• 제목/요약/키워드: Motion Study

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비공학도를 위한 X-ray 영상촬영 시스템 해상력 평가 방법 (An Evaluation Method of X-ray Imaging System Resolution for Non-Engineers)

  • 우정은;이용금;배석환;김용권
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제35권4호
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    • pp.309-314
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    • 2012
  • Digital Radiography(DR) 시스템은 임상현장에서 아날로그 시스템을 대체하고 널리 이용되고 있다. DR을 이용하여 얻어진 X선 영상의 해상력을 결정짓는 요소에는 이용되는 검출기의 고유 해상력, 피사체의 대조도 및 특성, X선 선질, X선원의 산란, DR 검출기의 성능, X선 변환효율 및 초점의 크기, 피사체의 움직임 등이 있다. DR 검출기를 구성하는 요소에는 X선 포획 요소, 커플링 요소, 정보수집 요소가 있는데 이들은 시스템의 성능에 영향을 미치며, 그 성능은 해상력으로 평가된다. 의료영상 시스템의 해상력은 촬영대상물의 조직 간의 해부학적 영상을 구분하는 능력을 나타낸다. 해상력 평가를 위해 Modulation Transfer Function(MTF)이 보편적으로 이용되고, MTF는 입력 공간주파수 성분에 대한 출력 공간주파수 성분의 비를 나타내는데, 수학적으로 MTF는 Point Spread Function(PSF) 입력에 대한 시스템의 주파수 응답이며 Edge Phantom을 이용한 결과 영상에서 추출된 Line Spread Function(LSF)을 Fourier Transform하면 얻을 수 있다. 일반적으로 임상현장에서 의료영상시스템의 이용 및 관리의 책임은 방사선사가 맡고 있지만, MTF를 측정하기 위해서는 공학적, 수학적 기초 및 C, Fortran, Matlab등의 프로그램 작성 능력이 필요하기 때문에 비 공학도는 정확한 측정이 불가능하다. 의료영상 시스템의 성능 관리 및 최상의 상태를 유지하기 위해 시스템의 성능평가가 이뤄져야 하는데, 이를 위해 본 연구에서는 비공학도가 해상력 성능평가를 할수 있도록 ImageJ 및 Excel을 이용하여 해상력 평가를 할 수 있도록 방법을 제시하고, 제안된 방법을 이용해 계산된 결과와 프로그래밍을 이용해 계산된 결과의 비교를 통해 본 논문에서 제시하는 방법의 유용성을 확인하였다.

유방암 방사선치료에서 변형영상정합기법을 이용한 선량비교 (Dose Comparison Using Deformed Image Registration Method on Breast Cancer Radiotherapy)

  • 원영진;김종원;김정훈
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제40권1호
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    • pp.57-62
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    • 2017
  • 본 연구는 거대유방암 환자대상으로 환자의 움직임과 모양의 변화에 따른 선량변화를 콘빔단층촬영영상(CBCT)과 변형영상정합기법(DIR)을 적용하여 적응형방사선치료계획을 재구성하여 기존에 사용된 쐐기접선조사기법(TWF)과 종속조사면 병합치료방법(FIF) 그리고 세기조절방사선치료계획(IMRT)을 이용하여 선량비교평가를 시행하고자 하였다. CT와 CBCT를 MIM6 사용하여 변형영상정합기법영상(DIRCT)을 만들어 각각의 치료계획을 시행하였다. 계획표적체적(PTV)은 왼쪽 유방이고 균질성지표(HI), 적합성지표(CI), 조사범위지표(CVI)의 값을 확인하였다. 관심장기(OAR)는 반대쪽 유방, 폐 그리고 심장이며 평균선량, 최대선량과 장기 특성에 따른 기타 지표들을 비교 분석하였다. PTV인 유방의 HI 값은 DIRCT를 이용한 모든 치료계획방법에서 증가하였으며, CVI, CI의 결과에서는 DIRCT를 이용한 치료계획방법에서 모두 감소하였다. 폐에서의 평균선량과 최대선량은 DIRCT 이용한 IMRT 치료계획방법이 다른 치료계획보다 증가함을 보였으며, 심장의 평균선량과 최대선량은 DIRCT를 이용한 TWF와 FIF는 감소했으며, 오히려 IMRT의 결과는 증가하였다. 유방암 방사선치료 시 환자의 움직임과 셋업 오차로 인해 유방모양의 변경을 감암했을 때 TWF와 IMRT보다 FIF 방법을 이용했을 때 반대편 유방과 심장, 폐의 피해선량을 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다.

