• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권6호
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• pp.836-845
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• 2017

Gravimetric method is usually used to evaluate air-dry density, which is governing physical or mechanical properties of wood. Although it had high evaluation accuracy, the method is time consuming process. Thus, this study was conducted to estimate air-dry density of wood with high accuracy by using polychromatic X-ray and digital detector as alternative of gravimetric method. To quantify polychromatic X-ray projection for evaluating air-dry density, Lambert-Beer's law with the integral value of probability function was used. The integral value was used as weighting factor in the law, and it was determined by conducting simple test at various penetration depths and tube voltage. Mass attenuation coefficient (MAC) of wood also calculated by investigating polychromatic X-ray projection according to species, penetration depth and tube voltage. The species had not an effect on change of MAC. Finally, an air-dry density of wood was estimated by applying the integral value, MAC and Lambert-Beer's law to polychromatic X-ray projection. As an example, the relation of the integral value (${\alpha}$) according to penetration depth (t, cm) at tube voltage of 35 kV was ${\alpha}=-0.00091t{\times}0.0184$ while the regression of the MAC (${\mu}$, $cm^2/g$) was ${\mu}=0.5414{\exp}(-0.0734t)$. When calculation of root mean squared error (RMSE) was performed to check the estimation accuracy, RMSE at 35, 45 and 55 kV was 0.010, 0.013 and $0.009g/cm^3$, respectively. However, partial RMSE in relation to air-dry density was varied according to tube voltage. The partial RMSE below air-dry density of $0.41g/cm^3$ was $0.008g/cm^3$ when tube voltage of 35 kV was used. Meanwhile, the partial RMSE above air-dry density of $0.41g/cm^3$ decreased as tube voltage increased. It was conclude that the accuracy of estimation with polychromatic X-ray and digital detector was quite high if the integral value and MAC of wood were determined precisely or a condition of examination was chosen properly. It was seemed that the estimation of air-dry density by using polychromatic X-ray system can supplant the gravimetric method.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권1호
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• pp.61-70
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• 2012

In this study, a simple post-reconstruction dual-energy computed tomography (CT) method is proposed. A dual-energy CT algorithm for monochromatic x-rays was adopted and applied to the dual-energy CT of polychromatic x-rays by assigning a representative mono-energy. The accuracy of algorithm implementation was tested with mathematical phantoms. To test the sensitivity of this algorithm to the inaccuracy of representative energy value in energy values, a simulation study was performed with mathematical phantom. To represent a polychromatic x-ray energy spectrum with a single-energy, mean energy and equivalent energy were used, and the results were compared. The feasibility of the proposed method was experimentally tested with two different micro-CTs and a test phantom made of polymethyl methacrylate (PMMA), water, and graphite. The dual-energy calculations were carried out with CT images of all possible energy pairs among 40, 50, 60, 70, and 80 kVp. The effective atomic number and the electron density values obtained from the proposed method were compared with theoretical values. The results showed that, except the errors in the effective atomic number of graphite, most of the errors were less than 10 % for both CT scanners, and for the combination of 60 kVp and 70 kVp, errors less than 6.0 % could be achieved with a Polaris 90 CT. The proposed method shows simplicity of calibration, demonstrating its practicality and feasibility for use with a general polychromatic CT.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권8호
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• pp.2854-2863
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• 2023

Objective: To present a hybrid approach that incorporates a constrained beam-hardening estimator (CBHE) and deep learning (DL)-based post-refinement for metal artifact reduction in dental cone-beam computed tomography (CBCT). Methods: Constrained beam-hardening estimator (CBHE) is derived from a polychromatic X-ray attenuation model with respect to X-ray transmission length, which calculates associated parameters numerically. Deep-learning-based post-refinement with an artifact disentanglement network (ADN) is performed to mitigate the remaining dark shading regions around a metal. Artifact disentanglement network (ADN) supports an unsupervised learning approach, in which no paired CBCT images are required. The network consists of an encoder that separates artifacts and content and a decoder for the content. Additionally, ADN with data normalization replaces metal regions with values from bone or soft tissue regions. Finally, the metal regions obtained from the CBHE are blended into reconstructed images. The proposed approach is systematically assessed using a dental phantom with two types of metal objects for qualitative and quantitative comparisons. Results: The proposed hybrid scheme provides improved image quality in areas surrounding the metal while preserving native structures. Conclusion: This study may significantly improve the detection of areas of interest in many dentomaxillofacial applications.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권5호
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• pp.356-362
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• 1999

