Quasi-breath-hold (QBH) Biofeedback in Gated 3D Thoracic MRI: Feasibility Study

김태호,이레나,김시용,Kim, Taeho,Pooley, Robert,Lee, Danny,Keall, Paul,Lee, Rena,Kim, Siyong Korean Society of Medical Physics 2014 의학물리 Vol.25 No.2

연구의 목적은 의사호흡정지(QBH) 바이오 피드백이 의료영상획득 시간의 큰변화 없이 잔류 호흡 운동을 조절함으로써 호흡 운동에 의한 영상 오류를 줄이고, 게이트 3차 흉부 자기 공명 영상을 향상시킬 수 있다는 가설을 실험하는 것이다. 가설을 확인하기 위해 건강한 다섯 사람을 대상으로 3T 지멘스 엠알아이의 호흡 탐색기가 포함된 T2 가중 스페이스 엠알 펄스 시퀀스를 이용해 두번의 게이트 자기공명 영상 연구를 시행 하였다: 자유 호흡 상태와 의사호흡정지 바이오 피드백 호흡상태, 의사호흡정지 바이오 피드백 시스템은 알피엠(RPM) 시스템(실시간 위치 관리시스템, 베리안)을 사용하여, 복부의 외부 위치를 측정하고, 음향과 시각적으로 각각의 호흡주기의 90% 위치에서 2초 숨을 정지하도록 안내하는 방법을 사용했다. 평가방법은 의사호흡정지 바이오 피드백 시스템을 이용시 간 상부의 호흡정지모습의 재현성이 게이팅 영역 내에서 향상되는지를 지원자의 실험을 통해 평가하였다. 자유호흡상태와 의사호흡정지 바이오 피드백상태에서 3차 흉부자기공명영상내에 호흡 운동에 의한 영상 오류와 게이팅영역 내에서의 잔류 호흡 운동 조절여부도 함께 평가했다. 또한, 복부 변위의 RMSE도 (제곱근오차) 조사되었다. 의사호흡정지 바이오 피드백방법을 사용함으로 자유호흡의 경우보다 게이트 3차 흉부 엠알 영상에서 폐와 간에서 호흡운동에 의한 영상오류의 감소 결과를 획득했다(영상획득시간: ~6분). 이는 의사호흡정지 바이오 피드백사용시, 게이팅 영역에서 복부 운동 감소와 횡경막의 잔류 움직임 감소가 일치함을 의미한다. 따라서, 알피엠을 통해 얻은 복부 변위의 전체 자료에서평균 RMSE는 (제곱근오차) 자유 호흡의 2.0 mm에 비해 7 mm (67% 감소, p값=0.02)로 감소하였으며, 게이팅영역만을 고려했을때는 자유 호흡의 1.7 mm가 의사호흡정지 바이오 피드백 호흡을 사용함으로써 0.7 mm (58 % 감소, p값=0.14) 로 개선되었다. 선형 피팅을 사용하여 얻은 평균 기준 이동값은 의사호흡정지 바이오 피드백 을 사용하면 자유 호흡 5.5 mm/분보다 0.6 mm/분(89% 감소, p값=0.017)으로 감소되었다. 이 연구는 의사호흡정지 바이오 피드백을 이용해 게이트 3차 흉부 자기 공명 영상 중에 간 상부의 호흡정지 재현성이 향상되는 것을 보여 주었다. 이 시스템은 내부 해부학의 운동을 조절함으로써 게이트 의료 영상과 방사선 치료에 임상적으로 적용 할 수 있다. The aim of the study is to test a hypothesis that quasi-breath-hold (QBH) biofeedback improves the residual respiratory motion management in gated 3D thoracic MR imaging, reducing respiratory motion artifacts with insignificant acquisition time alteration. To test the hypothesis five healthy human subjects underwent two gated MR imaging studies based on a T2 weighted SPACE MR pulse sequence using a respiratory navigator of a 3T Siemens MRI: one under free breathing and the other under QBH biofeedback breathing. The QBH biofeedback system utilized the external marker position on the abdomen obtained with an RPM system (Real-time Position Management, Varian) to audio-visually guide a human subject for 2s breath-hold at 90% exhalation position in each respiratory cycle. The improvement in the upper liver breath-hold motion reproducibility within the gating window using the QBH biofeedback system has been assessed for a group of volunteers. We assessed the residual respiratory motion management within the gating window and respiratory motion artifacts in 3D thoracic MRI both with/without QBH biofeedback. In addition, the RMSE (root mean square error) of abdominal displacement has been investigated. The QBH biofeedback reduced the residual upper liver motion within the gating window during MR acquisitions (~6 minutes) compared to that for free breathing, resulting in the reduction of respiratory motion artifacts in lung and liver of gated 3D thoracic MR images. The abdominal motion reduction in the gated window was consistent with the residual motion reduction of the diaphragm with QBH biofeedback. Consequently, average RMSE (root mean square error) of abdominal displacement obtained from the RPM has been also reduced from 2.0 mm of free breathing to 0.7 mm of QBH biofeedback breathing over the entire cycle (67% reduction, p-value=0.02) and from 1.7 mm of free breathing to 0.7 mm of QBH biofeedback breathing in the gated window (58% reduction, p-value=0.14). The average baseline drift obtained using a linear fit was reduced from 5.5 mm/min with free breathing to 0.6 mm/min (89% reduction, p-value=0.017) with QBH biofeedback. The study demonstrated that the QBH biofeedback improved the upper liver breath-hold motion reproducibility during the gated 3D thoracic MR imaging. This system can provide clinically applicable motion management of the internal anatomy for gated medical imaging as well as gated radiotherapy.

