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CCTV 영상 기반 강우강도 산정을 위한 실환경 실험 자료 중심 적정 강우 이미지 DB 구축 방법론 개발 (Rainfall image DB construction for rainfall intensity estimation from CCTV videos: focusing on experimental data in a climatic environment chamber)

  • 변종윤;전창현;김현준;이재준;박헌일;이진욱
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권6호
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    • pp.403-417
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    • 2023
  • 본 연구에서는 CCTV 영상 기반 강우강도 산정 시 필수적으로 요구되는 적정 강우 이미지 DB를 구축하기 위한 방법론을 개발하였다. 먼저, 실환경에서 불규칙적이고 높은 변동성을 보일 수 있는 변수들(바람으로 인한 빗줄기의 변동성, 녹화 환경에서 포함되는 움직이는 객체, 렌즈 위의 흐림 현상 등)에 대한 통제가 가능한 한국건설생활환경시험연구원 내 기후환경시험실에서 CCTV 영상 DB를 구축하였다. 서로 다른 5개의 실험 조건을 고려하여 이상적 환경에서 총 1,728개의 시나리오를 구성하였다. 본 연구에서는 1,920×1,080 사이즈의 30 fps (frame per second) 영상 36개에 대하여 프레임 분할을 진행하였으며, 총 97,200개의 이미지를 사용하였다. 이후, k-최근접 이웃 알고리즘을 기반으로 산정된 최종 배경과 각 이미지와의 차이를 계산하여 빗줄기 이미지를 분리하였다. 과적합 방지를 위해 각 이미지에 대한 평균 픽셀 값을 계산하고, 설정한 픽셀 임계치보다 큰 자료를 선별하였다. 180×180 사이즈로의 재구성을 위해서 관심영역을 설정하고 10 Pixel 단위로 이동을 진행하여 픽셀 변동성이 최대가 되는 영역을 산정하였다. 합성곱 신경망 모델의 훈련을 위해서 120×120 사이즈로 재변환하고 과적합 방지를 위해 이미지 증강 과정을 거쳤다. 그 결과, 이미지 기반 강우 강도 합성곱 신경망 모델을 통해 산정된 결과값과 우량계에서 취득된 강우자료가 전반적으로 유사한 양상을 보였으며, 모든 강우강도 실험 조건에 대해서 약 92%의 데이터의 PBIAS (percent bias)가 절댓값 범위 10% 이내에 해당하였다. 본 연구의 결과물과 전이학습 등의 방법을 연계하여 기존 실환경 CCTV의 한계점을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

국산화 디지털 스트리머 시스템의 벤치마크 테스트 연구 (Benchmark Test Study of Localized Digital Streamer System)

  • 신정균;하지호;서갑석;김영준;강년건;최종규;조동우;이한희;김성필
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제26권2호
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    • pp.52-61
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    • 2023
  • 육지와 인접한 연안, 그리고 천부 구조의 특성을 정밀하게 규명하기 위하여 높은 주파수 대역(80 Hz~1 kHz)의 음원을 활용하여 3.125 m 수준의 공간 해상도를 도출하는 초고해상 탄성파 탐사의 활용범위가 증가하고 있다. 디지털 스트리머 시스템은 고품질의 초고해상 탄성파 자료를 획득하기 위한 필수 모듈이며 도입 비용의 절감, 유지보수 기간의 단축 등을 위하여 국산화 연구가 이루어졌다. 개발된 국산화 스트리머에 대한 기본적인 성능 검증, 현장 운용성 검토 등은 해당 연구개발 과정에서 이루어졌으나 기존에 활용되는 벤치마크 모델과의 비교분석 연구는 수행되지 않았다. 본 연구에서는 국산화 스트리머와 벤치마크 모델을 활용해 동시에 자료를 취득하여 자료의 특성을 분석하였다. 이를 위하여 한국지질자원연구원 탐해2호와 부대장비 등을 활용한 2차원 탄성파 탐사자료를 취득하고 다양한 측면에서의 분석이 이루어졌다. 국산화 스트리머에서 취득된 자료는 벤치마크 모델에서 취득된 자료와 주파수 대역별 민감도 차이가 있었으나, 음원의 중심 주파수 대역을 고려한 범위에서는 매우 높은 수준의 유사성을 가지고 있다. 하지만, 60 Hz 이하의 낮은 주파수 대역에서는 벤치마크 모델 대비 낮은 신호대잡음비를 나타내었으며 이는 클러스터 에어건 등 낮은 주파수 대역의 음원을 활용한 자료취득에서는 품질을 저해하는 요소로 작용할 것이다. 이러한 차이를 발생시키는 원인은 세 가지(1. 스트리머 내부 발생 잡음, 2. 스트리머 예인 진동, 3. 아날로그 필터 컷 오프 주파수 대역)가 발굴되었으며 향후 제작되는 국산화 스트리머에서는 이에 대한 개선을 반영하고자 한다.