공업용 방사선 필름의 필름 농도가 대략 3.5 이하의 농도 구간에서 상대 노출에 대해 지수 함수적으로 증가한다고 가정하여, 필름특성곡선에 관한 일반식과 두께 변화에 대한 농도 변화 관계식을 새로이 제안하였다. 연속 X-선과 $Ir^{192}$에 의한 ${\gamma}$-선으로 탄소강의 계단시편에 대해 시험한 결과, 대략 $1.0{\sim}3.5$의 농도 범위에서 두께 변화에 대한 농도의 상용 대수변화가 기존의 관계식에 비해 보다 선형적인 경향을 나타내었으며 실제 계단 시편의 치수와 제안한 관계식에 의한 평가를 비교한 결과 본 연구에서 제안한 농도-두께 관계식에 의한 결과가 기존의 관계식에 의한 결과보다 정확하였다. 그리고 시험체의 두께가 증가함에 따라 beam hardening effect에 의해 유효선흡수계수가 달라지는 연속 X-선에 비해 상대적으로 에너지 스펙트럼이 단순한 ${\gamma}$-선이 두께 평가를 위한 더 적합한 방사선원임을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 관계식은 국부적인 부식 손상의 깊이와 분포도를 평가할 수 있으므로 압력 용기 등의 산업 설비의 건전성 평가에 활용할 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.215-222
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• 2015

본 연구에서는 단일 비산란 그리드 및 다색광 x-선원을 이용하여 위상대조 x-선 영상을 용이하게 구현할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 신기법의 개념 입증을 위해 집속형 선형 그리드(200 lines/inch 선 밀도), 마이크로 초점 x-선관(${\sim}5{\mu}m$ 초점크기), CMOS형 평판형 검출기($48{\mu}m$ 픽셀 크기)로 실험장치를 구성하였으며, 한 번의 x-선 촬영($90kV_p$, 0.1 mAs)으로 감약대조 x-선 영상과 향상된 가시성을 지진 산란 x-선 영상 및 차분 위상대조 x-선 영상을 Fourier변조복원 기법을 적용하여 성공적으로 분리 획득하였다. 더 나아가, 감약대조 x-선 영상과 산란 x-선 영상을 합성함으로써 일반 감약대조 x-선 영상에서는 명확하게 볼 수 없는 샘플의 미세 구조를 보다 선명하게 나타냄을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 단일 비산란 그리드 기반 위상대조 x-선 영상화 기법은 실험 구성 및 절차가 단순하고 새로운 대조도에 기반한 산란 및 위상대조 x-선 영상을 동시에 제공하기 때문에 차세대 x-선 영상화 신기법으로 다양한 응용분야에서 용이하게 적용될 수 있을 것으로 전망한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권10호
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• pp.1588-1593
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• 2014

본 연구는 방사선 조사식품에 대한 소비자들의 수용성을 증대하고, 감마선조사의 대체기술로 X-선 조사의 상용화를 확대할 목적으로 30 kGy X-선 조사식품 4종(닭고기, 전란분말, 건파, 후추)의 유전독성학적 안전성 평가를 실행하였다. Salmonella Typhimurium TA98, TA100, TA1535 및 TA1537에 대한 X-선 조사식품 4종의 복귀변이 집락 수를 조사한 결과, 대사 활성계 도입 및 부재 시 모두 시험 적용 농도인 $40{\sim}5,000{\mu}g/plate$의 범위에서 복귀변이 집락 수의 농도 의존적인 증가 혹은 감소를 보이지 않았다. 그리고 포유류 배양세포를 이용한 염색체 이상 시험에서도 X-선 조사식품 4종은 $625{\sim}5,000{\mu}g/mL$의 시험 적용 농도에서 염색체 이상 유발능이 5% 미만이어서 염색체 이상을 유발하지 않는 것으로 나타났다. 또한 설치류 망상적혈구를 이용하여 X-선 조사식품 4종의 소핵 형성 시험을 수행한 결과 시험 적용 농도인 250~2,000 mg/kg의 범위에서 소핵을 가진 망상적혈구의 출현율이 음성대조군과 유의한 차이를 나타내지 않아 소핵을 유발하지 않음을 확인하였다. 이상의 결과를 바탕으로 위해 분석 결과 30 kGy X-선 조사식품 4종(닭고기, 전란분말, 건파, 후추)은 본 시험조건에서 유전 독성이 없는 것으로 나타났다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제36권2호
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• pp.98-107
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• 2011

치아우식증은 현대 사회에서 여전히 유병률이 높으며, 치과 분야의 주요 상병으로 자리잡고 있다. 치아우식증에 대한 연구에 매우 다양한 방법들이 동원되고 있으나, 최근 미세전산화 단층촬영은 비파괴적인 3차원 분석 기술로서 인기를 얻어 왔으며, 기존의 방법들에 비해 다양한 장점들을 가지고 있다. 미세전산화 단층촬영술은 X선원의 종류에 따라, 모노크로매틱 혹은 폴리크로매틱으로 나뉘어지고, 전자의 경우 몇몇 장점에도 불구하고, 고가의 장비를 요구하므로 후자가 훨씬 널리 사용된다. 투과방사선량의 감소에 따라 결정되는 미네랄 밀도의 차이가 기본 원리이며, 보다 좋은 이미지와 재현 가능한 측정을 위해서는 장비의 교정과 이미지 보정 작업등이 요구된다. 또한, 미세전산화 단층촬영술을 이용하면, 치아우식 병소의 3차원적인 재건이 가능하며, 병소의 내부 구조를 가시화할 수 있다. 최근 컴퓨터 기술의 발전과 더불어 다양한 응용이 시도되고 있는데, 자동화된 충치의 정량적 분석 알고리즘 등이 그 예에 해당된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.445-448
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• 2015

