최근 의료분야에서 X선은 질병의 진단 및 치료영역에서 필수적으로 요구되며, 영상의학 기술의 발전과 더불어 X선의 이용은 지속적으로 증가하는 추세지만, X선은 방사선 피폭의 단점을 가지고 있다. 방사선피폭을 방어하기 위해 임상에서는 납 방호도구를 사용하지만 납은 중금속으로 분류되어 납중독 등 인체에 유해한 반응을 일으킬 수 있다. 따라서 본 연구는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식의 3차원 프린터의 재료를 이용하여 제작한 차폐체의 유용성을 알아보고자 한다. 필라멘트의 선감약계수를 확인하기 위해 PL A, XT-CF20, Wood, Glow, Brass를 이용해 팬텀을 제작 하고, CT scan을 하였다. 그리고 100 × 100 × 2 ㎜ 크기의 차폐 시트를 모델링하고, 진단용 X선발생장치와 조사선량계를 이용하여 선량 및 차폐율을 측정하였으며, 납 방호도구와의 차폐율을 비교하였다. 실험결과 Brass의 CT number가 가장 높게 측정되어 Brass를 이용하여 차폐시트를 제작하였으며, 진단용 X선발생장치로 확인한 결과 100 kV, 40 mAs 조건으로 X선 조사 시 6 ㎜ 두께의 차폐시트에서 차폐율이 90 % 이상으로 측정되어 apron 0.25 ㎜Pb보다 차폐율이 높은 것을 확인하였다. 본 연구의 결과 3차원 프린팅 기술로 제작한 차폐체가 진단용 X선 영역에서 높은 차폐율을 보이는 것을 확인하였으며, 납 방호도구와의 비교를 통하여 납을 대체하여 방사선 방호도구로서의 가능성을 알 수 있었다.

전산화단층검사는 많은 방사선을 받을 수 있으며, 한 명의 환자에서 반복적으로 시행되는 경우가 위험도 는 매우 높다. 어린이의 경우에 방사선에 의한 암 발생률이 더 높다고 보고하고 있다. 3D 프린트는 여러 분야에 적용하기 위해서 연구되고 있으며, 여러 응용 분야중 방사선 차폐체 제작 및 재료에 대한 연구가 최근 진행되고 있다. 3D 프린터의 목적은 기존의 판넬 형태의 차폐체를 대체하고 인체의 형태를 따라 맞춤형 제작을 하는 것이 최종 목적이기 때문에 3D 프린터에 입력할 3차원정보처리에 대한 연구도 매우 중요하다. 본 연구에서는 스테레오 비전의 깊이지도(depth map) 생성 기술을 이용하여 환자 맞춤형 안구차폐체 제작의 전단계인 인체표면의 3차원 데이터를 계산하고 활용 가능성을 연구하고자 하였다. 알려진 3차원 정보처리의 방법들에 비해서 비교적 간단한 방법으로 제안된 결과 안면부 3차원 정보추출을 위한 최소한의 정보가 추출되었다. 본 연구의 결과는 자연광을 적용한 스테레오영상의 장점과 한계점을 제공하였고 향후 안구 차폐체 제작을 위한 기초자료가 될 것으로 판단한다.

임상에서 사용하는 진단 검사 장치인 전산화 단층촬영기와 자동화된 설계 소프트웨어(MediACE 3D Prog ram), 3D 프린터로 손목 보조기를 제작하고자 하였다. 전산화단층촬영기로 상지의 Dicom 파일을 획득한 후 MediACE 3D Program을 통해 손목 보조기를 디자인하여 "STL(stereolithography)"파일을 만들었고, 디자인된 손목 보조기는 3D 프린터를 이용하여 인쇄하였다. 3D 프린팅 기술로 제작된 손목보조기의 효용성 검증을 위해 뼈와 피부에 가해지는 압력 및 보조기의 스트레스 분포를 유한요소해석으로 나타내었다. 손목 보조기를 제작할 때 유한요소해석의 결과를 가지고 뼈와 피부가 압력에 의한 손상과 보조기의 파손이 자주 일어나는 부위를 보강하여 손목 보조기를 제작할 수 있을 것이라고 기대된다.

