• 제목/요약/키워드: ray optimization

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Numerical modeling and simulation technique in time-domain for multibeam echo sounder

  • Jung, Donghwan;Kim, Jeasoo;Byun, Gihoon
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제10권2호
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    • pp.225-234
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    • 2018
  • A Multibeam Echo Sounder (MBES) is commonly used for rapid seafloor mapping. We herein present a time-domain integrated system simulation technique for MBES development. The Modeling and Simulation (M&S) modules consist of four parts: sensor array signal transmission, propagation and backscattering modeling in the ocean environment, beamforming of the received signals, and image processing. Also, the simulation employs a ray-theory-based algorithm to correct the reconstructed bathymetry, which has errors due to the refraction caused by the vertical sound velocity profile. The developed M&S technique enables design parameter verification and system parameter optimization for MBES. The framework of this technique can also be potentially used to characterize the seabed properties. Finally, typical seafloor images are presented and discussed.

선형시스템 전달이론을 이용한 간접변환방식 디지털 래디오그라피 디텍터의 신호 및 잡음 분석 (Signal and Noise Analysis of Indirect-Conversion Digital Radiography Detectors Using Linear-systems Transfer Theory)

  • 윤승만;임창휘;한종철;조옥라;김정민;김호경
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권3호
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    • pp.261-273
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    • 2010
  • 간접변환방식 CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) 엑스레이 디텍터 시스템의 성능 분석 및 개선을 위하여 공간주파수에 따른 DQE (detective quantum efficiency)를 모델링 하였다. 모델의 검증을 위하여 마모그라피 W/Al 선질에 대한 modulation-transfer function (MTF), noise-power spectrum (NPS)를 측정하고 이로부터 DQE를 계산하였으며, 모델과 측정된 DQE는 전체 공간주파수 영역에서 서로 잘 일치함을 확인하였다. 검증된 모델을 이용하여 형광스크린 양자효율 및 MTF, Swank 잡음, 포토다이오드 양자효율 등 CMOS 디텍터 시스템의 DQE 성능에 영향을 미칠 수 있는 다양한 디자인 파라미터의 역할을 살펴보았다. 엑스레이 디텍터 시스템의 신호 및 잡음 분석에 대해 이와 같은 선형시스템 전달을 이용한 이론적인 접근법은 이미 개발된 의료영상시스템을 이해할 수 있는 유용한 도구일 뿐만 아니라 새로운 디텍터 개발 및 최적화를 위한 도구로 활용될 수 있을 것이다.

X선 촬영 시 연령별 장기선량 차이 연구 (Investigation of organ dose difference of age phantoms for medical X-ray examinations)

  • 박상현;이춘식;김우란;이재기
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제28권1호
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    • pp.35-42
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    • 2003
  • 진단 X선 촬영에 의한 소아 및 성인의 장기 등가선량과 유효선량을 구하는 방법론을 개발하였다. 연령에 따른 체격의 차이가 방사선량 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해, 식도를 포함한 4개 연령군의 MIRD형 수학적 모의피폭체를 제작하였다. 두 가지의 전형적인 진단 X선 절차인 흉부 PA와 복부 AP 진단 X선 촬영을 모사하여, 연령별 선량을 계산하였다. 흉부 PA 진단 X선 촬영절차에 의해서 환자들은 대략 0.03mSv의 유효선량을 피폭하는 것으로 나타났다. 복부 AP 진단 X선 촬영절차의 경우 연령에 따라서 0.4에서 1.7mSv의 유효선량을 받는 것으로 나타났다. 한정된 조사장을 갖는 방사선에 대해서 선량을 평가했기 때문에, 장기의 위치와 크기, 모양, 그리고 방사선이 입사하는 표면으로부터의 필이 등이 선량 계산에 상당한 영향을 미쳤다. 따라서 진단 X선의 조사장이나 선질의 조절 등을 통해 방호의 최적화를 위한 노력이 중요한 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 선량계측 절차는 의료방사선 방호의 최적화를 위한 수단으로 활용될 수 있다.

Whole Spine Scanography의 검사방향에 따른 환자 선량 평가 (Patient Radiation Exposure Dose Evaluation of Whole Spine Scanography Due to Exposure Direction)

