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안전조치 사찰을 위한 휴대형 HPGe 검출기 시제품 성능평가 실험 (Performance Test of Portable Hand-Held HPGe Detector Prototype for Safeguard Inspection)

  • 곽성우;안길훈;박일진
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제39권1호
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    • pp.54-60
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    • 2014
  • IAEA는 핵물질 계량 관리 검사를 위해 다양한 방사선 검출기를 사용하고 있다. 주로 HPGe, NaI(Tl), CZT 등이 사용되며, 정확한 측정이 요구되는 검사에는 고분해능 HPGe 검출기 활용도가 높다. HPGe 검출기는 추가적인 냉각장치로 인하여 부피가 크고 무거우며, 사용하기 전에 충분히 냉각시켜야 하기 때문에 측정의 준비 시간이 많이 걸린다는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 가볍고 짧은 사용 전 냉각이 요구되는 휴대형 HPGe가 개발되었다. 본 논문은 개발된 휴대형 HPGe 검출기 시제품을 실제 IAEA 사찰 현장에 적용하여 얻은 성능평가 결과를 기술한다. 휴대형 HPGe로 얻은 방사선 스펙트럼은 핵물질 종류와 농축도에 따라 다른 특징을 보였고, 또한 $^{235}U$$^{238}U$의 붕괴 계열에서 방출되는 감마선 및 우라늄의 특성 x-선 차이도 확인할 수 있었다. 그리고 휴대형 HPGe 검출기 시제품으로 측정한 농축도는 핵물질 종류에 따라 실제값과 9 ~ 27%의 상대적 오차를 보였다. 휴대형이라는 소형 검출기의 한계 때문에 일부 핵물질은 IAEA에서 요구하는 정확도를 만족시키지 못하는 경우도 있었지만 향후 추가적인 연구의 수행으로 이러한 문제점은 해결 가능할 것으로 판단된다. 본 논문은 새로운 휴대형 HPGe 검출기를 안전조치에 적용한 사례와 측정한 스펙트럼을 농축도 분석 코드로 분석한 결과를 다룬다. 따라서 국내 원자력시설의 우라늄 농축도 검증을 위한 IAEA 안전조치 사찰 결과를 분석한 논문이 별로 발표되지 않은 상황에서, 본 논문은 안전조치 검사 결과 분석에도 유익할 것으로 판단된다. 개발된 방사선 검출기의 개선 사항도 함께 논의하였으므로 향후 관련 분야 방사선 검출기 개발에도 기여할 것으로 예상된다.

뇌혈관 중재시술 지원 가이드 시스템에 관한 연구 (A Study of Guide System for Cerebrovascular Intervention)

  • 이성권;정창원;윤권하;주수종
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.101-107
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    • 2016
  • 최근 디지털 영상장비 개발 기술의 발전으로 인하여 중재 시술이 일반화되고 있다. 중재 영상시술은 미세한 카테터와 가이드와이어를 체내에 삽입하고 시술하는 기술적 특성으로 인하여, 시술의 효과와 안전성을 높이기위해서는 엑스선영상의 고화질이어야 한다. 이로인하여 방사선 피폭량이 증가하는 문제점을 갖고 있다. 따라서 엑스선 디텍터의 성능을 개선하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 혈관 조영술을 기반으로 한 중재시술은 참조 영상 처리와 3D 의료 영상처리 기술이 요구된다. 본 논문에서는 중재시술을 지원하기 위한 가이드 시스템을 제안하고자 한다. 뇌혈관질환의 중재시술에 기존 혈관조형검사기반의 2D 의료영상이 갖고 있는 문제점을 해결하고, 중재시술 도구인 카테터와 가이드와이어의 목표 병변까지 실시간 위치 추적과 최적의 경로를 안내 해주고자 한다. 이를 위한 전체 시스템은 의료영상 획득부와 영상처리부 그리고 디스플레이 디바이스부로 구성하였다. 그리고 제안한 시스템에서 제공하는 가이드서비스의 실험환경은 브레인 팬텀(Complete intracranial model with aneurysms, ref H+N-S-A-010)을 엑스선으로 촬영하면서 실험하였다. 그리고 참조 영상을 생성하기 위해서 라프라시안 알고리즘 기반의 뇌혈관 모델링과 DICOM에서 추출한 이미지 처리를 위해 Volume ray casting 기법을 적용하였다. 그리고 카테터와 가이드와이어의 위치추적과 경로 제공을 위해 $A^*$ 알고리즘을 적용하였다. 끝으로 제안한 시스템에서 제공하는 카테터와 가이드와이어의 위치추적 수행결과를 보인다. 제안한 시스템은 향후 중재시술에 유용한 안내 서비스를 제공할 것으로 기대하고 있다.

