• 제목/요약/키워드: 3차원 영상분석

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마이크로 BGA 패키지의 볼 형상 시각검사를 위한 모아레 간섭계 기반 3차원 머신 비젼 시스템 (Three-dimensional Machine Vision System based on moire Interferometry for the Ball Shape Inspection of Micro BGA Packages)

  • 김민영
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.81-87
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    • 2012
  • 본 논문에서는 마이크로 BGA 패키지 내외부의 마이크로 볼의 3차원 형상을 측정하는 광학 측정 시스템을 제안하고 이를 구현한다. 대부분의 시각 검사 시스템은 마이크로 볼의 복잡한 반사 특성 때문에 검사에 어려움을 겪고 있다. 정확한 형상의 측정을 위해서, 특별히 설계된 시각 센서 시스템을 제안하고, 위상이송 모아레 간섭계의 측정원리에 기반한 형상측정 알고리즘을 제안한다. 센서 시스템은 4개의 서브시스템을 보유한 패턴 투사 시스템과 영상획득 시스템으로 구성된다. 패턴 투사용 서브시스템은 공간상으로 서로 상이한 투사 방향을 가지며, 이는 측정 물체에 각기 다른 입사 방향을 가지는 패턴 조명이 투사될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 위상이송 모아레 간섭계의 구현을 위한 정밀 위상이송을 위해서, 각 서브시스템의 패턴 격자는 PZT 구동기를 이용하여 일정 간격으로 이송한다. 최종적으로 측정되는 마이크로 볼의 경면반사와 그림자 영역을 효과적으로 제거하기 위해서, 다중 패턴 투사 시스템과 영상획득 시스템을 구현하고, 이를 테스트한다. 특히, 다중 프로젝션을 이용하여 획득되는 다중 높이 정보를 효과적으로 융합하기 위하여, 베이지안 센서 융합 이론을 기반으로한 센서 융합 알고리즘이 제안된다. 제안되는 시스템의 원리검증과 성능확인을 위해, 마이크로 BGA볼과 기판 범프의 측정대상물에 대해서, 측정 반복성을 중심으로 실험이 수행되었으며, 획득된 실험 결과를 분석하고 논의한다.

세기변조방사선치료에서 Pitch와 Roll 변화에 따른 선량전달 정확성 평가 (Evaluation of dose delivery accuracy due to variation in pitch and roll)

  • 정창영;배선명;이동형;민순기;강태영;백금문
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.239-245
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    • 2014
  • 목 적 : 세기변조방사선치료에서(Intensity modulated radiation therapy,IMRT) 6D robotic couch의 pitch 와 roll 변화에 따른 선량전달의 정확성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : Trilogy(Varian Medical Systems, USA)와 6D robotic couch(ProturaTM 1.4, CIVCO, USA)를 사용하여 골반부위의 세기변조방사선치료를 진행한 14명의 환자를 대상으로 영상유도 시 발생한 pitch 와 roll 방향의 오차 값과 발생빈도를 분석하였다. 오차의 변화에 따른 선량전달 정확성의 차이를 평가하기 위해 pitch 와 roll의 변화가 $0^{\circ}$인 상태의 측정치를 기준으로 각각 $1.0^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$, $2.5^{\circ}$로 변화시킨 경우에 대하여 2차원 이온전리함 배열 검출기(I'mRT Matrixx, IBA Dosimetry,Germany)와 MultiCube Phantom(IBA Dosimetry, Germany)를 이용하여 측정 후 감마지수(3 mm, 3%)의 비교평가를 실시하였다. 실험에는 Dynamic Multi-Leaf Collimator의 sliding window기법을 사용한 3명의 자궁경부암 치료계획을 적용하였다. 결 과 : 대상 환자의 영상(3D/3D Match 78건, 2D/2D match 79건)을 분석한 결과 pitch 와 roll의 평균 오차값은 $0.9^{\circ}{\pm}0.7$, $0.5^{\circ}{\pm}0.6$, 최대 값은 $2.8^{\circ}$, $2.0^{\circ}$로 분석되었고, 최소값은 pitch 와 roll 모두 $0^{\circ}$으로 나타났다. 각각의 조건에서 측정된 선량전달에 대하여 감마지수를 이용하여 비교한 결과, pitch가 $1.0^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$, $2.5^{\circ}$일 때 gamma pass rate의 평균은 각각 97.75%, 96.65%, 94.38%, 90.91%, roll의 경우 $1.0^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$, $2.5^{\circ}$에서 평균 93.68%, 93.05%, 87.77%, 84.96%로 나타났고, pitch 와 roll을 동시에 변화시킨 경우 $1.0^{\circ}$, $1.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$에서 평균 94.90%, 92.37%, 87.88%의 결과 값을 얻었다. 결 론 : 대상 환자의 영상 유도 시 pitch 와 roll의 오차 발생률은 전체 치료 횟수에서 각각 82.20%, 72.20%로 분석되었고, 감마지수를 통해 오차 값이 커질수록 선량전달의 정확성이 낮아진다는 것을 확인할 수 있었다. 세기변조방사선치료 시 선량전달의 정확성을 높이기 위해서는 정확한 자세잡이와 더블어 적절한 영상유도를 통해서 pitch 와 roll 방향으로 발생할 수 있는 오차를 줄이도록 노력해야 할 것으로 사료된다.