  • 김정수;서덕남;권순무;김정민
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제38권1호
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    • pp.1-6
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    • 2015
  • Whole spine scanography(WSS)는 전신에 X선을 조사하는 검사로 치료기간 동안 빈번한 X선 조사가 이루어지는 검사이다. 일반촬영 분야에서는 많은 X선이 전신에 조사되는 검사이다. 따라서 논문에서는 Auto image pasta기법의 디지털 WSS 검사에서 환자의 검사방향에 따른 유효선량과 장기선량을 전산모사를 통하여 평가하였고, 영상에서 척추의 확대도와 각도의 변화를 평가하였다. 전후면 자세에서의 평균 유효선량은 0.069 mSv였고, 후전면 자세에서 평균 유효선량은 0.0361 mSv로 약 2배의 차이를 보였다. 전후면 자세에서 남성의 평균 유효선량은 0.089 mSv, 여성에 대한 평균 유효선량은 0.431 mSv로 나타났고, 후전면 자세에서 남성의 평균 유효선량은 0.050 mSv, 여성에서는 0.026 mSv로 나타났다. 확대율에서는 후전면 자세에서 전후면 자세에 비해 5%정도 확대 되었으나 각도에는 큰 변화를 보이지 않았다. 따라서 임상 환경에서 동일한 검사조건에서 환자의 자세를 변화시키는 것만으로도 환자의 피폭선량을 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 특히 WSS와 같이 치료기간 동안 반복되는 검사에서 환자의 피폭선량 최적화를 위하여 검사 프로토콜의 재정립이 필요함을 확인하였다.

듀얼 에너지 감산기법을 이용한 디지털 X-ray 영상 최적화에 관한 연구 (Optimization Study of Digital X-ray Imaging with Dual Energy Subtraction Method)

  • 김대호;이용구;이영진
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권10호
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    • pp.138-142
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    • 2016
  • 듀얼 에너지 디지털 촬영법 (dual-energy digital radiography, DEDR)은 에너지 감산법을 이용하여 신체 내 병변을 감지하는 데 사용 되어 왔다. 본 연구에서는 DEDR을 이용하여 관전압과 부가필터와 같은 물리적 인자를 변화시킴으로써 최적의 뼈와 조직 영상을 획득하고, SRS-78 프로그램으로 예측한 값과 비교하고자 한다. 에너지 감산법을 이용하여 뼈와 조직의 분리된 영상을 획득하기 위하여 다양한 물질의 물리적 인자의 변화에 따른 영상을 구하였다. 연구에 사용된 팬텀은 알루미늄과 polymethyl methacrylate (PMMA)로 구성되었으며, 영상의 최적화는 대조도 대 잡음비 (contrast-to-noise ratio, CNR)로 측정하였다. 실험 결과 50 kVp와 120 kVp 두 영상의 감산 영상이 최적의 뼈와 조직의 분리 영상임을 확인 할 수 있었다. 또한 고 에너지에 10 mm 알루미늄 부가필터를 추가하였을 때, 최적의 뼈와 조직의 분리 효과를 기대 할 수 있었다. 이러한 결과는 실험 전에 SRS-78 프로그램으로 예측한 최적화 조건과 일치함을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 관전압이나 부가필터 두께와 같은 물리적 인자를 적절하게 조절한다면 최적의 영상을 얻을 수 있음을 확인하였고, DEDR을 이용하여 원하는 부분만을 표현함으로써 의료영상분야에 기여하고 응용분야를 확장 할 수 있을 것으로 기대한다.

고분해능 XRD 분석에 의한 InAs/GaSb 응력초격자 구조의 성장 최적화 연구 (Study on Growth Optimization of InAs/GaSb Strained-Layer Superlattice Structures by High-Resolution XRD Analysis)

  • 김준오;신현욱;최정우;이상준;김창수;노삼규
    • 한국진공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.245-253
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    • 2009
  • InAs/GaSb (8/8-ML) 응력초격자 (SLS)의 성장 변수를 최적화하기 위하여, 다양한 조건 및 모드에서 SLS 구조를 제작하여 고분해능 X선회절 (XRD) 특성을 분석하였다. 본 연구에서는 성장온도, V/III 분자선 비율, 성장일시정지 (growth interruption, GI) 등의 변화를 통하여 SLS 계면층의 응력 변조를 유도하였고, XRD 0차 위성피크의 변위로서 응력의 변화를 고찰하였다. XRD 분석 결과로부터, SLS의 결정성과 응력의 변화를 유발하는 주요 변수는 각각 성장온도와 V/III(Sb/Ga) 비율임을 보여 주었다. 압축변형을 가지고 있는 본 연구에서 제작한 SLS 시료는 V/III(Sb/Ga) 비율의 감소에 따라 인장변형으로 전환됨을 보여 주었으며, GI 모드 및 시간에 따라 응력이 민감하게 변함을 관측할 수 있었다. 본 연구 결과로부터, [InAs/GaSb]-SLS ([8/8]-ML)의 최적 성장온도와 V/III(Sb/Ga) 비율는 각각 $350^{\circ}C$와 20이고, 결정성을 극대화하고 응력완화를 감소시키기 위해서는 InAs 성장 직전 약 3초 동안의 GI방법이 유효함을 보였다.

