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Numerical and experimental analysis on the axial compression performance of T-shaped concrete-filled thin-walled steel

  • Xuetao Lyu;Weiwei Wang;Huan Li;Jiehong Li;Yang Yu
    • Steel and Composite Structures
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    • 제50권4호
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    • pp.383-401
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    • 2024
  • The research comprehensively studies the axial compression performance of T-shaped concrete-filled thin-walled steel tubular (CTST) long columns after fire exposure. Initially, a series of tests investigate the effects of heating time, load eccentricity, and stiffeners on the column's performance. Furthermore, Finite Element (FE) analysis is employed to establish temperature and mechanical field models for the T-shaped CTST long column with stiffeners after fire exposure, using carefully determined key parameters such as thermal parameters, constitutive relations, and contact models. In addition, a parametric analysis based on the numerical models is conducted to explore the effects of heating time, section diameter, material strength, and steel ratio on the axial compressive bearing capacity, bending bearing capacity under normal temperature, as well as residual bearing capacity after fire exposure. The results reveal that the maximum lateral deformation occurs near the middle of the span, with bending increasing as heating time and eccentricity rise. Despite a decrease in axial compressive load and bending capacity after fire exposure, the columns still exhibit desirable bearing capacity and deformability. Moreover, the obtained FE results align closely with experimental findings, validating the reliability of the developed numerical models. Additionally, this study proposes a simplified design method to calculate these mechanical property parameters, satisfying the ISO-834 standard. The relative errors between the proposed simplified formulas and FE models remain within 10%, indicating their capability to provide a theoretical reference for practical engineering applications.

전자포탈영상을 이용한 기하학적 정도관리 실시간 분석 프로그램의 개발 (Development of Geometrical Quality Control Real-time Analysis Program using an Electronic Portal Imaging)

  • 이상록;정경용;장민선;이병구;권영호
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.77-84
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    • 2012
  • 목 적: 필름평가방법을 대신하여 전자포탈영상을 이용한 기하학적 정도관리 실시간 분석 프로그램을 개발하고자 한다. 대상 및 방법: 전자포탈영상장치(Electronic Portal Image Device, EPID)가 선형가속기(CL-iX, Varian, USA)의 하부에 고정된 구조 때문에 발생되는 문제를 해결한 후 Eclipse treatment planning system (Version 8.1, Varian, USA)으로 기하학적 정도관리 항목을 생성하였다. 치료실의 4DTC (Version 10.2, Varian, USA)에서 전자포탈영상(single exposure before plan)을 생성하고 항목별로 빔을 조사하였다. Off-line review에서 전자포탈영상을 획득하고 이를 자체 개발한 기하학적 정도관리 실시간 분석 프로그램으로 평가하였다. 평가 방법으로 치료 중 오차(Intra-fraction error)는 모든 절차를 같은 날에 동일 조건으로 5회 연속 실시하여 분석하였고 치료 간 오차(Inter-fraction error)의 확인을 위해 모든 절차를 동일 조건에서 10일간 실시한 후 Iso-align$^{TM}$ quality control device를 이용한 필름평가방법과 비교하였다. 측정 및 분석 시간은 장치의 셋업에서 데이터 획득까지의 시간과 이후 분석완료까지 소요된 시간으로 구분하여 측정한 후 사용자와 수행과정의 편의성도 비교하였다. 결 과: 빛-방사선조사면 일치, 콜리메이터 회전축, 환자테이블 회전축, 갠트리 회전축 항목에서 각각 평균 0.1, 0.2, 0.3, 0.2 mm의 치료 중 오차 값을 확인하였다. 10일간의 연속된 정도관리를 통해 치료 간 오차를 확인한 결과 항목별로 각각 평균 1.7, 1.4, 0.7, 1.1 mm의 오차 값을 얻었다. 그리고 측정 시간은 필름평가방법과 전자포탈영상을 이용한 방법에서 각각 평균 36분, 15분이 걸렸고 분석 시간은 평균 30분, 22분이 소요되었다. 결 론: 전자포탈영상을 이용하여 기하학적 정도관리를 실시할 경우 정도관리 도구로서 유용함을 알 수 있었다. 필름 미사용에 따른 비용 절감의 이점뿐만 아니라 측정 및 분석 시간도 줄일 수 있어 사용자 편의성이 커지고 필름 현상 과정 등의 생략으로 수행과정도 개선할 수 있었다. 또 자체 개발한 기하학적 정도관리 실시간 분석 프로그램으로 평가가 완료된 영상은 데이터화가 가능하여 자료의 보관이 용이해진다.