Sanders 4형 종골 골절에 대한 관혈적 정복술 및 내고정술과 일차성 거골하 관절 유합술의 치료 결과 비교 (Comparative Study of Open Reduction and Internal Fixation and Primary Subtalar Arthrodesis for Sanders Type 4 Intra-Articular Calcaneal Fractures)

  • 우승훈;정형진;배서영;김순규
    • 대한정형외과학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.49-58
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    • 2017
  • 목적: Sanders 4형 관절내 종골 골절에 대한 관혈적 정복술 및 내고정술과 일차성 거골하 관절 유합술의 임상적 결과를 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 2003년 3월부터 2013년 11월까지 Sanders 4형 종골 골절로 진단되어 관혈적 정복술 및 내고정술을 시행한 11예와 일차성 거골하 관절 유합술을 시행한 11예를 비교 분석하였다. 평균 추시 기간은 34.6개월(18-72개월)이었다. 술 후 6, 12개월 및 최종 추시 시 American Orthopedic Foot and Ankle Society's ankle-hindfoot scale (AOFAS) 점수 및 visual analogue scale pain (VAS) 통증 점수를 측정하였고 환자 만족도, 직장 복귀 여부 및 술 후 합병증을 조사하였다. 결과: 최종 추시 시 AOFAS 점수 및 VAS 점수는 양 군 간 의미 있는 차이는 보이지 않았으나(p>0.05) 일차성 거골하 관절 유합술을 시행한 군에서 환자의 만족도가 높았다(p=0.008). 관혈적 정복술군에서 증상을 동반한 거골하 관절염으로 이차성 거골하 관절 유합술을 5예(45.5%)에서 시행하였다. 결론: 양 군 간 임상적으로 의미 있는 결과의 차이는 보이지 않았으나 일차성 거골하 관절 유합술이 술 후 만족도가 높아 빠른 일상 복귀를 필요로 하는 환자 혹은 2차 수술이 불가피할 것으로 예상되는 경우 일차성 거골하 관절 유합술을 고려해 볼 수 있을 것으로 생각된다.

유통기한이 임박한 한국산 식육제품의 품질 특성 (Quality Characteristics of the Meat Products Reached Expiration Date in Korean Market)

  • 임동균;양미라;노건령;최동선;장현명;김태연;조장웅;양승창;김삼웅;김일석
    • 농업생명과학연구
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    • 제50권4호
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    • pp.169-177
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    • 2016
  • 본 연구는 시중에 유통 중인 식육제품 중에서 유통기한이 임박한 다양한 육가공제품을 구입하여 미생물 및 위생적 품질을 비교 분석하였다. 총 20점(햄6점, 베이컨 3점, 소시지 11점) 시료에 대해 pH, 수분활성도(Aw), 지방산패도(TBARS), 단백질변패도(VBN), 총세균수(total aerobic counts), meat color 등의 분석을 실시하였다. 분석결과 pH는 최저 5.33에서 최대 6.59 범위를 나타내었고, Aw의 경우 0.90~0.93 범위를 보였다. TBARS는 0.11~0.59, VBN의 경우 2.37~14.75 수치를 나타내었다. 총세균수는 최대 2.80CFU/g 이하로 검출되어 매우 낮은 수준을 보였다. 육색의 측정 결과, 명도(L*)는 56-72, 적색도(a*)는 5.2-34, 황색도(b*)는 0.7-16범위를 나타내었다. 본 연구 결과 제조공정과 첨가물 차이에 따른 식육제품의 품질 특성에 차이들은 있었지만, 유통기한 내에 있는 제품의 품질 저하는 관찰되지 않았다. 따라서 시중에 유통 중인 육가공제품의 위생적, 미생물학적 안전성 평가의 결과로부터 유통기한이 매우 잘 적용되고 있는 것으로 평가되었다.

