• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.484-485
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• 2008

초음파는 의학적 진단 및 치료의 목적으로 널리 사용되어 왔다. 일반적으로, 초음파 조사의 생물학적 무해성은 많은 연구를 통하여 보고되었으나, 최근 초음파 집속을 통한 강력 초음파의 사용에 대한 열적 안전성 평가가 중요한 요소로 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 강력 집속 초음파의 전달 에너지와 열적 분포를 측정하여 안전성 평가에 활용 가능한 초음파 열분포 팬텀을 제안하였다. 온도 분포 측정용 팬텀은 초음파 조직유사 팬텀 재료인 한천을 이용하였으며, 음향학적 특성의 유사성을 평가하였다. 온도 효과를 측정하기 위하여 $3{\times}3$의 형태로 온도 센서를 팬텀 내부에 배열하여 초음파 조사에 따른 온도 분포를 측정하였고 온도 측정을 위한 시스템을 개발하여, 초음파 가열 실험을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 초음파 온도 분포 측정용 팬텀의 유용성을 확인하였으며, 온도 분포용 팬텀을 통한 강력 집속 초음파 장비의 열적 성능 평가에 적용 될 수 있을 것으로 사료되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권4호
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• pp.243-252
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• 2013

본 연구는 표적이 규칙적으로 움직일 때 생기는 4DCT 영상의 모션 아티팩트(motion artifact) 관련된 원인들인 partial volume effect (PVE), partial projection effect (PPE), 각각의 프레임의 시작점 사이에 불일치(MMimph)의 원인들은 조사 및 분석을 목적으로 했다. 본 기관에서 제작된 흉부팬텀과 아크릴의 두개의 원기둥팬텀(반지름: 2 cm, 길이: 0.5 cm/ 반지름: 2 cm, 길이: 10 cm)이 규칙적인 움직이는 동안 CT을 이용하여 4D 영상을 획득했다. 촬영은 자동시작과 각각의 프레임의 시작점을 일치시키기 위해 매뉴얼로 두 가지 방법으로 시작하였다. 첫번째 실험에서는 CT 캔트리 rotation time은 5초와 8초가 이용되었다. 각 프레임은 다른 위상으로 시작되었다. 두번째 실험에서는 각 프레임에서 같은 위상으로 시작되게 하기 위해 매뉴얼로 시작했다. 세번째 실험에서는 원기둥팬텀을 2초와 6초를 주기로 움직였다. 각각의 4DCT의 영상에서 표적의 부피를 구했다. 영상으로부터 구한 표적의 부피와 표적의 실제 부피와 비교를 통해 관계를 분석했다. 흉부팬텀 실험에서는 CT의 갠트리 속도가 팬텀의 움직임보다 빠를수록 PVE와 PPE의 영향이 적어짐에 따라 영상에서 얻은 표적부피는 실제에 근접했다. 각각의 프레임의 시작점이 일치할수록 움직임의 속도와 표적의 부피와 상관관계가 높았다. 원기둥팬텀에서는 흉부팬텀의 경우와 같이 갠트리 속도가 팬텀의 움직임보다 빠를수록 영상으로부터 구한 표적부피는 실제 표적부피에 근접했다. 특히 한 slice의 두께가 2.5 mm을 고려 할 때 axial방향의 PVE, PPE, 각각의 프레임의 시작점이 일치가 되는 상태를 시뮬레이션한 길이 10 cm의 원기둥팬텀 실험에서는 영상에서 얻은 표적부피는 표적이 정지되었을 때 영상에서 얻은 부피와 거의 일치했다. 팬텀이 느리게 움직일수록, CT 갠트리의 rotation 시간이 짧을수록 영상에서 얻은 표적부피는 실제 부피에 근접했다. CT 촬영 시 각각의 프레임의 시작점이 같을수록 표적의 속도와 영상에서 의한 표적의 부피는 상관관계가 높게 나타났다. CT 갠트리의 rotation 속도를 팬텀의 움직임보다 빠르게 하고, CT 촬영시 각의 프레임의 시작점을 일치시킬수록 실제의 팬텀부피에 근접하리라고 예상된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제18권4호
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• pp.194-201
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• 2007

