nglaura/koreascience-summarization huggingface dataset:
머신러닝 기법을 활용하여 LDPE (Low Density Polyethylene) 공정의 이상을 사전 감지하고, 설비의 수명을 예측할 수 있는 기술을 소개한다. 안전성과 생산성 극대화를 위해, 화학 공정의 예상치 못한 이상을 사전에 감지하고 예방하는 것은 매우 중요하다. LDPE 공정은 3,000 kg/㎠g 이상까지 승압되는 고압 공정이기 때문에, ESD (Emergency Shutdown)가 발생하면 예상치 못한 부동이 발생하고, 그에 따른 보수 기간 증가로 인한 생산성 손실이 발생한다. 고압 공정의 주요 변수들의 운전 데이터를 수집하고, 비지도학습 머신러닝 기술을 활용하여, ESD의 사전 감지 모형을 개발하였다. 4회의 ESD를 2.4일 전에 감지하는 결과를 얻을 수 있었다. 더불어, 물리적으로 의미 있는 핵심 변수들을 활용하면, 고압 설비의 수명을 예측할 수 있음을 확인할 수 있었다.

We propose a machine learning-based method for proactively detecting faults in LDPE processes and predicting equipment lifespan. It is important to detect and prevent unexpected faults in chemical processes in order to maximize safety and productivity. Since LDPE process is a high-pressure process up to 3,000 kg/㎠g or more, once ESD occurs, it can result in productivity loss due to increased maintenance periods. By collecting key variables operation data of the process and using unsupervised machine leaning methods, we developed a fault detection model which detected 4 ESDs 2.4 days prior to the occurrence. In addition, it was confirmed that the life expectancy of a hyper compressor can be predicted by using the physically significant key variables.

(게재일: 2020.05.01)
본 연구에서는 별도의 이미지 분석 장비를 사용하지 않고 정량적으로 알부민의 농도를 측정할 수 있는 회전각도를 이용한 3차원 종이 칩(3D-PADs)를 제시한다. 변색된 구간의 회전각도를 측정하는 간단한 방법으로 검출을 시연하였다. 3D-PADs는 왁스 프린터를 이용한 인쇄와 라미네이팅 과정을 거쳐 빠르게 제작할 수 있다. 3D-PADs는 샘플의 알부민을 검출하기 위하여 citrate buffer와 tetrabromophenol blue를 흡수시켰다. 3D-PAD의 흡수패드에 샘플 용액을 흡수시키면, 샘플 용액은 형성된 유로를 통하여 수직 및 수평 흐름을 통해 분석 구간으로 흐른다. 변색된 구간의 회전각도는 특정한 알부민의 농도를 나타내며, 알부민 측정의 신뢰할 수 있는 값임을 확인할 수 있었다.

This study presents an angular-based measurement on three-dimensional paper-based analytical devices (3D-PADs) for quantitative detection of albumin without using an image analyzer. We demonstrate a simple quantitative and straightforward approach based on the angle of the discolored area as detection criteria. 3D-PADs are rapidly fabricated by the wax-printing and laminating process. The 3D-PADs are treated with citrate buffer and tetrabromophenol blue to react with albumin in a sample solution. Dropping sample solution into sample pad in the 3D-PAD, fluid flows toward the assay zone laterally and vertically by capillary action. We find that the change of angle of the discolored area correctly reflects the concentration of albumin and is reliable determinant for the measurement of the albumin concentration. It is the first demonstration of angular-based detection as a simple, inexpensive, and equipment-free approach for point-of-care diagnosis.

(게재일: 2020.05.01)
본 연구에서는 폭발위험장소의 방폭설비 설치를 위해 필요한 가스폭발위험범위 예측모델 개발을 수행하였다. 이를 위해 12개의 가연성가스에 대한 1,200개의 폭발위험범위 데이터를 생성하였다. 가스폭발위험범위를 출력변수로 설정하였고 데이터 생성과정에서 필요한 12개의 변수를 입력변수로 설정하였다. 다중 회귀, 주성분 회귀, 인공신경망 기법을 이용해 예측모델을 개발하였다. 각각 모델의 예측 성능을 비교한 결과, 평균절대퍼센트오차(MAPE)는 각각 44.2%, 49.3%, 5.7%이고 평균제곱근오차(RMSE)는 1.389 m, 1.602 m, 0.203 m로 나타났다. 결과를 통해 인공신경망이 가장 우수한 성능을 보여주었고 가스폭발위험범위 예측을 위한 최적 모델이라는 것을 확인하였다.

