• 제목/요약/키워드: Linear systems

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동위원소 이뇨 요관그람을 이용한 소아 요관폐쇄의 평가 (Assessment of Hydroureteronephrosis in Children Using Diuretic Radionuclide Ureterography)

  • 김종호;이동수;곽철은;이경한;최창운;정준기;이명철;고창순;최용;최황
    • 대한핵의학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.75-84
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    • 1994
  • 수신증 또는 요관수류수신증으로 이뇨 신장스캔을 시행한 80명의 환아중 이노신장스캔영화영상에서 10분 이상의 뚜렷한 지속적인 요관 영상을 보이는 12명의 16예의 신장요관계를 대상으로 요관 관심영역에 의한 이뇨요관그람 요관곡선과 신장 관심 영역에 의한 이뇨 레노그람 신장곡선의 배뇨 반감시간을 포함한 각각의 정량적 지표를 비교 분석하여 다음의 결과를 얻었다. 1) 이뇨 신장스캔영화영상에서 10분 이상의 뚜렷한 지속적 요관 영상을 보이는 경우인 스캔상 요관 이상(요관확장)의 진단률을 방사선학적 검사에 의한 결과와 비교하였을 때, 예민도와 특이도는 각각 88%와 99%이었다. 2) 이뇨 요관그람 요관곡선상 이뇨 요관배뇨 반감시간의 비폐쇄의 폐쇄에 대한 경계치를 10분 이하로 하였을 때 요관 폐쇄 여부를 판별한 예민도와 특이도는 각각 86% (7/8) 이었다. 3) 이뇨 요관그람 요관곡선상 이뇨 요관배뇨 반감시간(Ut1/2)과 이뇨 레노그람 신장곡선상 이뇨 신장배노 반감시간(Kt1/2)간에 유의한 상관 관계를 보였다(r=0,70: p<0.01). 결론적으로 소아의 폐쇄성 요로질환에서 이뇨 신장스캔상 10분 이상의 지속적 요관 영상을 보이는 경우 이뇨요관그람 요관곡선을 이뇨 레노그람 신장곡선과 함께 분석하여 요관 폐쇄의 유무와 정확한 부위를 평가하여 치료 방침을 결정하는 것이 필수적일 것으로 사료된다.

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인공어초의 기능도와 성숙도 평가를 위한 생태학적 지수에 대한 연구 (A Study on the Ecological Indices for the Assessment of the Function and Maturity of Artificial Reefs)

  • 유재원;홍현표;황재연;이민수;이용우;이채성;황선도
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제19권1호
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    • pp.8-34
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    • 2014
  • 국외의 대형 무척추동물과 해조류 군집을 대상으로 해역의 생태학적 상태를 평가하는 모델을 이용하여 인공어초와 인접한 자연초의 상태를 비교함으로써 우리나라 연안역에 설치된 인공어초의 기능도(FI, Functional Index; 군집구조의 안정성과 생산성의 추정)와 성숙도(MI, Maturity Index; 자연초 생물학적 패러미터와의 비교)를 평가할 수 있는, 복수의 생태학적 지수(ecological index)로 구성된 시스템을 개발하였다. 이 생태평가 모델을 서해안 연안바다목장 5개 지역(백령-대청, 연평, 태안, 서천 그리고 부안)의 자연초와 인공어초 또는 어초시설예정지(자연초)에 적용한 결과, 기능도(FI)는 지역별로 평균 31.6%(백령-대청)부터 72.5%(부안), 성숙도(MI)는 53.1%(서천)부터 76.9%(태안)의 범위를 나타내었다. 인공어초의 기능도와 성숙도는 태안에서 가장 양호하였으며, 인접한 인공어초와 자연초 간의 FI는 유의한 선형 관계를 갖는 것으로 나타났다($r^2=0.83$, p=0.01). 이 같은 결과는 그 해역의 생물 군집의 상태가 어초의 기능도를 결정하는 데에 중요한 요인으로 작용할 수 있음을 의미한다. 생태학적 상태에 대한 평가 결과는 효율적인 재원의 활용과 의사 결정에 책임이 있는 환경 및 자원 관리자에게 중요한 정보로 활용될 수 있을 것이다. 평가 결과의 정확도를 개선하고 강화하기 위해 다음과 같은 세 가지가 필요하다: (1)평가 결과의 타당성 검증과 이에 기초한 지시자 기준의 보정(rescaling)을 지속하고, (2) 시스템의 적용 및 자료의 축적을 통해 획득된 관찰과 경험을 적극적으로 활용하며, (3) 새로운 지수들을 지속적으로 개발, 검증하고 추가해 나가는 노력이 요구된다.

