• Computers and Concrete
• /
• 제28권6호
• /
• pp.533-547
• /
• 2021

Calculating the shear capacity of slender reinforced concrete beams without shear reinforcement was the subject of numerous studies, where the eternal problem of developing a single relationship that will be able to predict the expected shear capacity is still present. Using experimental results to extrapolate formulae was so far the main approach for solving this problem, whereas in the last two decades different research studies attempted to use artificial intelligence algorithms and available data sets of experimentally tested beams to develop new models that would demonstrate improved prediction capabilities. Given the limited number of available experimental databases, these studies were numerically restrained, unable to holistically address this problem. In this manuscript, a new approach is proposed where a numerically generated database is used to train machine-learning algorithms and develop an improved model for predicting the shear capacity of slender concrete beams reinforced only with longitudinal rebars. Finally, the proposed predictive model was validated through the use of an available ACI database that was developed by using experimental results on physical reinforced concrete beam specimens without shear and compressive reinforcement. For the first time, a numerically generated database was used to train a model for computing the shear capacity of slender concrete beams without stirrups and was found to have improved predictive abilities compared to the corresponding ACI equations. According to the analysis performed in this research work, it is deemed necessary to further enrich the current numerically generated database with additional data to further improve the dataset used for training and extrapolation. Finally, future research work foresees the study of beams with stirrups and deep beams for the development of improved predictive models.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제33권4호
• /
• pp.142-149
• /
• 2022

Purpose: This study seeks to compare the dosimetric parameters of the bulk electron density (ED) approach and synthetic computed tomography (CT) image in terms of position variation of the air cavity in magnetic resonance-guided radiotherapy (MRgRT) for patients with pancreatic cancer. Methods: This study included nine patients that previously received MRgRT and their simulation CT and magnetic resonance (MR) images were collected. Air cavities were manually delineated on simulation CT and MR images in the treatment planning system for each patient. The synthetic CT images were generated using the deep learning model trained in a prior study. Two more plans with identical beam parameters were recalculated with ED maps that were either manually overridden by the cavities or derived from the synthetic CT. Dose calculation accuracy was explored in terms of dose-volume histogram parameters and gamma analysis. Results: The D_95% averages were 48.80 Gy, 48.50 Gy, and 48.23 Gy for the original, manually assigned, and synthetic CT-based dose distributions, respectively. The greatest deviation was observed for one patient, whose D_95% to synthetic CT was 1.84 Gy higher than the original plan. Conclusions: The variation of the air cavity position in the gastrointestinal area affects the treatment dose calculation. Synthetic CT-based ED modification would be a significant option for shortening the time-consuming process and improving MRgRT treatment accuracy.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제56권2호
• /
• pp.715-727
• /
• 2024

During fast neutron imaging, besides the dark current noise and readout noise of the CCD camera, the main noise in fast neutron imaging comes from high-energy gamma rays generated by neutron nuclear reactions in and around the experimental setup. These high-energy gamma rays result in the presence of high-density gamma white spots (GWS) in the fast neutron image. Due to the microscopic quantum characteristics of the neutron beam itself and environmental scattering effects, fast neutron images typically exhibit a mixture of Gaussian noise. Existing denoising methods in neutron images are difficult to handle when dealing with a mixture of GWS and Gaussian noise. Herein we put forward a deep learning approach based on the Swin Transformer UNet (SUNet) model to remove high-density GWS-Gaussian mixture noise from fast neutron images. The improved denoising model utilizes a customized loss function for training, which combines perceptual loss and mean squared error loss to avoid grid-like artifacts caused by using a single perceptual loss. To address the high cost of acquiring real fast neutron images, this study introduces Monte Carlo method to simulate noise data with GWS characteristics by computing the interaction between gamma rays and sensors based on the principle of GWS generation. Ultimately, the experimental scenarios involving simulated neutron noise images and real fast neutron images demonstrate that the proposed method not only improves the quality and signal-to-noise ratio of fast neutron images but also preserves the details of the original images during denoising.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제13권3호
• /
• pp.149-155
• /
• 2002