국산 자동화 장비(Gamma Pro)의 결과보고시간 단축에 대한 유용성 평가 (Evaluation of Reliability about Short TAT (Turn-Around Time) of Domestic Automation Equipment (Gamma Pro))

  • 오윤정;김지영;석재동
    • 핵의학기술
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    • 제14권2호
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    • pp.197-202
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    • 2010
  • 목적: 각 검사실에서는 임상의 신속한 검사 결과 보고 요청에 부응하고 검사 결과의 신뢰도 및 효율성을 증가시키기 위해 자동화 장비를 많이 사용한다. 국산 자동화 장비는 기존 자동화 장비의 단점을 개선, 보완하여 폭넓은 수행능을 가진 국산 자동화 장비이다. 본 연구에서 국산 자동화 장비와 기존 자동화 장비와의 상관성 및 분석능력을 평가하여 검사실에서의 결과보고시간 단축에 대한 유용성과 신뢰성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2009년 9월 삼성서울병원에서 갑상선 호르몬 검사(TT3, TSH, FT4)가 의뢰된 환자를 대상으로 저농도에서 고농도 검체 100개씩 국산 자동화 장비와 RIA-mat 280을 사용하여 상관성을 알아보았다. 국산 자동화 장비의 부분별 평가로 첫째, Tip부분은 정확도, 회수율, 검체 간 상호 오염도를 측정하였다. 둘째, Incubator부분은 회전수(RPM)와 회전축 원경(mm)에 따른 최적의 검사반응 조건을 알아보았다. 검체처리 속도를 분석하기 위해 특정기간의 검사결과 보고시간을 조사하였다. 결과: 국산 자동화 장비와 RIA-mat 280의 상관계수($R^2$)는 TT3 0.98, TSH 0.99, FT4 0.92로 좋은 상관관계를 보였다. Tip의 평가로 정밀도 CV 0.38 %(1번 Tip), CV 0.39 %(2번 Tip), 정확도 98.3 %(1번 Tip), 98.6 %(2번 Tip). 검체 간 상호 오염도는 0.01 %(1번 Tip), 0 %(2번 Tip)로 검체 간 상호 오염도가 거의 없었다. Incubator 조건에서 회전수(RPM)와 회전수 원경(mm) 500 RPM의 1.0 mm, 1.5 mm와 600 RPM의 1.0 mm, 1.5 mm 중 600 RPM의 1.0 mm가 최상의 조건임을 알 수 있었다. 기존의 자동화 장비에서 6회/일 시행되던 검사가 최대20회/일로 늘어남으로써 검체 접수에서 결과보고까지 소요시간이 평균 4.20시간에서 평균 2.19시간으로 약 2시간 단축되었다. 결론: 국산 자동화 장비(Gamma Pro) 사용으로 결과보고 시간이 평균 2.19시간으로, 약 2시간 단축되는 결과를 얻었다. 본 기기는 일정시간당 대량 검체 처리능력이 뛰어나고 실용성을 갖춘 효율적인 장비라고 여겨진다. 검사결과 보고 시간 단축으로 인해 응급환자의 신속한 진단과 외래환자의 진료대기시간 단축에 유용할 것이다.