평행봉 Tippelt 기술 훈련 프로그램 개발 및 향상도 평가 분석 (A Study about the Training Program for the Tippelt Technique on the Parallel Bars)

  • 백진호;박종철;윤창선
    • 한국운동역학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.29-39
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    • 2008
  • 본 연구는 평행봉 티펠트 기술에 대한 훈련 프로그램을 개발하여 8주간 적용하고 프로그램 전과 후의 차이를 3차원 영상분석법을 사용, 운동학적으로 비교 분석을 통해 기술별 동작의 향상도 및 특성을 규명하고자 하였다. 훈련 프로그램은 다운스윙 보강운동, 업스윙 보강운동, 다운스윙과 업스윙을 연결하는 보강운동으로 구성하여 실시하였으며, 견관절을 신전시켰다가 가슴을 오목하게 빠르게 모아주는 다운스윙의 훈련으로 견관절을 신전시켜 신체중심을 후방으로 크게 하강하는 모습으로 개선되었다. 수직방향으로 빠르게 다리를 차주면서 상체를 세워주는 업스윙의 훈련결과 신체중심이 전방으로 흐르지 않으면서 수직방향으로 신체중심을 빠르게 상승시키는 모습으로 개선되었다. 업스윙의 훈련 시 상승하면서 전방으로 신체중심이 크게 이동하지 않도록 통제하면서 봉의 탄성을 이용하면서 고관절을 빠르게 신전시켜 상체를 튕겨 주는듯한 느낌으로 상승하도록 지도하여야 한다. 다운스윙에서 업스윙으로의 동작을 연결하는 훈련에서는 신체중심을 후방으로 크게 하강하였다가 빠르게 수직 상승하여 체공시간을 확보하면서 다리가 굽혀지지 않도록 지도하여야 하며, 훈련결과 체공시간의 증가로 안정된 동작으로 동작이 완성되는 모습으로 개선되었다.

MIRECO EYE 시스템을 활용한 광산 지하공동의 수치화 및 형상화 분석 연구 (A Study on Digitization and Figuration Analysis of the Underground Mine Cavity Using MIRECO EYE System)

  • 김수로;박제현;양인재
    • 터널과지하공간
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    • 제28권5호
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    • pp.387-399
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    • 2018
  • 광해방지사업은 인간의 과거 광산 활동과 현재의 삶(환경)과 밀접하게 관련되어 있다. 이는 광산지역이 국가적 관리가 필요한 이유 중 하나이다. 광해방지사업의 효율적 시행을 위해서는 폐광산 지하공간에 대한 정밀한 조사 및 분석이 필요하다. 한국광해관리공단은 지하공동을 실측하고 조사하는 실용화 기술을 개발해오고 있다. MIRECO EYE 시스템은 지하공동의 3차원 수치화 및 형상화 조사장비이다. 레이저, 소나 및 영상측정 기술이 융복합되어 있으며, 접근이 불가능하였던 지하공동에 대한 정보를 획득하고, 광산 지역의 침하 위험관리에 사용되고 있으며, 최근에는 도심지 싱크홀 분야 등 다양한 목적으로도 활용되고 있다. 본 연구는 MIRECO EYE 시스템을 통해 획득된 정밀 수치정보 및 형상정보의 분석에 관한 연구이다.

