Size estimation of nanoparticle using diffused laser scattering in Mie regime

Im Jaeseung,Kim Minwoo,Lee Geunsung,Lee Sanghyun,Choi Soobong 한국물리학회 2023 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.82 No.5

Inspection of the nano-sized defects on the wafer surface has become critical for the entire yield of overall semiconductor fabrication process. It requires non-destructive and rapid examination of large area to gratify the expectations. The use of laser scattering could be an easy clue because light scattering occurs beyond the difraction limit. However, the laser speckle pattern disturbs the observer. Thus, we developed difused laser scattering dark feld microscopy to take advantages of high intensity and low coherence of light to obtain better scattering response. The scattering response and its relative luminance enable us to estimate the size of nanoparticles. Our work could be utilized for in situ fabrication expecting aforementioned the requirements.

High-precision white light interferometry based on a color CCD and peak matching algorithm

Im Jaeseung,Kim Hyuntae,Park Woongkyu,Ahn Jae Sung,Lee Byeongil,Choi Soobong 한국물리학회 2022 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.80 No.7

White light interferometry (WLI) is a widely used technique in various research fields because it can quickly measure the topography of a sample over a large area. In conventional WLI, the topography of the sample is generally obtained by using the envelope of the interferogram. However, this method cannot determine the precise order of the fringes because it is very sensitive to longitudinal chromatic aberration which may cause several measurement errors. Here, we propose an algorithm for avoiding errors in the measurement of the sample’s topography. The concept of the peak matching algorithm and the development of a new scheme of acquiring the topography of the sample by using a color charge-coupled device (CCD) is proposed. We demonstrate that our method can reject the fringe distortion problem encountered when using a conventional WLI system to measure the discrete sample surface. We expect our method to be applied to a variety of research and in industrial fields that require precise topographic measurements.

Statistical Techniques based Computer-aided Diagnosis (CAD) using Texture Feature Analysis: Applied of Cerebral Infarction in Computed Tomography (CT) Images

Jaeseung Lee,Inchul Im,Yunsik Yu,Hyonghu Park,Byungjoon Kwak 대한의생명과학회 2012 Biomedical Science Letters Vol.18 No.4

The brain is the body"s most organized and controlled organ, and it governs various psychological and mental functions. A brain abnormality could greatly affect one"s physical and mental abilities, and consequently one"s social life. Brain disorders can be broadly categorized into three main afflictions: stroke, brain tumor, and dementia. Among these, stroke is a common disease that occurs owing to a disorder in blood flow, and it is accompanied by a sudden loss of consciousness and motor paralysis. The main types of strokes are infarction and hemorrhage. The exact diagnosis and early treatment of an infarction are very important for the patient"s prognosis and for the determination of the treatment direction. In this study, texture features were analyzed in order to develop a prototype auto-diagnostic system for infarction using computer auto-diagnostic software. The analysis results indicate that of the six parameters measured, the average brightness, average contrast, flatness, and uniformity show a high cognition rate whereas the degree of skewness and entropy show a low cognition rate. On the basis of these results, it was suggested that a digital CT image obtained using the computer auto-diagnostic software can be used to provide valuable information for general CT image auto-detection and diagnosis for pre-reading. This system is highly advantageous because it can achieve early diagnosis of the disease and it can be used as supplementary data in image reading. Further, it is expected to enable accurate medical image detection and reduced diagnostic time in final-reading.

촬영 빈도수 및 소독 주기에 따른 영상의학과 감염 관리

이재승(Jaeseung Lee),정규환(Kyuhwan Jeong),김경희(Gyounghee Kim),임인철(Inchul Im),권대철(Daecheol Kweon),구은회(Eunhoe Goo),동경래(Kyungrae Dong),정운관(Woonkwan Chung) 한국방사선학회 2011 한국방사선학회 논문지 Vol.5 No.2