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Analysis of Image Distortion on Magnetic Resonance Diffusion Weighted Imaging

  • Cho, Ah Rang;Lee, Hae Kag;Yoo, Heung Joon;Park, Cheol-Soo
    • Journal of Magnetics
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    • 제20권4호
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    • pp.381-386
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    • 2015
  • The purpose of this study is to improve diagnostic efficiency of clinical study by setting up guidelines for more precise examination with a comparative analysis of signal intensity and image distortion depending on the location of X axial of object when performing magnetic resonance diffusion weighted imaging (MR DWI) examination. We arranged the self-produced phantom with a 45 mm of interval from the core of 44 regent bottles that have a 16 mm of external diameter and 55 mm of height, and were placed in 4 rows and 11 columns in an acrylic box. We also filled up water and margarine to portrait the fat. We used 3T Skyra and 18 Channel Body array coil. We also obtained the coronal image with the direction of RL (right to left) by using scan slice thinkness 3 mm, slice gap: 0mm, field of view (FOV): $450{\times}450mm^2$, repetition time (TR): 5000 ms, echo time (TE): 73/118 ms, Matrix: $126{\times}126$, slice number: 15, scan time: 9 min 45sec, number of excitations (NEX): 3, phase encoding as a diffusion-weighted imaging parameter. In order to scan, we set b-value to $0s/mm^2$, $400s/mm^2$, and $1,400s/mm^2$, and obtained T2 fat saturation image. Then we did a comparative analysis on the differences between image distortion and signal intensity depending on the location of X axial based on iso-center of patient's table. We used "Image J" as a comparative analysis programme, and used SPSS v18.0 as a statistic programme. There was not much difference between image distortion and signal intensity on fat and water from T2 fat saturation image. But, the average value depends on the location of X axial was statistically significant (p < 0.05). From DWI image, when b-value was 0 and 400, there was no significant difference up to $2^{nd}$ columns right to left from the core of patient's table, however, there was a decline in signal intensity and image distortion from the $3^{rd}$ columns and they started to decrease rapidly at the $4^{th}$ columns. When b-value was 1,400, there was not much difference between the $1^{st}$ row right to left from the core of patient's table, however, image distortion started to appear from the $2^{nd}$ columns with no change in signal intensity, the signal was getting decreased from the $3^{rd}$ columns, and both signal intensity and image distortion started to get decreased rapidly. At this moment, the reagent bottles from outside out of 11 reagent bottles were not verified from the image, and only 9 reagent bottles were verified. However, it was not possible to verify anything from the $5^{th}$ columns. But, the average value depends on the location of X axial was statistically significant. On T2 FS image, there was a significant decline in image distortion and signal intensity over 180mm from the core of patient's table. On diffusion-weighted image, there was a significant decline in image distortion and signal intensity over 90 mm, and they became unverifiable over 180 mm. Therefore, we should make an image that has a diagnostic value from examinations that are hard to locate patient's position.