In this study, predictive models based on machine learning for evaluating the extent of hazardous zone of explosive gases are developed. They are able to provide important guidelines for installing the explosion proof apparatus. 1,200 research data sets including 12 combustible gases and their extents of hazardous zone are generated to train predictive models. The extent of hazardous zone is set to an output variable and 12 variables affecting an output are set as input variables. Multiple linear regression, principal component regression, and artificial neural network are employed to train predictive models. Mean absolute percentage errors of multiple linear regression, principal component regression, and artificial neural network are 44.2%, 49.3%, and 5.7% and root mean square errors are 1.389m, 1.602m, and 0.203 m respectively. Therefore, it can be concluded that the artificial neural network shows the best performance. This model can be easily used to evaluate the extent of hazardous zone for explosive gases.

(게재일: 2020.05.01)
석유화학 제품, 컴파운드(Compound), 전지, IT 소재, 첨단소재, 제약 등 다양한 제품 군의 사업을 보유하고 있는 화학 회사에서 각 사업 부분에 있어 수요 예측, 물류, 생산, 재고, 원재료 공급의 SCM (Supply Chain Management)은 사업의 손익과 직접적으로 연결되기 때문에 그와 관련된 최적화와 시스템 역량 수준은 매우 중요하다. 본 연구는 다양한 사업 군에서 각각의 SCM이나 비효율적 영역을 개선하는 등의 역량을 고도화하기 위해 원재료를 공급하고, 제품을 생산하기 위한 공급/생산 계획 등에 있어서 수학적 최적화 방법을 적용한 사례에 관하여 다룰 것이다. 그리고 학술적인 연구에 그치는 것이 아니라 계획 수립 담당자가 실제로 자신의 일부 업무에 활용하는 것이 중요하므로 이를 위해 추가적으로 필요한 사항들을 서술하였고 각각의 적용 성과를 표현하였다. 소개가 될 사례의 첫 번째에서는 편광판 생산에 있어서 원재료 로스(Loss)를 최소화하는 것을 기반으로 하는 공급계획 최적화, 최적 손익 사업 운영계획, 편광판 연신 생산 공정의 스케줄(Schedule) 최적화를 다룰 것이다. 두 번째 사례로는 PO (Poly Olefin) 공정의 생산성 극대화를 위한 생산/포장계획 최적화에 관하여 다룰 것이고, 세 번째 사례로는 전지 생산에 있어서 전극 모델 교환을 최소화 시키는 생산계획 최적화에 대해 다룰 것이다. 네 번째로는 석유화학 특성상 선박으로 대부분의 원료 입하 및 제품 출하를 하기 때문에 한정된 부두에 여러 가지 원료 입고와 제품 출하를 위한 선박이 접안 하는 일정을 최적화 한 사례를 다룰 것이며, 마지막으로 ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) 반제품 생산에 있어서 제품 Change를 최소화 하는 생산계획 최적화를 다룰 것이다.

Executions of SCM in a chemical company of which divisions produce petrochemicals, compounds, batteries, IT material and medicine directly affect their own profit. Execution level of SCM or optimization is very important. This work presents activities of SCM and optimization of inefficient issues in several industrial divisions using mathematical optimization method. The meaning is not only academic research but also making a useful tool which active partner deals with in his work. It is explained how to do beforehand and afterward optimization problem. The benefits are mentioned in the sections. The first of examples would be cover supply plan optimization, optimal profit business plan, and scheduling of a stretching process of polarizer based on minimizing raw material loss in polarizer production. The second example would be cover the optimization of production/packaging plans to maximize productivity of Poly Olefin processes, and the third example is minimization of transition loss in the production of battery electrodes. The fourth example would be cover scheduling of vessel approaching to berth. Because transportation of large portion of raw material and products of petrochemical industry is dealt with vessel, scheduling of vessel approaching to berth is important at the shore of large difference of tide. The final example would be scheduling problem to minimization of change over time of ABS semi products.