대퇴골(Femur)고정용 골 금속판 제작 및 강도 평가 (Practicability Strength Assessment of a Bone Metallic Plate at the Femur Fixation)

  • 김정래;안창식;서병도
    • 대한인간공학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.83-89
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    • 2008
  • Study was developed the metallic plate for fixation in the femur fracture and plates has a firm place in fracture treatment. This plates can be stabilized for fracture fixation as well as biological and dynamical device. The device's designation and sizing has a optimization with bending structural stiffness and strength, known meaning that is reliable regardless of the plate by the short type and long type. The bending strength of the curved metallic long plate has to evaluate a 11,000N and the bending strength of the curved metallic short plate has to evaluate a 6,525N. This see the X-ray image of bending angle made certain of 15$^{\circ}$ at number 2 and same 82.87$^{\circ}$ at number 2, 4, 5, 7, 8, 9, 10 by outside angle, and confirmed 25.26$^{\circ}$ at number 3, 3.68$^{\circ}$ at number 6, 15.64$^{\circ}$ at number 9 by inside angle. This study shows that keep up the metallic plate for fixation in the femur fracture through X-ray Image and the device can be used to support Revision case of Hip Implant and to use a case of Hip screw compression of Hip Neck Fracture. Short plate have a wrapping of femur and long plate have to preserve a pole of femur.

원적외선 방사 세라믹의 소결공정 최적화 (Optimization of sintering process of the far-infrared radiation ceramic)

  • 박재화;김현미;강효상;최재상;최봉근;남기웅;남한우;심광보
    • 한국결정성장학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.28-34
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    • 2016
  • 원적외선 방사세라믹은 인체의 피부 안쪽으로 깊숙이 적외선을 침투시켜 온열 및 치료환경을 주는 매력적인 재료로써, 열적 치료 장치, 온열 매트, 히터 등과 같은 분야에 많은 응용이 되고 있다. 본 연구에서는 소결 온도와 시간을 변화시킴으로써 높은 방사율을 가지는 원적외선 방사세라믹의 소결 조건을 최적화하고자 하였다. 원적외선 방사체의 상 분석은 XRD로, 그 파단면의 미세구조는 SEM을 이용하여 분석하였다. 원적외선 방사율의 측정은 FT-IR으로 행하여, 결과를 종합적으로 해석하여 소결체의 최적 공정 조건을 확립하였다.

Cu층 증착시간에 따른 Cu2ZnSnS4 (CZTS) 박막의 특성 (Characterization of the Cu-layer deposition time on Cu2ZnSnS4 (CZTS) Thin Film Solar Cells Fabricated by Electro-deposition)

  • 김윤진;김인영;강명길;문종하;김진혁
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제4권1호
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    • pp.16-20
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    • 2016
  • $Cu_2ZnSnS_4$ (CZTS) thin films were fabricated by successive electrodeposition of layers of precursor elements followed by sulfurization of an electrodeposited Cu-Zn-Sn precursor. In order to improve quality of the CZTS films, we tried to optimize the deposition condition of absorber layers. In particular, I have conducted optimization experiments by changing the Cu-layer deposition time. The CZTS absorber layers were synthesized by different Cu-layer conditions ranging from 10 to 16 minutes. The sulfurization of Cu/Sn/Zn stacked metallic precursor thin films has been conducted in a graphite box using rapid thermal annealing (RTA). The structural, morphological, compositional, and optical properties of CZTS thin films were investigated using X-ray diffraction (XRD), Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Raman spectroscopy, and X-ray Flourescenece Spectrometry (XRF). Especially, the CZTS TFSCs exhibits the best power conversion efficiency of 4.62% with $V_{oc}$ of 570 mV, $J_{sc}$ of $18.15mA/cm^2$ and FF of 45%. As the time of deposition of the Cu-layer to increasing, the properties were confirmed to be systematically changed. And we have been discussed in detail below.

Electrodeposition에 의해 성장온도와 시간을 달리하여 성장한 ZnO 나노구조의 특성 (Effects of Growth Temperature and Time on Properties of ZnO Nanostructures Grown by Electrodeposition Method)

  • 박영빈;남기웅;박선희;문지윤;김동완;강해리;김하은;이욱빈;임재영
    • 한국표면공학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.204-209
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    • 2014
  • The electrodeposition of ZnO nanorods was performed on ITO glass. The optimization of two process parameters (solution temperature and growth time) has been studied in order to control the orientation, morphology, density, and growth rate of ZnO nanorods. The structural and optical properties of ZnO nanorods were systematically investigated by using field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffractometer, and photoluminescence. Commonly, the results of the structural property show that hexagonal ZnO nanorods with wurtzite crystal structures have a c-axis orientation, and higher intensity for the ZnO (002) diffraction peaks. Furthermore, the nanorods length increased with increasing both the solution temperature and the growth time. The results of the optical property show a strong UV (3.28 eV) peaks and a weak visible (1.9~2.4 eV) bands, the intensity of UV peaks was increased with increasing both the solution temperature and the growth time. Especially, the UV peak for growth of nanorods at $75^{\circ}C$ blue-shift than different temperatures.