감마나이프는 한 번에 수 Gy의 선량을 조사하는 일반 방사선 치료에 비하여 훨씬 많은 수십 Gy의 고선량을 한 번에 조사하기 때문에 조사되는 방사선량의 절대값 측정이 매우 중요하다. 그러나, 감마나이프의 물흡수선량 절대 측정값을 검증하는 연구는 많지 않다. 더욱이, 물팬텀 사용을 규정한 국제원자력기구(International Atomic Energy Agency: IAEA) TRS-398 프로토콜을 적용하여 물흡수선량을 측정한 연구는 보고되고 있지 않다. 본 연구에서는 IAEA TRS- 398 프로토콜을 이용하여 감마나이프 C모델의 물흡수선량을 측정하는 실험을 하였다. 본 실험에서는 IAEA TRS-398에 규정한 바를 최대한 따르면서 물팬텀을 제작하여 감마나이프 C모델의 물흡수선량을 측정하고, 감마나이프 제작사에서 제공하는 플라스틱 팬텀에서 측정한 값과 비교하였다. 이온함으로는 Capintec 사의 PR-05P mini-chamber 두 개를 사용하였고, 전리계로는 PTW사의 UNIDOS를 사용하였다. 측정 결과 물팬텀에서 측정한 감마나이프 모델C의 물흡수선량은 제작사의 플라스틱팬텀에서 측정한 값에 비하여 1.38% 크게 나타났다- 따라서, 현재 국내 감마나이프센터에서 사용하고 있는 제작사에서 제공하고 물흡수선량 측정 프로토콜에는 물팬텀 대신 플라스틱팬텀을 사용하는 데 따른 기온적인 문제점이 있는 것으로 판단된다. 결론적으로 IAEA TRS-398프로토콜을 직접적으로 감마나이프 물흡수선량 측정에 적용하는 것은 기준조건을 만족시킬 수 없기 때문에 불가능한 것으로 판단되며, 새로운 프로토콜을 작성하거나, 물팬텀과 기존의 플라스틱 팬텀으로 측정한 값 사이의 변환계수를 제공하는 것이 현실적인 대안이 될 것이다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.122-125
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• 2004

폐, 간 등의 상 복부에 위치한 종양의 방사선 조사 체적은 호흡에 의한 종양의 이동을 포함하기 때문에 방사선 조사체적이 증가되어 방사선 독성 및 정상조직 선량이 증가하게 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 동 팬텀과 초음파센서를 이용하여 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 획득하고, 획득한 데이터의 역 값을 이용해 환자침대를 조절해줄 수 있는 호흡운동 조절 방사선치료 기술을 개발하고자 한다. 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 평가하기 위해 제작한 팬텀은 조정기(BS II, 20 Mhz, 8K Byte), 센서(Ultra-Sonic, range 3 cm${\sim}$3 m), Computer(RS232C), Servo Motor (Torque 2.3 Kg)등으로 구성하였고, 제어와 구동을 위한 획득-보정-분석 프로그램을 작성하였다. 최대 2 cm 범위 내에서 팬텀을 움직이게 하였고, 팬텀의 움직임과 보정이 순차적으로 일어나도록 프로그램 하였으며, x, y, z가 연속적으로 움직이도록 구성하였다. 임의의 움직임 데이터(유격이 2 cm이 되도록 하여 3차원 데이터 형태)를 입력하여 동 팬텀을 조정하고, 동시에 팬텀 움직임을 초음파 센서를 이용하여 획득한 후, 두 데이터 간의 비교, 분석을 시행하였다. 이후 쥐(Guinea-pig, about 500g)를 이용하여 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 획득한 후 획득한 데이터의 역 값으로 팬텀을 구동시킴으로써 실시간 호흡운동 조절 방사선치료 기술을 평가하였다. 팬텀 실험에서 3 차원 입력데이터에 대한 팬텀 보정 데이터 간의 정확성을 시간에 대한 거리 값으로 비교한 결과 ${\pm}$1% 이내의 정확성을 알 수 있었고, 이에 필요한 보정시간은 2.34 ${\times}$ 10-4 초임을 알 수 있었다. 또한 동물 실험에서도 동일한 방법으로 시간에 대한 거리 그래프와 획득-보정 간의 지연 시간 등을 분석한 결과 팬텀 데이터와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 팬텀, 동물 실험 모두에서 시간에 대한 거리 값과 각각의 경우에 획득-보정 간의 지연 시간을 분석한 결과 데이터 값은 ${\pm}$1%이내에서 일치하였으며, 데이터 획득-보정 지연 시간은 2.34 ${\times}$ 10-4 초 이내 즉, 실시간으로 얻을 수 있어 새로운 호흡운동 조절 방사선치료 기술의 임상적용에의 가능성을 확인할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제22권4호
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• pp.316-324
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• 2004

