• 제목/요약/키워드: Automation equipment

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ISO 20816 기반 회전기기 진동분석 자동화 알고리즘 개발 (Development of Algorithm for Vibration Analysis Automation of Rotating Equipments Based on ISO 20816)

  • 이재웅;이우귀연;오정석
    • 한국가스학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.93-104
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    • 2024
  • 산업현장에서 사용되는 회전기기의 원활한 작동 및 수명연장을 위해서는 설비진단이 필수적이다. 다양한 설비진단의 방법 중 진동진단은 다른 진단방법과 비교하여 불평형(unbalance), 축정렬 불량(misalignment), 베어링 결함(bearing fault), 기어 손상(worn gears), 소음(noise), 공진(resonance) 등 대부분의 초기 결함을 발견할 수 있다. 따라서, 진동분석은 산업현장에서 가장 범용적으로 사용되는 설비진단 방법이며, 설비의 상태를 기반으로 관리하는 예지보전(PdM) 기술로 유용하게 활용된다. 하지만, 진동진단 방법은 기준을 근거로 경험에 의존하여 수행되기 때문에 전문가에 의하여 진행된다. 따라서, 기존에 경험에 의존하여 수행하는 진동진단 방법을 지식화된 코드체계로 구축하여 누구나 쉽게 결함을 판단할 수 있는 시스템을 구축하여 설비의 신뢰성 구축에 기여하고자 한다. 진동측정에 대한 ISO-20816 기준을 근거로 알고리즘을 개발하였고, 석유화학공장 압축기, 수소충전소, 산업용 기계 등 다양한 실증현장에서 진동을 측정한 결과와 개발 시스템을 활용하여 분석한 결과를 비교하여 신뢰성을 검증하였다. 개발된 알고리즘을 통하여 산업현장에서 누구나 회전기기의 상태를 진단하고 결함을 조기에 파악하여 정확한 교체시점에 부품을 교체할 수 있는 예측유지보수(PdM)기술에 기여할 수 있다. 나아가, 정유산업시설, 운송, 생산 시설, 항공시설 등 다양한 산업현장에 적용 시 회전기기의 고장으로 인한 유지보수 비용과 다운타임(down time)의 절감에 이바지할수 있를 것으로 기대된다.

지역 기반 산업의 인력 수요 분석을 통한 공업 계열 특성화 고등학교의 교육과정 개편 사례 연구 (Case Study on Revising Curriculum of a Industrial High School through Analysis of Manufacturing Workforce demand focused on Chungnam Province in Korea)

  • 이상봉;최지연
    • 대한공업교육학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.221-238
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    • 2013
  • 이 연구의 목적은 ${\bigcirc}{\bigcirc}$공업고등학교가 위치한 충청남도 금산 지역의 기반 산업인 제조업의 현황 및 인력 수요를 분석하여 이를 기초로 ${\bigcirc}{\bigcirc}$공업고등학교 교육과정을 개편하는데 있다. 이 연구에서는 ${\bigcirc}{\bigcirc}$공업고등학교의 현황 및 실태를 파악하기 위해 통계 자료 및 문헌을 조사 분석하였으며, ${\bigcirc}{\bigcirc}$공업고등학교의 교직원, 학생, 학부모, 학교운영위원, 지역사회 인사 등 학교 이해 당사자들의 인식을 조사하기 위해 교육과정 개편 및 교명 변경에 대한 설문 조사 및 면담 등을 실시하였다. 또한 충남지역의 제조업 현황 및 인력 수요를 분석하기 위해 통계 자료 및 문헌을 조사 분석하였다. 그리고 분석한 자료를 토대로 ${\bigcirc}{\bigcirc}$공업고등학교의 교육과정 개편 및 교명 변경 방안을 도출하였다. 충청남도 금산지역은 제조 제어 분야의 중소기업이 밀집되어 있으며, 자동차 부품, 전자 정보기기, 첨단문화, 농축산 바이오, 4개 산업분야를 지역 전략 산업으로 육성하고 있다. 산업별 취업자수는 제조업이 33.6%를 차지하고, 서비스업 광업 및 제조업이 차지하는 비율이 전체의 80 %이상이 되어, 제조업과 서비스 분야에서 많은 인력 수요가 창출될 것으로 예상된다. 따라서, ${\bigcirc}{\bigcirc}$공업고등학교는 현재의 학교 체제와 교육과정을 전면적으로 개편하보다는 '컴퓨터응용기계과'는 '기계제어', '전기제어과'는 '자동화전기설비', '바이오식품공업과'는 '식품공정제어' 중심의 교육과정으로 재구성하고 학과를 개편하여, 금산군의 주력 산업 산업이자 충청남도 지역 전략 산업 분야인 친환경 농업 및 제조 제어 산업의 인력을 양성 공급함으로써 양질의 취업을 늘리고, 공업계열 특성화고등학교로서의 정체성을 살려 나가는 것이 바람직하다.

