• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제45권3호
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• pp.128-137
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• 2024

It is necessary to develop a pulsatile Extracorporeal Membrane Oxygenator (p-ECMO) with counter-pulsation control(CPC), which ejects blood during the diastolic phase of the heart rather than the systolic phase, due to the known issues with conventional ECMO causing fatal complications such as ventricular dilation and pulmonary edema. A promising method to simultaneously detect the pulsations of the heart and p-ECMO is to analyze blood pressure waveforms using deep neural network technology(DNN). However, the accurate detection of cardiac rhythms by DNNs is challenging due to various noises such as pulsations from p-ECMO, reflected waves in the vessels, and other dynamic noises. This study aims to evaluate the accuracy of DNNs developed for CPC in p-ECMO, using human-like blood pressure waveforms reproduced in an in-vitro experiment. Especially, an experimental setup that reproduces reflected waves commonly observed in actual patients was developed, and the impact of these waves on DNN judgments was assessed using a multiple DNN (m-DNN) that provides accurate determinations along with a separate index for heartbeat recognition ability. In the experimental setup inducing reflected waves, it was observed that the shape of the blood pressure waveform became increasingly complex, which coincided with an increase in harmonic components, as evident from the Fast Fourier Transform results of the blood pressure wave. It was observed that the recognition score (RS) of DNNs decreased in blood pressure waveforms with significant harmonic components, separate from the frequency components caused by the heart and p-ECMO. This study demonstrated that each DNN trained on blood pressure waveforms without reflected waves showed low RS when faced with waveforms containing reflected waves. However, the accuracy of the final results from the m-DNN remained high even in the presence of reflected waves.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제5권1호
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• pp.57-65
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• 2001

목적 : 초고속 Echo Planar Imaging (EPI) 의 데이터 측정시간을 반으로 단축시킨 half courier EPI와 임상에서 널리 사용하는 $T_2$ 강조 영상을 결합한 $T_2$-weighted half courier EPI(T2HEPl) 영상기법을 제안하였다. 제안한 방법으로 강한 $T_2$ 대조도를 갖는 $128{\times}128$의 고해상도 EPI 영상을 single scan으로 얻고자 한다. 대상 및 방법 : 초고속 EPI 기법의 데이터 측정시간을 줄이기 위하여 k-space의 절반만을 측정하고, 나머지 절반은 conjugate symmetry 성질을 이용하여 재구성한다. 따라서 64개의 에코로 $128{\times}128$의 고해상도 single shot 영상을 얻을 수 있다. 또한 k-space 데이터의 순서를 시간 축에서 조절하여 강한 $T_2$ 대조도를 갖는 영상을 얻을 수 있다 Eddy current의 영향으로 phase encoding 방향으로 잔류 경사자계가 있을 경우 측정된 데이터들은 k-space에서 이동이 되며 , 이것은 재구성 영상에 심각한 문제점을 초래하게 된다. 본 논문에서는 pre-scan에서 얻은 기준 데이터와 dc에 해당하는 에코간의 상관도를 측정하여 이동을 추정하며, 초기의 phase encoding gradient의 크기를 조정하여 이러한 이동을 제거한다. 결과 : 제안한 $T_2$-weighted half courier EPI 영상기법을 1.0 Tesla 전신 MRI 시스템에 적용하였다. 실험 조건은 single shot으로 TR은 무한대이고, TE는 72ms와 96ms로 설정하였다. 제안한 영상기법을 이용하여 single scan으로 강한 $T_2$ 대조도를 갖는 128x128의 고해상도 EPI 영상을 얻을 수 있었다. 결론 : 제안한 Half Fourier기법을 이용하여 기존의 $64{\times}64$ 영상보다 해상도를 높인 $128{\times}128$ EPI영상을 single scan으로 얻을수 있었으며, 에코의 적절한 배치를 통해 임상에서 널리 사용되는 $T_2$ 대조도를 얻을 수 있었다. 제안한 방법은 특별한 하드웨어의 추가 없이, 펄스 시퀀스와 tuning 및 재구성 알고리즘 등의 소프트웨어적인 방법만으로 구현이 가능하여 많은 임상 응용이 기대된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제32권1호
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• pp.57-63
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• 2017