아파트 구조물 설치에 따른 교육환경 일조량 분석 (Analysis of Sunshine Amount for Education Environment according to Installation of Apartment Structures)

  • 장호식
    • 한국측량학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.117-124
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    • 2012
  • 최근에 노후화된 도시정비사업으로 토지의 집약적 이용을 위해 아파트 및 공동주택을 초고층 및 고층 아파트 구조물로 재건축 승인함에 따라 인근 주거지역의 일조권 침해에 따른 사회문제로 대두되고 있다. 특히, 교육시설에 있어서의 일조량 침해에 따른 교육환경 여건은 많은 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 교육환경 일조량 분석을 위해 Auto $CAD^{(R)}$ 프로그램을 이용하여 교육시설물에 대하여 3차원 모델링으로 구성하였다. 그리고, 시뮬레이션 기법으로 교육시설에 있어서 창과 운동장을 채광기준면으로 설정하여 태양의 움직임에 따른 진태양시의 일조량을 아침 8:00에서 오후 4:00까지1분 단위로 계산하였다. 또한, 아파트 신축공사 전 후의 피해에 따른 교육시설의 일조환경을 수치화하였고 일영투사법에 의해 제작된 영상과 비교하여 교육환경 일조량을 검증할 수 있었다. 향후 이러한 시뮬레이션 기법을 활용하여 교육환경일조량 분석에 효율적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

내용 기반 이미지 검색에서 효율적인 색상-모양 표현을 위한 복소 색상 모델 (Complex Color Model for Efficient Representation of Color-Shape in Content-based Image Retrieval)

  • 최민석
    • 디지털융복합연구
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    • 제15권4호
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    • pp.267-273
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    • 2017
  • 각종 디지털 기기와 통신 기술의 발전으로 다양한 멀티미디어 콘텐츠의 생산과 유통이 폭발적으로 증가하고 있다. 이미지와 동영상 등의 멀티미디어 데이터의 검색을 위해서는 기존의 문자 위주의 검색과는 다른 접근 방식이 필요하다. 이미지의 여러 가지 물리적인 특징들을 정량화 하여 분석하고 이를 비교하여 유사한 이미지를 검색하는 내용기반 이미지 검색에서 색상과 모양은 주요 물리적 특징들이다. 지금까지는 색상과 모양을 서로 독립적인 특징으로 분리하여 이용하였지만, 인지적 관점에서 두 특징은 밀접한 관련이 있다. 본 논문에서는 색상과 모양 특징을 동시에 표현하기 위하여 3차원 색상 정보를 2차원 복소수 형식으로 표현하는 복소 색상 모델을 이용하여 색상의 공간적 분포 모양을 기술하는 방법을 제안한다. 복소 이미지를 주파수 변환한 후 저주파 영역의 소수의 계수만으로 복원하는 실험을 통하여 제안된 방법이 색상의 공간적 분포 모양을 효율적으로 표현할 수 있음을 보였다.

위험 경사면의 변위 검출을 위한 지상 라이다의 활용 (Application of Terrestrial LiDAR for Displacement Detecting on Risk Slope)

