최종 [F-18]FDG 바이알에 잔류하는 유기용매의 종류를 파악하고, 잔류량을 측정하고자 하였다. 불꽃이온화 검출기(Flame Ionization Detector)가 장착된 기체크로마토그래프(Agilent Technologies 7890A)를 이용하여 제조 후 일주일 이내의 밀봉 바이알에 보관한 [F-18]FDG를 기체크로마토그래프에 $1.0{\mu}L$ 씩 주입한 후 각 피크영역을 구하였다. FASTlab은 평균이 에탄올 72 ppm, 아세토니트릴 54 ppm, 초산 1030 ppm으로 나타났으며, TRACERlab MX는 평균이 에탄올 439 ppm 및 아세토니트릴 79 ppm이 검출되어 모두 의약품 잔류용매기준의 허용량 이내에 있었다. [F-18]FDG 주사액에 있는 잔류용매는 모두 허용량 이내로 환자검사에 사용하는데 적합하였다. 또한 최종 [F-18]FDG 바이알에 있을 수 있는 초산의 최대 이론량은 1167 ppm으로 따로 검량을 하지 않아도 되는 것으로 나타났다. 이 결과에서는 자동합성장치에 따라 방사성의약품의 잔류용매의 종류 및 양이 다를 수 있음을 보였다.

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체적변조회전치료에서 Hybrid Optimized VMAT Phantom (HOVP)을 이용한 실시간 환자 맞춤형 정도관리를 위한 예비연구 (A Pilot Research for Real-Time Specific Patient Quality Assurance Using the Hybrid Optimized Vmat Phantom (Hovp) in Volume Modulated Arc Therapy)

  • 허현도;최상현;김우철;김헌정;김금배;김성훈;조삼주;민철기;조광환;이상훈;이석;심장보;신동오;지영훈
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제22권4호
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    • pp.206-215
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    • 2011
  • 다엽콜리메이터, 겐트리회전, 선량율 등에서 형성되는 플루언스 맵을 이용하여 환자 맞춤형 치료 선량검증이 가능한지 알아보았다. 플루언스 맵은 2D 배열 검출기로 측정하였고, 동일 치료계획을 팬톰 내에서 이온전리함, 필름, 유리선량계 등을 이용하여 측정 비교하였다. 목표점에서 체적감마인자(volume gamma index, 3%, 3 mm)기준에 통과율은 $85.22%{\pm}1.7$(RT_target), $89.96%{\pm}2.15$였고, G4는 $95.14%{\pm}1.18$이었다. 선량 전달 오차는 선량이 급격히 변화는 영역(G1, G2, G3)과 주요장기(G4)에서 각각 $11.72%{\pm}0.531$, $-11.47%{\pm}0.991$, $7.81%{\pm}0.857$, $-4.14%{\pm}0.761$이었다. 이온전리함 측정값의 상대오차는 각각 평균 $-1.02%{\pm}0.222$ (Rt_target), $0.96%{\pm}0.294$ (Lt_target)이었다. 필름의 감마인자(3%, 3 mm) 기준 평균 통과율은 $92.59%{\pm}3.312$이었다. 유리선량계 상대 오차는 8.3% (G1), -5.4% (G2), 7.2% (G3), 6.1% (G4)이었다. 체적변조회전방사선 치료(VMAT)시 실시간 플루언스 맵 측정을 통한 실시간 환자 맞춤형 선량 검증이 가능할 것으로 사료되었다.