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Dual-Column GC-FID System을 이용한 식품 포장재 중 Phthalate류 및 Adipate류 가소제의 동시 분석법 (A Simultaneously Analytical Method of Phthalate and Adipate Plasticizers in Food Packaging by Dual-Column GC-FID System)

  • 강길진;곽인신;엄미옥;전대훈;김형일;성준현;최정미;김은경;이영자
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.277-283
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    • 2005
  • 가소제는 합성수지 재질에 가공성, 유연성 등을 부여하기 위해 첨가되는 물질로, 화학구조에 따라 phthalate류 및 adipate류 가 있으며, 주로 PVC재질에 사용된다. 이러한 가소제는 용기포장으로부터 식품으로 이행될 수 있으며, 이들 중 일부는 내분비계장애추정물질로 분류되는 등 그 안전성에 논란이 있어왔다. 본 연구에서는 시중에 유통되는 용기포장 105품목에 대하여 phthalate류 및 adipate류의 재질 중 잔류량을 모니터링하였다. 분석은 dual-column GC-FID방법을 사용함으로써 검출된 성분의 보다 신속한 확인 및 정량이 가능하였다. 정량을 위한 분석법을 검증한 결과 0.993이상의 직선성, RSD $3.5\%$ 이하의 재현성, 분석대상 가소제 종류에 따라 재질 중 10.4-83.6 ug/g의 검출한계를 확인할 수 있었다. 재질 중 잔류량은 PVC 재질에 대하여는 식품포장용 랩 3품목에서 DEHA가 176.9-198.5mg/g, 병마개 가스킷 40품목에서 DIDP가 157.3-374.7 mg/g, 1품목에서 DINP가 165.6 mg/g 수준으로 검출되었다. 또한 PET, PP, PE, 종이제 등 기타의 재질에서도 일부 가소제가 검출되었으나 검출량은 오염에 기인하는 것으로 판단되는 미미한 수준이었다.

스캔 시간의 결정시기에 따른 총 스캔 시간 변화에 관한 연구 (The Change of Total Scan Time in Accordance with the Time of the Decision of Scan Time)

  • 이종훈;류재광;정우영
    • 핵의학기술
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    • 제13권3호
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    • pp.81-85
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    • 2009
  • 목적 : 핵의학 검사에는 동일한 목적부위에 시간경과에 따른 변화를 관찰하고, 일정시간 동안에 여러 번 나누어 영상을 획득하는 검사들이 많이 있다. 이 때 동일한 영상 획득 조건이 적용되어야만 한다. Hepatobiliary scan, lung scan 등의 검사는 시간 간격을 두고, 여러 번의 영상을 획득하는 검사이다. 해당 검사 별로 최초의 영상에서 설정된 계수를 획득하기 위해 소요되는 시간을 연속되는 다음의 영상에 동일하게 적용하는 pre-set time을 설정한다. 이 때 각각의 영상에서 동일한 검사 시간이 적용되어야 한다. 이 연구는 pre-set time을 적용하는 검사에 스캔 시간의 결정시기에 따라 스캔 시간의 변동을 분석하고 이에 대한 합리적인 대안을 찾으려 한다. 실험재료 및 방법 : 2009년 1월부터 2009년 3월까지 서울아산병원 핵의학과에서 방사성의약품 $^{99m}Tc$-mebrofenin을 이용한 간담도 검사를 대상으로 하였다. 환자에게 222 MBq (6mCi)를 정맥주사한 후 5분이 지난 뒤에 스캔을 시작하였다. 두 개의 검출기를 서로 마주보게 하여, 환자가 양쪽 검출기 사이에서 erect position을 유지하도록 하였고 환자는 복부 전면을 검출기에 최대한 밀착하였다. 스캔을 시작한 후 총 검사시간의 10%, 25%, 50%, 75%일 때 예상 검사 종료 시간을 측정하였다. 이 측정시간을 스캔이 모두 끝난 후에 최종 검사시간과 검사 도중 예상되는 스캔 시간을 비교하였다. 그리고 팬텀을 이용하여 선량에 따른 시간 변화를 관찰하였다. 결과 : 스캔을 시작하고 스캔 시간이 총 예상 스캔 시간의 10% 되었을 때, 25% 되었을 때, 50% 되었을 때, 75% 되었을 때의 차이는 10%일 때 최대 5초 이상의 시간차이를 보였으며, 25% 되었을 때(t:2.88, p<0.01)와 50%가 되었을 때 (t:2.05, p<0.01) 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 결론 : 스캔이 모두 종료된 후에 스캔 시간을 결정하는 것이 가장 정확한 측정치를 가지지만, 실무현장에 적용에는 다소간의 어려운 점이 있었다. 이것은 정량분석이 필요한 검사에 부정확한 결과치를 초래 할 수 있고, 이를 개선하려는 검사자의 노력이 필요한 것으로 판단된다. 스캔을 시작하고 최소한 총 스캔시간의 약 50% 이상이 지난 후에, 총 스캔시간을 결정하는 것이 영상간의 불일치하는 스캔시간으로 유발되는 정량 분석 오차를 최소화 할 수 있다는 것을 의미한다.