Questionnaires were distributed to Radiology departments at hospitals with 300 sickbeds throughout the Pohang region of North Gyeongsang Province concerning awareness and performance levels of infection control. The investigation included measurements of the pollution levels of imaging equipment and assistive apparatuses in order to prepare a plan for the activation of prevention and management of hospital infections. The survey was designed to question respondents in regards to personal data, infection management prevention education, and infection management guidelines. The ATP Public Heath Monitering System was used to measure seven items for pollution levels of imaging equipment and assistive apparatuses in the Radiology Department. Data was analysed using SPSS version 12.0 for paired t-test and Pearson coefficient with a statistically significant level of 0.05. The results of the survey showed a total awareness level of infection management prevention education averaged at 3.73 ± 0.64 and performance levels resulted at 3.39 ± 0.83 which were statistically significant (p = 0.01). Also the measurements of pollution levels for equipment with high patient contact showed a Pearson Coefficient of over 0.5 implying a focus on pathogenic bacterium. There was no statistical significance with the frequency of imaging (p <0.05). Therefore for general hospitals with high patient contact, there is a need to supply analyzing equipment for real time monitoring and the implementation of disinfection management that uses a Ministry of Health and Welfare approved antiseptic solution twice every minute. 경상북도 포항지역의 300병상 규모의 병원에서 영상의학과의 감염관리에 대한 인지도 및 수행도를 설문 조사하고 촬영 장비 및 보조기구 등의 오염도를 측정하여 병원감염의 예방과 관리를 활성화하기 위한 방안을 마련하고자 하였다. 설문 조사는 응답자의 인적사항, 감염관리 예방교육, 감염관리지침에 따른 영역별 질의로 구성되어 있으며 오염도 측정은 ATP 공중위생 모니터링 시스템을 이용하여 영상의학과 촬영 장비 및 보조기구들에 대하여 7개 항목을 측정하였다. 자료의 분석은 SPSS version 12.0에서 paired T-test, Pearson의 상관분석을 이용하였으며 유의확률은 0.05이하(p<0.05)로 검정하였다. 설문조사 결과 감염관리위원회의 설치 및 담당부서, 감염관리 지침서를 구비하고 있었으나 감염관리 예방교육에 대한 전체 인지도는 평균 3.73 ± 0.64, 수행도는 3.39 ± 0.83으로 비교적 낮게 조사되었으며 유의한 차이를 보였다(p = 0.01). 또한 오염도 측정 결과 환자의 접촉이 많은 기구에서 Pearson 상관계수가 0.5보다 크게 나타나 병원균이 집중되어 있음을 알 수 있었으며 촬영 빈도수는 유의한 차이를 보이지 않았으나(p> 0.05) 소독주기는 유의한 차이를 보였다(p <0.05). 따라서 환자의 접촉이 많은 종합병원의 경우 실시간 모니터링이 가능한 분석기를 비치하고 보건복지부가 고시한 소독액을 이용한 1분 이상 2회의 주기적인 소독 관리가 필요할 것으로 사료된다.

영상의학과 엑스선 발생장치의 누설 및 산란선량 측정

임인철(Inchul Im),이재승(Jaeseung Lee),권대철(Daecheol Kweon) 한국방사선학회 2011 한국방사선학회 논문지 Vol.5 No.3

이 연구의 목적은 방사선 발생 장치에 의한 환자나 작업 종사자들의 피폭과 사용시설에 대한 방어 상태를 조사하는데 있다. 수도권 대학병원의 엑스선 발생장치들을 대상으로 관전압 80 kVp, 관전류 200 ㎃, 1 sec의 최대 조사조건하에서 제어실출입문, 제어실감시창, 촬영실출입문, 인접주위 등에서 측정하였다. 주당누설선량은 제어실 출입문에서 0.11 mR/week, 제어실 감시창에서 0.15 mR/week, 촬영실 출입문에서 0.12 mR/week, 인접 주위에서 0.06 mR/week로 측정되었다. 그리고 주당평균누설선량은 0.11 mR/week 이었다. 구해진 주당평균누설선량은 기준치 100 mR/week 이하로 나타났으나 누설선량은 주기적인 측정으로 관리가 필요할 것으로 생각된다. The purposed of this study were measured the radiation exposure of patients and workers by generators, and the protection state for radiation facilities. The subject of the study by X-ray generators in university hospitals of capital area, we measured the maximum irradiation condition of 80 kVp, 200 ㎃, 0.1 second in the control entrance, control room window, entrance of radiography, adjacent site. The leakage dose per week was which the control entrance was 0.11 mR/week, control room window was 0.15 mR/week, entrance of radiography was 0.12 mR/week and adjacent site was 0.06 mR/week with X-ray unit the mean And the leakage mean dose was 0.11 mR/week. Diagnostic X-ray tubes must ensure that the leakage radiation in the maximum leakage dose in week emitted by the tube outside the useful beam does not exceed certain levels provided by standards.