목적 : 간 등의 상 복부에 위치한 종양의 방사선 조사 체적은 호흡에 의한 종양의 이동을 포함하기 때문에 방사선 조사 체적이 증가되어 방사선 독성 및 정상조직 선량이 증가하게 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 동 팬텀과 초음파센서를 이용하여 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 획득하고, 획득한 데이터의 역 값을 이용해 환자침대를 조절해줄 수 있는 호흡운동 조절 방사선치료 기술을 개발하고자 한다. 대상 및 방법 : 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 평가하기 위해 제작한 팬텀은 조정기(BS II, 20 Mhz, 8K Byte), 센서(Ultra-Sonic, range $3\~3$ m), Computer (RS232C), Sewo Motor (Torque 2.3 Kg) 등으로 구성하였고, 제어와 구동을 위한 획득-보정-분석 프로그램을 작성하였다. 최대 2 cm 범위 내에서 팬텀을 움직이게 하였고, 팬텀의 움직임과 보정이 순차적으로 일어나도록 프로그램하였으며, x, y, z가 연속적으로 움직이도록 구성하였다. 임의의 움직임 데이터(유격이 2 cm이 되도록 하여 3차원 데이터 형태)를 입력하여 동 팬텀을 조정하고, 동시에 팬텀 움직임을 초음파 센서를 이용하여 획득한 후, 두 데이터간의 비교, 분석을 시행하였다. 이후 쥐(Guinea-pig, about 500g)를 이용하여 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 획득한 후 획득한 데이터의 역 값으로 팬텀을 구동시킴으로써 실시간 호흡운동 조절 방사선치료 기술을 평가하였다. 결과 : 팬텀 실험에서 3 차원 입력데이터에 대한 팬텀 보정 데이터간의 정확성을 시간에 대한 거리 값으로 비교한 결과 ${\pm}1\%$ 이내의 정확성을 알 수 있었고, 이에 필요한 보정시간은 $2.34{times}10^{-4}$초임을 알 수 있었다. 또한 동물 실험에서도 동일한 방법으로 시간에 대한 거리 그래프와 획득-보정간의 지연 시간 등을 분석한 결과 팬텀 데이터와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 결론 : 팬텀, 동물 실험 모두에서 시간에 대한 거리 값과 각각의 경우에 획득-보정간의 지연 시간을 분석한 결과 데이터 값은 ${\pm}1\%$ 이내에서 일치하였으며, 데이터 획득-보정 지연 시간은 2.34H10-4 초 이내 즉, 실시간으로 얻을 수 있어 새로운 호흡운동 조절 방사선치료 기술의 임상적용에의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.234-238
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• 2011

온보드영상장치(OBI)를 사용하고 있는 콘빔CT(CBCT)를 이용하여 인체 팬텀 자세 및 위치와 모의치료시 인체 팬텀 자세 및 위치를 비교하여 CBCT의 3D 타깃 위치의 유용성을 평가하고자 한다. 실제방사선 치료와 동일한 과정으로 모의 치료계획을 하기 위해서 인체 팬텀(The Rando Phantom) 을 set up 한다. 기준점에 놓인 인체팬텀에서 CBCT를 이용하여 평행이동 및 회전이동 하였다. 이때 얻어진 영상들의 위치 차이에 대한 평균 및 편차를 인체 팬텀의 실제 이동 값과 비교하였다. 실험은 10회씩 반복하여 오차의 표준 편차를 구하였다. CBCT로 획득한 영상과 모의치료 시 획득한 CT영상을 비교하는 3D/3D 매칭에서 평균 setup의 residual error의 평균 및 표준편차는 lateral $0.2{\pm}-0.2$ mm, longitudinal $0.4{\pm}0.3$ mm, vertical $-0.4{\pm}0.1$ mm 로 각각 0~4 mm의 범위 이내로 나타났다. 모의실험 된 회전 내용은 $0.4{\pm}0.2$ mm, $0.3{\pm}0.3$ mm, 그리고 $0.3{\pm}0.4$ mm이다. 회전에 의한 error는 $0{\sim}0.6^{\circ}$ 범위이다. 인체 팬텀을 이용한 CBCT 3D/3D 매칭은 모의 치료 시와 환자 치료 시 정확한 정합을 함으로써 error를 최소화 하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.675-681
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• 2019