매우 치사율이 높은 H5Nl 독감바이러스에 대한 킬러 T임파구 반응에 대한 연구

  • 서상희
    • 한국가금학회:학술대회논문집
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    • 한국가금학회 2002년도 가을 학술발표논문집
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    • pp.59-63
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    • 2002
  • 1997년 홍콩 가금시장에서의 H5N1 조류독감바이러스의 발병은 18명의 감염된 사람 중에서 6명의 사람의 생명을 앗아갔다. 이 사건은 조류독감바이러스가 매개체를 통하지 않고 닭에서 바로 사람에게 감염한 처음 있는 사건이다. 홍콩가금시장에서의 역학조사는 H5Nl과 H9N2 조류독감바이러스가 함께 공존한다는 것을 밝혔다. 가금에서는 H5N1과 H9N2 조류독감바이러스가 검출되었다. 우리는 H5N1 조류독감바이러스로부터 자을 방어하는데 H9N2 조류독감바이러스의 역할에 대해 연구했다. H5N1과 H9N2 바이러스의 혼합바이러스를 동시에 자에 접종하면 자은 생존하지 못했다. 그러나, H5N1 조류 독감바이러스감염 이전에 H9N2 조류독감바이러스를 감염한 닭들은 생존할 수 있었다 H9N2 조류 독감바이러스로 감염된 닭으로부터 얻어진 혈청은 H5N1 조류독감바이러스와 교차반응을 일으키지 않는다. H9N2 조류독감바이러스로 감염시킨 닭으로부터 얻어진 T임파구 또는 CD8 T임파구를 감염하지 않은 닭에 주입할 때 닭은 H5N1 조류독감바이러스로부터 생존할 수 있었다. 실험실외 킬러임파구실험은 H9N2 조류독감바이러스로 감염된 닭으로부터 얻어진 T임파구는 H5N1과 H9N2 조류독감바이러스로 감염된 목표세포를 동시에 감지했다. 게다가, 생체내 T임파구의 제거실험은 교차보호면역은 a/b TCR를 가진 CD8 T임파구가 중요한 역할을 하며, a/b TCR (Vbl)형의 T임파구가 목표세포를 감지한다는 것을 증명했다. H9N2 조류독감바이러스에 의한 방어면역은 시간이 지남에 따라 감소를 했고, 감염 100일까지 방어력을 나타냈다. 1997년 조류독감바이러스인 H5N1의 홍콩에서의 발병에 대한 풀리지 않은 것 중의 하나는 약 20%의 조류들이 매우 치사율이 높은 H5N1 독감바이러스를 가지고 있음에도 홍콩가금시장에서의 대부분의 닭들은 건강했다. 얻을 수 있는 정보에 따르면 대부분의 자들은 H5N1조류독감바이러스를 변으로 방출했고, 단지 두 곳의 가금시장에 있는 자들이 질병증상을 보였다. 홍콩가금시장에서 분리된 모든 H5N1 조류독감바이러스를 닭에 감염하면 100%의 치사율을 나타낸다. 바이러스 측면에서의 연구에 따르면, H9N2 조류독감바이러스는 홍콩가금시장에서 두 번째로 많이 분리되었다. H9N2 조류독감바이러스에 대한 연구에 따르면 세 가지 형이 홍콩가금시장에서 검출되었다. 1997년에 가장 많이 분리된 H9N2 조류독감바이러스는 PB1과 PB2가 A/Chicken/HongKong /156/97 (H5N1)과 유전적으로 유사한 A/HongKong/G9/97 (H9N2)형이다. A/Chicken/Hong Kong/156/97(H5N1)의 나머지 유전자는 A/Chicken/HongKong/739/94 (H9N2)와 A/chicken /Hong Kong/G23/97의 유전자와 비슷하다. 하나의 A/Quail/Hong Kong/G1/97은 Quail에서 분리되었고, 두 개의 A/Duck/Hong Kong/Y280/97 (H9N2)은 오리에서 분리되었다. A/Quail/Hong Kong/G1/97 (H9N2)의 6개의 내부유전자는 A/HongKon9/156/97 (H5N1)에 유사하나, A/Duck/ Hongkong/Y280/97 (H9N2)의 유전자는 A/HongKong/156/97 (H5N1)과 유사하지 않다. 킬러임파구는 바이러스로 감염된 목표세포를 MHC에 의존하여 파괴한다. 독감바이러스 특이 킬러임파구는 독감바이러스로 감염된 mice의 폐로부터 독감바이러스를 제거하는데 중요하다고 알려져 있다. 독감바이러스의 HA단백질은 특이 킬러임파구의 주요 목표항원 단백질이 아니다. 내부단백질인 nucleoprotein, polymerase (PB1 PB2, PA), Matrix protein, 그리고 비 구조단백질인 NS1에 대한 특이 킬러임파구의 반응이 사람과 mice에서 보고되었다. 독감바이러스에 대한 mice의 킬러임파구의 인식영역은 제한되어 있다고 알려져 있다. 많은 mice MHC 1은 독감바이러스 단백질의 킬러임파구의 epitope를 표현하지 못한다. 사람 기억킬러임파구는 다양한 종류의 독감바이러스의 단백질을 인식한다고 알려져 있다. 지금까지, 닭에서의 독감바이러스의 킬러임파구에 대한 연구는 되지 않았다.