(게재일: 2020.05.01)
이 연구에서는 작은 유기 분자 말단의 하이드록실기와 전이 금속 사이의 배위 결합을 통해 고분자와 유사하게 연결된 복합체를 제작하고, 점착 부여제를 추가하여 해당 물질의 점착제로의 사용 가능성을 확인하였다. 점착제 합성에 사용한 타닌산(tannic acid, TA)은 하이드록실기를 풍부하게 보유하고 있어 전이 금속과는 배위 결합이 가능하고 친수성 고분자와는 수소 결합이 가능하다. 위의 성질을 이용하여 타닌산과 전이 금속, 고분자 세 가지 성분을 한 번에 간단히 섞어 기판에 잘 펴지며 점착 능력을 보유한 특별한 유변 물성을 가지는 물질을 제작하였다. 합성에 사용한 전이 금속의 종류(Fe , Ti ), 고분자의 종류, 처리 조건 등에 따른 유변 물성의 변화를 확인하는 과정을 통해 점착제로 사용하기에 가장 적합한 성분의 조합을 발견하였으며, 인체에 무해하며 높은 응집력과 접착력을 보유한 다목적 점착제로의 사용 가능성을 확인하였다.

In this study, synthesis of a hydrogel consisted of a coordination bond network between small organic molecules and transition metals had been carried out. By adding a tackifying material to the gel, the potential of the gel to be used as an adhesive material had been also confirmed. Synthesis of the adhesive had been done with simple mixing of 3 components: tannic acid, transition metal, and polymer. The tannic acid molecule possesses multiple hydroxyl groups that can form coordination bonds with the transition metals and hydrogen bonds with the hydrophilic polymers. Due to the morphology of the metal-organic complex and polymer dispersed in water, the fabricated material exhibited high adhesiveness and cohesiveness. Optimizing the rheological property had been conducted for use in adhesive by the synthesis with varying the transition metal (Fe , Ti ), polymer, and treatment conditions. Rheological measurement results demonstrate the promising potential of the material as a bio-compatible and versatile pressure-sensitive adhesive with both high adhesiveness and cohesiveness.

(게재일: 2020.05.01)
최근 대기압이하 진공 압력 상태에서 운전되는 유동층 반응기는 진공건조 공정이나 플라즈마 화학증착과 같이 감압 유동화가 요구되기에 관심이 증대되어 왔다. 그러나 대기압 이하에서 운전되는 유동층의 수력학적 특성 연구는 많이 연구되지 않았다. 본 연구에서는 대기압 이하에서 운전하는 유동층의 압력강하를 층내 압력을 1.33 에서 101.3kPa 까지 변화시키며 측정하였다. 유동층의 운전 압력이 진공인 상태에서는 최소유동화속도가 압력이 감소함에 따라 증가하며, 이는 기체 밀도와 평균 자유경로 변화와 같은 slip 흐름에 의한 변화이다. 또한 기존의 상압 상태에서 운전되는 유동층의 최소유동화속도 상관식과 비교함으로써 압력 감소에 따른 slip 흐름의 영향 뚜렷하게 나타남을 가리키는 임계 Knudsen 수를 결정하였다. 이로부터 slip 흐름이 주도하기 시작하는 임계 압력을 실험적으로 결정하였다.

Fluidized bed reactors operated in subatmospheric pressure has been focused because several industrial applications such as vacuum drying and plasma cvd requires reduced pressure fludization. However, the hydrodynamics of fluidized beds in subatmospheric pressure has not been extensively investigated. The pressure drop in the fluidized bed has been measured with variation of downstream pressures from 1.33 to 101.3 kPa in the shallow and deep fluidized beds under the sub-atmospheric pressures. The obtained minimum fluidization velocity of powders is a function of pressure due to the changes of gas density and mean free path. We can experimentally determine the critical Knudsen number and the critical pressure to define the slip regime significantly to influence the hydrodynamics of fluidized beds.