근골격계 수술 전 CT 촬영 후 3차원 체적영상을 Increment별로 구현하는 과정에서 시간이 많이 소요되지 않고 데이터의 양도 많지 않은 적절한 Increment를 찾아 제안하고자 한다. 이에 본 연구에서는 손, 무릎, 발인체팬텀을 CT로 검사후, MMWP 프로그램을 사용하여 3차원 체적영상을 구현하여 재현성 평가를 하였다. 첫 실험으로는 각 Increment에 따른 세 가지 인체팬텀 별 데이터양을 분석하였다. 두번째 실험으로는 재현성평가와 실측 길이를 비교하였다. Increment에 따라 각 팬텀별로 이미지 데이터양을 분석한 결과 Increment를 0.1mm 로 설정했을 때보다 1.0mm 로 설정하였을 때 1/10 정도로 데이터양이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 구현성 평가를 하였을 때 손 팬텀은 0.7mm, 무릎 팬텀과 발 팬텀은 0.6mm 부터 gap이 생성되었고 실제 팬텀과 실측 길이를 비교하였을 때 길이가 많이 차이나서 구현성이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. Increment가 1.0mm 에 가까울수록 이미지 수가 적고, 3D 구현 시간이 적게 소요되지만 gap이 생성되면 구현성이 급격이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 영상의 gap이 생성되기 전 Increment를 알아내어 적용하는 것이 수술 전 진단을 내리기에 가장 적합하다. 본 연구를 통해 CT 촬영후 VRT Rendering을 통한 3D 영상 구현시 정확한 Increment 설정을 증명할 수 있는 지표가 되기를 기대한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.185-195
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• 2008

본 논문에서는 PCS(Personal Communication System) 대역에서 동작하는 PIFA(Planar Inverted F Antenna)를 설계하여 특성을 살펴보았다. 설계된 PIFA를 폴더와 바, 슬라이드 타입의 단말기에 장착하여 성능을 확인하였다. 실제 사용자가 사용하는 상태와 가장 유사한 환경을 만들기 위해 헤드 팬텀과 핸드 팬텀을 추가하여 단말기 안테나의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 인체의 영향으로 인해 방사패턴이 크게 변형되는 모습을 보였으며, 안테나 효율 또한 현저히 저하되는 것을 전산 모의 실험을 통해 확인할 수 있었다. 단말기와 헤드 팬텀과의 위치 관계에 따른 변화를 확인하기 위해 단말기와 헤드 팬텀의 각도가 $0^{\circ}$일 경우를 기준으로 하여, $2^{\circ},\;4^{\circ}$로 변화시켜가며 단말기 안테나의 성능 변화를 살펴보았다. 그 결과 안테나가 헤드 팬텀에서 멀어질수록 지향성을 갖던 특성이 조금씩 줄어들면서 효율이 좋아지는 경향을 보였다. 다만 안테나의 위치가 상대적으로 헤드 팬텀에 가까운 바 타입의 경우, 이 같은 경향이 나타나지 않았다. 단말기의 형태도 성능에 큰 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.889-894
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• 1995

본 연구에서는 ANSI N13.32(1995)에서 제시한 손가락, 손목/발목 기준 팬텀(1)을 설계 제작하여 Teledye사의 말단선량계(finger와 wrist dosimeter)에 대한 방향의존성 실험을 수행하였다. 방사선원으로는 PTB 2차 베타표준선원 $^{204}$Tl(0.24 MeV), $^{90}$ sr/Y(0.8 MeV) 그리고 $^{l37}$ Cs(0.66 MeV) 표준 감마선원을 사용하였으며, 말단선량계로는 LiF Teflon(D-LiF-7-0.13)을 사용하였다. 90$^{\circ}$ 에서 $10^{\circ}$ 까지 20$^{\circ}$ 씩 수직과 수평으로 팬텀을 회전하여 정상각과 비정상각에 대한 상대응답을 제시하였다. 실험결과 90$^{\circ}$에서 모든 선량계는 잘 일치하였다. $^{90}$ Sr/Y은 50$^{\circ}$ 정도에서 다소 방향의존성이 적은 결과를 보였으며, $^{204}$ TI는 20$^{\circ}$에서 최소 13% 정도의 심한 방향의존성이 나타났다. 또한 $^{137}$Cs은 $10^{\circ}$에서도 최대 10.6% 정도의 적은 방향의존성을 나타냈다. 본 실험의 결과로부터 말단선량계는 저에너지와 낮은 투과 방사선[2]에서 심하게 방향의존성이 나타남을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.78-79
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• 2005

60 [Hz] 전자기장의 생체 영향은 오랜 연구가 있었지만 아직도 논란이 많은 분야이다. 본 연구에서는 인체 팬텀 모델을 사용하여 1-3[G]자계인가 시 유도 전류를 측정하였다. 또한 2차윈 다매질장의 실험모델을 제작하여 유도전류 측정하고 이를 해석해와 비교를 통해 정확도를 검토 하였다. 또한 인체 단면을 2차원 임피던스법을 이용하여 계산한 결과와 이의 팬텀 모델 제자 후 전류를 측정한 간과 비하였다. 마지막으로 인체를 실물에 가깝게 하기위해 3차원 다매질장의 모델로 모의하여 장기, 폐, 간, 실장, 뇌 등의 구성 요소에 각각의 전도도를 부여한 인체 팬텀 모델을 제작해 유도 전류를 측정하였다.