• 제목/요약/키워드: exposure algorithm

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Monte Carlo Simulation Based Digitally Reconstructed Radiographs

  • Kakinohana, Yasumasa;Ogawa, Kazuhiko;Toita, Takafumi;Murayama, Sadayuki
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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    • pp.436-438
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    • 2002
  • As the use of virtual simulation expands, digitally reconstructed radiographs (DRRs), which mimic conventional simulation films, play an increasingly important role as reference images in the verification of treatment fields. The purpose of our study is to develop an algorithm for computation of digitally reconstructed radiographs based on Monte Carlo simulation that take into account almost all possible physical processes by which photons interact with matter. The Monte Carlo simulation based DRRs have the following features. 1) Account has been taken of almost all possible physical processes of interaction of photons with matter, including a detector (film) response. In principle, this is equivalent to X-ray radiography. 2) Arbitrary photon energies (from diagnostic to therapeutic) can be used to produce DRRs. One can even use electrons as the source. 3) It is easy to produce a double exposure, which mimics the double exposure portal image and may have superior visual appeal for treatment field verification, with weighting within the treatment field.

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An interpretable machine learning approach for forecasting personal heat strain considering the cumulative effect of heat exposure

  • Seo, Seungwon;Choi, Yujin;Koo, Choongwan
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.81-90
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    • 2023
  • Climate change has resulted in increased frequency and intensity of heat waves, which poses a significant threat to the health and safety of construction workers, particularly those engaged in labor-intensive and heat-stress vulnerable working environments. To address this challenge, this study aimed to propose an interpretable machine learning approach for forecasting personal heat strain by considering the cumulative effect of heat exposure as a situational variable, which has not been taken into account in the existing approach. As a result, the proposed model, which incorporated the cumulative working time along with environmental and personal variables, was found to have superior forecast performance and explanatory power. Specifically, the proposed Multi-Layer Perceptron (MLP) model achieved a Mean Absolute Error (MAE) of 0.034 (℃) and an R-squared of 99.3% (0.933). Feature importance analysis revealed that the cumulative working time, as a situational variable, had the most significant impact on personal heat strain. These findings highlight the importance of systematic management of personal heat strain at construction sites by comprehensively considering the cumulative working time as a situational variable as well as environmental and personal variables. This study provided a valuable contribution to the construction industry by offering a reliable and accurate heat strain forecasting model, enhancing the health and safety of construction workers.

베이지안 포아송 모형을 적용한 자기-대조 환자군 연구에서의 약물상호작용 위험도 분석 (A Bayesian Poisson model for analyzing adverse drug reaction in self-controlled case series studies)

  • 이은채;황범석
    • 응용통계연구
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    • 제33권2호
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    • pp.203-213
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    • 2020
  • 자기-대조 환자군(self-controlled case series; SCCS) 연구는 별도의 대조군 없이 환자의 비노출기간을 대조기간으로 설정하여 노출기간에 대한 상대적인 발생 위험도를 측정하는 역학 연구의 한 방법이다. 이 방법은 대조군을 선정할 때 발생하는 편의를 최소화할 수 있는 장점이 있어서 약물 복용 후 이상반응 발생 위험도를 측정하기 위한 방법으로 전통적으로 많이 사용되어왔다. 본 연구는 SCCS 연구를 바탕으로 두 개 이상의 약물을 동시에 사용했을 때 그 부작용의 위험이 어떻게 증가하는지 살펴보고자 한다. 마약성 진통제 유사체인 tramadol과 다빈도 병용 약물 간 약물상호작용에 대해 조건부 포아송 모형을 가정하고 분석하였다. 이때 베이지안 추론법을 사용하여 최대가능도추정량이 지니고 있는 과대적합 문제를 해결하며, 사전분포의 민감도를 측정하기 위해 정규 사전분포와 라플라스 사전분포를 가정하여 모형화하였다.

Prediction of Non-Genotoxic Carcinogenicity Based on Genetic Profiles of Short Term Exposure Assays

  • Perez, Luis Orlando;Gonzalez-Jose, Rolando;Garcia, Pilar Peral
    • Toxicological Research
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    • 제32권4호
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    • pp.289-300
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    • 2016
  • Non-genotoxic carcinogens are substances that induce tumorigenesis by non-mutagenic mechanisms and long term rodent bioassays are required to identify them. Recent studies have shown that transcription profiling can be applied to develop early identifiers for long term phenotypes. In this study, we used rat liver expression profiles from the NTP (National Toxicology Program, Research Triangle Park, USA) DrugMatrix Database to construct a gene classifier that can distinguish between non-genotoxic carcinogens and other chemicals. The model was based on short term exposure assays (3 days) and the training was limited to oxidative stressors, peroxisome proliferators and hormone modulators. Validation of the predictor was performed on independent toxicogenomic data (TG-GATEs, Toxicogenomics Project-Genomics Assisted Toxicity Evaluation System, Osaka, Japan). To build our model we performed Random Forests together with a recursive elimination algorithm (VarSelRF). Gene set enrichment analysis was employed for functional interpretation. A total of 770 microarrays comprising 96 different compounds were analyzed and a predictor of 54 genes was built. Prediction accuracy was 0.85 in the training set, 0.87 in the test set and increased with increasing concentration in the validation set: 0.6 at low dose, 0.7 at medium doses and 0.81 at high doses. Pathway analysis revealed gene prominence of cellular respiration, energy production and lipoprotein metabolism. The biggest target of toxicogenomics is accurately predict the toxicity of unknown drugs. In this analysis, we presented a classifier that can predict non-genotoxic carcinogenicity by using short term exposure assays. In this approach, dose level is critical when evaluating chemicals at early time points.