식품 중 이물은 크기, 형태 및 종류가 다양하기 때문에 정확한 동정이나 감별이 어려운 경우가 있다. 이러한 이물의 종류 및 혼입경로를 파악하기 위해서는 형태학적 분석, 화학적 분석, 생물학적 분석 등의 다양한 분석법을 이용할 수 있다. 특히 동물 털(머리카락 포함) 이물은 그 형상이 유사하고 구분이 쉽지 않아 감별에 있어서 어려움이 있어 신속, 정확한 검사를 수행할 수 있는 시험법을 마련해야 할 필요가 있다. 동물 털은 보온, 보호 등 상징적 기능뿐만 아니라 특이적인 모양에 따른 방수, 방열 등 형태학적 구조와 상관적인 역할이 병행된다. 털은 유전적이거나 환경적 변이에 따른 모낭이 다양한 유형의 모발로서 발전시키기도 하고 퇴화시키기도 함으로써 신체 부위에 따라 길이나 굵기를 달리한다. 또한 동물 털의 구조는 중심부에 모수질, 그 외측에 모피질과 모표피 등으로 구성되어 형태학적 특징에 따라 분별되므로 본 연구에서는 식품에 혼입된 이물로 혼입된 사례가 있거나 혼입될 가능성이 있는 동물 털을 형태학적 관찰과 기기분석에 따른 비교를 살펴보고자 하였다. 형태학적 특성을 관찰하기 위해 실체현미경, 광학현미경, 주사현미경 및 SUMP법을 이용하여 측정한 결과, 털의 모표피, 모수질의 형태로 종류를 판별할 수 있었다. 무기성분의 조성을 분석하기 위해 X선 형광분석기로 측정한 결과, 모든 털의 주원소는 황(S)이었다. 유기성분의 구조적 특성을 분석하기 위해 적외선 분광광도계로 측정한 결과, 털은 모두 유사한 스펙트럼 패턴을 나타내었다. 이러한 결과를 볼 때 이물의 동물 털 여부는 X선 형광분석기와 적외선 분광광도계로 확인이 가능하고, 자세한 종류를 판별하기 위해서는 형태학적 분석이 필요한 것을 알 수 있었다. 각 검체들을 시료화 해놓는다면 식품에서 동물 털이 발견되었을 때 신속하게 종의 판별이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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• pp.179-200
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• 1996