손 동작 인식을 통한 인간 - 컴퓨터 인터페이스용 저가형 비주얼 모션 데이터 글러브 (Inexpensive Visual Motion Data Glove for Human-Computer Interface Via Hand Gesture Recognition)

  • 한영모
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제16B권5호
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    • pp.341-346
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    • 2009
  • 모션 데이터 글러브는 손의 움직임을 측정하여 컴퓨터에 입력하는 대표적인 인간과 컴퓨터간의 인터페이스 도구로서, 홈 오토에이션, 가상 현실, biometrics, 모션 캡쳐 등의 컴퓨터 신기술에 사용되는 필수 장비이다. 본 논문에서는 대중화를 위하여, 별도의 특수 장비 없이 사용 가능한 저가형 비주얼 모션 데이터 글러브를 개발하고자 한다. 본 방식의 특징은 기존의 모션 데이터 글러브에 사용되었던, 고가의 모션 센싱 섬유를 사용하지 않음으로써, 저가형으로 개발이 가능하다는 것이다. 따라서 제작이 용이하고 대중화에 크게 기여할 수 있다는 장점을 가진다. 본 방식에서는 모션 센싱 섬유를 사용하는 기계적인 방식대신 광학적 모션 캡쳐 기술을 개량한 비주얼 방식을 채택한다. 기존의 비주얼 방식에 비해 본 방식은 다음과 같은 장점과 독창성을 가진다. 첫째, 기존의 비주얼 방식은 가려짐 현상을 제거하고 3차원 자세 복원을 위해 많은 수의 카메라와 장비를 사용하는 데 비해, 본 방식은 모노비전 방식을 채택하여 장비가 간소하고 저가형 개발이 가능하다. 둘째, 기존의 모노비전방삭은 가려짐 현상에 취약하여 영상에서 가려진 부분은 3차원 자세 복원이 어려웠다. 하지만 본 논문은 독창적으로 설계된 막대 모양의 지시자를 사용하여, 영상에서 가려진 부분도 3차원 자세 복원이 가능하다. 셋째, 기존의 모노 비전 방식은 비선형 수치해석 형태의 영상 해석 알고리즘을 사용하는 경우가 많아서 초기화나 계산시간 면에서 불편하였다. 하지만, 본 논문에서는 독창적인 공식화 방법을 사용하여 닫힌 형태의 영상해석 알고리즘을 도출함으로써 이와 같은 불편을 개선하였다. 넷째, 기존의 닫힌 형태의 알고리즘은 공식화 과정에서 근사화 방법을 도입하는 경우가 많아서 정확도가 떨어지고 특이점에 의한 응용분야에 제한이 있었다. 하지만 본 방식은 오일러 각과 같은 국부적인 매개화나 근사화 등을 사용하는 대신 지수형태의 트위스트좌표계를 사용하는 독창적인 공식화 방법을 사용하여, 공식화 단계에서의 근사화 방법 없이 닫힌 형태의 알고리즘을 도출함으로써 이 문제들을 개선하였다.