치과용 복합레진의 굽힘 특성과 시험 신뢰도에 미치는 시편 크기의 영향 (Effects of specimens dimension on the flexural properties and testing reliability of dental composite resin)

  • 임용운;황성식;김사학;이해형
    • 대한치과재료학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.273-280
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 치과용 복합레진의 굽힘특성과 시험 신뢰성에 대한 시편의 크기의 영향을 분석하기 위함이다. 실험용 치과용 복합레진은 레진 매트릭스와 50 vo%의 silane 처리된 글라스 필러를 혼합하여 제조하였다. 복합레진의 굽힘강도 시편은 폭의 크기가 다른 금속 몰드에 채워 각각 $25{\times}2{\times}2mm$, $25{\times}2{\times}4mm$, $25{\times}2{\times}6mm$ (길이${\times}$높이${\times}$폭) 크기로 광중합하여 제작하였다 (n=10). 이들 굽힘 시편들은 ISO 4049 시험법에 의거 시편의 지지점간 거리 20 mm에서 굽힘강도와 굽힘탄성계수를 결정하였다 (normal-flexural strength; NFS). 여기서 파절된 시편들로부터 길이를 12 mm로 조정한 시편들($12{\times}2{\times}2mm$, $12{\times}2{\times}4mm$, $12{\times}2{\times}6mm$)을 이용하여 지지점간 거리 10 mm에서 다시 한번 굽힘특성값들 얻었다(mini-flexural strength; MFS). 데이터는 ANOVA와 Duncan 사후검정을 실시하였으며 결과의 신뢰도는 와이블 분석으로 실시하였다. 결과에서 NFS, MFS시험 모두 시편 폭의 증가에 따라 굽힘강도에는 유의한 차이가 나타나지 않았다(P > 0.05). 그러나 와이블 계수에 근거한 시험 신뢰도는 시편의 크기와 지지점간 거리의 변화에 따라 큰 변화가 발생하였다. NFS시험의 굽힘탄성계수는 시편의 크기 증가와 더불어 증가하였으나, MFS시험에 의한 탄성계수는 경향이 관찰되지 않았다. 본 연구의 결과를 종합하면, 치과용 복합레진의 굽힘특성과 그 신뢰도는 한가지 이상의 시험법으로 해야 함이 권장된다.

식재기구에 따른 소나무 용기묘의 초기생장특성 (An Analysis of Characteristic of Initial Growth with Containerized Seedlings of Pinus densiflora According to Planting Tools)

  • 고치웅;이관희;김동현;강진택;김동근
    • 한국산림과학회지
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    • 제106권4호
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    • pp.465-472
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    • 2017
  • 본 연구는 경북대학교에서 개발한 경량식혈기와 일반적인 용기묘 식재 방법인 괭이를 이용하여 경상북도 상주시 화동면 이소리에 2015년 4월 소나무 용기묘(2-0)를 정방형 식재방법($1.8{\times}1.8m$)으로 식재기구별 각각 225본씩 식재하여 약 2년 동안의 초기생장, 생존율 및 묘목품질지수(SQI)를 조사 분석하였다. 분석결과, 경량식혈기와 괭이를 이용하여 식재한 용기묘의 평균 근원경(mm)은 각각 2015년에 3.77과 3.94, 2016년에 18.73과 15.32 2017년에 27.8과 23.9로 나타났다. 또한 용기묘의 평균 간장(cm)은 각각 2015년에 33.4와 33.4, 2016년에 89.8과 74.7, 2017년에 120.7과 97.9로 간장 역시 경량식혈기를 이용하여 식재한 용기묘가 괭이를 이용하여 식재한 용기묘 보다 초기 생장이 더 높은 것으로 나타났으며, 생존율 또한 경량식혈기를 이용한 용기묘의 생존율이 괭이를 이용한 경우 보다 약 10%정도 더 높게 나타났다. 그리고 H/D율(건전도)과 T/R율은 서로 유사한 값을 나타낸 반면 SQI는 경량식혈기가 0.60, 괭이는 0.24로 나타나 경량식혈기 식재가 괭이 식재에 비해 용기묘의 초기생장에 더 유리한 것으로 판단된다.