최근 들어 방사선 수송이론, 컴퓨터 하드웨어 성능, 및 병렬 연산 기법의 발전에 힘입어, 몬테카를로 기반의 선량계산 기법을 임상에 적용할 수 있게 되었다. 임상적용을 위해 개발된 몬테카를로 기반 선량계산 코드간의 계산 소요 시간과 정확도를 비교할 목적으로 제13차 ICCR (International Conference on the use of Computers in Radiation Therapy, Heidelberg, Germany, 2000) 학술대회에서 벤치마킹 절차서가 제안되었다. 최근, 본원에서도 임상적용을 목표로 28개의 인텔 펜티움 프로세서로 구성된 Linux cluster 시스템을 구축하고, 여기에 몬테카를로 선량계산을 위한 BEAMnrc 코드를 설치하였다. 본 연구의 목적은 위에서 제안된 벤치마킹 절차를 수행하여 본원에서 구축한 몬테카를로 선량계산 시스템의 정량적 성능 평가를 시도하고자 하는 것이었다. 벤치마킹 절차는 크게 다음의 세 과정으로 구성되어 있다. a) 30.5 cm $\times$ 39.5 cm $\times$ 30 cm 의 팬톰(5 ㎣ voxels) 에 대한 통계적 불확정도 2%이내 결과를 얻기 위한 광자선 선량계산 속도. b) 위 팬톰에 대한 전자선의 선량계산 속도. c) 비균질 평판 매질로 구성된 팬톰내 광자선 및 전자선의 선량계산 결과를 EGSr/PRESTA 계산 결과와 비교 제시. 18 MV 광자선에 대해 선량계산 속도 평가 결과 5.5분이 소용되었다. 전자선의 경우, 실제 계산 시간은 광자선에 비해 약 10배 정도 빨랐으나, 병렬 연산을 처리하기 위해 소용되는 추가 시간 때문에 전체 계산에 소요되는 시간은 광자선과 비슷하였다. 본 원에서 사용한 몬테카를로 코드는 EGSnrc로써 EGS4의 개선 버전으로 이들 간의 정확도 비교는 큰 의미가 없을 것으로 판단된다. 하지만 두 계산 결과가 기대했던 바와 같이 매우 잘 일치하였다. 결론적으로, 본원에서 구축한 몬테카를로 치료계획시스템은 임상적용에 무리가 없을 것으로 판단하였다. 추후 본 시스템을 본원에서 사용하는 상용 치료계획시스템과 인터페이스를 개발하여, 통합환경을 구축함으로써, 몬테카를로 기반의 치료계획시스템의 임상적용과 관련된 연구들을 수행해 나갈 계획이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.411-412
• /
• 2013

최근 UV LED는 생화학 및 의료 산업에서 많은 각광을 받고 있다. 특히, 360nm 이하의 파장대를 갖는 UV LED는 치료 기술, 센서, 물이나 공기 등의 정화와 같은 목적으로 특별한 관심이 쏠리고 있다 [1]. 이러한 지속적인 연구를 통하여 현재까지 UV LED는 거대한 성장을 이루어 왔다. 하지만 이러한 노력에도 불구하고, 360 nm 이하의 UV LED는 여전히 오믹 접촉과 전류 분산이 원활하지 못하다는 문제점을 가지고 있다. 이것은 UV LED의 외부 양자 효율을 감소시키고, 더 나아가 극도로 낮은 광 추출 효율을 초래한다. 최근 이러한 문제를 해결하고자, 투명 전도성 산화물(TCO)을 금속 전극과 p-AlGaN 사이에 삽입해주는데, 현재 가장 널리 사용되는 TCO 물질은 ITO 이다 [2]. 하지만 ITO 물질은 상대적으로 작은 밴드갭(3.3~4.3 eV)과 단파장 빛이 가지는 큰 에너지로 인하여 deep-UV 영역에서는 빛이 투과하지 못하고 대부분 흡수된다 [3]. 따라서 본 연구에서는 기존의 박막형 ITO 투명 전극에 비해 투과도 손실을 최소화할 수 있는 mesh, grid 기반의 투명전극을 연구하였다. Fig. 1과 같이 $5{\mu}m$, $10{\mu}m$, $20{\mu}m$ 간격으로 이루어진 mesh, grid 구조의 투명전극을 구현하여 투과도 손실을 최소화하면서 우수한 전기적 특성을 확보하기 위한 구조 최적화 연구를 진행하였다. 본 연구를 위해 mesh, grid 구조의 ITO 전극 패턴을 photolitho 공정으로 형성하였으며, e-beam 증착법으로 60 nm 두께의 ITO 전극을 형성 후 질소 분위기/$650^{\circ}$에서 30초 동안 RTA 공정을 진행하였다. Fig. 1에서 볼 수 있듯이 mesh, grid의 간격이 증가할수록 투명 전극이 차지하는 면적이 감소하여 투과도는 향상되는 반면, 투명 전극과 p-GaN과의 접촉 면적 또한 감소하므로 오믹 특성이 저하된다. 따라서 투과도 손실을 최소화하면서 우수한 전기적 특성을 확보하기 위해 mesh는 $20{\mu}m$, grid는 $10{\mu}m$ 간격의 구조로 각각 최적화하였다. 그 결과 박막 기반의 ITO 투명전극 대비 최대 약 10% 향상된 투과도를 확보하였으며, I-V Curve 결과를 통하여 p-GaN 기판과 mesh 구조의 ITO 전극 사이에 박막 기반의 투명 전극과 비슷한 수준인 $0.35{\mu}A(@5V)$의 전기적 특성을 확보하였다. 결과적으로 mesh, grid 기반 투명전극의 구조 최적화를 통하여 p-GaN과 원활한 오믹 접촉을 형성하는 동시에 기존 박막형 ITO 투명 전극 구조보다 높은 투과도를 확보할 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.16-21
• /
• 1999