구강 및 두경부 암의 방사선치료 시 치료 범위에 피부를 포함하는 경우가 많으며 이때 볼루스의 사용이 빈번해진다. 특히 턱 부분의 요철로 인하여 환자의 적용 시 선량 불확실성을 제공한다. 본 연구에서는 3D Printing을 이용하여 Gel 볼루스와 Poly lactic acid(PLA), Silicon을 적용한 환자 맞춤형 볼루스를 제작하여 물성 특성을 확인하고, 제작된 볼루스와 치료계획의 불일치성을 확인하며, 실제 방사선 선량 전달시 발생하는 선량불확실성을 측정하였다. 그 결과 일반적인 요철 부위에는 PLA 재질의 볼루스가 안정적이며, 요철이 심하거나 환자의 체형이 자주 바뀔 수 있는 환자의 경우 Silicon 재질의 볼루스가 유용할 것으로 사료된다.

To address the increase of weather hazards and the emergence of new types of such hazards, an optimization technique for three-dimensional (3D) representation of meteorological facts and atmospheric information was examined in this study as a novel method for weather analysis. The proposed system is termed as “meteorological and air quality information visualization engine” (MAIVE), and it can support several file formats and can implement high-resolution 3D terrain by employing a 30 m resolution digital elevation model. In this study, latest 3D representation techniques such as wind vector fields, contour maps, stream vector, stream line flow along the wind field and 3D volume rendering were applied. Implementation of the examples demonstrates that the results of numerical modeling are well reflected, and new representation techniques can facilitate the observation of meteorological factors and atmospheric information from different perspectives.

본 연구는 건설 디지털 제조를 위한 3D 프린팅 기술 개발을 위하여, 플라이애시 및 고로슬래그 미분말 등의 알칼리 활성화 결합재를 Binder Jetting 3D 프린팅 방식으로 출력하고, 후처리 방법을 통해 출력물의 압축강도를 증진하는 것이다. 진공 펌프 및 규산나트륨-수산화나트륨 복합 수용액을 적용하여 후처리 방법을 검토하였으며, 후처리 용액에 침지한 후 -0.1 MPa 진공 압력으로 처리한 공시체의 압축강도는 11.04 MPa 로써 강도 증진을 확인하였다.

임상에서 사용하는 진단 검사 장치인 전산화 단층촬영기(CT)를 이용하여 Dicom 파일을 획득하였습니다. Dicom 파일과 3D 프로그램, 3D 프린터로 손가락 보조기(Finger brace)를 제작하였습니다. 손가락 보조기(Fin ger brace)는 인체를 대상으로 하기 때문에 형태의 정밀도가 매우 중요합니다. 3D Print는 정밀도가 우수하 고, 재료가 다양하고, 출력 시간이 짧은 이점이 있습니다. 임상에서는 알루미늄 보호대나 의료기 업체의 손 가락 보호대가 한정적입니다. 3D 프린터로 손가락 보조기(Finger brace)를 제작하면, 환자의 손가락 외상, 질병, 변형의 치료에 이용할 수 있는 정밀한 형태의 맞춤형 손가락 보조기(Finger brace)를 환자에게 적용할 수 있을 것이라고 기대합니다.

본 연구에서는 야외 방사선투과검사 시 방사선작업종사자의 맞춤형 차폐체 제작을 위해 3D 프린터 필라 멘트의 재질 및 두께에 대한 차폐 분석을 수행하였다. MCNPX를 이용한 모의 모사를 통해 복셀 선원 192Ir, 75Se를 선택 후 ICRU Slab Phantom에 차폐체를 부착하고, 선원과 Slab Phantom의 거리를 100 cm으로 설정 하였다. 12 개의 차폐물질에 대하여 차폐물질이 없는 경우부터 200 mm 까지 5 mm 단위로 나누어 각 차폐 물질별 단위 질량 당 흡수되는 에너지를 평가하였다. 그 결과 모든 방사선투과검사용 감마선원에서 ABS + Tungsten, ABS + Bismuth, PLA + Copper, PLA + Iron 순으로 차폐 효과가 높은 것으로 나타났다. 그러나 납에 비해서는 다소 낮은 차폐 효과를 보였다. 향후 본 연구를 토대로 원자번호와 밀도가 높은 필라멘트 재료에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