양이온계면활성제에 의한 4-알킬아닐린 유도체의 가용화에서 알킬치환기, 계면활성제 및 온도의 효과 (Effect of Alkyl Substituents, Surfactants, and Temperature on the Solubilization of 4-alkylaniline Derivatives by Cationic Surfactants)

  • 이동철;이병환
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.250-259
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    • 2020
  • 가용화현상에 있어서 유기물(피가용화물)과 계면활성제와의 상호관계를 조사하고자 UV-Vis 법을 이용하여 가용화상수(Ks)값을 구하였다. 유기물의 para-위치에 알킬치환기가 도입된 4-alkylanilines과 양이온계면활제인 소수기 길이가 서로 다른 DTAB, TTAB, CTAB를 이용하여 유기물과 계면활성제간의 소수성 상호작용에 따른 가용화 상수값과 그에 따른 열역학함수들을 다양한 온도에서 구하여 서로 비교하였다. 그 결과 유기물에서 알킬치환기에 의한 소수성효과는 탄소사슬의 길이가 증가할수록 일정한 비율로 증가하였고, 또한 계면활성제에서 소수기의 길이효과도 일정한 비율로 증가하였다. 그런데 이러한 소수성 효과는 유기물에서 알킬치환기에 의한 효과가 계면활성제에서 소수기의 효과 보다 더 크게 나타났다. 또한 계산된 열역학 함수값들의 결과들로부터 유기물의 소수성이 증가할수록 그리고 계면활성제의 소수성이 증가할수록 유기물은 미셀내부의 더 깊은 곳으로 가용화됨을 알 수 있었다. 등구조온도는 실험 조건 범위 내에서 큰 차이를 보이지 않았으며, 최대값과 최소값의 차이가 1K미만으로 차이가 거의 없는 것으로 나타났다.

정책기반 RFID 데이터 관리 이벤트 정의 언어 (A Policy-driven RFID Data Management Event Definition Language)

  • 송지혜;김광훈
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.55-70
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    • 2011
  • 본 논문 에서는 기존의 대표적인 RFID 미들웨어 표준인 RFID 응용 인터페이스 표준규격1)으로 적용가능한 정책 기반의 RFID 데이터 관리 이벤트 정의 언어를 제안한다. 즉, RFID 응용인터페이스는 RFID 미들웨어의 핵심 구성요소인 데이터관리 기능, 장치관리 기능, 장치인터페이스 기능, 정보보호관리 기능을 응용 프로그램에게 제공하기 위한 표준인터페이스이며, 본 논문에서 제안하는 언어는 그 중 RFID 미들웨어의 데이터관리 기능, 즉 이벤트관리 기능을 지원하기 위한 추상화된 인터페이스를 제공하는데 그 목적이 있다. 특히, 이벤트 제약조건을 정의하기 위한 정책의 개념은 RF 리더들로부터 읽혀지는 대용량의 태그데이터를 정제 또는 여과시키기 위한 이벤트 제약조건들을 정의하는 수단으로서 RFID 미들웨어의 기능에 대한 기술적 전문지식이 부족한 응용프로그램 개발자들이 자신의 응용영역을 쉽게 표현할 수 있을 뿐 만 아니라 고수준의 추상화된 인터페이스를 제공할 수 있는 매우 효과적인 수단이라고 할 수 있다. 결과적으로, 본 논문에서는 RFID 응용인터페이스의 상세표준규격으로 제정 될 수 있는 일명 rXPDL, XML기반의 RFID 데이터 관리 이벤트 정책 정의 언어 (rXPDL: XML-based RFID Data Management Event Policy Definition Language)를 정의하며, 이는 곧 정책기반 RFID 데이터 관리 응용인터페이스 정의 언어로서 국내외 표준 규격의 기반이 될 것으로 기대한다. 또한, rXPDL의 상세표준규격들은 유비쿼터스센서네트워크 미들웨어의 데이터 관리를 위한 표준규격으로서의 확장을 기대할 수도 있다.