  • 이근왕;박준규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.323-328
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    • 2019
  • 기존에는 지형에 대한 3차원 공간정보 구축을 위해 주로 토털스테이션을 이용한 현황측량, 원격탐사, GNSS(Global Navigation Satellite System) 등의 방법이 주로 활용되어 왔다. 하지만 토털스테이션이나 GNSS는 대상지에 접근과 많은 관측을 요구하기 때문에 작업효율과 경제성이 떨어지며, 항공사진이나 인공위성영상은 지형의 3차원 형상을 취득하기 어렵다는 단점이 있다. 지상 LiDAR(Light Detection And Ranging)는 측정 대상물에 무수히 많은 레이저를 주사하여 X, Y, Z 좌표와 형상에 대한 정보를 얻을 수 있으며, 자료처리의 자동화가 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 지상 LiDAR를 이용하여 사면의 변위를 검출하고자 하였다. 연구대상 사면 3개소를 선정하고, 2016년과 2017년에 대상 사면에 대한 자료를 취득하였으며, 자료 처리를 통해 경사면의 형상과 단면에 대한 데이터를 생성할 수 있었다. 또한 생성된 데이터의 중첩분석을 통해 효과적으로 사면의 변위가 0.1m 이내임을 파악함으로써, 위험사면의 관리를 위한 지상 LiDAR의 활용 가능성을 제시하였다. 향후 주기적인 데이터 취득 및 분석이 이루어진다면 지상 LiDAR를 이용한 방법은 효과적인 위험사면 관리에 기여할 것이다.

하이브리드 SEM 시스템

  • 김용주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.109-110
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    • 2014
  • 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy: SEM)은 고체상태에서 미세조직과 형상을 관찰하는 데에 가장 다양하게 쓰이는 분석기기로서 최근에 판매되고 있는 고분해능 SEM은 수 나노미터의 분해능을 가지고 있다. 그리고 SEM의 초점심도가 크기 때문에 3차원적인 영상의 관찰이 용이해서 곡면 혹은 울퉁불퉁한 표면의 영상을 육안으로 관찰하는 것처럼 보여준다. 활용도도 매우 다양해서 금속파면, 광물과 화석, 반도체 소자와 회로망의 품질검사, 고분자 및 유기물, 생체시료 nnnnnnnnn와 유가공 제품 등 모든 산업영역에 걸쳐 있다(Fig. 1). 입사된 전자빔이 시료의 원자와 탄성, 비탄성 충돌을 할 때 2차 전자(secondary electron)외에 후방산란전자(back scattered electron), X선, 음극형광 등이 발생하게 되는 이것을 통하여 topography (시료의 표면 형상), morphology(시료의 구성입자의 형상), composition(시료의 구성원소), crystallography (시료의 원자배열상태)등의 정보를 얻을 수 있다. SEM은 2차 전자를 이용하여 시료의 표면형상을 측정하고 그 외에는 SEM을 플랫폼으로 하여 EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), WDS (Wave Dispersive X-ray Spectroscope), EPMA (Electron Probe X-ray Micro Analyzer), FIB (Focus Ion Beam), EBIC (Electron Beam Induced Current), EBSD (Electron Backscatter Diffraction), PBMS (Particle Beam Mass Spectrometer) 등의 많은 분석장치들이 SEM에 부가적으로 장착되어 다양한 시료의 측정이 이루어진다. 이 중 결정구조, 조성분석을 쉽고 효과적으로 할 수 있게 하는 X선 분석장치인 EDS를 SEM에 일체화시킨 장비와 EDS 및 PBMS를 SEM에 장착하여 반도체 공정 중 발생하는 나노입자의 형상, 성분, 크기분포를 측정하는 PCDS(Particle Characteristic Diagnosis System)에 대해 소개하고자 한다. - EDS와 통합된 SEM 시스템 기본적으로 SEM과 EDS는 상호보완적인 기능을 통하여 매우 밀접하게 사용되고 있으나 제조사와 기술적 근간의 차이로 인해 전혀 다른 방식으로 운영되고 있다. 일반적으로 SEM과 EDS는 별개의 시스템으로 스캔회로와 이미지 프로세싱 회로가 개별적으로 구현되어 있지만 로렌츠힘에 의해 발생하는 전자빔의 왜곡을 보정을 위해 EDS 시스템은 SEM 시스템과 연동되어 운영될 수 밖에 없다. 따라서, 각각의 시스템에서는 필요하지만 전체 시스템에서 보면 중복된 기능을 가지는 전자회로들이 존재하게 되고 이로 인해 SEM과 EDS에서 보는 시료의 이미지의 차이로 인한 측정오차가 발생한다(Fig. 2). EDS와 통합된 SEM 시스템은 중복된 기능인 스캔을 담당하는 scanning generation circuit과 이미지 프로세싱을 담당하는 FPGA circuit 및 응용프로그램을 SEM의 회로와 프로그램을 사용하게 함으로 SEM과 EDS가 보는 시료의 이미지가 정확히 일치함으로 이미지 캘리브레이션이 필요없고 측정오차가 제거된 EDS 측정이 가능하다. - PCDS 공정 중 발생하는 입자는 반도체 생산 수율에 가장 큰 영향을 끼치는 원인으로 파악되고 있으며, 생산수율을 저하시키는 원인 중 70% 가량이 이와 관련된 것으로 알려져 있다. 현재 반도체 공정 중이나 반도체 공정 장비에서 발생하는 입자는 제어가 되고 있지 않은 실정이며 대부분의 반도체 공정은 저압환경에서 이루어지기에 이 때 발생하는 입자를 제어하기 위해서는 저압환경에서 측정할 수 있는 측정시스템이 필요하다. 최근 국내에서는 CVD (Chemical Vapor Deposition) 시스템 내 파이프내벽에서의 오염입자 침착은 심각한 문제점으로 인식되고 있다(Fig. 3). PCDS (Particle Characteristic Diagnosis System)는 오염입자의 형상을 측정할 수 있는 SEM, 오염입자의 성분을 측정할 수 있는 EDS, 저압환경에서 기체에 포함된 입자를 빔 형태로 집속, 가속, 포화상태에 이르게 대전시켜 오염입자의 크기분포를 측정할 수 있는 PBMS가 일체화 되어 반도체 공정 중 발생하는 나노입자 대해 실시간으로 대처와 조치가 가능하게 한다.