지하철 소음/진동 저감방안 적용 사례(광화문 D타워)

김태호,방중석,정화영,Kim, Taeho,Bang, Jung Seok,Jung, Hwa-Young 한국콘크리트학회 2016 콘크리트학회지 Vol.28 No.5

4-포트 수평/수직 겸용 프로브용 교정키트

김태호(Taeho Kim),김종현(Jonghyeon Kim),김성준(Sungjun Kim),김광호(Kwangho Kim),푸보(Bo Pu),나완수(Wansoo Nah) 한국전자파학회 2014 한국전자파학회논문지 Vol.25 No.5

본 논문에서는 4-포트 수평/수직 프로브 스테이션을 사용하여 수직 커넥터 핀의 특성 측정 시 사용되는 회로망 분석기의 교정용 키트(calibration kit)를 제안한다. 기존의 수평면에서 사용되는 교정키트를 사용하면, 교정 후 프로브 암의 변경 및 추가적인 장치가 필요하며, 이로 인한 시간 소요뿐 아니라, 주변 상황에 민감한 프로브 팁의 위치 변동에 기인한 정밀도 훼손의 위험이 있다. 본 논문에서는 이를 보완할 수 있는 4-포트 수평/수직 겸용 교정키트를 제시한다. 교정은 SOLT 방법을 이용하였으며, Short, Open, Load는 수평면에서 교정하며, Thru는 프로브의 위치에 따라서 교정기판의 같은 수평면에서 교정하거나 또는 교정기판의 위쪽, 아래쪽을 수직으로 연결하여 사용할 수 있도록 설계/제작하였다. 즉, 기판에 수직한 Thru를 교정할 때에는 교정키트를 수직으로 세워 키트 양면을 사용하여 교정할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 교정키트에서의 SOLT 회로 반사/전달 특성을 기존 교정키트의 SOLT 회로의 반사/전달 특성과 비교 분석하였으며, 두 교정키트의 전달 특성은 길이 보정 후, 300 kHz부터 8.5 GHz까지 약 ±0.1 dB의 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 이와 같이 설계/제작된 4-포트 수평/수직 교정키트의 유용성을 입증하기 위하여 각각 수평 측정의 경우와 수직 측정의 경우의 두 가지 경우 사례 연구를 수행하였으며, 그 결과를 기존의 교정키트를 사용한 후 측정된 결과 데이터와 비교 분석하였다. In this paper, we propose a horizontal/vertical calibration kit for calibrating a vector network analyzer(VNA) to measure the vertical connector pin. If the conventional calibration kit is used, we should change the arm for a probe or need an assistant device and it takes a long time. In addition there is a risk of precision degradation caused by the position change of the probe tip sensitive to the surroundings. We suggest a 4-port vertical calibration kit to make up for the aforementioned shortcomings. The calibration kit was manufactured for the SOLT calibration method. ‘Short’, ‘Open’, and ‘Load’ are available in the horizontal plane, ‘Thru’ is available not only in the horizontal plane on the two planes of a PCB, but in the vertical plane between the two planes according to the positions of the probes. We complemented the conventional calibration kit to make a vertical calibration kit to be used for the vertical measurement method. We compared and analysed their reflection/transfer characteristics of the SOLT calibration standards of the proposed calibration kit and conventional one, we get a ±0.1 dB differences of transfer characteristics in the range from 300 kHz to 8.5 GHz. In order to demonstrate usefulness, and we performed a case study for horizontal and vertical cases, and compared the results of the proposed calibration kit and conventional one.