복잡지형 고해상도 격자망에서의 PRISM 기반 강수추정법 (The PRISM-based Rainfall Mapping at an Enhanced Grid Cell Resolution in Complex Terrain)

  • 정유란;윤경담;조경숙;이재현;윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.72-78
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    • 2009
  • 관측밀도가 동일한 조건에서 단위격자점의 크기를 줄일 경우 PRISM 방식에 의해 추정된 강수량 분포 가 단위격자점의 크기를 줄이기 전에 비해 개선되는지 확인하기 위해 PRISM 코드를 수정하여 $270m{\times}270m$ 격자점 단위로 구동할 수 있도록 하였다. 남한 전역의 지형자료를 270m DEM으로부터 준비하고 432개 기상청 자동기상관측소의 2007년 월별 적산강수량 자료를 입력자료로 하여 각 격자점의 PRISM 회귀식을 도출하였다. 회귀모형과 DEM 고도에 의해 각 격자점의 월별 적산강수량을 추정한 다음, 추정된 강수량분포도로부터 한국수자원공사 우량관측소 166개소에 해당하는 격자점의 자료를 추출하여 해당관측소의 실측값과 비교하였다. 동일한 강수자료를 이용하되 이번에는 5km 격자점의 PRISM 회귀모형을 유도하여 강수량 분포도를 작성하고 166개 지점 추정강수량을 추출하여 실측자료와의 차이를 RMSE로 표현하였다. 5km 대신 270m 분해능의 DEM을 사용할 경우 월 강수량이 100mm 이상인 경우 평균 10%의 오차 감소효과가 확인되었다.

합성구경 기반의 교차어레이를 이용한 실시간 3차원 초음파 영상화 기법 : I. 구형파 송신 방법 (Real-Time 3D Ultrasound Imaging Method Using a Cross Array Based on Synthetic Aperture Focusing: I. Spherical Wave Transmission Approach)

  • 김강식;송태경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.391-401
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    • 2004
  • 이차원 위상 어레이 변환자를 이용하는 실시간 3차원 영상 시스템은 많은 수의 채널 수를 가지기 때문에 고 비용의 매우 복잡한 빔집속부를 사용하여야 한다. 또한 각 주사선에 대해 초음파를 매번 송수신해야 하므로 볼륨 레이트 또한 낮게 된다. 이를 해결하기 위해 기존에 제안된 교차어레이를 이용한 3차원 영상화 기법은 실시간 3차원 영상을 위한 고속 주사가 가능하고 측방향으로는 동적집속이 가능하지만, 고도방향으로는 송신집속깊이를 제외하고는 고도방향의 해상도가 저하된다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 본 논문에서는 합성구경 기반의 교차 어레이를 사용한 3차원 영상화 기법을 제안한다. 제안한 방법에서는 고도방향으로 놓인 일차원 송신어레이의 각 변환소자를 한번에 하나씩 순차적으로 송신하고, 반사된 신호들을 측방향으로 놓인 일차원 수신어레이의 모든 변환소자를 이용하여 수신하게 된다. 수신시 측방향으로는 동적집속, 고도방향으로는 합성구경 기법을 이용하여 빔을 집속함으로써 모든 영상 점에 대해 측방향과 고도방향 모두 동적집속된 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제안한 방법은 고도방향으로 합성구경 기법을 이용함으로써 송신어레이 변화소자 개수만큼의 초음파 송수신 과정을 통해 관심 영역의 입제영상을 임의의 요구되는 단면영상 수를 이용하여 구성할 수 있다. 제안한 방법을 통해 기존의 고정집속 기반의 교차어레이를 이용한 3차원 영상화 기법과 비교하여 측방향으로는 동일하고 고도방향으로는 훨씬 우수한 해상도의 영상을 획득할 수 있음을 컴퓨터 모사실험을 통해 점증하였다. 또한 동반논문에서는 제안한 방법에 비해 송신전력과 고도방향 해상도를 더욱 향상시킬 수 있는 선형파면 기반의 합성구경 기법을 제안한다.