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토모테라피 환자 치료 선량 분석을 위한 3DVH 프로그램 평가 (Evaluation of 3DVH Software for the Patient Dose Analysis in TomoTherapy)

  • 송주영;김용협;정재욱;윤미선;안성자;정웅기;남택근
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제26권4호
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    • pp.201-207
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    • 2015
  • 세기조절방사선치료의 선량정확도에 대한 품질보증 과정에서 측정된 데이터를 기반으로 실제 치료 환자 신체 내의 치료 선량분포를 재계산하여 치료계획 시 계산된 선량분포와 비교, 분석을 수행할 수 있는 프로그램들이 개발되어 임상에 사용 중에 있다. 본 연구에서는 아크첵(ArcCHECK)을 사용하여 품질보증 과정에서 측정한 토모테라피 선량 데이터를 기반으로 환자 내 치료선량 분포를 재구성할 수 있는 3DVH 프로그램의 새로운 기능 및 선량정확도를 평가하고자 하였다. 이를 위한 가상의 환자로 이차원 다이오드 검출기 배열 장치인 MapCHECK 영상을 사용하여 토모테라피 치료계획을 수립하고, 아크첵으로 선량을 측정 후 다시 3DVH를 사용하여 MapCHECK 검출기 영역의 선량분포를 재계산한 후, 실제 MapCHECK에서 측정된 선량분포와 비교하여, 그 오차를 분석하였다. 분석 결과, 측정값과 3DVH 계산값 비교를 위한 감마평가에서 평균 합격률은 $92.6{\pm}3.5%$로 측정값과 토모치료계획에서 계산된 선량과의 감마평가 평균 합격률 $99.0{\pm}1.2%$보다 오차가 큼을 보였다. 래피드아크에서 비교한 3DVH 계산값과 측정값의 감마평가 평균 합격률 $99.3{\pm}0.9%$와 비교하였을 경우에도 더 큰 오차를 보여, 토모테라피에서 3DVH 선량 계산 기능을 임상에서 신뢰하고 사용하기에는 더 많은 측정 결과들의 분석과 오차 원인에 대한 분석이 수행되어야 할 것으로 생각된다.

디지털방사선영상시스템에서 MCNPX 시뮬레이션을 이용한 영상 품질 및 선량평가 (Evaluation of Image Quality & Absorbed Dose using MCNPX Simulation in the Digital Radiography System)

  • 안현;이동연;고성진;김창수
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.327-335
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    • 2016
  • 본 연구는 IEC에서 제시하는 영상품질을 평가하는 조건으로는 임상적인 환경에서 디지털 방사선영상시스템(Digital Radiography System)에서의 검출기에 대한 영상품질평가를 시행하기에는 환경적인 제한점이 있기에 IEC에서 제시하는 조건과 임상검사조건을 조합한 각각의 선질에 대하여 영상품질평가를 시행한 연구입니다. 첫째, 네 가지 선질을 사용하여 MTF, NPS 영상품질평가를 하였으며, MCNPX 시뮬레이션을 이용하여 선질들에 대한 스펙트럼을 분석하여 입자 플루언스를 산정한 후 최종적으로 DQE 영상품질평가를 하였다. 둘째, 네 가지 선질들의 MCNPX 시뮬레이션을 이용하여 방사선속 밀도와 에너지, 물질의 질량에너지 흡수계수를 이용하여 전자 1 개당 공기, 물, 근육, 뼈에 대한 흡수선량률을 평가하였다. 영상품질을 평가한 결과, 네 가지 선질들의 MTF는 1.13 ~ 2.91 lp/mm 공간주파수를 나타내어 일반 X선 촬영의 진단 주파수 영역인 1.0 ~ 3.0 lp/mm를 만족하였다. NPS는 부가필터를 사용하면, 공간 주파수가 0.5 lp/mm 기준으로 NPS가 증가하다가 이후, 감소하는 경향성을 나타내었다. 부가필터 미사용하면, 공간주파수가 0.5 lp/mm 기준으로 NPS가 감소하다가 이후, 일정한 NPS 결과 값을 나타내었다. DQE는 70 kVp / unuesd added filter(21mm Al) / SID 150 cm에서 공간주파수 1.5 lp/mm 기준으로 일정한 값을 나타내다가 이후, 감소하는 경향성을 나타내었다. 나머지 선질들은 공간주파수가 증가함에 따라 감소하는 경향성을 나타내었다. 흡수선량 평가결과는 공기 < 물 < 근육 < 뼈 순서로 흡수선량이 증가함을 나타내었다. 본 연구결과를 바탕으로 다양한 임상환경에서 디지털 방사선영상시스템의 영상품질평가 방법을 제시할 수 있는 기초자료로 제공하고자 한다.