The intrinsic instabilities of fluid flow occurred in the melt of the Czochralski crystal growth system Czochralski method, asymmetric flow patterns and temperature profiles in the melt have been studied by many researchers. The idea that the non-symmetric structure of the growing equipment is responsible for the asymmetric profiles is usually accepted at the first time. However further researches revealed that some intrinsic instabilities not related to the non-symmetric equipment structure in the melt could also appear. Ristorcelli had pointed out that there are many possible causes of instabilities in the melt. The instabilities appears because of the coupling effects of fluid flow and temperature profiles in the melt. Among the instabilities, the B nard type instabilities with no or low crucible rotation rates are analyzed by the visualizing experiments using X-ray radiography and the 3-D numerical simulation in this study. The velocity profiles in the Silicon melt at different crucible rotation rates were measured using X-ray radiography method using tungsten tracers in the melt. The results showed that there exits two types of fluid flow mode. One is axisymmetric flow, the other is asymmetric flow. In the axisymmetric flow, the trajectory of the tracers show torus pattern. However, more exact measurement of the axisymmetrc case shows that this flow field has small non-axisymmetric components of the velocity. When fluid flow is asymmetric, the tracers show random motion from the fixed view point. On the other hand, when the observer rotates to the same velocity of the crucible, the trajectory of the tracer show a rotating motion, the center of the motion is not same the center of the melt. The temperature of a point in the melt were measured using thermocouples with different rotating rates. Measured temperatures oscillated. Such kind of oscillations are also measured by the other researchers. The behavior of temperature oscillations were quite different between at low rotations and at high rotations. Above experimental results means that the fluid flow and temperature profiles in the melt is not symmetric, and then the mode of the asymmetric is changed when rotation rates are changed. To compare with these experimental results, the fluid flow and temperature profiles at no rotation and 8 rpm of crucible rotation rates on the same size of crucible is calculated using a 3-dimensional numerical simulation. A finite different method is adopted for this simulation. 50×30×30 grids are used. The numerical simulation also showed that the velocity and flow profiles are changed when rotation rates change. Futhermore, the flow patterns and temperature profiles of both cases are not axisymmetric even though axisymmetric boundary conditions are used. Several cells appear at no rotation. The cells are formed by the unstable vertical temperature profiles (upper region is colder than lower part) beneath the free surface of the melt. When the temperature profile is combined with density difference (Rayleigh-B nard instability) or surface tension difference (Marangoni-B nard instability) on temperature, cell structures are naturally formed. Both sources of instabilities are coupled to the cell structures in the melt of the Czochralski process. With high rotation rates, the shape of the fluid field is changed to another type of asymmetric profile. Because of the velocity profile, isothermal lines on the plane vertical to the centerline change to elliptic. When the velocity profiles are plotted at the rotating view point, two vortices appear at the both sides of centerline. These vortices seem to be the main reason of the tracer behavior shown in the asymmetric velocity experiment. This profile is quite similar to the profiles created by the baroclinic instability on the rotating annulus. The temperature profiles obtained from the numerical calculations and Fourier transforms of it are quite similar to the results of the experiment. bove esults intend that at least two types of intrinsic instabilities can occur in the melt of Czochralski growing systems. Because the instabilities cause temperature fluctuations in the melt and near the crystal-melt interface, some defects may be generated by them. When the crucible size becomes large, the intensity of the instabilities should increase. Therefore, to produce large single crystals with good quality, the behavior of the intrinsic instabilities in the melt as well as the effects of the instabilities on the defects in the ingot should be studied. As one of the cause of the defects in the large diameter Silicon single crystal grown by the

• 분석과학
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• 제25권2호
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• pp.121-126
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• 2012

한지기록물의 상태를 평가하는 데 있어 기록물의 훼손을 방지하는 것은 필수적인 요소이다. 사용된 공시재료는 1900년대 생산된 한지기록물을 사용하였다. 이 종이 기록물의 상태를 평가하기 위하여 비파괴적 분석기인 12,500~4,000 $cm^{-1}$ 파장영역을 가진 푸리에변환(FT) 근적외선 분광 분석기를 이용하였다. 푸리에변환 방식의 간섭계는 뛰어난 정밀도와 정확도를 가지며, 신호-대-잡음비가 가장 우수 하여 정량 분석에서 가장 많이 사용되고 있다. 한지기록물의 산성도와 함수율을 적분구(integrating sphere)의 확산반사로 사용하여 측정하였다. 산성도(pH)의 경우에 전처리를 하지 않았을 때의 상관계수($R^2$)는 0.92, 표준예측오차(SEP)는 0.317이었고, 전처리를 하였을 때의 $R^2$는 0.98, SEP는 0.208 이었다. 그리고 함수율의 경우 산성도와 달리 전처리를 하지 않았을 경우에도 $R^2$와 SEP는 각각 0.99와 0.458로 확인 되었다. 전처리 중 다산란 보정방법(MSC)의 경우에는 $R^2$가 0.97, SEP가 0.558로 증가하는 것을 확인 할 수 있어 함수율은 전처리를 하지 않았을 때가 좋은 결과가 나오는 것으로 확인 되었다. 이러한 결과를 통해 비파괴적인 분석방법으로 한지기록물을 적분구와 FT 근적외선 분광 분석기를 이용하여 한지의 상태를 정확히 평가할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권3호
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• pp.158-171
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• 2023

