• Nuclear Engineering and Technology
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• 제6권4호
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• pp.239-247
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• 1974

방사선 안전관리의 효과적인 연구를 위해 유사인체 모형을 설계, 제작하였다. 이 모형의 치수는 한국인의 체격과 근사하게 맞추었으며 두께 2.5cm인 포리에칠렌판 35매로 구성되었다. 유사인체모형의 표면에 착용한 열형광 설량계(Disc type TLD)로써 외부 ${\gamma}$-방사선에 의한 신체특정부위의 피폭선량을 측정하였으며, 아울러 깊이에 따른 흡수선량에 대해서 열형광 선량계(micro rod type TLD)로써 측정하여 결정장기 부위의 각단면에 대한 등가선량선을 얻었다. 선량측정은 방사선 작업자의 작업환경조건에 유사하도록 유사인체 모형에 대해 배치하고 여러 입사방항에 대해서 실시하였다. 그 결과 Cs-137, ${\gamma}$-방사선에 대하여 두께 20cm인 유사인체 모형에서의 감쇄는 0.439였으며 이는 보고된 자료들과 잘 일치하였다.

• ETRI Journal
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• 제41권6호
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• pp.850-862
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• 2019

This work investigated three-dimensional (3D) focused microwave thermotherapy (FMT) at 925 MHz for a human tissue mimicking phantom using the time reversal (TR) principle for musculoskeletal disorders. We verified the proposed TR algorithm by evaluating the possibility of 3D beam focusing through simulations and experiments. The simulation, along with the electromagnetic and thermal analyses of the human tissue mimicking phantom model, was conducted by employing the Sim4Life commercial tool. Experimental validation was conducted on the developed FMT system using a fabricated human tissue mimicking phantom. A truncated threshold method was proposed to reduce the unwanted hot spots in a normal tissue region, wherein a beam was appropriately focused on a target position. The validation results of the simulation and experiments obtained by utilizing the proposed TR algorithm were shown to be acceptable. Effective beam focusing at the desired position of the phantom could be achieved.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.534-540
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• 2013

휴대전화의 이용이 증가하면서, 손에 미치는 전자파의 영향에 대한 관심이 증가하고 있다. IEC TC106에서도 휴대전화의 전자파 인체 노출량 평가 방법 표준에 손 영향을 반영하기 위하여 국제적인 교류 연구가 활발하게 진행되고 있다. 현재 상용화된 손 팬텀은 평균 서양인 손을 이용하고 있을 뿐만 아니라, 한 가지 형태의 파지(把持)만 가능하기 때문에, SAR 측정 결과에 대한 분석에 제한이 많은 실정이다. 손의 영향을 제대로 분석하기 위해서는 다양한 형태의 파지가 가능한 손 팬텀이 필요하다. 또한, 국내 환경에 맞는 손 팬텀의 개발이 필수적이다. 본 논문에서는 다양한 형태의 파지가 가능한 835 MHz 대역과 1,800 MHz 대역의 한국인의 젤리형 손 팬텀을 제작하였다. 제작된 손 팬텀의 전기적 특성은 비유전율과 도전율이 CTIA(미국이동통신산업협회) 권고 기준 값의 ${\pm}10%$이내로서, CTIA에서 제시하는 오차 기준(${\pm}20%$)보다 더 우수한 특성을 나타냈다. 또한, 손 팬텀의 3D CAD(3차원 컴퓨터 이용 설계) 파일을 개발하여 손에 의한 SAR 영향 분석을 위한 시뮬레이션에서 활용할 수 있도록 하였다. 본 연구를 통해 제작된 젤리형 손 팬텀과 3D 파일은 휴대 전화의 손 영향에 대한 연구에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 본다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제40권3호
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• pp.172-180
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• 2003