Lnug Volume을 모델로 한 방사선치료계획 시 불균질 조직 보정에 따른 효과 (Effect of Inhomogeneity correction for lung volume model in TPS)

  • 정세영;이상록;김영범;권영호
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.57-65
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    • 2004
  • 서론 : 폐암환자의 방사선치료계획 시 불균질 조직 보정(inhomogeneity correction)을 평가하기 위해 폐(lung), (bone) 그리고 뼈를 고정시키기 위해 사용하는 고밀도 물질인 steel 등을 포함한 불균질 조직 보정 팬텀(inhomogeneity correction phantom, ICP)을 자체 제작하였다. 이를 이용하여 방사선치료계획시스템에서 불균질조직 보정 알고리듬에 따른 값들을 비교하고, 또한 실제 측정된 값과 비교, 분석하여 불균질 조직에 따른 선량계산 변화를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : 영상획득은 전산화단층촬영영상장치(CT, Volume zoom, Germany)와 자체 제작한 불균질 조직 보정팬텀(ICP, pig's vertebra, steel(8.21 g/cm3), cork(0.23 g/cm3))을 사용하였다. 방사선치료계획시스템으로는 Marks Plan(2D)과 XiO(CMS, USA, 3D)를 사용하였고, 측정값과의 비교를 위해서는 선형가속기(CL/1800, Varian, USA)와 이온전리함을 사용하였다. 전산화단층촬영영상장치로부터 획득한 영상을 이용하여 방사선치료계획장치에서 관심점(interest point, IP)에서의 점선량(point dose)과 선량분포를 얻고, 이와 동일한 조건에서 측정을 수행한 후 비교, 분석하였다. 그리고 불균질 조직 보정 알고리듬 사용 유무에 따른 차이와 방사선치료계획장치가 가지고 있는 다양한 불균질 조직 보정 알고리듬 간의 차이도 비교하였다. 결 과 : 불균질 조직 보정 팬텀 내 관심지점에 대한 측정치와 방사선치료계획장치에서 얻은 균질과 불균질 보정된 값을 비교한 결과 폐 제1지점에서의 측정치와 불균질 보정값의 오차는 2D에서 $0.8\%$, 3D에서 $0.5\%$, 스틸 제1지점에서의 측정치와 불균질 보정값의 오차는 2D에서 $12\%$, 3D에서 $5\%$의 오차를 보이나 보정을 하지 않은 값과 측정치의 오차는 각각 $16\%,\;14\%$의 오차가 나는 것을 알 수 있었다. 또한 2D에서 보다는 3D에서의 값들이 오차가 적은 것으로 나타났다. 결 론 : 방사선치료계획 시 조직 내 밀도에 따른 보정이 반드시 이루어져야 하며 보다 정확한 치료계획을 위해서는 2차원 방사선치료계획용 시스템보다는 3차원 방사선치료계획용 시스템을 사용하는 것이 정확한 보정이 가능한 것을 알 수 있었다. 그리고 불균질 조직 보정 알고리듬 간에도 차이가 있어 실제 측정을 통해 가장 적합한 불균질 조직 보정 알고리듬을 선택하는 것이 필수적이라 할 수 있다. 향후 열형광선량계와 필름 선량계를 통한 비교, 분석이 추가적으로 수행되어야 할 것으로 사료된다.

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간호사의 환경적 요소와 개인적 특성이 직무스트레스와 윤리적 의사결정에 미치는 영향 (Effects Of Environmental Factors And Individual Traits On Work Stress And Ethical Decision Making)