고려시대 유적인 진도 용장성 왕궁지 G지구 건물지에서 내부에 유기물이 채워진 도기호가 출토되었다. 문화유산에 남아 있는 유기물은 동물과 식물자원에서 유래된 것으로, 과거 생활사 복원에 의미있는 정보를 제공하면서 최근 주목을 받아왔다. 이 연구는 진도 용장성 왕궁지에서 발견된 도기호 내부 유기물의 특성을 과학적 분석을 통해 파악하고자 수행되었다. 이와 함께 천연수지를 규명하기 위한 분석 방법을 검토하고 천연수지별 특성 성분을 확보하여 향후 기초자료로 활용하고자 하였다. 먼저 도기호 내부 유기물은 적외선 분광법과 질량분석법을 이용하여 특성 성분을 분석하였다. 적외선 스펙트럼 특성으로는 천연수지로 추정되었으며, 기체 크로마토그래피 질량분석을 통해 유기물의 주성분은 분자량이 204인 세스퀴테르펜(sesquiterpenes) 계열의 화합물(C₁₅H₂₄)과 유도체물로 확인되었다. 천연수지인 옻칠은 알켄류, 알칸류, 카테콜이 주성분이며, 송진은 수지산(아비에틱산, 피마릭산), 황칠은 세스퀴테르펜 계열의 화합물(셀레넨, 뮤뮬렌, 칼라메넨 등)이 주성분으로 확인되어, 도기호 내부 유기물은 황칠로 규명할 수 있었다. 황칠나무에서 삼출되는 황칠은 예부터 천연도료로 알려진 전통 재료로, 700년이 지난 황칠에서도 특성 성분은 잘 보존되어 있음을 알 수 있었다. 초석 인근에서 발견된 도기호는 진단구로, 내부에 담긴 황칠은 도료로 사용하기 위해 보관되기보다는 건물을 세울 때 진단용(ritual purposes)으로서 매장한 것으로 추정할 수 있다. 또한 시료 전처리가 간소화된 열분해 기체 크로마토그래피 질량분석 결과에서도 도기호 내부 유기물의 열분해산물이 황칠의 특성 성분과 유사하게 검출됨에 따라 향후 문화유산에 사용된 천연수지 규명에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.253-263
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• 2013

광학측정기법 중 주파수 스캐닝 간섭계는 기존 3차원 측정기법과 비교하여 광학 하드웨어 구조가 측정과정동안 고정되어 있어, 대물렌즈나 대상물체의 수직 스캐닝 없이 단지 광원의 주파수만 특정한 주파수 밴드내에서 스캐닝 하여 대상물체에 주사되므로, 우수한 광학 측정 성능을 보인다. 광원의 주파수를 변경하여 간섭계를 통해 간섭 영상을 획득한 후, 밝기 영상 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환하고, 고속 푸리에 변환을 통한 주파수 분석을 이용하여 대상 물체의 높이 정보를 계측한다. 하지만, 대상물체의 광학적 특성에 기인한 광학노이즈와 주파수 스캐닝동안 획득되는 영상의 수에 따라 증가하는 영상처리시간은 여전히 주파수 스캐닝 간섭계의 문제이다. 이를 위해, 1) 편광기반 주파수 스캐닝 간섭계가 광학 노이즈에 대한 강인성을 확보하기 위해 제안되어진다. 시스템은 주파수 변조 레이저, 참조 거울 앞단의 ${\lambda}/4$ 판, 대상 물체 앞단의 ${\lambda}/4$ 판, 편광 광분배기, 이미지 센서 앞단의 편광기, 광섬유 광원 앞단의 편광기, 편광 광분배기와 광원의 편광기 사이에 위치하는 ${\lambda}/2$ 판으로 구성된다. 제안된 시스템을 이용하여, 편광을 기반으로한 간섭이미지의 대조대비를 조절할 수 있다. 2) 신호처리 고속화 방법이 간섭계 시스템을 위해 제안되며, 이는 그래픽 처리 유닛(GPU)과 같은 병렬처리 하드웨어와 계산 통합 기기 구조(CUDA)와 같은 프로그래밍 언어로 구현된다. 제안된 방법을 통해 신호처리 시간은 실시간 처리가 가능한 작업시간을 얻을 수 있었다. 최종적으로 다양한 실험을 통해 제안된 시스템을 정확도와 신호처리 시간의 관점으로 평가하였고, 실험결과를 통해 제안한 시스템이 광학측정기법의 실적용을 위해 효율적임을 보였다.