호흡 동조 체적 세기조절 회전 방사선치료의 유용성 평가와 진폭모드를 이용한 환자적용 (Usefulness of Gated RapidArc Radiation Therapy Patient evaluation and applied with the Amplitude mode)

  • 김성기;임현실;김완선
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.29-35
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    • 2014
  • 목 적 : 본 연구는 이미 상용화가 시작된 호흡 동조 체적 세기조절 회전 방사선 치료(Gated RapidArc) 이전의 자동화가 되지 않는 장비들에서 호흡 동조 방사선 치료(Gated radiation therapy)와 체적 세기조절 회전 방사선 치료(VMAT)를 동시에 시행할 수 있게 Gated RapidArc의 정확성을 분석하여 유용성을 평가하고, 진폭모드(Amplitude mode)를 이용하여 Gated RapidArc가 자동으로 되지 않는 장비에 환자를 적용하여 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 방사선량 분포의 분석은 물 등가물질 고체 팬톰과 GafChromic 필름(EBT2 QD+, USA)을 이용하였으며, Film QA (ver. 2.2, USA) 필름 분석 프로그램을 이용하여 Gamma 인자(3%, 3 mm)를 분석하였다. 또한, 삼차원 선량 분포의 정확도를 확인하기 위해서 Matrixx(IBA Dosimery, Germany) 선량 측정 장비와 Compass(IBA Dosimetry, Germany) 선량 분석 프로그램을 이용하였다. 고체 팬톰을 이용한 호흡 동조 주기 신호는 4D 팬톰(Dynamic Thorax Phantom, CIRS, USA)과 Varian RPM(Real-Time Position Monitor) 호흡 동조 시스템을 이용하여 만들었으며, 자유호흡(free breathing)과 호흡정지(breath holding) 시에 따른 방사선량 분포를 각각에 대하여 분석 평가하였다. 환자에게 적용하기 위하여 2013년 2월부터 2013년 8월까지 간암환자 4명을 대상으로 4DCT의 영상을 얻기 위하여 충분한 호흡주기 연습후에 환자의 호흡주기에 맞게 위상모드(Phase mode)를 이용하여 환자가 고글의 호흡주기 패턴을 눈으로 보고 정확하게 따라할 수 있도록 하면서 4DCT의 영상을 획득하였다. Gated RapidArc 치료를 위하여 진폭모드(Amplitude mode)의 호흡주기를 만들어 3회 호흡을 시행한 후 40%~60%의 구간에서 5~6초 호흡을 참을 수 있도록 연습을 하고, 치료 시 40%~60%의 구간에서 환자가 숨을 참을 때 Beam On 버튼을 눌러주는 방식의 반자동으로 치료를 시행하였다. 결 과 : 비 호흡 및 호흡 동조 체적 세기조절 회전 방사선 치료기법 간의 절대선량은 전산화 치료 계획을 이용한 계산값과 1% 이내의 차이를 보였으며, 치료 기법 간의 차이 또한 1% 이내의 차이를 보였다. Gamma 인자(3%, 3 mm)는 99% 이상의 일치함을 보였으며, 각 장기별 선량 차이는 대체로 95% 이상의 일치함을 보였다. 또한 호흡 동조 체적 세기조절 회전 방사선 치료를 위하여 만든 진폭모드(Amplitude mode)의 호흡주기와 실제 환자의 호흡주기가 잘 일치하는 것을 볼 수 있었다. 결 론 : 비 호흡 동조와 호흡 동조 시 체적 세기조절 회전 방사선 치료간의 절대 선량 및 방사선량의 분포가 매우 잘 일치함을 보였다. 이는 호흡 동조 체적 세기조절 회전 방사선 치료 기법을 이용하여 호흡에 따라 움직이는 흉부나 복부의 종양 치료에 적용이 가능한 것으로 사료된다. 또한 실제 치료환자를 대상으로 고글을 통하여 진폭모드(Amplitude mode)의 호흡주기를 만들어 Gated RapidArc가 자동으로 되지 않는 장비에 치료를 적용한 결과, 5~6초정도 정지된 호흡에서 호흡 동조 체적 세기조절 회전 방사선 치료가 원활히 이루어짐을 알 수 있었다.