  • Kim, Sang Mi L.;Shake ketefian
    • 대한간호학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.417-430
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    • 1993
  • 이 연구는 환경적 요소(간호사의 자율성, 조직의 표준화)와 개인의 특성(통제위, 나이, 경험. 간호역할개념, 도덕성), 직무 스트레스, 윤리적 의사결정 사이의 관계를 이론적 틀을 구성하여 테스트함으로써 그 인과관계를 탐구하였다. 본 연구를 위해 개발된 모형은 1) Katz와 Kahn의 조직에 대한 개방체계 이론(open systems theory of organization) ; 2) Kahn. Wolfe, Quinn, Snoek의 스트레스 이론 (theory of stress) : 3) Kohlberg의 도덕발달 이론(theory of moral develop-ment): 그리고 4) 여러 문헌고찰을 기초로 하였다. 본 연구의 모형은 2가지의 주요 종속변수(직무 스트레스, 윤리적 간호행위), 2가지 매개변수(간호 역할개념, 도덕성 발달정도) 그리고 여러 독립변수들(조직의 표준화, 자율성, 통제위, 교육, 나이, 경험 등)로 구성되었다. 간단히 말해, 간호사의 스트레스와 윤리적 간호행위 를 개인 자신과 환경이라는 두 요소의 결과로 간주한 것이다. 미국(2개주)의 여러 건강관리기관에 근무하는 224명의 정규 간호사를 대상으로 하였고. 가설 검증을 위하여 1) 변수간의 인과관계를 조사하기 위한 Linear Structural Relationships(LISREL)기법과 2) 나이, 경험, 교육이 변수간의 관계에 미치는 중간역할을 알아보기 위해 상관분석을 이용하였다. LISREL결과를 보면 제시된 모델이 각 내재 변수에 상당한 설명력을 가지면서 자료에 잘 맞는 것으로 나타났다. 이 연구에서 가장 뚜렷한 점으로 나타난 것은 개인의 특성보다 환경적 요소로서의 자율성이 직무스트레스와 윤리적 의사결정을 예견하는데 훨씬 중요한 변수로 부각되었다는 점이다. 또한 간호사의 전문적 역할개념과 봉사적 역할개념이 간호사의 윤리적 의사결정을 예견하는 가장 중요한 요소로 나타났다. 중간영향(moderation effect)을 보면, 젊고 경험이 적은 간호사일수록 나이가 많고 경험있는 간호사보다 환경적 요소(자율성)에 더 큰 영향을 받는다는 것을 암시하고 있다. 또한 4년제 대학 이상을 졸업한 간호사의 윤리 적 간호행 위 는 2, 3년제 를 졸업 한 간호사 보다 환경적 요소에 의해 덜 영향을 받는 것으로 나타났다. 한편 자율성의 부족은 2, 3년제 졸업 간호사보다 4년제 졸업 간호사에게 더 심한 스트레스가 되고 있음을 시사하였다. 이 연구의 결과로부터 적어도 다음과 같은 두 가지 실제적인 제언을 도출할 수 있다. 첫째, 이 연구는 환경적요소로서의 자율성이 다른 어떤 개인적인 요소보다 직무 스트레스를 예견하는 데 중요한 요소라는 것을 제시하였다. 이것은 간호행정가들에게, 간호사의 직무 스트레스를 감소시키기 위해선 “자율성”이 아주 중요히 다루어져야 한다는 것을 의미한다. 만일 간호사들의 직무스트레스가 그 개인의 복지에 큰 해가 되고 환자를 간호하는 데 직접적으로 관계된다면, 간호행정가는 그 조직의 직무체계를 다시 평가해서 일에 대한 새로운 설계가 필요한지를 파악해야 한다. 또한 이 연구는 직무를 다시 설계할 경우, 누구에게 먼저 촛점을 두고 시작해야 하는지를 밝혀주고 있다. 즉, 젊고 경험이 미숙한 간호사들에게 촛점을 두고 시작해야 하며, 작업환경의 가장 중요한 차원중의 하나인 사회적 지원(social support)을 조심스럽게 고려해 보아야 한다. 둘째, 간호사의 윤리적 간호행위를 높히기 위해 전문적 역할개념과 봉사적 역할개념이 재강조될 필요가 있다. 이 두 역할개념 들을 교육을 통하여 효과적으로 가르칠 필요가 있다고 본다. 이 두 개념들이 간호사의 바람직한 간호행 위에 영향을 미치는 가장 중요한 요소로 나타났기 때문이다. 또한, 본 연구결과에 따르면, 경험이 많을수록 일에 싫증을 느껴 바람직한 윤리적 간호행위가 감소되는 경향이 있었다. 따라서, 건강관리체제 (health care system) 안에서의 간호사의 역할이-전문직으로서의, 그리고 환자를 위한 옹호자로서의-학교와 임상에서 효과적으로 교육되어져야 한다고 본다. 간호사들의 역할에 대한 계속적인 교육이 학생은 물론 임상 간호사들에게도 실시되어져야 할 것이다. 미래연구의 방향을 제시해 보면 첫째로 연구의 일반화를 높히기 위해 더 많은 대상자를 포함시켜야 한다. 이는 여러 종류의 표본을 반드시 한번에 전부 포함시켜야 한다는 것을 의미하는 것이 아니고, 특정한 여러 표본들을 연속적으로 연구함으로서 이 목표를 성취할 수 있다고 생각한다. 둘째는 여러 construct들(윤리적 간호행위, 직무 스트레스, 간호 역할개념 등)에 대한 적절한 측정도구를 개발해야 한다. 측정도구를 개발하기 위해서는 풍부하고 세세한 통찰력을 제공하는 질적인 정보를 얻는 것이 선행되어야 한다. 셋째, 윤리적 간호행위와 직무 스트레스에 관한 연구를 증진시키기 위해 실험설계 및 종단적 연구(expel-imental, longitudinal design)가 시도될 필요가 있다. 마지막으로, 윤리적 간호행위와 직무 스트레스를 예견할 수 있는 이론적 탐구(theoretical exploration), 즉 이론정립을 위하여, 환경적 요소와 개인의 특성에 대한 자세한 정보를 제공해 줄 수 있는 질적 연구들이 요구된다.