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PET/CT 검사 환자의 피폭선량 경감을 위한 연구 (Research on the Reduction of Exposure Dose of a Patient Having a PET/CT Exam)

  • 김봉수;표성재;조용귀;신채호;조진우;김창호
    • 핵의학기술
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    • 제13권3호
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    • pp.10-16
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    • 2009
  • 목적 : 환자의 피폭선량 감소를 위해 PET/CT검사 시Pitch를 조절하여 환자의 피폭선량을 줄일 수 있는 방법에 대해 고려해 보고 Pitch 조정이 CT 영상과 PET의 SUV값에 영향을 주어 변화가 있는지를 살펴 보고자 한다. 방법 : Siemens사의 Biograph Positron Emission Tomography (PET) Scanner (CT 형식 : TRCT-240-130 (WCT-240-130)을 사용하였다. 환자의 피폭선량 평가로는 CT 조사선량 측정기인 PTW-DIADOS 11003/1383를 사용하여 선량을 측정하였고 Pitch 조정이 CT 영상에 미치는 영향을 알아보기 위해 AAPM Standard Phantom을 이용하여 pitch 변화에 따른 CT 영상의 공간 분해능을 측정하여 비교하였다. 그리고, PET source consists of a solid radioactive cylinder phantom을 사용하여 Pitch 변화에 따른 Fusion 영상의 SUV값을 산출하여 PET/CT 영상에서 SUV값이 변하였는지 확인하였다. 결과 : 2slice CT scanner에서는 Pitch가 0.7~1.3까지는 방사선량이 크게 떨어지나 1.5~1.9까지는 방사선량의 감소가 작아졌으며 Pitch값이 커질수록 환자의 피폭선량이 작아지는 것을 알 수 있었다. 그리고 Pitch값의 증가에 따른 SUV값의 변화는 거의 없었으며. Pitch값이 PET SUV값에 영향을 주지 않는다는 것을 알 수 있었다. Pitch의 변화가 CT 영상에도 크게 영향을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 결론 : 위의 결과로 PET/CT를 사용하는 병원은 영상의 왜곡이 없고 PET SUV값에 영향을 주지 않는 범위 내에서 각 병원에 맞는 Pitch값을 찾아서 환자의 피폭 경감을 위해 노력해야 할 것이다. 그리고 Multi-detector를 가진 CT scanner인 경우에 모두 해당 될 것이라 생각되며 향후 다른 장비에서도 이와 같은 실험이 필요하다 하겠다.