본 연구의 목적은 광자계수검출기 기반 스펙트럼 전산화단층촬영을 이용하여 K-각 영상을 획득하고, 이 를 통해 3차원 융합진단영상을 구현하여 임상적 이용 가능성을 평가하고자 하였다. 실험을 통한 K-각 영상 획득을 위해 스펙트럼 전산화단층촬영 시스템을 이용하였다. 희석된 iodine과 gadolinium 조영제가 주입된 6개의 튜브를 돼지고기에 삽입하여 팬텀을 제작하였다. 100 kVp 관전압과 500 μA 관전류 조건에서 발생된 X-선을 이용하였으며, iodine과 gadolinium의 K-각 흡수에너지를 고려한 35 및 52 keV에 저에너지 문턱값 을 설정하여 K-각 영상을 획득하였다. 융합진단영상은 일반적인 전산화단층촬영 영상과 스펙트럼 전산화 단층촬영을 통해 획득한 iodine 및 gadolinium 영상을 정합하여 획득하였다. 두 가지 조영제 기반 융합진단 영상의 CNR은 일반적인 CT보다 평균적으로 6.76-14.9배 높았으며, 3차원 융합진단영상은 각 조영제의 물 질 지도 정보를 제공할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제안하는 방법을 통해 전산화단층영상의 화질을 향 상시킬 수 있으며 특정 물질의 추가적인 정보를 제공을 통해 진단의 효율성을 증가시킬 수 있다.

굳지 않은 콘크리트의 적층성은 콘크리트 3D 프린팅의 핵심 요소로써 필라멘트의 변형 및 붕괴 없이 일정한 높이로 적층하는 성능이다. 적층성은 항복응력과 밀접한 관련이 있으며, 항복응력이 높을수록 우수하다. 또한, 굳지 않은 콘크리트는 압출된 후 시간경과에 따라 경화되면서 전단응력이 증가하기 때문에 적층성이 높아지게 된다. 따라서, 콘크리트 3D 프린팅 시 굳지 않은 콘크리트의 적층성 확보를 위해서는 출력되는 레이어 사이의 적절한 시간 간격(Printing Time Gap, 이하 PTG)이 필요하다. PTG가 증가함에 따라 적층성은 증가하지만, PTG가 과다하게 커지면 출력된 레이어 간의 부착성능이 감소하며, 출력시간이 길어짐에 따라서 압출성능이 저하될 수 있다. 이 연구에서는 100 MPa급 고강도 콘크리트 배합에 적합한 적층성을 확보하기 위하여 PTG를 변수로 한 3D 프린팅 실험을 수행하였으며, 이와 더불어 콘크리트 3D 프린팅 방법을 유사하게 모사할 수 있는 모의 적층실험 방법의 유효성을 검토하기 위하여 모의 적층실험을 수행하였다.