유동성 복합레진의 물리적 성질에 대한 연구 (A STUDY ON PHYSICAL PROPERTIES OF FLOWABLE COMPOSITE RESINS)

  • 김지영;정병초;양규호
    • 대한소아치과학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.423-429
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    • 2002
  • 최근 유동성 복합레진은 조작시 빠르고 간편하며 우수한 접근성으로 임상에서의 사용이 증가하고 있으나 각 제품간 그리고 혼합형 복합레진과의 물리적 성질이나 특성에 관한 비교 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 현재 임상적으로 자주 쓰이는 4종의 유동성 복합레진(Filtek Flow, Tetric Flow, Revolution, Palfique Esthelite LV high flow)의 압축 강도, 상대적 유동성, 방사선 불투과성을 측정하여 그 특성을 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 압축강도에 있어서 4종의 유동성 복합레진 각 제품간의 유의한 차이는 없었으나 유동성 복합레진이 혼합형 복합레진(Z-100, 3M, USA)에 비하여 유의성 있게 낮은 압축강도를 나타내었다(p<0.001). 2. 각 제품간의 상대적 유동성은 Palfique Esthelite LV high flow, Revolution, Filtek Flow와 Tetric Flow 순으로 높았고(p<0.001), Filtek Flow와 Tetric Flow간에 유의한 차이는 없었으며, 모든 제품은 TeethmateF-1(Kuraray, Japan)에 비하여 유의성 있게 낮았다(p<0.001). 3. 유동성 복합레진 4종의 방사선 불투과성을 비교 분석한 결과 측정된 모든 유동성 복합레진은 상아질과 유사하거나 높은 방사선 불투과성을 나타내었고 각 제품간 유의한 차이가 있었다(p<0.001). 그 중 Tetric Flow와 Filtek Flow는 법랑질과 유사하거나 높은 방사선 불투과성을 나타내었다(p<0.001). 이상의 실험 결과는 4종의 유동성 복합레진은 혼합형 복합레진 보다 낮은 압축강도를 가지므로 임상에 적용 시 가해질 수 있는 응력을 고려하여야 하며, 각 제품간 유동정의 유의한 차이는 시술 시 재료의 선택에 고려사항이 될 수 있으리라 사료된다. 또한 4종의 유동성 복합레진의 방사선 불투과성은 모두 국제 인증 규격에 합당한 것으로 사료된다.

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Mechanical behavior and microstructural characterization of different zirconia polycrystals in different thicknesses

  • Arcila, Laura Viviana Calvache;Ramos, Nathalia de Carvalho;Campos, Tiago Moreira Bastos;Dapieve, Kiara Serafini;Valandro, Luiz Felipe;de Melo, Renata Marques;Bottino, Marco Antonio
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제13권6호
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    • pp.385-395
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    • 2021
  • PURPOSE. To characterize the microstructure of three yttria partially stabilized zirconia ceramics and to compare their hardness, indentation fracture resistance (IFR), biaxial flexural strength (BFS), and fatigue flexural strength. MATERIALS AND METHODS. Disc-shaped specimens were obtained from 3Y-TZP (Vita YZ HT), 4Y-PSZ (Vita YZ ST) and 5Y-PSZ (Vita YZ XT), following the ISO 6872/2015 guidelines for BFS testing (final dimensions of 12 mm in diameter, 0.7 and 1.2 ± 0.1 mm in thicknesses). Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses were performed, and mechanical properties were assessed by Vickers hardness, IFR, quasi-static BFS and fatigue tests. RESULTS. All ceramics showed similar chemical compositions, but mainly differed in the amount of yttria, which was higher as the amount of cubic phase in the diffractogram (5Y-PSZ > 4Y-PSZ > 3Y-TZP). The 4Y- and 5Y-PSZ specimens showed surface defects under SEM, while 3Y-TZP exhibited greater grain uniformity on the surface. 5Y-PSZ and 3Y-TZP presented the highest hardness values, while 3Y-TZP was higher than 4Y- and 5Y-PSZ with regard to the IFR. The 5Y-PSZ specimen (0.7 and 1.2 mm) showed the worst mechanical performance (fatigue BFS and cycles until failure), while 3Y-TZP and 4Y-PSZ presented statistically similar values, higher than 5Y-PSZ for both thicknesses (0.7 and 1.2 mm). Moreover, 3Y-TZP showed the highest (1.2 mm group) and the lowest (0.7 mm group) degradation percentage, and 5Y-PSZ had higher strength degradation than 4Y-PSZ group. CONCLUSION. Despite the microstructural differences, 4Y-PSZ and 3Y-TZP had similar fatigue behavior regardless of thickness. 5Y-PSZ had the lowest mechanical performance.