칸나에서 분리한 Cucumber mosaic virus의 특성 (Characterization of an Isolate of Cucumber mosaic virus Isolated from Canna generalis Bailey)

  • 전용운;홍진성;이상용;류기현;최장경
    • 식물병연구
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    • 제12권3호
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    • pp.298-302
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    • 2006
  • 전형적인 줄무늬 모자이크 증상을 나타낸 칸나로부터 Cucumber mosaic virus(CMV)의 한 계통(Can-CMV)을 분리하고, 특성을 조사하였다. Can-CMV는 대부분의 전신감염 기주에서 병징이 발현되지 않았고, 이들 기주의 접종엽 및 상엽에서 RT-PCR로 바이러스의 감염여부를 조사한 결과, N. benthamiana와 N. glutinosa에서만 바이러스가 검출되었으며, 다른 기주로부터는 확인되지 않았다. 한편 Chenopodium amaranticolor의 접종엽에 발현된 국부 괴사병반은 대조로 접종한 Fny-CMV나 LS-CMV에 의해서 형성된 병반보다 매우 작은 크기의 반점을 형성하는 특성을 보였다. 또한 Vigna unguiculata의 접종엽에는 Fny-CMV나 LS-CMV가 접종 2-3일 후에 뚜렷한 괴사병반을 형성하는데 반해서, Can-CMV는 접종 4-5일 후에 윤곽이 확실치 않은 퇴록병반을 형성하였다. Can-CMV에 감염된 N. benthamiana로부터 추출한 dsRNA는 4종의 밴드가 검출되었으며, 이들 분자의 크기 및 종수는 Fny-CMV나 LS-CMV와 차이를 나타내지 않았다. Can-CMV의 항원은 Fny-CMV의 항혈청에 대해서 한 종의 뚜렷한 침강선을 형성하였으며, Fny-CMV의 항원에 의해서 형성된 침강선과 융합하였고, LS-CMV의 침강선과는 분지선을 형성함으로서, 혈청학적으로 서브그룹 I에 속하는 계통으로 판단되었다. 또한 Can-CMV에 감염된 N. benthamiana로부터 RNA를 추출하여 CMV-specific 프라이머를 이용한 CMV-RNA3의 외피단백질 유전자를 포함하는 3'영역에 대해서 RT-PCR을 실시하였다. Can-CMV는 Fny-CMV나 LS-CMV와 마찬가지로 예상되었던 약 950bp크기의 cDNA가 증폭되었으며, 이 cDNA를 EcoRI으로 처리하였을 때에는 절단되지 않았고, MspI에서는 595bp 및 350bp의 절편으로 절단되었다. 이와 같은 결과는 Fny-CMV의 패턴과 일치하였으며, 이러한 결과로부터 Can-CMV가 서브그룹 IA에 속하는 계통으로 확인되었다. 이상과 같은 결과들로부터, Can-CMV는 앞으로 바이러스와 기주의 다양한 상호관계를 이해하는데 있어서 중요한 병원학적 성질을 가지고 있는 것으로 생각되었다.