확산텐서영상(Diffusion Tensor Imaging)을 이용한 정상 뇌량에서의 연령대별 신경섬유로의 변화

임인철(Inchul Im),구은회(Eunhoe Goo),이재승(Jaeseung Lee) 한국방사선학회 2011 한국방사선학회 논문지 Vol.5 No.4

본 연구는 자기공명 확산텐서영상(DTI)을 이용하여 연령대에 따른 정상 뇌량의 신경섬유로 영상을 정량적으로 분석하여 유용성을 평가하고자 하였다. 뇌질환이나 다른 질병이 없는 건강한 지원자 60명을 대상으로 시행하였다. 검사방법은 TR: 6650 ㎳, TE: 66 ㎳, FA: 90°, NEX: 2, thickness: 2 ㎜, no gap, FOV: 220 ㎜, b-value: 800 s/㎜², sense factor: 2, acquisition matrix size: 2×2×2 ㎣로 하였고, 검사시간은 3분 46초이었다. 평가방법은 영상범위를 두개저부에서 두정부까지 포함하여 color-cored FA map을 만든 후 뇌량의 슬부, 전체부, 후체부, 이행부, 그리고 팽대부등 5개의 부위에 관심영역을 설정하고 각각 트래킹을 하여 신경섬유로의 길이를 정량적으로 측정하였다. 측정 결과 뇌량의 슬부에 대한 신경섬유로 길이는 20대: 61.8±6.8, 30대: 63.9±3.8, 40대: 65.5±6.4, 50대: 57.8±6.0, 60대: 58.9±4.5, 70대이상: 54.1±8.1 ㎜, 전체부에서는 20대: 54.8±8.8, 30대: 58.5±7.9, 40대: 54.8±7.8, 50대: 56.1±10.2, 60대: 48.5±6.2, 70대이상: 48.6±8.3 ㎜, 후체부에서는 20대: 72.7±9.1, 30대: 61.6±9.1, 40대: 60.9±10.5, 50대: 61.4±11.7, 60대: 54.9±10.0, 70대 이상: 53.1±10.5 ㎜, 이행부에서는 20대: 71.5± 17.4, 30대: 74.1±14.9, 40대: 73.6±14.2, 50대: 66.3±12.9, 60대: 56.5±11.2, 70대 이상: 56.8±11.3 ㎜, 그리고 팽대부에서는 20대: 82.6±6.8, 30대: 86.9±6.4, 40대: 83.1±7.1, 50대: 81.5±7.4, 60대: 78.6±6.0, 70대 이상: 80.55±8.6 ㎜ 이었다. 정상 뇌량에 대한 신경섬유로의 길이는 슬부(P=0.001)와 후체부(P=0.009), 그리고 이행부(P=0.012)에서 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, 연령대로는 30대와 40대까지 증가하다가 연령대가 높아질수록 감소하는 경향을 보였다. 이는 뇌의 신경세포들이 중년의 나이에서 활발히 발달하고 있음을 신경 섬유로 영상을 통해 확인할 수 있었다. This study used magnetic resonance diffusion tensor imaging (DTI) to quantitatively analyze the neural fiber tractography according to the age of normal corpus callosum and to evaluate of usefulness. The research was intended for the applicants of 60 persons that was in a good state of health with not brain or other disease. The test parameters were TR: 6650 ㎳, TE: 66 ㎳, FA: 90°, NEX: 2, thickness: 2 ㎜, no gap, FOV: 220 ㎜, b-value: 800 s/㎜², sense factor: 2, acquisition matrix size: 2×2×2 ㎣, and the test time was 3 minutes 46 seconds. The evaluation method was constructed the color-cored FA map include to the skull vertex from the skull base in scan range. We set up the five ROI of corpus callosum of genu, anterior-mid body, posterior-mid body, isthmus, and splenium, tracking, respectively, and to quantitatively measured the length of neural fiber. As a result, the length of neural fiber, for the corpus callosum of genu was 20’s: 61.8±6.8, 30’s: 63.9±3.8, 40’s: 65.5±6.4, 50’s: 57.8±6.0, 60’s: 58.9±4.5, more than 70’s: 54.1±8.1 ㎜, for the anterior-mid body was 20’s: 54.8±8.8, 30’s: 58.5±7.9, 40’s: 54.8±7.8, 50’s: 56.1±10.2, 60’s: 48.5±6.2, more than 70’s: 48.6±8.3 ㎜, for the posterior-mid body was 20’s: 72.7±9.1, 30’s: 61.6±9.1, 40’s: 60.9±10.5, 50’s: 61.4±11.7, 60’s: 54.9±10.0, more than 70’s: 53.1±10.5 ㎜, for the isthmus was 20’s: 71.5± 17.4, 30’s: 74.1±14.9, 40’s: 73.6±14.2, 50’s: 66.3±12.9, 60’s: 56.5±11.2, more than 70’s: 56.8±11.3 ㎜, and for the splenium was 20’s: 82.6±6.8, 30’s: 86.9±6.4, 40’s: 83.1±7.1, 50’s: 81.5±7.4, 60’s: 78.6±6.0, more than 70’s: 80.55±8.6 ㎜. The length of neural fiber for normal corpus callosum were statistically significant in the genu(P=0.001), posterior-mid body(P=0.009), and istumus(P=0.012) of corpus callosum. In order of age, the length of neural fiber increased from 30s to 40s, as one grows older tended to decrease. For this reason, the nerve cells of brain could be confirmed through the neural fiber tractography to progress actively in middle age.