• 청정기술
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• 제17권1호
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• pp.48-55
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• 2011

생활환경 수준의 이황화 메틸과 같은 황화 유기화합물의 제어를 위하여 섬유형 활성탄소-이산화 티타늄 복합재를 이용한 연구는 아직까지 보고되지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 섬유형 활성탄소-이산화 티타늄 복합재를 제조하여 엑스선 회절법, 입자 비표면 측정법 및 적외선 분광법을 이용하여 광학적/표면 특성을 조사하고 활성을 평가하기 위하여 황화 이메틸의 제거 효율을 결정하였다. 섬유형 활성탄소-이산화티타늄 복합재의 물리적/표면 특성 조사에서 이 복합재가 광촉매적 활성도를 가지는 것으로 나타났다. 비표면적, 총 기공크기, 마이크로 기공크기 및 메조 기공크기의 경우에 이산화티타늄 코팅량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 그러나 평균 기공크기는 이산화티타늄 코팅량이 증가함에 따라 오히려 증가하였다. 또한, 코팅된 이산화티타늄이 섬유형 활성탄소 자체의 황화 이메틸에 대한 흡착능에 영향을 거의 미치지 않는 것으로 나타났다. 섬유형 활성탄소-이산화티타늄 복합재의 활성도 조사시험에서, 황화 이메틸의 초기 제거효율은 4가지 유량 조건(0.5, 1.0, 1.5, 2.0 L/min)에서 각각 93, 78, 71 및 57%로 나타났고, 4가지 유량 조건 모두에서 2시간째에는 제거효율이 다소 감소하였다가 그 이후에는 거의 일정하게 유지되었다. 유사 평형상태에서, 황화 이메틸 평균 제거효율은 4가지 유량조건에서 각각 75, 58, 53 및 36%로 나타났다. 한편, 섬유형 활성탄소-이산화티타늄 복합재의 표면상에서 부산물들은 관찰되지 않았다. 따라서, 본 연구에서 이용한 실험 조건에서, 섬유형 활성탄소-이산화티타늄 복합재가 부산물에 의한 큰 영향 없이 생활환경 수준의 황화 이메틸을 제어하는데 활용될 수 있는 것으로 제안된다.

• 공업화학
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• 제25권5호
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• pp.455-462
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• 2014

유러퓸-활성화 스트론튬 오쏘실리케이트($Sr_2SiO_4:Eu^{2+}$) 황색 형광체 분말의 소수성 코팅을 위하여 상압 유전체배리어 방전 플라즈마가 사용되었다. 전구물질은 헥사메틸다이실록세인(HMDSO), 톨루엔 및 n-헥세인이었으며, 운반기체는 아르곤이었다. 엑스선 회절분석 결과 플라즈마 코팅 처리 후에도 오쏘실리케이트의 격자구조는 변화가 없는 것으로 나타났다. 플라즈마 코팅된 형광체 분말의 특성은 주사전자현미경, 형광분광광도계, 접촉각 분석을 통해 조사되었다. HMDSO를 사용한 형광체 분말의 소수성 코팅시 물 접촉각은 $21.3^{\circ}$ (코팅 전)에서 $139.5^{\circ}$ (최대 $148.7^{\circ}$)로 증가되었고, 글리세롤 접촉각은 $55^{\circ}$ (코팅 전)에서 $143.5^{\circ}$ (최대 $145.3^{\circ}$)로 증가되었는데, 이 결과는 형광체 분말 표면에 소수성 박막 층이 잘 형성되었음을 나타낸다. 퓨리에변환적외선분광기 및 엑스선광전자분광기를 이용한 표면분석을 통해서도 형광체 분말에 소수성 박막 층이 잘 형성되어 있음을 알 수 있었다. HMDSO를 사용한 소수성 코팅 후 형광체의 광발광 효율이 증가하는 것으로 나타났으나, 톨루엔과 n-헥세인을 전구물질로 사용했을 때는 광발광 효율이 다소 저하되었다. 본 연구의 결과는 유전체배리어방전 플라즈마가 분말 형태인 형광체의 코팅에 이용될 수 있는 실용적인 방법임을 나타낸다.