전산화단층촬영 검사 시 Gantry Aperture 내의 선량분포와 영상의 질 (Dose Distribution and Image Quality in the Gantry Aperture for CT Examinations)

  • 조평곤;김유현;최종학;이기열;김형철;김장섭;신동철;이성현;이준협;신귀순
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제32권4호
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    • pp.453-460
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    • 2009
  • 슬라이스 두께(slice thickness)와 선속시준(beam collimation, BC)의 변화에 따른 CT gantry aperture 내의 선량 분포와 영상의 질을 알아보고자 하였다. CT장치로는 64-slice MDCT 스캐너(Brilliance 64, Philips, Cleveland, USA)를 사용하였다. 피사체가 없는 경우(air scan)의 선량측정을 위해 CT용 전리함을 gantry aperture내의 회전중심점(isocenter)과 12시, 3시, 6시, 9시 방향에서 회전중심점으로부터 5 cm 간격으로 30 cm까지 BC를 변화시키면서 각각 측정 하였다. 또한 5개의 구멍(팬텀의 중심과 12시, 3시, 6시, 9시 방향)으로 구성된 CT head and body dose phantom을 gantry aperture 내에 위치시키고 각 지점에서 선량을 측정하였다. Gantry aperture 내 피사체의 위치변화에 대한 영상의 노이즈를 비교하기 위해서 AAPM CT용 팬텀의 물통을 회전중심점과 12시 방향으로 5 cm와 10 cm 이동시킨 후 BC를 변화시키면서 스캔한 후 팬텀의 중심과 12시, 3시, 6시, 9시 방향의 지점에서 노이즈를 측정하였다. 이 중에서 몇 군데의 위치는 영상 영역에서 벗어나서 측정 할 수가 없었다. 이때 노이즈 측정을 위해서 영상재구성의 슬라이스 두께는 5 mm로 하였다. 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다: 첫째, CTDIw는 회전중심점으로부터 멀어질수록, BC가 넓어질수록 감소하였다. 둘째, BC의 넓이가 비슷한 경우의 CTDIw는 거의 유사한 값을 보였다. 즉, CTDIw는 검출기 배열의 수나 화소의 크기 보다는 전체적인 BC의 넓이에 의존하고 있음을 알 수 있었다. 셋째, air scan과 phantom scan 경우 모두에서 CTDIw는 BC가 증가될수록 감소하였다. 그러나 air scan의 경우보다 head phantom scan 시 약 30%, body phantom scan 시 약 52% 정도 CTDIw의 값이 감소하였다. 넷째, BC와 팬텀의 위치 변화에 따른 노이즈 값은 $2{\times}0.5\;mm$의 BC을 제외하고는 head phantom scan한 경우 3.9~5.9, body phantom scan한 경우 5.3~7.4로 나타나, BC와 팬텀의 위치변화에 따라서 큰 차이가 없었다. 따라서 피사체의 위치가 gantry aperture 내 SFOV(scan field of view)에 포함될 경우 회전중심점에 정확하게 위치시키지 않아도 영상의 질에는 많은 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있었다.

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