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유도 맞잡기 타입과 받기의 신장에 따른 허벅다리걸기의 Kinematic 분석[2] (A Kinematics Analysis of Uchi-mata(inner thigh reaping throw) by Kumi-kata types and Two different Opponent's Height in Judo[II])

  • 권문석;김의환;조동희
    • 한국운동역학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.143-157
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    • 2002
  • 본 연구는 6년 이상의 유도경력 소유자인 Y.대학교 유도전공자를 대상으로 맞잡기 타입과 받기신장에 따른 허벅다리걸기 동작시 3차원 영상분석법을 이용하여 운동학적 변인의 특성을 분석하는데 그 목적이 있다. 유도 맞잡기 타입과 받기신장에 따른 허벅다리걸기 동작은 비디오카메라 2대를 사용하여 촬영(30frame/sec.)하였으며, 분석을 위한 운동학적 변인들은 시간, 자세, 중심변인이며, 실험 결과에 대한 분석과 논의를 통하여 다음과 같은 결론 및 제언을 얻을 수 있었다. 허벅다리걸기 동작의 맞잡기 타입에 따른 유의한 차이는 3국면 소요시간, 걸기1단계 공격둔부각, 걸기1단계 공격무릎각, 걸기2단계 공격무릎각, 걸기2단계 지지무릎각, 걸기1단계 공격발목각, 걸기2단계 공격발목각, 걸기2단계 지지발목각에서 유의한 차이(p<.05)를 보였으며, 타입에 따른 걸기2단계 지지둔부각에서만 신장이 큰 받기에 대해서 A, B타입 모두 유의한 차이(p<.05)를 보였다. 종합해보면, 허벅다리걸기를 수행할 때 맞잡기와 상대신장이 허벅다리걸기 기술에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었으며, 상대의 신장이 작을 경우 목 뒤를 잡는 타입 A가 시간이 단축(<.05)되었다. 따라서 경기 중 상대의 신장이 작다면 목 뒤를 잡는 것이 유리하다. 이러한 사실들을 종합해 볼 때, 유도 경기 중 허벅다리걸기를 수행할 대 맞잡기가 많은 영향을 주었다. 또한 기술의 핵심단계인 3(걸기)국면에서도 받기신장에 의한 차가 더 크게 나타나 받기신장 역시 많은 영향을 주었다. 단계별 변인들의 변화량에 있어서는 전체적으로 모든 변인들이 변화량에서 큰 차이를 나타내지는 않았다고 할 수 있다. 따라서 맞잡기와 받기신장은 상당한 관계가 있음을 알 수 있었으며 유도 경기 중 상대에 따른 다양한 잡기와 신장을 고려한 기술이 요구된다.