범용 실리콘 방사선 센서를 이용한 우주방사선 선량계 개발 (Developments of Space Radiation Dosimeter using Commercial Si Radiation Sensor)

  • 천종규;김성환
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.367-373
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    • 2023
  • 비행시 승무원이나 승객은 우주방사선과 공기나 비행기 기체와 반응하여 발생한 2차 산란선 등에 의해 피폭을 받게 된다. 항공기 승무원의 경우 우주기상 환경 시뮬레이션을 이용하여 계산된 피폭선량으로 방사선 안전관리를 적용받고 있다. 하지만, 태양활동이나 고도, 비행경로 등에 따라 피폭선량이 가변적이어서 계산법보다는 항로별 측정하는 것이 권고되고 있다. 본 연구에서는 범용 Si 센서와 다중채널파고분석기를 이용하여 우주방사선 선량을 측정할 수 있는 선량계를 개발하였다. 선량계산은 미우주항공국의 우주방사선 측정장비인 CRaTER(Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation)의 알고리즘을 적용하였다. 표준교정시설에서 Cs-137 662 keV 감마선으로 에너지 및 선량교정을 시행하였으며, 실험 범위에서 선량률 의존성이 없음을 확인하였다. 제작된 선량계를 이용하여 2023년 5월 두바이 인천 구간의 국제선에서 직접 선량을 측정한 결과 국내 우주방사선 선량평가코드(KREAM; Korean Radiation Exposure Assessment Model for Aviation Route Dose)로 계산된 결과와 12% 이내로 비슷하게 나타났으며, 고도와 위도가 높아짐에 따라 계산 결과와 동일하게 선량이 증가하는 것을 확인하였다. 좀 더 많은 실증적 검증 실험이 요구되는 제한점은 있지만, 항공기 내 또는 개인 피폭선량 모니터링에 가성비가 우수한 선량계로 충분한 활용 가능성을 확인하였다.

재구성 알고리즘 변화에 따른 CT 영상의 화질 평가 (The Evaluation of Image Quality According to the Change of Reconstruction Algorithm of CT Images)

  • 한동균;박건진;고신관
    • 대한디지털의료영상학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.127-132
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    • 2010
  • In this study, the correlation among the changes of Modulation Transfer Function(MTF) in the noise and high-contrast resolution and the change of Contrast to noise ratio(CNR) in the low-contrast resolution will be examined to investigate the estimation of image quality according to the type of algorithms. The image data obtained by scanning American Association of Physicists in Medicine(AAPM) phantom was applied to each algorithm and the exposure condition of 120 kVp, 250 mAs, and then the CT number and noise were measured. The MTF curved line of the high-contrast resolution was calculated with Point Spread Function(PSF) by using the analysis program by Philips, resulting in 0.5 MTF, 0.1 MTF and 0.02 MTF respectively. The low-contrast resolution was calculated with CNR and the uniformity was measured to each algorithm. Since the measurement value for the uniformity of the equipment was below ${\pm}$ 5 HU, which is the criterion figure, it was found to belong to the normal range. As the algorithm got closer from soft to edge, the standard deviation of CT number increased, which indicates that the noise increased as well. As for MTF, 0.5 MTF, 0.1 MTF and 0.02 MTF were all sharp algorithms, and as the algorithm got closer from soft to edge, it was possible to distinguish more clearly with the naked eye. On the other hand, CNR gradually decreased, because the difference between the contrast hole CT number and the acrylic CT number was the same while the noise of hole increased.

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LTE 환경에서 초기 식별자를 보호하기 위한 MILENAGE 알고리즘 기반의 상호인증 (A Design of MILENAGE Algorithm-based Mutual Authentication Protocol for The Protection of Initial Identifier in LTE)

  • 유재회;김형욱;정용훈
    • 벤처혁신연구
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    • 제2권1호
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    • pp.13-21
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    • 2019
  • 4세대 이동통신 기술인 LTE환경에서 사용자 단말기와 사용자를 확인하는 초기 식별자를 평문으로 전달하는 취약점으로 인한 사용자 정보가 노출되는 피해가 발생하고 있다. 본 논문에서는 고유 식별정보의 노출 문제점에 대한 해결책으로 시도응답을 이용한 일회용 패스워드와 AES기반의 Milenage 키 생성 알고리즘을 활용하여 안전한 초기 식별 통신을 위한 상호인증 프로토콜을 제안한다. Milenage 키 생성 알고리즘은 기존 프로토콜에서도 사용되고 있는 키 생성 알고리즘으로써 암호화 키, 무결성 키, 메시지 인증코드를 생성하는 알고리즘이다. LTE 네트워크에서 표준으로 사용되고 있는 LTE Security 프로토콜은 EPS-AKA를 기반으로 사용자 단말기와 사용자를 식별할 수 있는 초기 식별자를 상호인증시 노출되는 취약점이 나타나는 한계점으로 인해 UE 추적 가능성과 IMSI 노출로 인한 사용자 개인정보 노출 취약점을 보완하여 노출의 문제점을 최소화 한다.