최근 다색 X-ray 중 저에너지 광자의 비율을 감소시키는 필터에 대한 관심이 대두되고 있으나 X선 경화현상으로 인하여 나타나는 영상 화질에 영향에 대해서는 간과되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 필터에 따른 전방산란율의 변화를 평가함으로써 의료영상 품질에 영향을 미치는 산란선량을 정량적으로 고찰하였다. 실험 결과, 필터 두께가 증가함에 따라 최대 13.9%p의 전방산란율이 증가하는 추세가 나타나는 것으로 평가되었다. 이러한 결과를 바탕으로 한국 산업규격에서 권고된 필터 두께를 준수할 경우 환자의 피폭선량을 저감하면서도 약 1%p 이내의 전방산란율 만이 의료영상에 노이즈에 추가적으로 기여할 것으로 사료된다. 그러므로 환자의 피폭선량을 저감화하면서도 의료영상의 품질을 개선하기 위해서는 적절한 필터의 활용이 중요할 것으로 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제14권2호
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• pp.110-116
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• 2010

PET/CT 검사는 기술의 발전에 따라 감쇄보정 방법이 $^{68}Ge$이나 $^{137}Cs$등의 동위원소를 사용하지 않고, CT 기반의 감쇄보정 영상을 구현하여 검사 시간의 단축과 해부학적인 영상을 제공한다. 그러나 CT 기반의 금속에 의한 CT 영상의 인공물이 발생하여 감쇄보정된 PET 영상에 영향을 준다. 그러므로 본 연구는 임상 실험과 phantom 실험을 통해 금속 치과 임상 실험은 구강 내질환이 없는 40명의 환자(평균나이: $56{\pm}17$세)를 대상으로 하였으며, 치아에 치과보철을 매식한 환자 20명과 치과 임플란트를 매식한 환자 20명을 대상으로 PET/CT 검사를 시행했다. phantom 실험은 원형 phantom내에 치과보철과 치과 임플란트를 매식한 치아모형을 이용하여 PET/CT 검사를 시행했다. 분석방법은 같은 단층상의 PET/CT 영상에서 CT 영상의 CT 값과 PET 영상의 표준섭취계수 변화를 인공물의 영향이 없는 부분, 어둡게 인공물이 나타난 부분, 밝게 인공물이 나타난 부분, 세 부분의 관심영역을 설정하여 측정했고, 통계분석은 대응표본 t-test를 이용했다. 치아 보철을 매식한 실험에서 환자의 경우 표준섭취계수가 인공물의 영향이 없는 부분에 비해 어둡게 인공물이 나타난 부분은 약 19.6% (p<0.05) 감소됐고, 밝게 인공물이 나타난 부분은 90.1% (p>0.05) 증가했다. phantom의 경우 표준섭취계수가 인공물의 영향이 없는 부분에 비해 어둡게 인공물이 나타난 부분은약 18.1% 감소됐고, 밝게 인공물이 나타난 부분은 18.0% 증가했다. 치아 임플란트를 매식한 실험에서 환자의 경우 표준섭취계수가 인공물의 영향이 없는 부분에 비해 어둡게 인공물이 나타난 부분은 약 19.1% (p<0.05) 증가됐고, 밝게 인공물이 나타난 부분은 96.6% (p>0.05) 증가했다. phantom의 경우 표준섭취계수가 인공물의 영향이 없는 부분에 비해 어둡게 인공물이 나타난 부분은 약 14.4% 감소됐고, 밝게 인공물이 나타난 부분은 7.0% 증가했다. PET/CT 검사의 CT 기반 보정 영상 구현 시 금속 치과 재료로 인해 CT 값에 영향을 주어 PET 영상에서도 표준섭취계수에 영향이 미치는 것을 볼 수 있다. 그리고 치아 임플란트보다 치아 보철에서 과 보정이 된 것을 볼 수 있다. 특히, 임상 실험에서 치아 보철의 표준섭취계수가 어둡게 인공물이 나타난 부분이 19.6% 감소되어 나타난 것을 확인 할 수 있어 위 음성으로 오인할 가능성이 있다. 그러므로 금속 치아 보철이나 임플란트를 시행한 환자들의 PET/CT 검사 시 구강내 병변이 의심 된다면, CT 영상으로 보정이 되지 않은 무보정(non-attenuation correction) PET 영상을 확인하는 것이 정확한 진단에 도움을 줄 것으로 사료된다.