태양열 물펌프의 운전 자동화 설계 (Design of the Condenser and Automation of a Solar Powered Water Pump)

  • 김영복;손재길;이승규;김성태;이양근
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.141-154
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    • 2004
  • 자연에너지인 태양열을 동력원으로 하여 구동되는 물펌프는 물이 많이 필요한 여름철에 과 열원인 태양에너지가 강하므로 매우 이상적인 장치라 할 수 있다. 본 연구에서는 태양열 물펌프의 자동화운전을 실현하고자 작동물질의 압력변화를 감지하여 자동 운전되도록 하였으며, 이에 필요한 제어논리를 개발하고 회로론 구성하였다. 실험에서는 장치를 제작. 실험, 분석하였고 분석항목은 양수량과 효율, 압력, 온도를 분석하였다. 또한 자동화에 필수적인 응축기 진공을 위한 응축기의 최소 전열면적을 설계하였으며, 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 1. 복사에너지를 동력으로 변환하여 물을 양수할 수 있었고, 자동화 제어회로에 의해 사이클을 반복할 수 있었다. 2 양수는 60분 동안에 13사이클을 수행하였으며, 사이클 당 소요시간은 약 4.9분이었다. 총 양수량은 69,200cc, 사이클 당 평균 5,320cc를 양수하였다. 이 과정동안 장치의 열효율은 $0.030\%$로 나타났다. 3. 실험과정에서 기액 분리탱크 내의 작동물질 증기의 온도는 물탱크로 증기를 배출하기 전후에 따라 약 $41\~49^{\circ}C$ 범위에 있었으며, 상당히 균일하게 변동하고 있었다. 물탱크와 공기탱크내의 온도는 약 $30^{\circ}C$ 정도 부근에서 유지되고 있었으며, 응축기 냉각수공급온도는 실험기간 중 $10\~13^{\circ}C$ 범위를 나타내었다. 응축기 출구온도는 $14\~17^{\circ}C$ 정도로서 응축기 냉각수의 입출구 온도차는 실험초기를 제외하면 약 $4^{\circ}C$ 전후로 나타났다 4. 기액 분리탱크 내의 압력은 자동화 프로그램 된 범위인 150$\~$450hPa(gauge)를 매우 정확하게 유지하였으며, 공기탱크내의 압력은 약 1200hPa로 나타났다. 응축기내의 압력은 약 600hPa로서 진공을 잘 유지함으로서 사이클을 반복하는데 문제가 없었다. 5. 한국의 전국 하루 평균 3.488kWh/($m^2{\cdot}day$)의 태양에너지를 기준으로 장치의 열효율이 $0.1\%$를 적용하고 전 양정을 10m로 보면 태양열복사 단위면적 $m^2$ 당 약 128kg의 물을 양수할 수 있을 것으로 예상된다.

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Insulin 측정용 방사면역측정법 시약의 평가 (The Evaluation of Radioimmunoassay kits for Insulin)