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인공위성 탑재용 자외선 태양카메라(LIST) 개발 (DEVELOPMENT OF A LYMAN-α IMAGING SOLAR TELESCOPE FOR THE SATELLITE)

  • 장민환;오환섭;임천석;박정선;김진상;손대락;이현수;김상준;이동훈;김성수;김건희
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제22권3호
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    • pp.329-352
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    • 2005
  • 자외선 영역에서 최대 세기를 보이는 라이먼 알파(121.6nm)선은 태양 채층과 전이영역의 방출선으로 지구 고층 대기 변화의 주요 원인이 되기 때문에, 태양연구에서 가장 중요한 파장대의 하나이다. 그렇지만, 이전의 라이먼 알파선의 관측은 콜로라도 대학 등 미국의 여러 대학들에서 탐사 로켓에 의해 수행된 단속적인 관측들뿐이었고, 여러 위성에 의한 관측들도 시간 분해능이 아주 떨어지는 장기 관측들뿐이었다. 그러므로 인공위성에 탑재되어 충분한 시간 분해능과 연속적인 관측이 충족될 수 있는 라이먼 알파선 태양망원경의 개발은 세계적으로도 중요한 과학적 의미를 갖고 있으며, 인공위성의 운영에 막대한 영향을 미치는 지구 고층 대기에 대한 태양 자외선 복사의 영향을 연구하기 위한 실용적인 목적도 갖고 있다. 이러한 배경에 의해 본 연구는 과학기술위성2호 탑재용 자외선 태양카메라(LIST: $Lyman-{\alpha}$ Imaging Solar Telescope)를 개발하기 위한 목적으로 system 규격결정이 이루어졌으며 광학계, 기계구조 및 전자회로의 예비 설계가 완성되었다. 또한 system requirements에 맞춰 광학계, 기계구조 및 전자회로의 예비 구조 설계가 완료되었으며 기계 구조해석 및 열해석, test plan 결정 및 verification test matrix 작성도 완료되었다. 부분별로는 상세설계가 완료되어 제작에 착수하였으며 본 탑재체의 데이터에 맞는 데이터 획득 시스템을 결정하기위한 기반 조사가 완료되었다. 과학적 운영을 위해서는 태양의 진공 자외선 복사의 연구 방향과 연구 현황 등 데이터를 수집하고, 수집된 자료로 태양에 대해 지속적인 연구가 이루어졌다 자외선 태양카메라 연구개발은 산업적인 파급효과가 큰 광학계의 설계와 비구면 광학계의 제작기술, 첨단 측광기의 기본을 이루는 CCD의 제어기술, 탑재체의 통제 제어 기술이 요구된다. 확보된 우주 탑재체 개발 기술과 결과물들은 본 사업에 적용되었던 시스템 관리 기법과 함께 향후 유사한 우주기술 사업에 이용될 수 있으며 과학적 시스템과 성과물들도 현재 정부가 지원하여 구축하고 있는 우주환경 감시 시스템에 이용될 수 있다.

흐름 장-흐름 분획기를 이용한 나노물질의 분리 (Separation of Nanomaterials Using Flow Field-Flow Fractionation)