종이 헬리콥터 낙하해석모델의 통계적 교정 및 검증 (Statistical Calibration and Validation of Mathematical Model to Predict Motion of Paper Helicopter)

  • 김길영;유성범;김동영;김동성;최주호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권8호
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    • pp.751-758
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    • 2015
  • 수학적 해석모델은 물리적 현상을 파악하고 실험비용을 절감하는데 활발하게 사용되지만 편의를 위한 단순화 또는 파라미터가 가지고 있는 불확실성에 의해 해석모델에 의한 예측결과는 실제현상과 차이가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제에 대해 통계적 기법을 이용하여 해석모델의 불확실성을 반영한 교정 및 검증 방법을 종이 헬리콥터를 통해 제시한다. 먼저, 같은 제원의 세 가지 종이 헬리콥터로 실시한 실험 데이터를 각 그룹으로 형성하여 두 가지 낙하해석모델에서 미지의 입력 파라미터인 항력계수를 교정하는데 사용했다. 그리고 확률분포로 예측된 낙하시간을 실험 데이터 분포와 비교하여 해석 모델을 검증하였다. 이 때, Markov Chain Monte Carlo 기법을 활용하여 항력계수의 불확실성을 정량화하였다. 또한 종이 헬리콥터의 그룹별 데이터에 대해 분산분석(Analysis of Variance)를 이용하여 제작오차와 실험오차의 관계를 비교하였고, 각 그룹이 모두 동일한 대상으로 간주해도 됨을 증명하였다.

다중 카메라와 절대 공간 좌표를 활용한 이동 로봇의 강인한 실내 위치 인식 시스템 연구 (Study of Robust Position Recognition System of a Mobile Robot Using Multiple Cameras and Absolute Space Coordinates)

  • 모세현;전영필;박종호;정길도
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권7호
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    • pp.655-663
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    • 2017
  • ICT 기술의 발달로 로봇의 실내 활용이 증가하고 있다. 현재 이용되거나 향후 이용 범위가 증가할 수 있는 운반, 청소, 안내 로봇 등의 연구가 고도화 될 것이다. 실내 공간에서 이동 로봇 활용을 원활히 하기 위해 자기 위치 인식 문제는 가장 먼저 해결되어야 하는 중요한 연구이다. 추가적으로 이동 로봇의 위치가 인위적으로 이동되거나 예기치 못한 충돌로 인해 기존의 경로에서 이탈하였을 경우 등에서도 이동 로봇이 이런 상황을 인지하고 판단하여 목적지로 정확히 이동할 수 있는 강인한 시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이동 로봇의 자기 위치 관련 여러 문제들을 해결하고자 실내에 설치되어 있는 다수의 CCTV 등 외부 영상 및 이를 절대 공간 좌표 변환한 정보와 더불어 이동 로봇의 엔코더 정보 등을 융합하여 강인한 위치 인식 시스템을 구현하였다. 추가로 이동 로봇 시스템에 경로 주행 알고리즘인 벡터 필드 히스토그램 기법을 적용하였고 실제 실험 수행 후 연구 결과를 확인하였다.