  • 신용환;김윤현;이일규;김지영;석재동;신숙희
    • 핵의학기술
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    • 제16권2호
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    • pp.149-155
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    • 2012
  • 혈중 Insulin 농도는 췌장 ${\beta}$세포의 인슐린 분비기능을 반영하고 당뇨병의 진단, 병태 파악, 내당능 이상의 원인감별에 유용한 지표이다. 핵의학검사실에서 사용하고 있는 혈중 Insulin 측정용 시약들은 제조회사마다 검사방법 뿐만 아니라 비용효과 측면, 정밀도 등 정도관리 측면에서도 다소 차이를 보이고 있다. 따라서 Insulin 측정용 방사면역측정법 시약들의 제조 회사별 비교를 통해 진단적 성능을 평가하고자 본 연구를 시행하였다. 2009년 8월 59명의 환자 검체를 대상으로 시행된 3개 제조회사(Biosource, Siemens, TFB)의 혈중 Insulin측정치와 2011년 12월 68명의 환자 검체를 대상으로 시행된 4개 제조회사(Immunotech, Izotope, BNIBT, Cisbio)의 혈중 Insulin측정치를 비교 평가하였다. 이들 7개 제조회사별 Insulin측정치에 대하여 정밀도, 회수율, 상관관계를 살펴보았으며 일부 인슐린 고농도 특이검체를 가지고 희석시험을 통해 혈중 Insulin측정치를 상호 비교 평가하였다. 혈중 Insulin 측정은 시약 내 설명서의 권고사항을 준수하여 실시하였으며 결과 검증을 위한 통계 프로그램은 SPSS 12.0을 이용하였다. 측정 내 정밀도는 Biosource, Siemens, TFB, Immunotech, Izotope, BNIBT, Cisbio 7개 제조회사 모두 5.0% 이하의 변이계수를 보였다. 회수율은 저, 중, 고 세가지 농도의 혈청에서 Biosource, Siemens, TFB시약이 각각 94.2~103.7%, 99.0~104.6%, 99.7~107.6% 구간을 보였고 Immunotech, Izotope, BNIBT, Cisbio 시약에서 각각 93.5~99.1%, 91.4~99.1%, 99.2~131.0%, 84.8~102.3% 구간의 회수율을 보였다. Biosource 시약을 기준으로 비교한 상관관계에서 Siemens 시약이 R2=0.96(P<0.01), TFB시약이 R2=0.99(P<0.01)를 보였으며 TFB 시약을 기준으로 비교한 상관관계에서는 BNIBT시약(R2=0.80, P<0.01)을 제외한 대부분의 시약에서 강한 상관관계(R2=0.96 이상, p<0.01)를 보였다. 200 ${\mu}IU/ml$ 이상 고농도 희석시험에서는 당뇨병환자 검체를 대상으로 했을 때 7개 제조회사 시약 모두 고농도값을 정상적으로 측정하였다. 하지만, 인슐린 종양 검체를 대상으로 측정한 검사에서는 TFB, Siemens, Izotope, Cisbio시약들은 고농도값을 정상적으로 측정하였지만 Biosource와 Immunotech 시약에서 각각 47.4 ${\mu}IU/ml$, 72.3 ${\mu}IU/ml$의 측정치를 보였다. 혈중 Insulin 측정용 방사면역측정법 시약들은 전반적으로 성능이 임상 적용 가능한 범위의 측정 정밀도를 보이면서, 우수한 회수율과 양호한 상관관계를 보였지만 일부 시약에서 고농도 특이검체를 대상으로 Insulin을 측정한 검사에서 고농도값을 제대로 측정하지 못했다. 따라서 여러가지 요인을 놓고 볼 때 비용 효과측면과 자동화 장비에 대한 호환성, 검사 반응시간등 각 검사실 환경에 맞는 시약과 진단적 성능이 보다 우수한 시약을 선정하여 사용한다면 정확하고 신속한 결과보고에 있어서 많은 도움이 된다고 사료된다.

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산업구조조정과 지역불균등발전 : 1980년대 (Industrial restructuring and uneven regional development in the 1980s)

  • 최병두
    • 대한지리학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.137-165
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    • 1994
  • 1980년대 한국의 산업구조조정과 지역불균등발전은 70년대말 직면한 위기를 극복하 고 총량적 경제성장을 지속시키기 위해 외연적 팽창과 내포적 발전을 동시에 추구했으뎌, 그 결과 한국 경제는 포드주의적 축적체제에서 주변성을 탈각하고 성숙되었다. 산업구조의 외연적 팽창과정에서 자본의 공간적 이동과 분업체계의 확충은 기존의 수도권-동남권의 양 극체제를 일정하게 유지하면서 한편으로 수도권지역에 산업의 재집중과 또 다른 한편으로 새롭게 조성된 호남, 충청권으로의 분산을 촉진시켰다. 산업구조의 내포적 발전과정에서 포 드주의적 분업체계의 심화는 경영관리 및 연구개발의 구상기능을 강화시키고 생산자서비스 를 일정하게 포섭한 독점자본의 본사, 생산공정의 자동화와 제품의 표준화, 규격화로 대량생 산체제를 달성한 대기업의 분공장, 이들 주변에서 값싼 노동력으로 부품생산을 담당하는 영 세하청공장들 간의 사회공간적 위계화를 촉진시키면서, 독점자본에 의한 공간지배를 보다 확대시키고 또한 치밀하게 함으로써 지역불균등발전을 심화시켰다.