Purpose : The aim of this study is to conform the possibility of the liquid type EPID as a QC tools to clinical indication and of replacement of the film dosimetry. Aditional aim is to describe a procedure for the use of a EPID as a physics calibration tool in the measurements of radiation beam parameters which are typically carried out with film. Method & Materials : In this study we used the Clinac 2100c/d with EPID. This system contains 65536 liquid-filled ion chambers arranged in a $256{\times}256$ matrix and the imaging area is $32.5{\times}32.5cm$ with liquid layer thickness of 1mm. The EPID was tested for different field sizes under typical clinical conditions and pixel values were calibrated against dose by producing images using various thickness of lead attenuators(lead step wedge) using 6 & 10MV x-ray. We placed various thickness of lead on the table of linear accelerator and set the portal vision an SDD of 100cm. To acquire portal image we change the field size and energy, and we recorded the average pixel value in a $3{\times}3$ pixel region of interest(ROI) at field center was recorded. The pixel values were also measured for different field sizes in order to evaluate the dependence of pixel value on x-ray energy spectrum and various scatter components. Result : The EPID, as a whole, was useful as a QA tool and dosimetry device. In mechanical check, cross-hair centering was well matched and the error was less than ?2mm and light/radiation field coincidence was less than 1mm also. In portal dosimetry the wider the field size the the higher the pixel value and as the lead thickness increase, the pixel value was exponentially decreased. Conclusions : The EPID was very suitable for QA tools and it can be used to measure exit dose during patients treatment with reasonable accuracy. But when indicate the EPID to clincal study deep consideration required

• 대한두경부종양학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.167-171
• /
• 2000

Objectives: To compare the outcomes of treatment with a focus on the effectiveness of the two primary techniques of radiation used for treating parotid gland malignancies. Materials and Methods: A retrospective analysis of 70 patients with parotid gland cancer treated between 1981-1997. Radiation was delivered through an ipsilateral field of high energy electron and photon in 37 patients(52.9%). Two wedge paired photon was used to treat in 33 patients(47.1%). The median dose was 60 Gy, typically delivered at 1.8-2.0Gy per fraction. The median follow-up times for surviving patients was 60 months. Results: The overall and disease free 5 year survival rates were 71.6% and 69.5%, respectively. Wedge paired photon and photon-electron treatment disease tree 5 year survival rates were 61.1% and 80.5%, respectively. Overall local failure rate was 18.6%. Local failure rate of wedge paired photon technique was higher than that of mixed beam technique. Late complication rate was 37.1%, but most of them were mild grade. Conclusion: Techniques of radiation were associated with local control. The technique of using an ipsilateral field encompassing the parotid bed and treated with high energy electrons often mixed photons was effective with minimal severe late toxicity. To irradiate deep sited tumors, we consider 3-D conformal treatment plan for well encompassing the target volume.