성인의 스트레스, 사회적 지원과 대처: 자기효능감 수준별 분석 (Stress, Social Support and Coping of Adults According to Level of Self-Efficacy)

  • 박영신;손주연;송옥란
    • 한국심리학회지 : 문화 및 사회문제
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    • 제23권2호
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    • pp.295-332
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    • 2017
  • 이 연구는 자기효능감 수준별 성인의 스트레스, 사회적 지원과 대처의 차이를 규명하는데 주된 목적이 있다. 분석대상은 초, 중, 고등학생 자녀를 둔 성인 899명(남 399, 여: 500)이었다. 자유반응문항에 대한 채점자간 신뢰도는 93.4%, Kappa 계수는 .920이었으며, 양적 측정변인의 신뢰도는 α=.87~.92이었다. 분석결과, 첫째, 성인의 스트레스 생활사건으로 경제적 어려움이 가장 대표적이고 그 다음으로 자녀 양육, 직장 업무 등이 포함되었는데, 자기효능감 하집단이 상집단보다 경제적 어려움을 많이 지적하였다. 자기효능감 수준별 스트레스 증상에서 유의한 차이가 있었는데, 자기효능감 하집단이 상집단보다 스트레스 증상이 강하였다. 둘째, 스트레스 상황에서 사회적 지원 제공자는 가족이 가장 대표적이었고, 이외에 자기자신, 친구 등의 순서로 포함되었는데, 자기효능감 상집단은 가족의 지원을 가장 많이 받는 반면에, 하집단은 사회적 지원 없이 자기자신이 해결하는 경우가 가장 많았다. 자기효능감 수준별 인간관계에서 유의한 차이가 있었는데, 자기효능감 상집단이 하집단보다 부모자녀관계와 부부관계 및 직장상사관계에서 갈등이 적었다. 셋째, 스트레스 상황에서 사회적 지원 유형으로는 정서적 지원이 가장 대표적이었으며, 그 다음으로 도움 없음, 조언 등이 포함되었는데, 자기효능감하집단은 상집단보다 도움없음이, 상집단은 하집단보다 조언의 비율이 상대적으로 높았다. 자기효능감 수준별 정서적 지원에서 유의한 차이가 있었는데, 자기효능감 상집단이 하집단보다 배우자나 직장상사로부터 정서적 지원을 많이 받았다. 넷째, 스트레스 상황에서 대처방법으로 자기조절, 직접적 문제 해결, 없음 등이 부각되었는데, 자기효능감 상집단은 직접적 문제 해결이, 하집단은 대처방법 없음이 가장 많았다. 자기효능감 수준별 스트레스 대처에서 유의한 차이가 있었는데, 자기효능감 상집단이 하집단보다 스트레스 대처를 더 잘 하였다.