운동성 조음장애에서 폐쇄자음 발성의 음향학적 특성 (Acoustic Characteristics of Stop Consonant Production in the Motor Speech Disorders)

  • 홍희경;김문준;윤진;박희택;홍기환
    • 대한후두음성언어의학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.33-42
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    • 2012
  • Background and Objectives : Dysarthria refers to speech disorder that causes difficulties in speech communication due to paralysis, muscle weakening, and incoordination of speech muscle mechanism caused by damaged central or peripheral nerve system. Pitch, strength and speed are influenced by dysarthria during detonation due to difficulties in muscle control. As evaluation items, alternate motion rate and diadochokinesis have been commonly used, and articulation is also an important evaluation items. The purpose of this study is to find acoustic characteristics on sound production of dysarthria patients. Materials and Methods : Research subjects have been selected as 20 dysarthria patients and 20 subjects for control group, and voice sample was composed of bilabial, alveolar sound, and velar sound in diadochokinetic rate, while consonant articulation test was composed of bilabial plosive, alveolar plosive, velar plosive. Analysis items were composed of 1) speaking rate, energy, articulation time of diadochokinesis, 2) voice onset time (VOT), total duration (TD), vowel duration (VD), hold of plosives. Results and Conclusions : The number of diadochokinetic rate of dysarthria was smaller than control group. Both control group and dysarthria group was highly presented in the order of /t/>/p/>/k/. Minimum energy range per cycle during diadochokinetic rate of dysarthria group was smaller than control group, and presented statistical significance in /p/, /k/, /ptk/. Maximum energy range was larger than control group, and presented statistical significance in /t/, /ptk/. Articulation time, gap, total articulation time during diadochokinetic rate of dysarthria group was longer than control group and presented statistical significance. The articulation time was presented in both control group and dysarthria group in the order of /k/>/t/>/p/, while Gap was presented in the order of /p/>/t/>/k/ for control group and /p/>/k/>/t/ for dysarthria group. VOT, TD, VD regarding plosives of dysarthria group were longer than control group. Hold showed large deviation compared to control group that had appeared due to declined larynx and articulation organ motility.

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Climatological variability of surface particulate organic carbon (POC) and physical processes based on ocean color data in the Gulf of Mexico

  • Son, Young-Baek;Gardner, Wilford D.
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.235-258
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    • 2011
  • The purpose of this study is to investigate climatological variations from the temporal and spatial surface particulate organic carbon (POC) estimates based on SeaWiFS spectral radiance, and to determine the physical mechanisms that affect the distribution of pac in the Gulf of Mexico. 7-year monthly mean values of surface pac concentration (Sept. 1997 - Dec. 2004) were estimated from Maximum Normalized Difference Carbon Index (MNDCI) algorithm using SeaWiFS data. Synchronous 7-year monthly mean values of remote sensing data (sea surface temperature (SST), sea surface wind (SSW), sea surface height anomaly (SSHA), precipitation rate (PR)) and recorded river discharge data were used to determine physical forcing factors. The spatial pattern of POC was related to one or more factors such as river runoff, wind-derived current, and stratification of the water column, the energetic Loop Current/Eddies, and buoyancy forcing. The observed seasonal change in the POC plume's response to wind speed in the western delta region resulted from seasonal changes in the upper ocean stratification. During late spring and summer, the low-density river water is heated rapidly at the surface by incoming solar radiation. This lowers the density of the fresh-water plume and increases the near-surface stratification of the water column. In the absence of significant wind forcing, the plume undergoes buoyant spreading and the sediment is maintained at the surface by the shallow pycnocline. However, when the wind speed increases substantially, wind-wave action increases vertical motion, reducing stratification, and the sediment were mixed downward rather than spreading laterally. Maximum particle concentrations over the outer shelf and the upper slope during lower runoff seasons were related to the Loop Current/eddies and buoyancy forcing. Inter-annual differences of POC concentration were related to ENSO cycles. During the El Nino events (1997-1998 and 2002-2004), the higher pac concentrations existed and were related to high runoffs in the eastern Gulf of Mexico, but the opposite conditions in the western Gulf of Mexico. During La Nina conditions (1999-2001), low Poe concentration was related to normal or low river discharge, and low PM/nutrient waters in the eastern Gulf of Mexico, but the opposite conditions in the western Gulf of Mexico.