(게재일: 2020.05.01)
고분자전해질 연료전지(PEMFC)에서 지지체에 의해 내구성을 향상시킨 강화막(Reinforced Membrane)의 개발이 국내에서 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 4 종류의 강화막의 초기 성능 및 특성을 비교하였다. 고분자막의 C-F사슬의 양이 더 많은 강화막이 C-F사슬의 소수성 때문에 물 확산계수가 더 작음을 보였다. 고분자막 두께가 두꺼울수록 수소투과도가 감소하고 OCV가 증가함을 확인하였다. Short 저항이 1.5 Ωcm 이하인 막은 OCV가 0.9 V이하이고 성능도 최저여서 Short 저항이 3.0 Ωcm 이상이어야 함을 보였다. 현재 기준이 되는 국외 막과 비교했을 때 비슷한 국내 막도 있어서 PEMFC 고분자막의 국산화 가능성을 확인할 수 있었다.

In the proton exchange membrane fuel cells (PEMFC), the development of a reinforced membrane with improved durability by a support is actively in progress in Korea. In this study, the initial performance and characteristics of four types of reinforced membranes were compared. Reinforced membranes with higher amounts of C-F chains in the polymer membrane showed lower water diffusion coefficients due to the hydrophobicity of the C-F chains. The thicker the polymer membrane, the more the hydrogen permeability decreased and the higher the OCV. Membrane with short resistance below 1.5 Ωcm showed OCV below 0.9 V and the lowest performance, so short resistance should be above 3.0 Ωcm . Compared with the current standard membrane, there was a similar domestic membrane, which could confirm the possibility of localization of PEMFC polymer membrane.

(게재일: 2020.05.01)
본 연구에서는 바이오매스로부터 파클리탁셀 회수를 위한 전통적 용매 추출(conventional solvent extraction, CSE), 마이크로웨이브를 이용한 추출(microwave-assisted extraction, MAE), 초음파를 이용한 추출(ultrasound-assisted extraction, UAE) 방법을 비교하였다. 추출 용매 종류(아세톤, 클로로포름, 에탄올, 메탄올, 메틸렌 클로라이드)에 따른 영향을 조사한 결과, 메탄올이 모든 추출 방법에서 가장 적합하였다. 메탄올을 이용한 MAE와 UAE의 경우, 단 1회의 추출로 대부분의 파클리탁셀 회수(>95%)가 가능하였다. 또한 MAE와 UAE의 경우 추출 온도(25-45 ℃), 마이크로웨이브 파워(50-150 W), 초음파 파워(180-380 W)의 증가에 따라 파클리탁셀 회수율이 증가하였다. 또한 SEM 분석을 통해 바이오매스 표면을 조사한 결과, 표면 구조가 CSE의 경우에는 조금 주름진 형태를 보인 반면 MAE와 UAE의 경우에는 강한 충격으로 매우 거칠고 파괴된 형태를 보였다.

In this study, conventional solvent extraction (CSE), microwave-assisted extraction (MAE), and ultrasound-assisted extraction (UAE) were compared for the recovery of paclitaxel from biomass. As a result of investigating the effect of the extraction solvent type (acetone, chloroform, ethanol, methanol, methylene chloride), methanol was the most suitable for all extraction methods. In the case of MAE and UAE using methanol, most of the paclitaxel (> 95%) was recovered by only one extraction. The recovery rate of paclitaxel increased with the increase of extraction temperature (25-45 ℃), microwave power (50-150 W), and ultrasonic power (180-380 W) for MAE and UAE. In addition, SEM analysis showed that the biomass surface structure was slightly corrugated in CSE, while in the MAE and UAE, it was very rough and destroyed by strong impact.

(게재일: 2020.05.01)
본 연구에서는 갑각류의 껍질로부터 추출한 chitosan으로부터 황산을 촉매로 사용하여 가수분해 및 에스테르화 반응과 반응표면분석 실험계획법을 적용하여 화학 원료 및 연료로 사용 가능한 ethyl levulinate의 생산 가능성을 조사하였다. 반응물 중 수분함량의 영향을 조사한 결과, chitosan의 가수분해와 동시에 탈수반응과 ethyl levulinate로의 에스테르화와 반응은 5% 수분함량에서 가장 높았다. 반응표면분석 실험계획법을 이용하여 반응인자를 최적화한 결과, 200 ℃, 3.19% chitosan, 0.49M 황산 촉매, 5% 수분함량(95% 에탄올 용매), 그리고 58분의 반응조건에서 30.1%의 ethyl levulinate의 생성 수율을 얻었다. 또한, ethyl levulinate의 생성 수율은 반응의 가혹도가 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 chitosan이 화학 원료 및 연료의 생산에 사용될 수 있는 바이오매스로서의 잠재력이 있다고 판단된다.