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포화지층내 저비중 비수용성 유기용매의 용해제거를 위한 계면활성제법의 최적 조작인자 도출 (Optimizing Surfactant-Enhanced Solubilzation of LNAPL from Soil in Saturated Zone)

  • 이재원;박규홍;박준범
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.153-164
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    • 1999
  • 계면활성제 수용액에서의 BTEX의 용해도에 대해 첨가제를 포함 또는 불포함한 상태로 평가하였다. 시험대상이 된 음이온성 계면활성제는 SDS이고, 비이온성 계면활성제로는 NEODOL(equation omitted) 25-3과 $SOFTANOL\circledR-90$이 사용되었다. MSR Test에 있어 계면활성제의 HLB수와 BTEX의 1몰당 부피 및 극성에 의한 마이셀/물의 분배 계수와 관련된 영향이 평가되었고 CMC Test등이 진행되었다. 이와 같은 실험을 통하여 ethyl alcohol, hydrotrope, 전해질 용액등의 첨가물질에 의한 최적 염도 조절 및 최적 전해질 조절 등을 통하여 오염물의 용해능 향상을 위한 최적 조작인자의 도출을 꾀하였다. 용해능에 있어 가장 효과적인 것은 $SOFTANOL\circledR-90$으로 나타났는데 이는 $SOFTANOL\circledR-90$의 HLB 수(13.6)가 BTEX의 HLB 수(11.4-12.2)와 유사하기 때문이며, 이는 본 연구에서 실험적으로 검증되었다. $SOFTANOL\circledR-90$에 ethyl alcohol을 첨가할 경우 CMC를 저하시키고 용해도를 향상시켜 시험된 첨가제 중 가장 탁월하였다. 특히 3%의 ethyl alcohol을 첨가하였을 경우 가장 우수한 것으로 나타났다. 실험 결과 계면활성제 수용액에 의한 BTEX의 용해는 CMC 라는 임계농도 이상에서 시작되었고 계면활성제의 농도에 따라 비례적으로 증가하는 양상을 보였다. 계면활성제 수용액에서 micelle phase와 aqueous phase사이에서 BTEX의 분배는 분배계수 $K_m$에 의하여 특성지워진다. 100mM SDS와 117mM $SOFTANOL\circledR-90$의 Log $K_m$은 각각 2.95-3.76, 2.95-3.49의 값을 나타내었다. 또한 SDS와 $SOFTANOL\circledR-90$의 경우 Log $K_m과\; Log\; K_{ow}$는 선형적인 관계를 보였다. 계면활성제 용액에서 BTEX의 분배 개념은 지반내 포집되어 있는 소수성 유기 오염물의 제거를 통한 지반복원과 효율성 평가에 중요한 역할을 할 것이다.

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X선 스펙트럼 모델을 이용한 DR 화소값과 디텍터 흡수에너지의 관계에 대한 정량적 분석 (Quantitative Analysis of Digital Radiography Pixel Values to absorbed Energy of Detector based on the X-Ray Energy Spectrum Model)