DNA검사기법을 이용한 PSE 돈육 생산 돼지 진단 (Diagnosis of Pigs Producing PSE Meat using DNA Analysis)

  • 정의룡;정구용
    • 한국축산식품학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.349-354
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    • 2004
  • 돼지 골격근 근소포체의 $Ca^{2+}$ 방출통로(calcium - release channel)를 지정하는 ryanodine receptor (RYR1) 유전자의 이상은 악성고열증(malignant hyperthermia, MH)을 유발하고, RYR1 유전자의 점 돌연변이는 돼지 스트레스 증후군(porcine stress syndrome, PSS)과 밀접하게 관련되어 있다. PSS 유전인자 보유 돼지의 90% 이상은 PSE 돈육을 생산하는 것으로 알려져 있어 물퇘지 발생과 생산성 하락으로 경제적 손실을 초래하는 유전적 원인의 PSS 유전자를 검사하여 제거하는 것은 고품질 돼지고기 생산 및 국내 양돈산업의 경쟁력 향상에 매우 중요한 과제라고 할 수 있다. 따라서, 본 연구는 PCR-RFLP 및 PCR-SSCP 기법을 이용하여 PSE 돈육을 생산 하는 PSS 돼지 유전자 진단기술을 개발하고 이를 이용한 국내 종돈 및 교잡 비육돈의 PSS 유전자형 출현빈도를 파악하고자 수행하였다. 돼지 PSS의 원인이 되는 RYR 유전자의 단일염기 돌연변이 (RYR1 C1843T)를 포함하는 DNA 영역을 PCR로 증폭한 후 RFLP 및 SSCP 기법을 이용하여 분석한 결과 동형접합체의 정상 개체(N/N), 이형접합체의 잠재성 개체(N/n)그리고 열성의 돌연변이 유전자를 동형접합체 상태로 갖는 PSS 감수성 개체(n/n)에 각각 특이적인 RFLP 및 SSCP 유전자형이 검출되어 PSS 저항성, 잠재성 및 감수성 개체의 정확한 판별이 가능하였다. 돼지 주요 품종 집단내 PSS유전자형 출현빈도를 조사한 결과 Landrace는 PSS저항성 개체가 57.1%, 잠재성 개체가 35.7%그리고 PSS 감수성 개체의 출현 비율은 7.1%로 분석되었고 L. Yorkshire는 82.5, 15.8 및 1.7%, Duroc은 95.2, 4.8 및 0.0%로 각각 조사되었다. 비육용 교잡돈은 정상 개체가 72.0%, 잠재성 개체가 22.7% 그리고 PSS 감수성 개체는 5.3%였다. 특히, PCR-SSCP 기법을 이용한 RYR1 유전자 돌연변이 검출 방법은 보다 신속 간편하면서도 상대적으로 분석비용이 저렴한 정확성이 높은 PSS 돼지 진단기술로서 대규모 돼지집단 검색이나 RFLP 방법으로 판정이 불확실한 시료의 재검에 효율적으로 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

선량 중첩 방식을 이용한 동적 배기 조사면의 특성 연구 (Commissionning of Dynamic Wedge Field Using Conventional Dosimetric Tools)