  • 김성희;이우춘;김순오;나소영;김현아;이병태;이병천;엄익춘
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권11호
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    • pp.835-860
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    • 2013
  • 최근 들어 나노기술의 발전에 따라 다양한 산업 및 상업분야에서 나노물질의 사용이 급증하고 있다. 이러한 나노물질이 환경에 유출되어 사람의 건강 및 생태계에 악영향을 줄 수 있다는 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 이에 따라 다양한 환경매질 내에서 나노물질의 거동특성 및 생독성 등에 대한 평가들이 요구되어진다. 이러한 평가들이 진행되기 위해서 필연적으로 다양한 매체 내에서 존재하는 나노물질을 효과적으로 분리하고 이들의 특성을 정량화하는 기술들이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 이러한 나노물질의 분리기술들 중 시료의 교란이 비교적 적고 전처리과정이 단순한 장-흐름 분획기술을 이용한 나노물질 분리에 대한 국내외 선행연구들을 살펴보았다. 특히 가장 많이 활용되어온 흐름 장-흐름 분획기를 중심으로 기본원리를 살펴보고 분리대상인 나노물질의 종류에 따라서 지금까지 수행되어온 연구들을 분류하고 분석해 봄으로써 이 분야의 연구자들에게 실제적인 정보를 제공하고자 한다. 장-흐름 분획기를 이용하여 다양한 환경매질로부터 나노물질을 효과적으로 분리하기 위해서 분리대상인 나노물질의 종류와 특성을 고려한 전처리, 적절한 멤브레인과 운반용액의 선택, 흐름조건의 최적화 등이 중요한 것으로 조사되었다. 뿐만 아니라 분리 후 나노물질의 특성을 정량화하기 위해서 다양한 검출기 및 분석기와의 연계가 필수적으로 보인다. 하지만 아직까지 일부 환경매질에만 국한되어 연구가 진행되었으며, 또한 분리대상인 나노물질의 종류도 극히 제한적인 것으로 조사되었다. 특히 이러한 나노물질에 대한 분리 및 측정에 대한 국내 연구는 매우 부족한 실정이며 나노물질 사용량이 급증하고 있는 현실을 고려하면 이 분야에 대한 연구가 절실히 요구된다.

폐암환자의 비동일평면 선속 빔 치료 시 HexaPOD evo RT system 의 정확성 평가 (Evaluation of the accuracy of the HexaPOD evo RT system using Non-coplanar beams in lung cancer)

  • 장세욱;조강철;이상규;김주호;조정희
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.115-122
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    • 2015
  • 목 적 : 폐암환자의 비동일면 선속 빔(Non-coplanar beam) 을 이용한 방사선치료 시 HeaxPOD evo RT system(6D couch)의 정확성을 평가 하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 SBRT 환자 중 비동일면 선속 빔을 사용한 폐암환자 13명과, 동일면 선속 빔을 사용하는 폐암환자 10명을 대상으로 하였다. 대상 환자의 자세보정에 있어 Pitch, Roll, Yaw 방향에 대한 보정을 적용, 미적용으로 구분하고, 레이저(Laser)를 Arccheck(Helical grid diode detectors)의 동 중심점에 정렬시킨 후 Arccheck으로 ${\gamma}$값과 전리함(Pinpoint type chamber)을 이용하여 점 선량을 측정하였다. 평가를 위해 점 선량 측정값과 ${\gamma}$-Index(3% / 3 mm, 2% / 2 mm)를 지표로 비교분석 하였다. 결 과 : HexaPOD 미적용 시 치료계획과 비교하여 동일평면 선속 빔의 경우 ${\gamma}$-Index<1(${\gamma}=1$, 3% / 3 mm) 비율은 97.3%, 점 선량은 0.8% 의 차이를 보였다. 비 동일평면 선속 빔의 경우 각각 90.8%, 0.7%로 나타났다. HexaPOD 적용 시, 같은 조건에서 동일평면 선속 빔의 경우 각각 99.5%, 0.6%를 나타냈으며, 비 동일평면 선속 빔의 경우 각각 97.8%, 0.5%의 결과를 나타냈다. ${\gamma}$-Index<1(2% / 2 mm)의 경우, HexaPOD 미적용 시 동일평면 선속 빔의 경우 82%, 비 동일평면 선속 빔의 경우 78.3%를 나타냈으며 HexaPOD 적용 시 각각 91.2%, 93.4%의 결과가 나타났다. 결 론 : HexaPOD를 적용한 경우가 더욱 정확성이 향상되는 것을 확인할 수 있어, 고 정밀 방사선치료의 비 동일평면 선속 빔 사용 시 HexaPOD 사용이 필요할 것으로 사료된다.