GK2A/AMI와 GK2B/GOCI-II 자료를 융합 활용한 주간 고해상도 안개 탐지 알고리즘 개발 (Development of High-Resolution Fog Detection Algorithm for Daytime by Fusing GK2A/AMI and GK2B/GOCI-II Data)

  • 유하영;서명석
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권6_3호
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    • pp.1779-1790
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    • 2023
  • 위성 자료의 성능이 크게 개선됨에 따라 최근에는 위성을 이용하여 광범위한 영역에 대한 실시간 안개 탐지 알고리즘들이 개발되고 있다. 한반도 주변을 관측하는 기상위성 중 관측주기가 10분으로 시간해상도가 가장 우수한 GEO-KOMPSAT-2A/Advanced Meteorological Imager (GK2A/AMI)는 공간해상도가 500 m이다. 반면 GEO-KOMPSAT-2B/Geostationary Ocean Color Imager-II (GK2B/GOCI-II)는 해상도가 250 m지만, 1시간 주기로 관측하고 가시채널만 보유하고 있다. 따라서 본 연구에서는 한반도 주변에서 발생하는 안개를 10분 및 250 m 해상도로 탐지하기 위해 GK2AB 융합 안개 탐지 알고리즘(Fog Detection Algorithm, FDA)인 GK2AB FDA를 개발하였다. GK2AB FDA는 세 파트로 구성된다. 첫 번째로 현업 운용중인 GK2A 안개 탐지 알고리즘(GK2A FDA)으로 10분 및 500 m 해상도로 안개를 탐지한다. 두 번째 단계에서는 두 위성 자료 간 시공간 일치, 태양천정각과 파장역 차이를 보정한 GK2A normalized visible (NVIS)의 10분 변화량을 이용하여 GK2B NVIS를 10분 간격으로 외삽한다. 마지막 단계에서는 외삽된 GK2B NVIS, 태양천정각, GK2A FDA 산출물 등을 입력자료로 기계학습(의사결정나무)을 이용하여 개발된 GK2AB FDA로 지리적위치에 따라 안개를 탐지(250 m, 10분)한다. GK2AB FDA의 훈련에는 6개 사례, 검증에는 4개 사례가 이용되었다. GK2AB FDA의 정량적 검증에는 지상관측 시정, 풍속 그리고 상대습도 자료를 이용하였다. GK2AB FDA는 GK2A FDA에 비해 공간해상도가 4배 증가함에 따라 안개 및 비안개 화소가 보다 자세히 구분되었다. 또한 검증방법에 관계없이 GK2A FDA에 비해 probability of detection (POD)은 높고 Hanssen-Kuiper Skill score (KSS)는 높거나 비슷함을 보여 안개 탐지 수준이 개선된 것으로 보인다. 하지만 일부 사례에서는 GK2AB FDA의 false alarm ratio (FAR)와 Bias가 크게 나타나 안개를 과대탐지하는 문제를 보이고 있다.

오차 계산 방식에 따른 사료용 벼 품종의 품종모수 추정치 불확도 비교 (Comparison between Uncertainties of Cultivar Parameter Estimates Obtained Using Error Calculation Methods for Forage Rice Cultivars)

  • 조영상;현신우;김광수
    • 한국농림기상학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.129-141
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    • 2023
  • 작물 모형은 작물의 유전적 특성을 나타내는 품종모수를 요구하며, 품종모수는 작물의 개별 품종별로 추정되어야 한다. 품종모수의 추정에는 고품질의 많은 생육 자료가 요구되지만, 자료의 생산에 상당한 비용이 필요하다. 비교적 낮은 품질의 가용성이 높은 자료를 활용하는 대신, 대량의 랜덤 모수를 생성하고 이를 평가하여 품종모수를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 SIMPLE 작물 모델의 불확도를 최소화하기 위해 품종모수 추정 방식을 비교하고, 두 앙상블 방식과 대한 비교를 하였다. 모수 추정을 위한 Metropolis-Hastings (MH) 알고리즘에 대한 목적함수로 로그 가능도(log-likelihood: LL)와 generic composite similarity measure (GCSM)를 사용하였다. 또한 품종모수의 평균값을 사용한 예측(Epm)과 개별 모수들로부터 얻어진 추정값의 평균값(Eem)의 일치도를 분석하여 앙상블 방식에 따른 불확도 변화를 파악하였다. 국내에서 재배되는 사료용 벼 품종인 조우 벼와 영우 벼를 대상으로 품종모수를 추정하였다. 2013년, 2014년, 2016년에 대한 수원, 전주, 나주, 익산에 위치한 실험포장에서 얻은 수량 관측 자료를 사용하였다. 또한 2016년부터 2018년까지 수원에서 보고된 별도의 수량 관측 자료를 사용하였다. 목적함수에 따라 추정된 품종모수의 분포에 차이가 있었다. LL을 통해 얻은 품종모수는 GCSM으로 얻은 품종모수보다 좁은 범위에 분포하였다. 두 가지 앙상블 접근법은 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않음을 확인하였다. GCSM의 상대적으로 높은 불확도는 수용확률을 조정하여 낮출 수 있다고 사료되고, Epm의 결과는 기존과 다른 앙상블 방식을 통해 적은 연산을 통해 불확도를 낮출 수 있음을 보인다.