  • 김도일;김성현;호동수;최보영;서태석;이재문;이형구
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제15권4호
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    • pp.202-209
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    • 2004
  • 현재 평판 디텍터를 이용한 디지털 방사선 촬영기술은 방사선 진단 기술 분야에 있어서 매우 중요하고 유용하게 사용되고 있다. 비정질 실리콘 광센서를 사용하는 디지털 방사선 촬영기에는 흡수되는 방사선 에너지를 가시광선으로 변환하는 신틸레이터로 보통 CsI(TI)를 사용한다. 신틸레이터에서 만들어진 가시광선은 이차원 평면으로 구성된 비정실 실리콘 광 다이오드에서 전기적 신호로 전환된다. 좋은 질의 영상을 얻기 위해서는 디지털 방사선 촬영기(Digital Radiography, DR) 디텍터의 방사선에 대한 세부적인 특성 연구가 필수적이다. 이러한 이유로 조사선량과 디지털 방사선 촬영기의 신호의 관계에 대해서 많은 연구가 이루어졌지만 현재까지의 연구에서는 고정된 관전압의 조건에서 두 변수의 관계에 대한 연구가 이루어졌다. 이에 본 연구에서는 X선 스펙트럼 모델인 SPEC-78을 사용하여 조사선량 대신 디텍터에 흡수되는 에너지와 디지털 방사선 촬영기의 신호와의 관계를 규명하였다. SPEC-78의 주요 입력변수인 X-ray 튜브의 고유 필터 값을 구하기 위해 조사선량을 측정하여 계산한 조사선량과 비교하였다. 물질에 흡수되는 X-ray의 에너지를 계산하는 알고리즘을 상정하여 디텍터에 흡수되는 에너지를 계산하고 다양한 조건에서 실제 X선 영상의 화소값을 획득하였다. 두변수의 관계를 이용해 특성곡선을 얻었으며 이 결과를 검증하기 위해서 물과 알루미늄으로 제작된 팬텀을 이용하였다. 다양한 조건에서 팬텀 영상의 화소값을 측정하였고 특성곡선과 비교하였다 이러한 과정으로 진행된 연구의 결과로 디텍터에 흡수되는 에너지와 디지털 방사선 촬영기의 신호는 거의 선형적임을 알 수 있었다. 또한 팬텀을 이용한 실험에서도 산란된 광자의 영향으로 유발된 약간의 오차에도 불구하고 측정되어진 화소값은 특성곡선과 잘 일치하였다 본 연구를 통해 규명되어진 두 변수의 관계는 예상과 거의 일치하였지만 산란선에 대한 부분은 흡수에너지 계산 알고리즘에서 빠져있어 더 연구가 되어야 할 부분이다. 본 연구를 통해 얻어진 자료들은 디지털 방사선 촬영기의 전처리 과정에 있어서 중요한 정보를 제공할 수 있을 것이라 생각된다.

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EPID를 사용한 세기조절방사선치료의 정도관리에 있어 축이탈 보정(Off-axis Correction)의 적용 (Application of Off-axis Correction Method for EPID Based IMRT QA)

  • 조일성;곽정원;박성호;안승도;정동혁;조병철
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권4호
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    • pp.317-325
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    • 2012
  • Varian의 전자표탈영상장치(EPID, electronic portal imaging device) 검출기로 측정된 선량값은 PDIP알고리즘으로 예측된 선량 값과 비교하여 빔 중심으로부터 EPID 검출기 모서리로 갈수록 측정된 선량 값이 커지는 경향을 가지고 있다. 이를 손쉽게 임상에서 보정할 수 있는 축이탈보정(off-axis correction)알고리즘이 제안되어 본원에 설치된 Varian 선형가속기를 대상으로 적용하였다. $38{\times}28cm$의 조샤야를 열고 SSD 100 cm에서 6 MV, 15 MV 광자빔을 100 MU 조사하여 선량을 측정하고 이를 PDIP 알고리즘을 적용한 예측 선량과 비교하였다. 측정된 선량과 예측된 선량값의 비율을 축이탈거리의 4차 다항함수로 근사하여 가로선량분포 보정에 사용되는 $40{\times}40cm$ 주대각 빔 측정 데이터에 가중치로 두어 축이탈 보정을 실시했다. 보정전 $38{\times}28cm$ 조사면에서 계산된 선량값과 측정된 선량사이에는 6 MV 빔의 경우 $4.17{\pm}2.76$ CU, 15 MV 빔은 $3.23{\pm}2.59$ CU의 차이가 있었으나 보정 후 두 선량값의 차이는 각각 $0.18{\pm}0.8$ CU, $04{\pm}0.85$ CU로 1% 이내로 줄였다. PDIP 알고리즘 사용준비에 사용되는 피라미드 형태 유동량(fluence)의 감마 성공률(gamma pass rate)은 절대 선량 측정값을 기준으로 허용기준 4%, 4 mm에서 6 MV는 98.7%, 15 MV는 99.1%로 나타났으며 보정 후 각각 99.8%와 99.9%로 향상되었다. 축이탈 보정을 실시하고 임의로 두경부암과 전립선암의 세기조절방사선치료계획을 선정하여 세기조절방사선 치료의 정도관리를 진행했으며 보정 전과 비교하여 허용기준 3%, 3 mm에서 감마 성공률이 보정 전, 후 각각 두경부암: $94.7{\pm}3.2%$, $98.2{\pm}1.4%$ 및 전립선암: $95.5{\pm}2.6%$, $98.4{\pm}1.8%$로 평균적으로 3% 향상되었다. 축이탈보정은 EPID를 사용하는 세기조절 방사선치료의 정도관리에 있어 축이탈거리에 따른 계산된 선량값과 측정된 선량값의 차이를 효과적 보정하는 방법으로 임상에서 쉽게 적용하여 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