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두경부암의 영상유도방사선치료에서 ExacTrac의 유용성 평가 (Evaluation of the Usefulness of Exactrac in Image-guided Radiation Therapy for Head and Neck Cancer)

  • 백민규;김민우;하세민;채종표;조광섭;이상봉
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제32권
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    • pp.7-15
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    • 2020
  • 목 적: 현대 방사선치료기술에서 종양표적위치 및 정상장기에 정확한 선량을 전달하기 위해 여러 방법의 영상유도방사선치료(Image Guided Radiation Therapy, IGRT)가 사용되고 있으며 그 중 선형가속기에 장착된 CBCT(Cone Beam Computed Tomography, CBCT)와 이외 장치인 ExacTrac(ExacTrac X-ray System)이 있다. 두 시스템을 비교한 이전 연구들에서는 Offline-review 이용하여 후향적으로 팬텀 및 환자의 Set-up 오차를 분석하거나 X, Y, Z 축과 하나의 회전방향(Couch Rotation)으로만 연구되어졌다. 본 연구에서는 Head and Neck Cancer 환자를 대상으로 CBCT와 ExacTrac을 이용하여 한 치료중심센터에서 각각 6 DoF(Degree Of Freedom) IGRT를 시행한 후, 두 IGRT 장비에서 나타난 팬텀 및 환자의 Set-up 오차, 환자 Set-up에 걸리는 시간, 노출 방사선량의 비교를 통해 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: Rando Phantom을 이용하여 환자 움직임을 배제한 상태의 Set-up 오차 평가와 Head and Neck Cancer 환자의 Set-up 오차 값 두 가지 경우로 나누어 획득하였다. 노출 방사선량 평가는 유리선량계로 하였다. 환자 Set-up 후 IGRT 시행하는데 소요되는 시간을 평가하기 위해 Head and Neck Cancer 환자 11명을 대상으로 하였다. 총 치료기간동안 환자 당 평균 10회의 CBCT와 ExacTrac 영상을 동시에 얻었고, 관심영역지정(Region Of Interest, ROI) 설정 후 6D 온라인 자동위치교정(Online Automatching) 값의 차를 6개의 축(Translation group: SI, AP, LR; Rotation group: Pitch, Roll, Rtn)으로 각각 계산하였다. 결 과: Phantom과 환자에서 Set-up 오차는 Translation group에서 1mm 미만, Rotation group에서 1.5° 미만의 차이가 보였으며, Rtn 값을 제외한 다른 모든 축의 RMS 값이 1mm, 1° 미만으로 나타났다. 각 시스템에서 최종적으로 Set-up 오차 교정까지 걸리는 시간은 CBCT를 이용한 IGRT에서는 평균 256±47.6sec, ExacTrac을 이용 시 평균 84±3.5sec로 각각 나타났다. 1회 치료 당 IGRT에 의한 방사선 노출선량은 Head and Neck 부위 7곳의 측정위치 중 Oral Mucosa에서 CBCT와 ExacTrac이 각각 2.468mGy, 0.066mGy로 상대적으로 ExacTrac에 비해 피폭선량이 37배 높게 측정되었다. 결 론: CBCT와 ExacTrac 두 시스템 간의 6D 온라인 자동위치교정을 통해 Set-up 오차는 두 시스템의 자체적인 Systematic error 뿐 아니라, 환자 움직임(Random error)를 포함한 Set-up 오차가 1mm, 1.02° 미만으로 나타났다. 이는 본원에서 Head and Neck IMRT 치료 시 PTV Margin이 3mm이라는 것을 고려했을 때, 이 오차범위는 합리적으로 사료된다. 하지만 치료기간 동안 환자체중변화로 인한 따른 표적, 손상위험장기의 변화를 고려했을 때 CBCT와 적절히 병용하여 사용하는 것이 좋을 것으로 사료된다.