본 연구에서는 자기공명영상(MRI)에서 수소 원자핵의 공명주파수(PRF) 방법을 기반으로 인체 종아리 근육 외부의 열원에 의해 근육 내부로 열원이 전달되는 과정을 비침습적으로 관찰하는 방법을 제시한다. 열전달과정을 온도 변화로 측정하였는데 온도 영상의 안정성 및 보정 실험은 phantom을 이용하였고 온도의 변화는 phantom과 인체 모두에서 측정하였다. Phantom 실험은 agarose gel을 중탕하여 약 50℃까지 가열시킨 후 1시간의 냉각과정 동안 매 3분마다 데이터를 획득하였다. 인체 실험에서는 지원자의 종아리(the calf)에 hot pack을 이용하여 열을 전달하였다. Hot pack을 발열시키기 전에 기준 데이터를 1번 획득하고, 발열시킨 후부터 매 2분마다 30분 동안 데이터를 획득하였다. 획득된 영상 데이터는 위상차 영상으로 재구성된 다음 각 ROI에서의 평균 위상차를 관측하였다. 온도를 34.2∼50.2℃의 범위에서 변화시켰을 때 phantom의 위상차는 온도 변화에 대해 선형적으로 변하였다. 이 범위에서 측정된 온도의 해상도는 0.0457 radian/℃(0.0038 ppm/℃)였다. 인체 실험에서는 각 영상에서 hot pack과 가까운 위치의 평균 위상차가 hot pack과 먼 위치의 평균 위상차보다 작은 값을 나타냈다 이를 통해 같은 영상 단면에서도 열원(heat source)과의 거리에 따라서 온도 변화가 다르게 나타나는 것을 관찰할 수 있었다. 본 연구를 통해 PRF방법을 이용하여 MRI에서도 비침습적으로 인체 내부의 열전달과정을 관측하였고 이로서 온열치료 시 MRI가 임상적 이용 가능성이 있음을 확인하였다.

• 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.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.529-535
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• 2020

Geant4는 C++ 언어사용에서 windows 운영체계와 호환이 가능해져, DICOM이나 소프트웨어를 연계하는 인터페이스 기능이 가능해졌다. 기하학적 고형물에 의해 인체 장기를 나타내는 팬텀은 치료나 진단에서 선량 계획과 같은 의학 용도에 널리 사용된다 방사선 방호 목적을 위해서는 에너지가 몇 keV의 일때 설명의 유효성을 보여주는 것일 여전히 필요하다. 본 연구에서는 Geant4 시뮬레이션을 통해 저 keV부터 고 keV까지 다양하게 에너지를 선택하여 인간 팬텀중 일부분을 선택하여 광자 병렬 평면 필드에서 조사했을 때 그 장기에 대한 방사선량을 구하고 Zankl의 승인된 방법에 의해 얻은 결과에 대해 결과를 비교 검증하고자 한다. 몬테카롤로 코드를 사용하여 장기 선량을 평가하는 것의 중요성은 시뮬레이션의 다양한 묘사 및 특성에 의해 중성자, 양성자, 파온 등과 같은 빔의 여러 가지 유형의 입자와 Gev와 같은 높은 에너지에도 적합하다는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1095-1103
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• 2014

WBAN은 다양한 응용 가능성 때문에 최근 들어 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 기기의 위치에 따른 WBAN 통신 환경에 적합한 몇 가지 안테나와 모의 인체 제작에 대하여 소개하고자 한다. WBAN 시스템은 인체 내부 및 인체 표면에서 동작하므로 고유전율 및 고도전율을 갖는 인체 매질에 대한 영향을 고려해야 하며, 특히 안테나는 근역장 매질 특성에 따라 안테나의 방사 특성 및 반사 손실 특성이 변하게 되므로, 이를 고려한 안테나 설계가 요구된다. 또한, 안테나의 인체 영향을 고려하기 위해 모의 인체를 이용해 안테나를 설계하고 측정하였다. 서론에서는 WBAN 통신 채널의 분류를 소개하고, 각각의 통신 채널에 적합한 안테나의 특성에 대해 간단히 언급하였다. 제안된 몇 가지 안테나 사례 및 모의 인체 구현에 대하여 논의하였다. 결론에서는 안테나 설계 시 고려해야 할 사항과 향후 연구에 대해 언급하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권1호
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• pp.87-95
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• 2015