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THE CURRENT STATUS OF BIOMEDICAL ENGINEERING IN THE USA

  • Webster, John G.
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1992년도 춘계학술대회
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    • pp.27-47
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    • 1992
  • Engineers have developed new instruments that aid in diagnosis and therapy Ultrasonic imaging has provided a nondamaging method of imaging internal organs. A complex transducer emits ultrasonic waves at many angles and reconstructs a map of internal anatomy and also velocities of blood in vessels. Fast computed tomography permits reconstruction of the 3-dimensional anatomy and perfusion of the heart at 20-Hz rates. Positron emission tomography uses certain isotopes that produce positrons that react with electrons to simultaneously emit two gamma rays in opposite directions. It locates the region of origin by using a ring of discrete scintillation detectors, each in electronic coincidence with an opposing detector. In magnetic resonance imaging, the patient is placed in a very strong magnetic field. The precessing of the hydrogen atoms is perturbed by an interrogating field to yield two-dimensional images of soft tissue having exceptional clarity. As an alternative to radiology image processing, film archiving, and retrieval, picture archiving and communication systems (PACS) are being implemented. Images from computed radiography, magnetic resonance imaging (MRI), nuclear medicine, and ultrasound are digitized, transmitted, and stored in computers for retrieval at distributed work stations. In electrical impedance tomography, electrodes are placed around the thorax. 50-kHz current is injected between two electrodes and voltages are measured on all other electrodes. A computer processes the data to yield an image of the resistivity of a 2-dimensional slice of the thorax. During fetal monitoring, a corkscrew electrode is screwed into the fetal scalp to measure the fetal electrocardiogram. Correlations with uterine contractions yield information on the status of the fetus during delivery To measure cardiac output by thermodilution, cold saline is injected into the right atrium. A thermistor in the right pulmonary artery yields temperature measurements, from which we can calculate cardiac output. In impedance cardiography, we measure the changes in electrical impedance as the heart ejects blood into the arteries. Motion artifacts are large, so signal averaging is useful during monitoring. An intraarterial blood gas monitoring system permits monitoring in real time. Light is sent down optical fibers inserted into the radial artery, where it is absorbed by dyes, which reemit the light at a different wavelength. The emitted light travels up optical fibers where an external instrument determines O2, CO2, and pH. Therapeutic devices include the electrosurgical unit. A high-frequency electric arc is drawn between the knife and the tissue. The arc cuts and the heat coagulates, thus preventing blood loss. Hyperthermia has demonstrated antitumor effects in patients in whom all conventional modes of therapy have failed. Methods of raising tumor temperature include focused ultrasound, radio-frequency power through needles, or microwaves. When the heart stops pumping, we use the defibrillator to restore normal pumping. A brief, high-current pulse through the heart synchronizes all cardiac fibers to restore normal rhythm. When the cardiac rhythm is too slow, we implant the cardiac pacemaker. An electrode within the heart stimulates the cardiac muscle to contract at the normal rate. When the cardiac valves are narrowed or leak, we implant an artificial valve. Silicone rubber and Teflon are used for biocompatibility. Artificial hearts powered by pneumatic hoses have been implanted in humans. However, the quality of life gradually degrades, and death ensues. When kidney stones develop, lithotripsy is used. A spark creates a pressure wave, which is focused on the stone and fragments it. The pieces pass out normally. When kidneys fail, the blood is cleansed during hemodialysis. Urea passes through a porous membrane to a dialysate bath to lower its concentration in the blood. The blind are able to read by scanning the Optacon with their fingertips. A camera scans letters and converts them to an array of vibrating pins. The deaf are able to hear using a cochlear implant. A microphone detects sound and divides it into frequency bands. 22 electrodes within the cochlea stimulate the acoustic the acoustic nerve to provide sound patterns. For those who have lost muscle function in the limbs, researchers are implanting electrodes to stimulate the muscle. Sensors in the legs and arms feed back signals to a computer that coordinates the stimulators to provide limb motion. For those with high spinal cord injury, a puff and sip switch can control a computer and permit the disabled person operate the computer and communicate with the outside world.

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