영역카메라를 이용한 이송중인 제재목의 화상처리시스템 개발 (The Development of Image Processing System Using Area Camera for Feeding Lumber)

  • 김병남;이형우;김광모
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제37권1호
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    • pp.37-47
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    • 2009
  • 최근 목재산업계에서는 사람의 시각을 대체하는 기계시각을 이용한 화상처리시스템을 도입하여 제재목 등급 판정의 자동화, 제품의 품질향상 및 재단 최적화 등에 활용하고 있다. 본 연구에서는 국내산 소나무 제재목을 대상으로 표면결함검출을 위한 화상처리시스템을 개발하고자 하였으며, 주로 이용되고 있는 라인스캔카메라를 대신하여 비교적 저가의 영역카메라를 이용하였을 때 발생되는 문제점을 해결하고자 하였다. 벨트컨베이어의 불균일한 이송속도에 따른 문제점을 해결하기 위해 화상의 특징점을 이용한 결과 효과적인 화상병합을 할 수 있었다. 일반적인 영역카메라는 송재속도 15.7 m/min 이상에서는 모션블러에 의한 화상의 품질저하로 인하여 화상처리가 어려웠고 화상처리에 적합한 송재속도는 13.8 m/min였으며 추후 송재속도를 향상시키기 위해서는 전자셔터 속도가 빠른 카메라의 사용이 요구되었다. 녹색 컨베이어벨트상의 제재목 화상의 배경과의 분리를 위해서는 RGB필터의 red 채널을 이용하면 효과적이었다. 옹이검출을 위한 문턱값 판정법은 화상분석형인 문턱값 감소법이 우수하였으며 히스토그램분석형 중에서는 엔트로피법이 적합하였다.

금강하구언 대량방류시 황해 중동부 해역의 염분분포 (Salinity Distribution in the Mid-eastern Yellow Sea during the High Discharge from the Keum River Weir)

  • 최현용;이상호;유광우
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제4권1호
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    • pp.1-9
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    • 1999
  • 금강에서 유출된 담수의 거동 특성을 파악하기 위해, 금강하구에서 담수가 대량 방류된 1997년 7월 7일에서 7월 12일 사이에 한국 서해 중부의 금강하구에서 태안 반도에 이르는 해역에서 해양조사를 실시하였다. 금강하구에서 북서쪽으로 약 60 km 떨어진 어청도 사이의 해역은 30.0 psu 이하의 저염수가 분포하였으며, 어청도 이북해역에서도 부분적으로 금강 담수 기원으로 해석되는 저염수가 관측되었다. 특히 금강 담수 플룸에 의한 것으로 추정되는 염분전선이 십이동파도 인근에서 관측되었으며, 48 시간 후에는 북서쪽으로 약 25 km 떨어진 어청도 근방에서도 관측되어 염분전선의 위치가 시간에 따라 이동하는 결과를 보였다. 담수 플룸에 의해 수직성층이 잘 된 십이동파도 북측해역에서 20 시간 연속 관측된 조류를 분석한 결과 담수 플룸 내인 상층에서 평균유속이 0.2 m/s 이상인 북서방향의 흐름이 관측되었다. 관측된 평균흐름 및 염분전선의 위치변동은 금강 담수 플룸이 외해로 확장되는 과정으로 해석되며, 금강하구에서 유출되는 담수가 금강하구 인근 연안역의 표층해수 순환에 크게 영향을 줄 수 있음을 제시한다.