$PRESAGE^{REU}$ 겔 선량계의 분석 및 정도 관리 도구 개발 (Development of Quality Assurance Software for $PRESAGE^{REU}$ Gel Dosimetry)

  • 조웅;이재기;김현석;우홍균
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제25권4호
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    • pp.233-241
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    • 2014
  • 본 연구에서는 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 이용하여 방사선 치료계획 시 3차원 흡수선량 분포 검증을 위한 정도 관리 소프트웨어를 개발하여 겔을 이용한 3차원 선량분석 방법을 제시하고자 한다. 우선 치료계획상의 3차원 흡수선량 데이터와 측정한 겔 광학밀도 데이터의 입출력 기능을 구현하였고, 변환 테이블을 이용하여 광학밀도를 흡수선량으로 변환하는 기능을 구현하였다. 겔에서 측정된 흡수선량과 치료계획상의 흡수선량 분포간의 기하학적 매칭을 위하여 3D 볼륨 데이터의 x, y, z 방향 및 회전 변환을 구현하였다. 매칭이 완료된 두 선량 분포간에 일치도를 검증하기 위하여 3차원 감마 인덱스알고리듬을 구현하였고, 감마 통과 지도(gamma passing map) 기반의 일치도 확인 기능을 구현하였다. 광학밀도와 흡수선량간의 관계를 분석하기 위하여 원기둥 형태의 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 대상으로 X-선 전산화 단층촬영기를 이용하여 CT 영상을 획득하였고, 방사선 치료계획 시스템(Eclipse, Varian, Palo Alto)을 이용하여 원반 형태의 6개의 가상 표적을 생성하여, 각각에 1 Gy에서 6 Gy까지 선량이 전달되도록 입체조형 방사선 치료계획을 수립하였다. 다음으로 광학 CT 스캐너($Vista^{TM}$, Modus Medical Devices Inc, Canada)를 이용하여 기준 투영 영상들을 획득하였고, 치료계획과 동일하게 겔에 방사선을 조사하였다. 조사2시간 후 매 2시간 간격으로 광학 CT 스캐너로 투영 영상 셋을 획득 후 3차원 광학밀도 데이터로 재구성하였다. 실린더 중심축을 따라 치료계획상의 흡수선량 프로파일과 광학밀도 프로파일을 추출하여 광학선량 대비 흡수선량 대응 테이블을 정의하였다. 이후 본 연구에서 개발한 소프트웨어를 이용하여 3차원상의 선량 분포의 일치도를 평가하였다. 광학밀도와 흡수선량간에는 supra-linear 관계가 나타났으며, 광학밀도는 그 크기에 따라 24시간당 60% 전후로 감쇄하였다. 측정된 흡수선량은 중심축 부근에서는 치료계획 선량과 잘 일치하였으나, 주변부로 갈수록 크게 낮아짐을 확인할 수 있었으며, 이로 인하여 3D 감마 통과율은 선량 차이율과 DtoA 각각 3%/3 mm의 조건하에 70.36%로 낮게 나타났다. 이러한 결과는 광학 CT 스캐너 내부의 오일과 $PRESAGE^{REU}$ 겔간의 굴절률이 정확하게 매칭되지 않아서 광학 스캔 시 빔이 굴절되어 부정확한 데이터를 만들어 내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발한 정도 관리소프트웨어는 3차원 겔 선량을 비교 분석하기에 유효한 것으로 평가되었으나, $PRESAGE^{REU}$ 겔로부터 정확한 흡수선량데이터를 획득하기 위해 겔 선량측정 과정의 많은 개선이 요구된다.