중합체 겔 선량측정법을 위한 최적의 자기공명영상 변수에 관한 연구 (A Study of Optimized MRI Parameters for Polymer Gel Dosimetry)

  • 조삼주;정영립;이상훈;허현도;최진호;박성일;심수정;권수일
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권2호
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    • pp.71-80
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    • 2012
  • 최신 방사선 치료 및 수술 기법에는 복잡한 3차원적 선량분포를 정확히 측정하는 실용적 선량분석 기기 및 기술이 필요하다. 본 연구에서는 실험실에서 제작한 겔을 방사선 치료 영역에서 선량계로 활용하기 위해 최적화된 자기공명영상 변수 조건에 대해 연구하였다. 이를 위해 각 자기공명영상 획득 조건에서 TE 시간 TR 시간, 영상 두께, 코일 등을 달리하여 조건 별로 획득한 영상을 이용하여 비교 평가하였고, 선량불확도 및 선량 분해능을 도입하여 본 연구에서 찾은 조건에 대해 평가하였다. 8% 젤라틴(300 bloom, Sigma-Aldrich, USA), 8% MAA (Metaacrylic acid, Sigma-Aldrich, USA), 10 mM THPC (tetrakis hydroxymethyl phosphonium, Sigma-Aldrich, USA), 그리고 0.05 mM HQ (Hydroquinone, Sigma-Aldrich, USA) 농도의 조성비를 가진 정상산소 중합체 겔을 실험실에서 합성하였다. 방사선 선량 전달은 Co-60 감마선 조사기 (Theratron-780; AECL, Ottawa, Canada)를 사용하였고 고체 팬텀을 사용하여 중합체 겔에 각각 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 Gy의 선량을 전달하였다. 자기공명영상 장치의 특성상 T2 시간을 얻기 위해서는 fast spin echo 파형을 사용하였다. 일반적으로 Head Coil이 SNR이 Body coil 보다 낮아 선량 불확도가 우수할 것으로 예측하였으나, 일부 문헌에서는 Body coil이 영상 균일도가 우수하다고 하였다. 하지만 본 연구에서는 Head coil이 선량 불확도 및 선량 분해능이 모든 선량 영역에서 Body coil 보다 우수한 것을 확인하였다. TR 시간 연구에서 TR 1,500 ms와 TR 2,000 ms 간의 차이는 선량분해능에서 모두 큰 차이가 없으나 TR 1,500 ms가 조금 낮은 선량 불확도 값을 갖는 것을 보았다. MR 영상 두께가 2.5 mm일 경우 모든 TE 시간에 대해 4 Gy에서 가장 낮은 선량 불확도 값을 가졌다. 특히 TE 12 ms 경우 4 Gy 이후에는 가장 낮은값의 결과를 얻었다. 선량 불확도의 경우 6 Gy까지는 TE 시간에 따른 차이는 없으나 이후에는 TE 12 ms가 가장 나은 결과를 얻었다. 선량 불확도의 겨우 6 Gy까지는 모든 TE 시간에 대해 차이가 미미하나 8 Gy 이상에는 20 ms가 가장 우수한 선량 분해능 값을 가졌다. 선량 분해능 값 역시 NEX 3에서 가장 우수한 값을 가졌고 2 NEX일 때 가장 높은 분해능 값을 가졌다. 본 연구 결과 영상 두께와 NEX의 결과는 영상 두께가 얇은 경우 NEX가 높을수록 우수한 결과를 얻었고 영상 두께가 두꺼워 질수록 NEX가 낮아야 함을 확인했다.