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3차원적 동작 분석기를 이용한 건강한 여자 노인의 하지 정렬 상태와 슬관절 내전 모멘트의 상관 관계에 관한 연구 (3-Dimensional Gait analysis and the relationship between lower limb alignment and knee adduction moment in elderly healthy women)

  • 조유미;이완희
    • 대한물리치료과학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.90-101
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    • 2003
  • Gait analysis can provide a better understanding of how the alignment of the lower limb and foot can contribute to force observed at the knee. Anatomic and mechanical factors that affect loading in the knee pint can contribute to pathologic change seen at the knee in degenerative pint disease and should be considered in treatment plan. The purpose of this study is to present the gait analysis data and to determine whether there is any relationships between alignment of the lower limb, foot progression angle and knee pint moments in elderly healthy women with 3-dimensional motion analyzer. The results were as follows; 1. Cadence showed 114.8 steps/min, gait speed showed 1.05 m/s, time per a stride showed 1.06 sec, time per a step showed 0.53 sec, single-supporting phase was 0.41 sec, double-supporting phase was 0.24 sec, stride length was 1.04 m, Step length was 0.56 m. 2. According to the parameters of kinematics, the maximal knee flexion angle through swing phase showed left $46.82^{\circ}$, right $40.19^{\circ}$ and the maximal knee extension angle showed left $-1.32^{\circ}$, right $2.01^{\circ}$. knee varus showed left $26.90^{\circ}$, right $30.93^{\circ}$. 3. Moment, one of kinetic parameters of knee pint the maximal flexion moment showed left 0.363. Nm/kg, right 0.464 Nm/kg and maximal extension moment showed left 0.389 Nm/kg, right 0.463 Nm/kg. The maximal. adduction moment showed left 0.332 Nm/kg, right 0.379 Nm/kg and the maximal internal rotatory moment showed left 0.13 Nm/kg, right 0.140 Nm/kg. 4. On sagittal plane, the maximal power of knee joint showed left 0.571 J/kg, right 0.629 J/kg. On coronal plane, the maximal power of knee joint showed left 0.11 J/kg, right 0.12 J/kg. On transverse plane, the maximal power of knee joint showed left 0.058 J/kg, right 0.072 J/kg. 5. The subject who had varus alignment of the lower extremity had statistically higher in knee adduction moment in mid stance phase. 6. The subject who had large foot progression angle had statistically lower in knee adduction moment in late stance phase. A relationship was observed between the alignment of the lower extremity and the adduction moment of the knee joint during stance phase. Hence, we need some research to figure, out the change of adduction moment according to the sort of knee joint osteoarthritis and the normal geriatrics as well. And we also require more effective, specific therapeutic program by making use of those background of researches.

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수치해석을 이용한 단층핵 내 각력의 배열 형태 및 함량에 따른 탄성계수의 비교·분석 (Comparative Numerical Analysis of Elastic Modulus according to Distribution and Content of Breccia in Fault Core)

  • 윤현석;송규진;문성우;김창용;서용석
    • 지질공학
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    • 제25권3호
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    • pp.387-393
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    • 2015
  • 단층핵 내에는 지각의 마찰에 기인한 암석의 파쇄 및 풍화 변질 작용 등으로 단층각력이 분포하며, 이러한 각력은 단층 운동 시 지각의 이동방향에 따라 일정한 방향으로 배열하게 된다. 본 연구에서는 단층핵 내에 분포하는 각력의 배열형태 및 함량이 역학적 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 수치해석을 통해 탄성계수를 산정하였다. 해석모델은 단층핵 내에서 각력이 선택 배향하는 모델과 무작위 분포하는 모델로 구분되며, 각력의 종류는 화강암과 셰일, 그리고 각력 함량은 10 wt%, 20 wt%, 30 wt%로 구분된다. 해석결과에 의하면 변형률의 차이는 0.1~1.1% 범위 내, 그리고 탄성계수는 0.02~0.4 MPa 범위 내에 분포하여 각력의 배열에 따른 탄성계수의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다.