Standard와 MAR 알고리즘에서 CT 검사조건 변화에 따른 인공물과 노이즈 평가 (Evaluation of Artifact and Noise in the Standard and MAR Algorithms with Variation of Examination Conditions of CT)

  • 김영근;양숙;왕태욱
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제43권2호
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    • pp.79-85
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    • 2020
  • The influence of metal artifact in CT image depends on the type of metal materialsm, the reconstruction algorithm, and scan parameters. The presence of metal artifacts was quantitatively evaluated by applying the standard and MAR algorithms through the phantom study. In the change of tube voltage applied the standard algorithm, metal artifact decreased to 44.9% for 80 vs 120 kVp, 24% for 100 vs 120 kVp, while the image taken at 140 kVp increased the artifact by 19% compared to 120 kVp. When the tube current was increased from 100 to 300 mA, there was no significant difference in the CT value and noise. Black band and white strike artifacts occurred up to 65.9% in the adjacent ROI of the metal driver, whereas titanium screw produced lesser metal artifact than that of the metal driver. The combination of 120kVp or higher tube voltage-standard algorithm was effective in removing black band artifacts as well as white streak by high density materials. However, MAR reconstruction algorithm was useful in improving image quality under the environment of low kVp and high density materials, without increase of radiation exposure.

다중소자 열형광선량계에 의한 수정체 등가선량 평가의 적정성 연구 (A Feasibility Study on the Lens of Eye Dose Assessment Using the System of Multi-Element TLD)

  • 이나래;한승재;이병일;조건우
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제37권2호
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    • pp.96-102
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    • 2012
  • 2011년 국제방사선방호위원회(ICRP)는 최근 역학 조사들을 근거로 방사선영향으로 발생할 수 있는 암 외 질환의 위험에 대한 권고를 개정하였다. 특히 수정체 조직반응의 발단선량을 0.5 Gy로 하향 조정하면서, 계획 피폭상황에서 직무 피폭 시 수정체 등가선량한도를 "정해진 5년 기간 동안 평균해서 연간 20 mSv, 그 중 어느 한 해에도 50 mSv를 초과하지 않아야 한다"로 권고하였다. 방사선작업종사자의 외부선량은 개인 열형광선량계(TLD)를 사용하여 감시하고 있으며 판독한 열형광소자별 반응도를 선량평가 알고리즘에 적용하면 개인의 수정체 등가선량을 구할 수 있다. 본 논문에서는 성능검사에 사용된 Harshaw TLD의 소자반응도를 사용하여 현재 사용 중인 알고리즘들에 의한 수정체 등가선량을 평가하였다. 그 결과 성능검사에 사용된 TLD의 소자반응도를 사용하여 수정체 등가선량을 평가한 경우 알고리즘 간의 상대오차는 최대 48.84% 내에 있는 것으로 나타났다.

RSA-CRT의 향상된 등간격 선택 평문 전력 분석 (Enhanced Equidistant Chosen Message Power Analysis of RSA-CRT Algorithm)

  • 박종연;한동국;이옥연;최두호
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제48권2호
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    • pp.117-126
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    • 2011
  • RSA-CRT알고리즘은 RSA알고리즘의 성능 향상을 위해 널리 쓰이고 있다. 하지만 일반적인 RSA 알고리즘처럼 CRT 버전의 RSA 또한 부채널 분석에 취약함이 알려져 왔다. 그 중 Boer등이 제안한 전력 분석 방법은 등간격 선택 전력 평문을 이용하여 CRT 알고리즘의 reduction단계를 분석하는 방법으로, 등간격 선택 평문 전력 분석 방법(Equidistant Chosen Messages Power Analysis, ECMPA)또는 MRED(Modular reduction on Equidistant data)분석 방법으로 알려져 있다. 이 방법은 등간격 선택 평문을 이용하여 입력 평문과 동일한 간격을 가지는 reduction 결과 값, r=xmodp 을 찾는 방법으로, r의 노출에 의해 RSA의 비밀 소수 p가 계산 될 수 있다. 본 논문에서의 실험 결과, 이론 적으로만 알려져 있던 reduction 단계의 분석 결과가 기존 논문의 예상과는 다른 결과를 가짐을 확인하였다. 본 논문에서는 선택 bit에 의존한 Ghost key의 패턴과, reduction 알고리즘의 연산 과정에서 발생하는 Ghost key가 존재함을 이론적 및 실험적으로 증명하였다. 따라서 본 논문은 기존에 알려지지 않은 Ghost key의 특징에 대하여 논하며, 향상되고, 구체적인 공격 방법을 제안한다.