• 자원환경지질
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• 제22권2호
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• pp.91-102
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• 1989

The gravity measurement has been conducted at 61 stations with an interval of about 500 to 1,000 m along two survey lines of about 47 Km between $Chungju-Jech{\check{o}}n$ and $Salmi-D{\check{o}}cksanmy{\check{o}}n$ in order to study on the subsurface geologic structure and structural relation between $Okch{\check{o}}n$ Group and Great Limestone Group of $Chos{\check{o}}n$ Supergroup. The Bouger gravity anomalies were obtained from the reduction of the field observations, and the distribution patterns of the basement and subsurface geologic structure were interpreted by means of the Fourier-Series and Talwani method for two-dimensional body. The depth of Conrad discontinuity varies from 12.7 Km to 15.7 Km, and vertical displacements along the Osanri and Bonghwajae faults are 1.0 Km and 1.5 Km, respectively between Chungju and $Jech{\check{o}}n$. The depth of Conrad discontinuity varies from 13.8 Km to 15.4 Km, and vertical displacement along the Bonghwajae fault is 0.5 Km between Salmi and $D{\check{o}}cksanmyon$. The basement is widely exposed at several places between Chungju and $Jech{\check{o}}n$. In the unexposed area between Osanri and $W{\check{o}}lgulri$, its depth is from 1.5 Km to 2.1 Km. It is displaced downward along the Osanri and Bonghwajae faults by 0.8 Km and 0.6 Km, respectively, and is displaced upward along the Dangdusan fault by 1.6 Km. On the other hand, the depth of the basement varies abruptly by the Sindangri, Jungwon, Kounri, and Bonghwajae faults between Salmi and $D{\check{o}}cksanmy{\check{o}}n$, and it is from 2.8 Km to 3.2 Km around $Salmimy{\check{o}}n$, from 1.6 Km to 2.5 Km between the Sindangri and Bonghwajae faults, 3.0 Km near Koburangjae, and 2.5 Km at $Doj{\check{o}}nri$. The high Bouguer gravity anomalies are due to the accumulation of $Okch{\check{o}}n$ Group and $Jangs{\check{o}}nri$ Metamorphic Complex whose density is higher than the basement exposed between Sondong and Osanri, and imply the existance of Bonghwajae Metabasite or hornblende gabbro of high density distributed along the Bonghwajae fault in the vicinity of Koburangjae. The low Bouguer gravity anomalies resulted form the fracture zone associated with fault or rock of low density imply the existance of the Osanri, Bonghwajae, Dangdusan faults and $Daed{\check{o}}cksan$ thrust between Chungju and $Jech{\check{o}}n$, the uplift of the basement by the Sindangri, Jungwon, Kounri, and Bonghwajae faults, and extensive distribution of Cretaceous biotite granites between Salmi and $Docksanmy{\check{o}}n$. The thickness of $Okch{\check{o}}n$ metasediments varies from 1.5 Km to 3.2 Km, and that of Great Limestone Group of $Chos{\check{o}}n$ Supergroup from 200 m to 700 m. It is interpreted that $Okch{\check{o}}n$ Group is in contact with Great Limestone Group of $Chos{\check{o}}n$ Supergroup by the fault zones of the Bonghwajae and $Daed{\check{o}}cksan$ faults, and the Bongwhajae fault is a thrust of high angle, by which the east of the basement is displaced downward 0.5 Km between Chungju and lechon, and 1.0 Km between Salmi and $D{\check{o}}cksanmy{\check{o}}n$.