Optimization of the Empirical Method to the Enhancement Image of the Four Chambers at the Same Time in the Pediatric Cardiac Computed Tomography

박찬혁(Chanhyuk Park),이재승(Jaeseung Lee),임인철(Inchul Im) 한국방사선학회 2014 한국방사선학회 논문지 Vol.8 No.6

본 연구는 소아 심장 전산화단층촬영 검사에서 조영제의 과다 사용을 최소화하며 피폭 선량 저감화를 목적으로 조영제의 주입속도 및 심장 도달 시간 등의 변수를 고려한 스캔 지연 시간을 경험론적 방법으로 수식화함으로써 4개의 심방과 심실이 동시 조영증강 영상을 획득할 수 있는 최적화 방안을 제시하고자 하였다. 소아 심장전산화단층 검사를 시행한 소아 환자 30명을 대상으로 정성적 평가, 정량적 평가, 선량평가를 실시하였다. 결론적으로 본 연구에서 개발한 체중에 따른 조영제 양과 주입속도에 따른 스캔 지연 시간을 계산하는 경험론적 방법을 적용함으로써 왼ㆍ오른 심방과 심실의 동시 조영증강에서 소아 심장 판독에 적합한 300 HU 값 이상으로 나타났고 명확성, 선예도, 노이즈에 대한 정성적 영상 평가에서 질적 우수성을 보였으며 선량평가에서도 소아가 받는 피폭선량도 명확하게 감소되었다. 따라서 본 연구는 임상에서 조영제 과다 사용으로 인한 부작용 감소 효과를 기대 할 수 있었으며 방사선 피폭 저감화를 기대 할 수 있는 이점을 가지고 최적의 영상을 만드는데 중요한 역할을 할 것으로 판단되었다. This study is to have dose reduction and minimization of excessive use of contrast medium in the pediatric cardiac computed tomography and to suggest the optimization plan to acquire the enhancement image of the 4 chambers at the same time by formulating scan delay time in empirical method with considering variables such as contrast medium injection velocity and cardiac approaching time. Quantitative;qualitative and dose assessment were carried out for 30 pediatric patients who had taken the cardiac examination. In conclusion;image enhancement in 4 chambers of the cardiac shows over 300 HU which is proper to pediatric cardiac reading by applying the empirical method with calculating scan delay time according to weight and contrast medium volume and injection velocity. Qualitative image assessments in confidence sharpness and noise have excellence qualitatively. Exposure dose to pediatrics also decreases precisely. Therefore this study is judged to take a important role of making optimization images with advantages of dose reduction and less side effects caused by it's excessive use in clinic.