목 적 : 안와 주변 방사선 치료 시 수정체 피폭선량감소를 위하여 사용된 2차 차폐 block의 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : Human phantom(Alderson Rando Phantom, The Phantom Laboratory, USA)을 사용하여 CT(Somatom Definition AS, Siemens, Germany) 모의촬영 후 전산화치료계획시스템(Pinnacle, PHILIPS, USA)을 통해 실제 치료와 유사한 IMRT치료계획을 실시하였다. 2차 차폐를 위하여 두께 3mm 지름 25 mm의 납판과 3 mm tungsten eye-shield block(Extra small size, Radiation Products Design, Inc, USA)를 사용하였으며, TPS(Treatment Planning System) 상의 lens dose와 모의치료 상의 lens dose를 OSLD로 측정 비교하였다. 또한, 5 cm 두께의 acrylic phantom에 동일한 조건의 2차 차폐물인 3 mm 납판과 tungsten eye-shield block을 사용하여 200 MU(6 MV, SPD(Source to Phantom Distance)=100 cm, $F{\cdot}S\;5{\times}5cm$)를 조사 및 측정하였으며, 조사야 밖의 누설선 및 투과방사선 영향을 제한시키고자 8 cm 납블럭(O.S.B: Outside Scatter Block)을 적용하여 위와 동일한 실험을 시행하였다. 조사야로부터 1 cm 이격하여 phantom 끝 옆면에 OSLD(Optically Stimulated Luminescence Dosimeter)를 부착하였고, eyelid의 두께에 해당하는 bolus 3 mm를 적용하였다. 결 과 : human phantom을 이용하여 IMRT 치료계획 상의 Lens dose와 실 측정치는 각각 315.9, 216.7 cGy가 측정되었고, 3 mm 납판과 tungsten eye-shield block으로 2차 차폐 후 각각 234.3, 224.1 cGy가 측정되었다. acrylic phantom을 이용한 실험 결과는 no block, 3 mm 납판, tungsten eye-shield block을 사용했을 때 5.24, 5.42, 5.39 cGy가 측정되었으며, 조사야 밖에 O.S.B를 적용하여 no block, 3 mm 납판, tungsten eye-shield block을 실험한 결과 각각 1.79, 2.00, 2.02 cGy가 측정되었다. 결 론 : 광자선 조사 시 critical organ을 보호하기 위하여 2차 차폐를 적용할 시에는 field 외부일지라도 헤드 누설방사선 및 collimator & MLC 투과방사선이 존재하므로 치료부위와 beam 방향에 따라 금속과 같은 높은 원자번호의 차폐물질이 critical organ근처에 있다면 선량 증가의 원인이 될 수 있다는 사실을 알 수 있었다. 따라서 피폭선량 감소를 위한 2차 차폐의 시도는 분명 의미가 있었으나 미 검증된 시도는 오히려 역효과를 가져올 수 있다는 사실을 인지하여 QA를 통해 목적에 부합하는 결과가 나오는지를 사전에 알아보아야 할 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.895-900
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• 2019

초음파는 인체에 무해하다고 알려져 산부인과에서 태아의 진단 및 발육상태 확인을 위해 널리 이용되고 있다. 진단 초음파의 장시간 사용은 체온 변화를 야기할 수 있지만 초음파로 인한 임신부의 자궁온도 변화에 대한 연구가 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 자체 제작한 자궁모형팬텀을 이용하여 초음파 주사시간에 따른 온도 변화를 알아보고자 하였다. 조직등가 물질인 아크릴과 돼지 자궁을 이용하여 인체 자궁과 유사한 자궁모형팬텀을 자체 제작하였으며 초음파 장비와 4MHz convex probe를 사용하였다. 아크릴 수조 내부, 자궁내부, 대기온도 측정을 위해 3개의 탐침형 온도계를 설치하였고 측정대상의 온도를 분단위로 6시간, 총 361회 측정 한 결과 자궁모형팬텀의 온도가 상승되었음을 확인하였다. 본 연구를 통해 초음파로 인한 인체 체온 상승의 가능성을 확인 할 수 있었고 본 연구가 초음파 열 흡수효과 연구의 기초자료로 활용 될 것이라 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.929-937
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• 2023

3D 프린터를 이용하여 제작되는 인체 등가 팬텀은 기존의 인체 팬텀에 비해 저렴하고 단시간에 제작이 가능하다. 다만, 3D 프린터 출력 설정 변수 중 하나인 내부채움(Infill Density)을 100 % 미만으로 하여 제작되는 팬텀이 다수이다. 따라서 본 연구는 3D 프린터를 이용하여 제작된 다섯 개의 Infill 비율을 달리한 Bone 팬텀의 CT number를 실제 인체 Bone의 CT number와 비교하였다. 또한, Infill 100 %의 팔굽 관절 팬텀을 제작하여 컴퓨터 단층촬영(CT)에서 각 조직 별 CT number 비교를 통해 Infill을 100 %로 설정하여 제작된 팬텀에 대한 유용성을 평가하였다. 그 결과 Infill 100 %로 출력한 Bone 팬텀이 실제 인체 Bone의 CT number 값과 가장 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았고, Infill 100 %로 제작된 팔굽 관절 팬텀 역시 각 조직의 CT number는 실제 인체 팔굽 관절의 각 조직의 CT number 값과 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.