큐브위성 K ²SAT 비행모델에 대한 구조해석

김태호(Taeho Kim),김기덕(Kiduck Kim),김태영(Taeyoung Kim),곽필원(Pilwon Kwak),방효충(Hyochoong Bang),김종범(Jongbum Kim) 한국항공우주학회 2017 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2017 No.11

인공지능 정보처리를 위한 뉴로모픽 HW기반 뉴로모픽 SW 플랫폼

김태호(Taeho Kim),유미선(Misun Yu),김상철(Sang Cheol Kim),권용인(Yongin Kwon),김영주(Young Joo Kim),김용연(Yong Yeon Kim),이제민(Jemin Lee),마유승(Yu Seung Ma) 한국정보과학회 2020 정보과학회지 Vol.38 No.2

사람 신경 간세포에서 도파민 신경세포 분화유도에 대한 Nurr 1 유전자의 역할 규명

김한집(Han Jip Kim),이학섭(Haksup Lee),김현창(Hyon Chang Kim),민철기(Churl Ki Min),이명애(Myung Ae Lee),김승업(Seung Up Kim),한진(Jin Han),염재범(Jae Boum Youm),김나리(Nari Kim),박원선(Won Sun Park),김태호(Taeho Kim),김의용(Euiyong Kim 한국생물공학회 2005 KSBB Journal Vol.20 No.5