• 만화애니메이션 연구
• /
• 통권44호
• /
• pp.183-209
• /
• 2016

1997년 일본에서 개봉한 애니메이션 영화 <원령공주>는 일본 영화사상 최고의 관객동원 이라는 수치상의 기록 이외에도 미야자키 하야오 감독의 "작품의 집대성" 이라고 말한다. 그것은 미야자키 하야오의 분신이라 할 수 있는 스튜디오 지브리에 인적자원력, 기술력, 자금력 등의 외적인 조건들이라 생각되지만 내적으론 '사상적 이유'도 크다고 볼 수 있다. 그 '사상적 결산'이 무엇인지 미야자키 하야오 작품 중 극장용 애니메이션 <미래소년 코난> <루팡 3세 칼리오스트로의 성> <바람계곡의 나우시카> <천공의 성 라퓨타> <이웃의 토토로> <원령공주>를 중심으로 그의 작품 세계에 사상과 이념이 어떻게 생태주의(ecologism)와 환경주의 (environmentalism)적 관점들과 만났으며 어떤 방식으로 작품 속에 배열되었으며 어떤 연관성을 지니고 있는지를 분석함이 본 논문의 연구목적이다. 본 연구를 통하여 미야자키 하야오의 작품들은 확실한 테마를 가지고 있다는데 그의 작가적 면모가 있으며 그동안 다루어 왔던 주제를 요약하면 '생명의 존엄' '자연에 대한 사랑' '자연으로의 회귀' '자연과 인간의 공존' 등이며, 이 주제는 우리가 직면해 있는 문제들 가운데 중요순위에서 앞서는 것들이며 인간이 본질적으로 갈망하는 것들이기도 하다. 우리 사회의 다양한 경제적, 도덕적, 가치체계와 욕구를 조절하는 사회체계의 균형이 맞춰진다면 우리 사회는 자연생태에 조금 더 가까워 질 수 있다는 것을 유추할 수 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.17-21
• /
• 2007

밀도가 높고 주기적으로 배열된 실리콘 나노점이 실리콘 기판위에 형성 되었다. 실리콘 나노점을 형성하기 위해 사용된 나노패턴의 지름은 $15{\sim}40$ 나노미터(nm)이고 깊이는 40 nm 이었으며 기공과 기공 사이의 거리는 $40{\sim}80\;nm$ 이었다. 나노미터 크기의 패턴을 형성시키기 위해서 자기조립물질을 사용했으며 폴리스티렌(PS) 바탕에 벌집형태로 평행하게 배열된 실린더 모양의 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)의 구조를 형성하였다. 폴리메틸메타아크릴레이트를 아세트산으로 제거하여 폴리스티렌만 남아있는 나노크기의 마스크를 만들었다. 형성된 나노패턴에 전자빔 기상증착장치를 사용하여 금 박막을 $100\;{\AA}$ 증착하고 리프트오프(lift-off) 방식으로 금 나노점을 만들었다. 형성된 금 나노점을 불소기반의 화학반응성 식각법을 이용하여 식각하고 황산으로 제거하였다. 형성된 실리콘 나노점의 지름은 $30{\sim}70\;nm$였고 높이는 $10{\sim}20\;nm$ 였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제16권2호
• /
• pp.104-109
• /
• 2005

암치료에 사용되고 있는 광역학 치료는 환자에게 광민감제를 투여하고 다이오드 레이저(630 nm)를 조사하여 생성되는 단일상태 산소와 자유 라디칼에 의해 암조직을 괴사시키는 치료방법이다. 현재 광역학 치료의 문제점은 부피가 큰 종양이나 고형암에서는 빛이 종양전체를 투과할 수 없으므로 광역학 치료의 효과가 떨어지는 것이다. 따라서 이 문제를 해결하기 위하여 간질성 광역학 치료법을 개발하고자 한다. 생체조직내의 정확한 광선량 측정이 간질성광역학치료의 효과에 매우 중요한 영향을 주므로, 실험 연구에 사용된 계수는 실제 생체조직의 광학 계수이다. 생체조직 대부분은 가시광선영역에서 큰 산란계수를 가지며, 투과 깊이에 많은 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 가시영역에서의 인체조직의 투과깊이는 약 $15\~20mm$이었다. 몬테칼로 시뮬레이션(Monte Carlo simulation)을 이용하여 생체조직내의 광전파, 광선량, 에너지율, 투과깊이를 잘 측정할 수 있음을 알았다. 그리고 이 시뮬레이션 결과를 가지고 고형암에 간질성 광역학 치료를 하여 치료효과를 확인하였다.