In this study, the production of ethyl levulinate from chitosan using successive acid-catalyzed hydrolysis and esterification was investigated. To optimize and analysis the reaction factors and heir reciprocal interaction, response surface methodology was introduced. In the effect of water content in ethanol solvent, the production yield of ethyl levulinate was high at 5% water content (or 95% ethanol). As a result of optimization of reaction factors, 30.1% ethyl levulinate yield was obtained under the condition of 200 ℃, 3.19% chitosan, 0.49M sulfuric acid, 5% water content, and 58 min. Finally, the formation yield of ethyl levulinate was tended to enhance by increase of combined severity factor. This result indicated that the potential of chitosan as feedstock for production of chemicals and fuels.

(게재일: 2020.05.01)
오늘날 기후변화와 더불어 각종 기상/기후 자연재난 및 인재의 발생 빈도가 증가하는 추세이다. 원격탐사 기술은 재난 상황에서 연속적인 모니터링과 빠른 탐지를 가능하게 하며, 최근에는 군집 위성, 초소형 위성, 그리고 드론 등이 이용돼 그 활용도가 증가하고 있다. 본 특별 호에서는 재난 상황에서 위성을 활용하기 위한 기반 기술과 각종 자연재해를 모니터링, 분석 및 예측하는 활용 기술에 대한 9편의 논문을 소개하고 있다. 소개된 논문들은 향후 증가하는 위성 활용에 있어 재난 분야에서의 유용한 참조자료가 될 것으로 기대된다.

Recently, natural and anthropogenic disasters have rapidly increased due to the on-going climate change and various human activities. Remote sensing (RS) technology enables the continuous monitoring and rapid detection of disastrous events thanks to its advantages covering vast areas at high temporal resolution. Moreover, RS technology has been very actively used in disaster monitoring and assessment since cluster- and micro-satellites and drones were introduced and became popular. In this special issue, nine papers were introduced, including the processing and applications of remote sensing data for monitoring, assessment, and prediction of various natural disasters. These papers are expected to serve as useful references for disaster management in the future.

(게재일: 2020.10.31)
본 연구에서는 산불 발생 위치와 면적만 기록하는 산불피해대장 정보의 한계점을 보완하기 위해 위성 영상 기반의 산불발생데이터의 연계 방법을 제시하고자 하였다. 이를 위해 2012년 1월 ~ 2019년 12월 사이 산림청에서 제공하는 산불피해대장 자료와 MODIS 및 VIIRS 기반 산불발생데이터를 연계하는 방안을 도출하였다. 연구 결과 191건의 산불피해대장 산불 중 MODIS와 VIIRS 기반 산불발생데이터는 각각 약 11%와 44%의 산불에 대해 발생지역 확인이 가능하였다. VIIRS 기반 산불발생데이토로 추출한 피해지역에 대해 고해상도의 Sentinel-2A 위성으로 확인한 산불 영역과 비교한 결과 평균 56% 정도의 산림지역 피해가 추출되었다. 따라서 대규모 산불에 대해서는 VIIRS 산불발생데이터를 이용하면 면적과 발화점 위치만 기록하는 산불피해대장 정보의 한계점을 보완할 수 있을 것이다.

This study aimed to propose the method of linking satellite image-based forest fire data to supplement the limitation of forest fire survey data that records only the ignition location and area of forest fire. For this purpose, a method was derived to link the fire survey data provided by the Korea Forest Service between January 2012 and December 2019 with MODIS and VIIRS image-based forest fire data. As a result, MODIS and VIIRS-based forest fire data out of 191 wildfires in the forest fire survey data were able to identify 11% and 44% of fire damage area, respectively. An average of 56% of forest damage area was extracted from VIIRS-based forest fire data compared to forest fire areas identified by high-resolution Sentinel-2A satellites. Therefore, for large-scale forest fires, VIIRS wildfire data can be used to compensate for the limitations of forest fire survey data that records only the ignition location and area.