국내 대학의 영어강의 사례 연구 : EAP과정의 중요성을 중심으로

김태호 ( Kim Taeho ) 경희대학교 비교문화연구소 2018 비교문화연구 Vol.53 No.-

본 연구의 목적은 국내 대학에서 개설되는 영어강의를 참관하고, 교수자와 학습자를 대상으로 영어강의에 대한 인터뷰를 통해 국내 대학에서 개설되는 영어강의의 문제가 무엇인지, 영어강의의 효과를 높이기 위한 방안이 무엇인지 고찰하는 것이다. 본 연구의 목적을 위해 우선 일부 강좌만 영어강의로 개설하는 부산 소재국립대학과 전체 강좌를 영어강의로 개설하는 울산 소재 국립대학의 영어강의를 구분하여 조사하고, 이를 전체 강좌를 영어강의로 개설하는 일본 대학의 경우와 비교 분석하였다. 영어강의에 대한 정확한 분석을 위해 동일한 방식으로 강의를 참관하고 분석하였으며, 해당 강의의 교수자와 학습자들을 대상으로 영어강의에 대한 인식을 확인하는 심층인터뷰를 진행하였다. 연구 결과에 따르면 국내 두 대학에서 개설되는 영어강의의 효과를 높이기 위해 학습자의 영어구사력을 영어강의 수강에 충분한 수준으로 높이고, 학습자간 영어구사력의 편차를 최소한으로 줄이는 것이 가장 필요하다는 것을 확인하였다. 이에 본 연구에서는 영어학습자의 영어구사력을 높이는 방안으로 영어강의 수강을 위한 학문목적 대학영어교육(EAP) 과정이 필요하다고 주장하였다. The purpose of this study was to investigate ways to improve the effect of English-medium instruction (EMI) in Korean universities by comparing EMI lectures in two Korean universities with those in a Japanese university. Some universities run all courses in English while others do so for only part of them. This study comparatively investigated how EMI courses were run by these two groups of universities. For the purpose of this study, in-depth interviews were conducted with EMI instructors and students to find out what merits and problems that such EMI programs had in EFL environment of Korea and Japan. Another important goal was to correct problems and improve the Korean programs. The result showed that the most important issue of EMI programs in Korean universities was students' low English proficiency. It also demonstrated that English for Academic Purposes (EAP) was necessary to overcome this problem. It is a key to the success of MI programs. Hopefully, this study will stimulate continuous discussions on limitations and ways to improve EMI in Korean universities in various aspects.

리액션휠 기반 고기동 위성 자세제어 기법 연구

김태호(Taeho Kim),목성훈(Sung-Hoon Mok),방효충(Hyochoong Bang),송태성(Taeseong Song),이종국(Jongkuck Lee),송덕기(Deokki Song),서중보(Joongbo Seo) 한국항공우주학회 2018 韓國航空宇宙學會誌 Vol.46 No.11

고기동 우성은 영상획득수량 등의 주요 임무성능을 향상시킬 수 있는 진보된 위성으로, 특히 지구관측분야에서 그 수요가 꾸준히 증대되고 있다. 본 논문은 고-토크 리액션휠을 장착한 위성의 기동성을 높일 수 있는 자세제어 기법을 연구한다. 크게 3가지의 서로 독립된 방법을 제안하며, 위성 자세제어 시스템에 따라 모든 방법을 적용하거나 1-2개 방법만 적용하는 것도 가능하다. 각 방법을 요약하면 다음과 같다. 첫 번째로, 기존 피드백 제어기에 피드포워드(자세명령) 입력을 추가한 피드포워드/피드백 제어기를 소개하고 그 장단점을 요약한다. 두 번째로, 리액션휠 클러스터의 토크/모멘텀 용량을 최대한 활용하는 방법을 제안한다. 세 번째로, 마찰토크를 보상하는 토크기반 리액션휠 제어기법을 소개한다. 시뮬레이션을 통해 기존 피드백 제어기에 비해, 피드포워드/피드백 제어기를 적용 시 기동성이 향상됨을 확인하였다. 특히, 기동각이 클 때, 정착시간 감소가 두드러짐을 확인하였다. In these days, demand for agile spacecraft is gradually increasing, due to the fact that agile spacecraft can improve mission capability. In this paper, an attitude control logic based on reaction wheels that can enhance agility of spacecraft is proposed. Three methods are suggested, and all three or part of them can be integrated to the existing attitude control system. First, a feedforward/feedback controller is introduced, and its pros and cons are provided, compared to the conventional feedback controller. Second, an attitude command generation method that fully utilizes torque/momentum capacities of reaction wheels is proposed. Third, a torque (current) control mode for internal wheel control is introduced. Numerical results verify that the settling time can be significantly reduced by employing the feedforward/feedback control method, especially for large angle maneuver.