이산화탄소 농도 증가에 따른 발광미생물의 상대발광량과 밀도변화에 대한 연구 (Influence of Increased Carbon Dioxide Concentration on the Bioluminescence and Cell Density of Marine Bacteria Vibrio fischeri)

  • 성찬경;문성대;김혜진;최태섭;이규태;이정석;강성길
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제15권1호
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    • pp.8-15
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    • 2010
  • 해수의 용존 이산화탄소 증가가 해양미생물인 Vibrio fischeri의 발광량 및 세포밀도에 미치는 영향을 규명하고자 380(대조구), 1,000, 3,000, 10,000 그리고 30,000 ppm 농도구배에 24시간 동안 노출하고, 매 6시간마다 발광미생물의 발광량과 세포밀도 변화를 측정하였다. 5개 농도구배에 노출된 발광미생물의 발광량은 12시간째에 3,000 ppm 이상의 농도구배에서 대조구와 비교하여 발광량이 유의하게 감소하는 경향을 보였다. 하지만 24시간째에는 30,000 ppm 농도 조건에서만 대조구와 유의한 차이를 보였으며, 10,000 ppm 이하 농도 조건에서는 차이를 보이지 않았다. 발광미생물의 세포밀도는 분광광도계를 이용하여 흡광도를 측정하였고, 각 농도별 시간에 따른 영향은 발광량 변화와 유사하였다. 용존 이산화탄소 농도 변화와 발광미생물의 발광량 및 세포밀도 사이에는 유의한 농도-반응 관계가 있으며, 다만 상대적으로 짧은 시간에 발생하는 저해영향으로 배양이 지속됨에 따라 뚜렷하게 회복하는 특성을 보여 증가된 농도의 이산화탄소 영향이 항상 일정하지 않음을 보여주었다. 본 연구는 해양미생울 개체군 성장에 미치는 이산화탄소의 영향을 평가한 것으로 향후 해수의 용존 이산화탄소 농도 증가가 미치는 다양한 해양생물에 대한 영향 및 위해성 예측과 평가에 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 또한 해양미생물에 대한 생태영향평가 결과는 이산화탄소 저감을 위해 추진되고 있는 해양 지중저장사업의 환경위해성평가에도 활용될 수 있을 것이다.

울산만의 저서환경 구배에 따른 저서동물군집 구조 (Macrobenthic Community Structure Along the Environmental Gradients of Ulsan Bay, Korea)