본 연구에서는 해외의 3D프린팅 기술을 활용한 혁신성 소구방법의 광고캠페인 사례를 고찰함으로써 고도화된 사회에서 혁신적 마케팅 커뮤니케이션에 대한 필요성 인식과 향후 3D프린팅과 같은 혁신기술과 광고마케팅 분야의 통섭적 사고에 대한 방향성을 제시하고자 하였다. 해외의 글로벌 기업 브랜드는 혁신기술을 받아들이고, 이를 통해 광고마케팅 분야와 결부 시켜 광고캠페인을 진행하며 소비자와 새로운 방식의 커뮤니케이션을 시도하고 있으나 우리나라에서는 관련 연구가 이루 어지거나 실질적으로 광고캠페인이 진행된 사례는 극히 드문 실정이다. 따라서 본 연구에서는 선행연구를 바탕으로 혁신성 의 속성을 ‘자기표현(assertiveness)’, ‘감성(sensibility)’, ‘타인과의 공유(sharing with others)’와 로저스(Rogers,2003)의 ‘시용가능성(trialability)’, ‘가시성(observability)’의 5가지로 정의하고, 수용자 경험 속성으로 ‘이용성(usability)’, ‘접근성 (accessibility)’, ‘복합성(complexity)’, ‘창조성(creativity)’을 도출하여 선행연구 및 로저스의 혁신성 이론을 토대로 설계한 분석모델을 통하여 해외 혁신성 소구방법의 광고캠페인 사례를 분석하였다. 분석 결과, 일반적인 소구방법보다는 광고캠페인을 통한 자기표현의 경험 가치와 정서적 가치, 관계 형성과 시용가능성이 갖춰진 환경에서 새로움과 즐거움, 재미의 소구가 가능한 혁신성 소구방법이 진화한 소비자를 충족시킬 만한 요인으로 작용할 수 있으며, 혁신성의 속성이 높을 때 전반적으로 사용자 경험 속성도 높은 것으로 분석되었다. 이는 혁신성 소구방법의 광고캠페인은 대체적으로 혁신기술을 활용한 제작 과정 전반에 수용자의 체험이 가능하기 때문인 것으로 분석되었으며, 혁신성의 다섯 가지 속성과 수용자 경험의 네 가지 요소를 포괄적으로 활용하여 수용자들의 총체적 경험이 가능한 광고캠페인 프로세스를 구축한다면 혁신성 소구방법의 광고캠페인을 통한 수용자와의 커뮤니케이션을 보다 향상시킬 수 있을 것으로 보인다. 본 연구는 혁신성 소구방법의 광고캠페인 사례의 혁신성 속성 등 수용자의 경험에 영향을 미치는 무형의 요인을 연구함으로써 혁신적 마케팅 커뮤니케이션의 필요성에 대한 인식을 제고하고, 광고캠페인의 혁신성 소구방법과 수용자 경험의 관계를 이해하여 이와 관련된 연구의 기초가 되는 탐험적 연구로써 향후 새로운 광고 전략 수립의 단서를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

민감도 향상을 위해 블록형 섬광체를 사용한 검출기를 개발하였다. 픽셀형 섬광체는 섬광체에서 발생된 빛을 최대한 광센서로 이동시키기 위해 픽셀 사이에 반사체가 위치하며, 반사체 부분으로 민감도 손실이 발생한다. 민감도를 향상시키고 픽셀형 섬광체의 특징을 가지게 하기 위해 블록형 섬광체를 레이저 각인을 통해 픽셀 형태의 섬광체로 가공하였다. 본 섬광체를 위치민감형 광전증배관과 결합하여 평면 영상을 획득 하였고, 각 픽셀별 에너지 스펙트럼과, 에너지 분해능을 측정하였으며, GATE 시뮬레이션을 통해 블록형 섬광체와 픽셀 섬광체의 민감도 분석을 수행하였다. 측정된 전체 에너지 분해능은 20.7%를 보였으며, 민감도는 픽셀 섬광체에 비해 18.5% 높은 결과를 나타내었다. 본 검출기를 감마카메라 및 양전자방출단층촬영 기기 등의 영상화 기기에 활용할 경우 높은 민감도 향상을 통해 촬영시간의 단축 및 적은 방사선원 사용으로 환자의 피폭선량 감소를 이룰 수 있을 것이다.

4차 산업혁명의 기술 중 3D 프린팅 기술의 소재에 따른 선량평가를 통해 볼루스 적용 가능성을 평가하 였다. 선량의 평가는 몬테카를로 방식의 MCNPX프로그램을 이용하였으며, 3D 프린트 물성은 ABS, PC, PL A 세 가지로 하였다. 그리하여 볼루스 10 mm와 동일한 효과를 보이는 두께를 산정한 결과 6 MeV 전자선의 경우 ABS 10 mm, PC 9 mm, PLA 9 mm로 나타났다. 6 MV X-선의 경우 ABS 11 mm, PC 10 mm, PLA 9 mm로 나타났다. 본 실험을 통해 3D 프린터 소재로 제작하는 조직등가물질이 볼루스를 대체할 수 있음을 확인할 수 있었다.