중국의 군사적 부상과 역내 해양안보 - 남사군도, 대만해협, 센카쿠/댜오위다오 및 한반도 -

김태호(Taeho Kim) 한국외국어대학교 대만연구센터 2019 대만연구 Vol.- No.14

While Chinas military rise is an issue of growing importance to regional security, it is worthwhile to note that it is not Chinas military modernization per se, but its capacity to project and sustain power along and beyond its borders--in particular, the possibility to resolve forcefully its outstanding maritime disputes and various contingencies. This essay argues that Chinas “anti-access capability”--a U.S.-coined term originally developed for a Taiwan contingency--is equally applicable to other major regional cases such as the Spratly disputes and a North Korean contingency. Furthermore, notwithstanding Chinas continuos efforts to develop and deploy various types and classes of weapons/platforms, it is the Russian systems and technologies that are most capable and thus likely assigned to the highest mission-critical areas. In assessing Chinas current and likely future military capability as well as their implications for the region, it is necessary to take note of the following: • There exists asymmetry of military capability between China and its weaker neighbors. While the PLAN is weak in several important aspects, for instance, many of its neighbors navies are weaker still. • Some have argued that Chinas foreign policy behavior apparently became more “assertive” in the 2010s, but it is wiser to keep in mind that China has almost always been assertive and aggressive when it comes to what China defines as “sovereignty and territorial issues” as well as its newest “core interests.” • On the South China Sea disputes it is the function of U.S. presence in the theater--in the form of overseas bases and the freedom of navigation--and the PLAs own limitations to project and sustain power for an extended period of time that have largely prevented armed conflict from occurring for the past two decades or so. • While Taiwan remains the idee fixe of Chinas diplomacy and military, it is and will be a tough nut to crack. Chinas recent creeping attempts for economic integration with Taiwan should be seen in this context. • China and Japan, the two regional heavyweights and traditional rivals, will likely have a bilateral relationship that is replete with difficulties and tension. Chinas unilateral announcement of its ADIZ in November 2013 as well as the occasional yet persistent disputes with Japan over the Senkaku/Diaoyudao/Diaoyutai islands are only the latest manifestation of this deeper and difficult relationship. • For Korean security it is imperative to take into account the geostrategic and historical factors. On top of the existing military threats from North Korea, the ROK should be able to employ a) hedging strategy, b) “limited defense sufficiency” strategy, and c) rock-solid relations with the United States.

템플릿에 기반한 NuSCR 정형 명세의 소프트웨어 고장 수목 생성 방법

김태호(Taeho Kim),유준범(Junbeom Yoo),차성덕(Sungdeok Cha) 한국정보과학회 2005 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.32 No.12

본 논문은 NuSCR 정형 명세 언어로 작성된 소프트웨어 요구 명세로부터 소프트웨어 고장 수목을 생성하는 방법에 대하여 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 소프트웨어 고장 수목은 소프트웨어의 구조와 동작에 대한 요구 사항을 반영하는 통합된 형태의 고장 수목으로, 안전성에 대한 복합적인 분석이 가능하다. 이러한 소프트웨어 고장 수목을 생성하기 위하여 NuSCR 정형 명세언어의 구성 요소 각각에 대한 템플릿을 정의하고, 이들 템플릿을 사용하여 소프트웨어 고장 수목을 생성하는 방법을 제안하였다. 그리고, 제안된 방법의 유용성을 평가하기 위해 현재 국내 원전계측제어시스템 개발사업단에서 개발 중인차세대 원자력 시스템 APR1400에 사용될 원자로 보호 시스템의 핵심 트립 논리에 대하여 고장 수목을 생성하고 분석 하였다. In this paper, we propose a synthesis method of software fault tree from software requirements specification written in NuSCR formal specification language. The software fault tree, proposed in this paper, reflects requirements on both structure and behavior and it is an integrated form. The software fault tree can be used for analyzing safety in the view of structure and behavior. We propose templates for each components in NuSCR specification language and a synthesis method of software fault tree using the templates. The research was applied into the main trip logic of the reactor protection system of ARP1400, the Korean next generation nuclear reactor system, developed by KNICS. And we evaluate feasibility of our approach through this case study.