(게재일: 2020.10.31)
친환경 벼 재배지역 위주로 피해가 점차 확대되는 먹노린재(Scotinophara lurida) 방제기술 개발을 위하여 발생생태 및 온도의존 발육모형을 산출하였다. 2019년도 먹노린재 월동 후 생존율 조사결과 총 224마리 중 167마리가 생존하여 생존율은 72.8%였다. 먹노린재 월동성충은 논에 6월 중하순부터 발생하고, 7월 상순에 산란하고, 8월 중하순에 1세대 성충이 발생한다. 온도의존 발육모형을 구하기 위하여 18, 21, 24, 27, 30℃ 14L:10D 조건의 항온기에서 온도별, 발육단계별 발육기간을 조사하였다. 18, 21, 24, 27, 30℃의 온도조건에서 알에서 성충이 될 때까지의 기간은 각각 119.8, 73.1, 53.5, 39.4, 82.0일로 27℃에서 가장 발육이 잘 되었다. Excell 프로그램을 이용하여 온도와 발육속도와의 관계를 2차 다항식으로 분석하여 회귀곡선을 얻었고 이를 근거로 발육단계별 발육영점온도와 유효적산온도를 산출하였다. 알에서 5령 약충까지 먹노린재 발육영점온도는 17.9℃, 유효적산온도는 380.2DD였다.

The developmental ecology and temperature-dependent growth model were calculated to develop the Scotinophara lurida control technology, which is mainly affected by environmentally friendly rice cultivation. The survival rate of S. lurida after overwintering in 2019 showed that 167 of 224 survived and the survival rate was 72.8%. Overwintering adult of S. lurida occur in rice fields in mid-June, spawn in early July, and first-generation adults develop in mid-August. In order to determine the temperature-dependent growth model, the growth periods by temperature and development stage were investigated in a incubator at 18, 21, 24, 27, 30℃ and 14L: 10D. The period from egg to adult at the temperature of 18, 21, 24, 27, 30℃ was 119.8, 73.1, 53.5, 39.4, and 82.0 days, respectively. The best development temperature was at 27℃. The regression curve was obtained by analyzing the relationship between temperature and growth rate using the Excell program, and the base temperature threshold and effective cumulative temperature for each development stage were calculated. From eggs to 5 nymphs of S. lurida the base temperature threshold was 17.9℃ and the effective cumulative temperature was 380.2 DD.

(게재일: 2020.05.31)
세기조절방사선치료(IMRT)는 치료범위의 선량분포를 향상시키고 주변 정상조직을 보호한다는 점에서 두경부, 전립선, 뇌와 같은 부위에 널리 사용되고 있다. 그러나 이러한 세기조절방사선치료는 입체조형방사선치료에 비해 많은 방사선조사량으로 인해 누적선량이 증가하고 다엽콜리메이터의 누설선량이나 투과선량으로 인한 저선량이 증가하는 양상을 보인다. 이러한 누적선량이나 저선량의 증가는 악성 종양의 재발생율을 증가시키는 것으로 보고되고 있다. 본 논문에서는 뇌종양의 방사선치료에 있어 기존 선형가속기의 단점을 보완하고 다엽콜리메이터의 누설선량이나 투과선량을 줄이기 위해 개발된 Varian사의 TRUEBEAM 의 Jaw Tracking 기능의 임상적인 유용성을 검증하고자 하였다. Jaw tracking 기능의 임상적 유용성을 검증하기 위해 Varian사의 Eclipse11을 이용하여 치료범위에서 1) Organ At Risk(OAR)에 2 cm 이상 떨어진 경우 2) OAR에 2 cm 이하로 떨어진 경우 3) OAR를 포함하는 경우 3 가지의 원본 치료계획을 만들고 이를 복사한 후, Smart LMC Version 11.0.31을 이용하여 Jaw tracking 기능을 사용한 치료계획을 만들었다. 비교는 두 치료계획 간의 Cumulative Dose Volume Histogram(DVH) 에서 OAR의 평균선량 및 최대선량의 차이를 통해 평가하였다. 두 치료계획 간의 DVH 비교 결과 PTV가 OAR에 2 cm 이상 떨어진 경우 두 치료계획 간의 차는 최대 0.5 % 차이, 2 cm 이하로 떨어진 경우 최대 0.6 % 차이, PTV가 OAR을 포함하는 경우 최대 2.3 % 차이를 가졌다. 이 결과에 의하면 OAR과 PTV 간의 거리가 가까워짐에 따라 인접해있는 OAR 평균선량 및 최대선량에 있어 두 치료계획간 차가 커짐을 알 수 있다. 따라서 Jaw Tracking을 사용한 경우 일관성 있게 선량 감소가 있고 표면선량이 증가하지 않으므로 임상적인 유용성을 검증할 수 있었다. 향후 본 연구결과를 토대로 뇌, 두경부, 전립선과 같은 부위에 방사선 치료 시 선량감소 정도에 대한 추가 연구를 진행하여 각 부위에 따른 Jaw Tracking의 임상적 유용성 검증이 가능할 것으로 사료된다.