DXA 검사는 작은 골량의 변화로 발생하는 생물학적 변화를 가장 잘 반영할 수 있어 임상에서 우수한 성능을 발휘하는 골밀도 검사 장치이다. 검사의 정확도와 정밀도의 유지를 위하여 정도관리가 필수적으로 수행되어야 하지만 팬텀의 제작이 어렵고 상대적으로 고가의 가격이기 때문에 병원마다 보유하지 않고 있는 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 3D 프린터 및 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 필라멘트의 내부채움 정도의 변화를 이용하여 교차보정 팬텀을 개발하고 상용화된 팬텀과의 비교 평가를 통해 유용성을 평가하였다. 팬텀의 개발을 위해 ABS, TPU, PLA, 30% Cu-PLA, 30% Al-PLA의 HU을 평가하였으며 각각 내부 채움 10 0%에서 -149.74±2.36, -55.62±7.14, -7.68±3.82, 87.53±1.07, 1795.20±16.15의 HU를 나타내었다. 선형회귀분석이 적용된 3D 프린팅 팬텀의 L1, L2, L3 골밀도는 0.620±0.010 g/cm2, 1.092 ±0.025 g/cm2, 1.554±0.026 g/cm2으로, 기존 팬텀과 통계적으로 높은 관련성을 보였다. 이를 활용한다면, DXA 장치의 적절한 정도관리가 가능할 것이며, FDM 3D 프린팅을 이용한 다양한 의료용 팬텀 제작에 기초 자료로 활용될 것으로 사료된다.

이 연구의 목적은 3D 프린팅 기술로 만든 맞춤형 소지, 본인의 실제 소지 및 보조기 업체 석고 양성 소 지를 이용하여 세 종류의 소지의 형상 차이를 CT와 3D 스캐너로 횡단면 넓이와 부피를 분산 분석하였다. PASC Progrm으로 실제 거리를 측정하는 (Caliper Toll) 기능을 이용하여 15.69 mm지점(Distal Interphalangel Joints(DIP))의 넓이를 각각 30회씩 측정하였고, 부피(Volume)에서 Meshmixer Program의 Configure Units을 이용하였다. 세 종류의 소지 횡단면 넓이에서는 유의한 차이를 볼 수가 없었고, 부피(Volume)에서 0.2 mm의 차이가 있었지만, 유의 수준보다 크게 나타났다. 따라서 본 연구의 결과는 의료분야에서 3D 프린팅 기술을 활용한 맞춤형 보조기 제작에 활성화될 것으로 보여준다.

This study is a basic research for the development of composite materials for 3D printing and evaluated the rheological properties according to the blending design of the constituent materials. As a result, as the W/B ratio becomes smaller, the plastic viscosity value and the yield value tend to increase. Next, the plasticity and flow characteristics were differently derived depending on the binders used, and all the binders were considered to have more influence on the yield value than the plastic viscosity value.

The current fire-damage inspection and safety diagnosis has not developed from the labour and time-consuming method. Data collected through traditional safety inspection and survey methods are less quantitative and causes irregularity to the database; thus data becomes impractical for long-term maintenance and analysis. Data by 3D Scanning are more precise and quantitative in calculating the damages by a fire, the amount to repair and reinforce; furthermore, in evaluating the safety of the structure.

Ground penetrating radar (GPR) is a typical sensor system for underground objects detection area. The multichannel GPR devices can give more detail and informative three-dimensional (3D) data for classification underground objects. Spatial information of underground objects can be well characterized in the three-dimensional GPR block data which consists of several B-scan and C-scan data. In this article underground object classification method is proposed by using 3D GRP data. Deep learning technique is recently being adopted into this field due to its powerful image classification capacity. The 3D GRP block data is then used to train deep three-dimensional convolution neural network (3D CNN). The proposed method successfully classifies cavity, pipe, manhole and subsoils having small false positive errors. The suggested method is experimentally validated by area data collected on urban roads in Seoul, South Korea.