  • 이병용;나상균;최은경;김종훈;장혜숙;김미화
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제15권1호
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    • pp.71-78
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    • 1997
  • 목적 :동적 쐐기 조사면 측정을 다중 검출기 시스템과 같은 특수한 장치없이 보편적인 방사선 측정 방법을 사용하여 시행할 수 있는 방법을 고안, 수행하였다. 대상 및 방법 : $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 동적 쐐기각(dynamic wedge angle)과 6MV와 15MV인 광자선을 발생시키는 선형 가속기(CL 2100 C/D)를 이용하여 wedge transmission factor 및 percentage depth dose(PDD, 선량 프로파일을 측정하였다. Wedge transmission factor는 6MV, 15MV인 광자선과 $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 4개의 동적 쐐기각에 대해서 $4\times4cm^2-20\times20cm^2$까지 1-2cm간격의 정사각형 조사면과 Y-field가 4cm, 20cm일 때 여러개의 X-field에 대한 각각의 직사각형 조사면에서 측정하였다. 또한 동적 쐐기의 구간별 치료표(Segmented Treatment Table, STT)값을 이용하여 wedge factor를 계산해 내었다. PDD는 필름 dosimetry로 구하였는데 개방 조사면에 대해 전리함과 필름으로 PDD를 구한 후 필름의 환산값을 알아내어 쐐기 조사면에 대한 필름 dosimetry로 PDD를 구하여 필름 환산값으로 전리함을 통해 얻을 수 있는 실제 PDD를 구하였다. 선량 프로파일은 비대칭 정지 조사면을 선택적으로 전리함을 이용하여 측정하고 이때 얻은 측정치인 소구간 프로파일과 STT를 이용하는 선량 분포 중칩 방식으로 구하였다. 결과 : wedge transmission factor의 측정치와 STT를 이용하여 구한 계산치를 비교한 결과 실험 오차 범위내에서 거의 일치하였다. 또한 직사각형 조사면에서의 wedge transmission factor 변화를 측정한 결과 동일한 Y-field에 대해서 직사각형 조사면은 정사각형 조사면에서의 wedge factor와 같았다. PDD는 필름 방사선 측정값의 보정으로 개방 조사면에서 PDD와 동적 쐐기 조사면에서 PDD 사이의 차이는 무시될 수 있다. 그리고 전리함의 측정으로부터 중칩 방식으로 얻어진 동적 쫴기의 선량 프로파일은 필름 dosimetry로 얻은 동적 쐐기의 선량 프로파일과 비교한 결과 최대 2% 이내 정확도의 허용 오차 영역에 들어옴을 볼 수 있었다. 결론 :동적 조사면의 특성으로 동적 쐐기 측정에서의 정보 수집을 위하여 모든 조사면에서의 방대한 측정과 그로인한 장시간의 소비, 또한 동적 쐐기 측정을 위한 특수한 장치가 필요하지만 보편적으로 사용하는 측정 장치, 즉 단일 검출기와 필름 방사선 측정 방법으로 충분히 용이하게 행할 수 있었다.

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탄소나노튜브 가스센서의 SF6 분해생성물 검출 및 확산현상에 관한 연구 (Detection with a SWNT Gas Sensor and Diffusion of SF6 Decomposition Products by Corona Discharges)

  • 이종철;정세훈;백승현
    • 한국진공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.66-72
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    • 2009
  • 가스절연개폐장치 (Gas-insulated switchgear, GIS)의 내부에는 절연에 관한 이상 여부를 감시하고 판단할 수 있는 시스템이 요구된다. 부분방전에 의해 발생되는 $SF_6$ 분해생성물에 관한 단일벽 탄소나노튜브 (Single-walled carbon nanotube, SWNT)가 지닌 우수한 검출기능 때문에 SWNT를 이용한 가스센서 개발이 활발히 진행되고 있다. 하지만 아직까지 부분방전에 의해 발생된 분해생성물의 확산현상에 관한 해석적 연구는 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 실험 데이터 및 상용 CFD (Computational Fluid Dynamics) 프로그램을 이용하여 SWNT 가스센서에 포획되는 분해생성물의 코로나 방전에 의한 발생 과정과 챔버 내부에서의 확산과정을 모델링하여 부분방전 발생 시 챔버 내부의 온도, 압력, 그리고 분해생성물의 농도 등을 수치계산하였다. 분해생성물의 시간당 질량생성율과 발생온도는 각각 $5.04{\times}10^{-10}$ [g/s]와 773 K이라 가정하였다. 농도방정식을 계산함에 있어 미지의 확산계수를 임의의 값으로 가정하여 직접 부여하는 방법을 사용하지 않고, 확산계수를 정의하는데 사용되는 Schmidt수의 값을 지정하여 확산계수가 $SF_6$ 가스의 물성치인 점성계수와 밀도의 함수로 계산되도록 하였다. 수치결과로부터 분해생성물의 농도구배가 확산을 일으키는데 주요 구동포텐셜 (Drive potential)이 됨을 확인하였다. 센서 설치위치가 부분방전 발생영역에서 멀리 떨어질수록 분해생성물 농도가 낮음을 알 수 있었고, 부분방전이 지속될수록 분해생성물의 농도가 증가함을 확인하였다. 다수의 센서를 챔버 내부에 설치하면 각 센서의 응답시간을 확인하여 PD 발생위치를 판단할 수 있을 것이고, 이를 통해 GIS 진단 및 유지보수에 관한 유용한 정보로 사용될 수 있을 것이다.