자기공명검사에서 통증제어가 불가능한 급성 요통 환자의 옆으로 누운 자세에 대한 영상평가

이재흔(Jaeheun Lee),이재승(Jaeseung Lee),임인철(Inchul Im) 한국방사선학회 2014 한국방사선학회 논문지 Vol.8 No.5

본 연구에서는 통증제어가 거의 불가능한 급성요통 환자를 대상으로 바로 누운 자세를 할 수 없는 환자에게 불가피하게 자기공명검사를 받아야할 환자를 위해 기존촬영방법인 정상 체위 바로 누운 자세 대신 변형된 옆으로 누운 자세를 취하게 하여 기존 척추 전용 코일과 복부 전용 코일을 이용하여 요통을 경감시키고 불안정한 자세 보정과 움직임에 의한 인공물을 줄여 장시간 검사를 받는 환자에게 피로감을 감소시켜 자기공명검사의 성공률을 높이고자 한다. 평가방법으로는 영상의 질을 정성적 평가로 하였으며 결과로는 정상인 연구대상자 기존촬영방법인 바로 누운 자세의 평균 점수는 4.64점, 정상인 연구대상자 옆으로 누운 자세(A군)는 3.44점, 극심한 요통을 호소하는 비정상인 연구대상자 옆으로 누운 자세(B군)는 3.40점으로 나타났다. 결론적으로 정상인 연구대상자의 기존촬영방법인 바로 누운 자세에서 검사한 정성적인 평가는 예상대로 높게 나타났으나 정상인 연구대상자 옆으로 누운 자세와 극심한 요통을 호소하는 비정상인 연구대상자 옆으로 누운 자세로 검사한 영상의 정성적 평가는 거의 비슷하게 나타났다. 또한 극심한 요통을 호소하는 비정상인 연구대상자 옆으로 누운 자세(B군)의 영상평가에서 영상의학과 전문의의 영상판독에도 문제가 없는 것으로 나타났다. 이에 바로 누운 자세에서 검사를 진행함에 불편을 겪는 환자에게 이러한 기법이 보편화 된다면 임상에서 많이 활용될 것으로 사료된다. The acute lumbar pain patients who were unavoidable to take MRI examination were made to take altered lateral recumbent position. they were also not able to control their painfulness and to be in supine position. In this study, it is supposed to increase success rate of the MRI examination through taking the altered lateral recumbent position in using spine and body matrix coil. This altered position made relaxing lumber pain and fatigue for the patients who suffered from sever lumber pain. In these reasons, it decreases the motion artifacts through correcting uncomfortable posture. As a result, qualitative analysis for the image quality was estimated to have average points of supine position A group(lateral recumbent position) of normal candidates and B group(lateral recumbent position) of the abnormal candidates who have sever pain at 4.64, 3.44, and 3.40, respectively. In conclusion, while qualitative analysis in the examination with supine position of the normal patients had significantly high points, the qualitative analysis in the examination with lateral recumbent position of the normal patients and abnormal patients who had sever lumbar pain was almost same. In addition, it was judged that radiologists' imagery interpretation had no other problems in the image evaluation of B group who had acute lumbar pain of abnormal patients. Hereupon, if this technique becomes generalized for the patients who suffer from supine position in the examination, it is supposed to be useful in medical field.