  • 윤상필;정래홍;김연정;김성길;최민규;이원찬;오현택;홍석진
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제14권2호
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    • pp.102-117
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    • 2009
  • 본 조사는 유기물과 미량금속 오염이 의심되는 울산만에서 저서환경의 교란 유무와 정도를 파악하기 위해 수행되었다. 현장조사는 울산만 안팎에 선정된 9개 정점에서 2006년 2월부터 11월까지 계절별로 저서환경과 대형저서동물군집에 대해 동시에 이루어졌다. 유기물 함량(TOC)은 평균 1.7% 이었으며 미량금속 중 As, Cu, Pb, Zn의 농도는 거의 모든 정점에서 최소영향수준(ERL)을 초과하였다. 저서동물군집의 총 출현종수는 199종, 평균 서식밀도는 4,578 개체/$m^2$ 이었으며 다모류가 가장 우세한 동물군이었다. 주요 우점종은 Aphelochaeta monilaris(22.6%), Ruditapes philippinarum(17.1%), Magelona japonica(12.2%), Lumbrineris longifolia(9.9%) 등이었으며 정점별 환경 특성에 따라 뚜렷이 다른 분포 양상을 보였다. 다변량분석 결과, 울산만 상단, 내만역, 내만역 중 태화강과 고사천이 만나는 지점 그리고 외해역에서 서로 다른 4개의 군집이 확인되었으며 특히 울산만 내의 군집 이질성이 두드러지게 나타났다. SIMPER 분석 결과, 4개 군집에서는 각각 R. philippinarum-Capitella capitata, A. monilaris-Balanoglossus carnosus, Sinocorophium sinensis-Cyathura higoensis 그리고 M. japonica-Ampharete arctica가 특징적으로 출현하였다. 전체 군집의 종조성과 밀도의 시.공간적 변화에 대해 가장 밀접한 상관성을 보인 환경 요인은 수심, 입도, 유기물 함량이었으며 중금속 중 Zn도 주요 항목에 포함되었다.

3D 프린터를 이용하여 제작한 맞춤형 Si-Bolus의 위치 오차 효과 평가: 자궁경부암 방사선 치료 (Evaluation of the effect of a Position Error of a Customized Si-Bolus Produced using a 3D-Printer: Cervical Cancer Radiation Treatment)

  • 홍성표;정지오;이승재;최병진;김청모;정수일;신윤성
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제35권
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    • pp.7-13
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    • 2023
  • 목 적: 본 연구에서는 자궁경부암이 자궁과 함께 몸 밖으로 돌출되었을 때 맞춤형 Bolus를 사용하는 것이 치료계획에서 선량 전달에 미치는 영향을 평가하고 환자 set-up에서의 재현성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 치료 계획은 Eclipse Treatment Planning System (Version 15.5.0, Varian, USA)을 사용했으며 치료기는 VitalBeam (Varian Medical Systems, USA)을 사용하였다. 방사선 치료 기법은 3D-CRT로 AP/PA 방향으로 6MV 에너지를 이용하였다. 처방 선량은 1.8 Gy/fx이고 총 선량은 50.4 Gy/28 fx이다. 이온챔버는 Semiflex TM31010 (PTW, Germany)을 사용하였으며, 각 위치 이동 및 종양 중심 선량에 따른 계획선량과 측정된 선량을 비교하여 선량 분포를 분석 및 평가하였다. 첫 번째 측정은 팬텀에 맞춤형 Bolus를 적용하여 중심에서 수행하였으며, 위치 오차를 가정하여 중심에서 X, Y, Z축 방향으로 -2 cm ~ +2 cm 범위에서 이동하면서 측정하였다. 0.5 cm 간격으로 측정하였으며, Y축 방향은 ±3 cm까지 측정하였고 Bolus가 잘못 set-up된 상황도 측정하였다. 측정된 선량은 팬텀의 air cavity 대신 실리콘의 CT Hounsfield Unit (HU) 240으로 보정된 선량을 기준으로 비교하였다. 결 과: 위치 오차는 모든 X, Y, Z축에서 최대 ±2 cm까지 약 -1%이다. Y축의 경우 +3 cm의 차이가 발생했을 때 -9.73%의 오차가 발생하였다. 그리고 Bolus가 피부에 올바르게 부착되지 않았을 때 -2.6%, 완전히 제거되었을 때 3.92%의 오차가 있었다. 결 론: 맞춤형 Bolus를 사용한 경우 치료 선량 분포가 균일했으며, 위치 오차가 발생한 경우에도 처방 선량과 실제 측정값 사이에 큰 차이가 없었다. 기존 시트형 Bolus는 몸 밖으로 튀어나온 불규칙한 모양의 종양을 보완하기는 어렵지만 맞춤형 Bolus는 치료 선량을 균일하게 전달하는데 유용한 것으로 확인된다.

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