Intensity-modulated radiotherapy(IMRT) has disadvantages such as increasing the low doses of irradiation to normal tissues and accumulated dose for the whole volume by leakage and transmission of the Multi Leaf Collimator (MLC). The accumulated dose and low dose may increase the occurrence of secondary malignant neoplasms. For this reasons, the jaw tracking function of the TrueBeam (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA) was developed to reduce the leakage and transmission dose of the MLC with existing linear accelerators. But quantitative analysis of the dose reduction has not been verified. Therefore, in the present study, we intended to verify the clinical possibility of utilizing the jaw tracking function in brain tumor with comparison of treatment plans. To accomplish this, 3 types of original treatment plans were made using Eclipse11 (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA): 1) beyond 2 cm distance from the Organs At Risk (OARs); 2) within 2 cm distance from the OARs; and 3) intersecting with the OARs. Jaw tracking treatment plans were also made with copies of the original treatment planning using Smart LMC Version 11.0.31 (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA). A comparison between the 2 types of treatment planning methods was performed using the difference of the mean dose and maximum dose to the OARs in cumulative Dose Volume Histogram (DVH). In the DVH comparison, the maximum difference of 0.5 % was observed between the planning methods in the case of over 2 cm distance, and the maximum of 0.6 % was obtained for within the 2 cm distance. For the case intersecting with the OAR, the maximum difference of 2 % was achieved. According to these results, it could be realized that the differences of mean dose and maximum dose to the OARs was larger when the OARs and PTV were closer. Therefore, treatment plans with the jaw tracking function consistently affected the dose reduction and the clinical possibility could be verified.

(게재일: 2020.04.30)
본 연구는 조사시간 변화가 방사선 출력과 영상 화질의 안정성에 미치는 영향을 분석하여 디지털 방사선 시스템의 성능을 최적화하는 방법을 제시하고자 하였다. 실험방법은 조사시간을 50 msec, 100 msec, 200 msec, 400msec로 변화시켜 복부와 골반부에 사용된 파라미터들의 백분율 평균오차(PAE; Percentage Average Error), 시간-방사선량 곡선, 신호 대 잡음비(SNR; Signal to Noise Ratio), 대조도 대 잡음비(CNR; Contrast to Noise Ratio), 분석하여 파라미터의 정상 작동 여부, 방사선 출력, 영상 화질을 평가하였다. 그 결과 실험에 사용된 파라미터들은 모두 정상 범위의 백분율 평균 오차를 보였고, 조사시간은 짧게 적용할수록 디지털 방사선 시스템의 방사선 출력과 영상 화질의 안정성이 저하하였다. 결론적으로 100 msec ~ 200 msec의 조사시간을 적용하여 방사선 출력과 영상 화질을 안정적으로 유지했을 때 디지털 방사선 시스템의 성능을 최적화할 수 있음을 알 수 있었다.

The purpose of this study is to propose a method to optimize the performance of Digital Radiography (DR) by analyzing the effect of exposure time change on the stability of radiation output and image quality. The experimental method was used to change the exposure time to 50 msec, 100 msec, 200 msec, and 400 msec so that the Percentage Average Error (PAE), Time-to-Radiation Dose Curve, Signal to Noise Ratio (SNR), Contrast to Noise Ratio (CNR) and theses analysis were performed to evaluate the normal operation of parameters, radiation output and image quality. As a result, all the parameters used in the experiment showed the Percentage Average Error in the normal range, and the shorter the exposure time, the stability of radiation output and image quality decrease. In conclusion, it was found that the performance of Digital Radiography can be optimized when stable radiation output and image quality are applied by applying 100 msec ~ 200 msec exposure time.

(게재일: 2020.04.30)