태양광모사가 연비 및 배출가스에 미치는 영향에 대한 연구

김명수(Myungsu Kim),신재승(Jaeseung Sin),이현우(Hyunwoo Lee),임종순(Jongsun Im),김자륭(Jaryung Kim),박인지(Inji Park) 한국자동차공학회 2015 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2015 No.11

방사선치료 선량 측정에 사용되는 열형광체에 따른 최대 형광 강도 특성

강수만(Suman Kang),임인철(Inchul Im),박철우(Cheolwoo Park),이미현(Mihyeon Lee),이재승(Jaeseung Lee) 한국방사선학회 2014 한국방사선학회 논문지 Vol.8 No.4

본 연구는 방사선 치료 영역의 선량 측정을 위하여 상용화된 열형광선량계의 가열 온도에 따른 형광 곡선의 특성을 분석하였다. 본 연구에 사용된 열형광선량계는 LiF:MgㆍTi, LiF:MgㆍCuㆍP, CaF₂:Dy, CaF₂:Mn(Thermo Fisher Scientific Inc., USA)이었다. 선원과 고체 팬텀 표면(RW3 slab, IBA Dosimetry, Germany)간 거리를 100cm로 하여 기준점 깊이에서 6MV, 15MV X선과 6MeV, 12MeV 전자선을 각각 100MU 조사하였다. 방사선 조사 후 열형광 판독기(Hashaw 3500, Thermo Fisher Scientific Inc., USA)를 사용하여 50°C에서 260°C까지 15°C/sec의 가온율로 가열하여 형광 곡선을 분석하였다. 트랩 준위에 포획된 전자가 정공과 결합하면서 빛을 방출하는 형광 피크(glow peak)는 2개 또는 3개의 피크가 나타났으며 방사선 조사 후 TLD의 온도를 일정하게 증가시켰을 때 최대 형광 피크를 나타내는 형광 온도의 경우 각각의 에너지에 따라 LiF:Mg·Ti 선량계는 185.5±1.3°C, LiF:Mg·Cu·P 선량계는 135.0±5.1°C, CaF₂:Dy 선량계는 144.0±1.6°C, CaF₂:Mn 선량계는 294.3±3.8°C 근처에서 최대 형광 피크를 각각 나타났다. 방사선 조사 후 포획 전자의 형광 방출 확률은 가열 온도에 의존하게 되므로 방사선 치료 영역의 선량 측정에서 방사선 조사 후 열형광선량계에 일정한 가온율을 적용함으로써 고유한 물리적 특성에 따른 측정 정확도를 향상시킬 수 있을 것으로 판단되었다. The purpose of this study were to analyze the characteristic of the glow curves in order to the glow temperature of the thermoluminescent dosimeters (TLDs) for the absorbed dose measurement of the radiation therapy. In this study, we was used the TLDs of the LiF:MgㆍTi, LiF:MgㆍCuㆍP, CaF₂:Dy, CaF₂:Mn (Thermo Fisher Scientific Inc., USA). The source-to-solid dry phantom (RW3 slab, IBA Dosmetry, Germany) surface distance was set at 100 cm, and the exposure dose of 100 MU (monitor unit) was used 6- and 15-MV X-rays, and 6- and 12-MeV electron beams in the reference depth, respectively. After the radiations exposure, we were to analyze the glow curves by using the TL reader (Hashaw 3500, Thermo Fisher Scientific Inc., USA) at the fixed heating rate of 15°C/sec from 50°C to 260°C. The glow peaks, the trapping level in the captured electrons and holes combined with the emitted light, were discovered the two or three peak. When the definite increasing the temperature of the TLDs, the maximum glow peak representing the glow temperature was follow as; LiF:Mg·Ti: 185.5±1.3°C, LiF:Mg·Cu·P: 135.0±5.1°C, CaF₂:Dy: 144.0±1.6°C, CaF₂:Mn: 294.3±3.8°C, respectively. Because the glow emission probability of the captured electrons depend on the heating temperature after the exposure radiation, TLDs by applying the fixed heating rate, the accuracy of measurement will be able to improve within the absorbed dose measurement of the radiation therapy.