• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제68차 하계학술대회논문집 31권2호
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• pp.313-315
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• 2023

본 논문에서는 ¹⁸F-FDG PET과 CT에서 추출한 영상인자를 이용하여 비소세포폐암의 전이를 예측하는 머신러닝 모델을 생성하였다. ¹⁸F-FDG는 종양의 포도당 대사 시 사용되며 이를 추적하여 환자의 암 세포를 진단하는데 사용되는 의료영상 기법 중 하나이다. PET과 CT 영상에서 추출한 이미지 특징은 종양의 생물학적 특성을 반영하며 해당 ROI로부터 계산되어 정량화된 값이다. 본 연구에서는 환자의 의료영상으로부터 image texture 프절 전이 예측에 있어 유의한 인자인지를 확인하기 위하여 AUC를 계산하고 단변량 분석을 진행하였다. PET과 CT에서 각각 4개(GLRLM_GLNU, SHAPE_Compacity only for 3D ROI, SHAPE_Volume_vx, SHAPE_Volume_mL)와 2개(NGLDM_Busyness, TLG_ml)의 image texture feature를 모델의 생성에 사용하였다. 생성된 각 모델의 성능을 평가하기 위해 accuracy와 AUC를 계산하였으며 그 결과 random forest(RF) 모델의 예측 정확도가 가장 높았다. 추출된 PET과 CT image texture feature를 함께 사용하여 모델을 훈련하였을 때가 각각 따로 사용하였을 때 보다 예측 성능이 개선됨을 확인하였다. 추출된 영상인자가 림프절 전이를 나타내는 바이오마커로서의 가능성을 확인할 수 있었으며 이러한 연구 결과를 바탕으로 개인별 의료 영상을 기반으로 한 비소세포폐암의 치료 전략을 수립할 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.47-51
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• 2012

양전자 방출단층 촬영은 $^{18}F$-FDG 주사하고 1시간 후에 촬영한다. 하지만 장비의 결함 또는 예상하지 못한 상황으로 2-3시간정도 경과되어 촬영을 하는 경우가 발생한다. 이에 시간 흐름에 따라 획득된 영상에서 체내 부위별 표준화 섭취계수를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 정상기관 중 정상부위는 간(간우엽 중앙부), 지방(좌측 둔부), 폐(우측 상엽부), 대동맥(상행 대동맥)의 경우는 지연영상에서 크고 작은 감소가 나타났으며, 정상부위 중 유일하게 뼈(제 5요추 체부)에서 ${\Delta}$SUVmax 37%의 증가가 나타났다. 병소부위는 시간의 흐름에 따라 증가함을 보였으며 ${\Delta}$SUVmax는 37.6%증가로 나타났으며 병소의 섭취증가와 정상부위 섭취감소로 대조도의 차이가 커짐을 알 수 있었다.

• 대한핵의학회지
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• 제33권1호
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• pp.65-75
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• 1999

목적: 종양 환자의 평가에 있어서 초고에너지 조준기를 장착하여 511 keV에 적용시킨 감마카메라로 FDG 전신 평면 영상(FDG W/B scan)을 얻어 충분한 정보를 얻을 수 있는지 알아보고 동시에 같은 카메라로 동시계수 회로를 이용한 양전자 방출 단층촬영(FDG CoDe PET)을 실시하여 그 결과를 비교하였다. 대상 및 방법: F-18 FDG를 이용하여 초고에너지 조준기와 동시계수 양전자 방출영상에 대해 각각 팬텀 실험을 실시하였고, 악성종양이 의심되거나 진단된 환자 14명을 대상으로 FDG 전신 평면 영상과 양전자 방출 단층 영상을 얻어 방사선학적 검사, 임상적 추적관찰, 조직학적 검사 등과 비교하였다. 결과: 평면 영상에서는 해상력 13.1 mm, 민감도 2638 cpm/MBq/ml, 동시계수 영상에서는 공간 해상력 7.49 mm, 민감도 5351 cpm/MBq/ml로 측정되었다. FDG CoDe PET에서 14명의 환자 중 8명에서 FDG의 섭취가 있었다. 두 방법 모두에서 FDG 섭취가 없었던 병변은 모두 CT에서 1 cm 이하 였으나 한 예에서 2 cm 크기의 전이성 림프절을 찾지 못하였다. FDG 섭취를 보였던 병변은 모두 CT상 1.5cm 이상이거나 여러 개가 모여 있는 병변이었다. FDG W/B scan은 FDG CoDe PET와 거의 비슷한 결과를 보였으나 위음성과 위양성이 1예씩 더 있었다. FDG CoDe PET에서 보였던 다수의 폐 결절과 간 결절들이 FDG W/B scan에서 한 예를 제외하고는 모두 발견되었다. 결론: 감마카메라에 의한 FDG 영상들은 악성 종양의 감별, 병기 결정, 추적검사 등에 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 간주되며, SPECT 카메라가 널리 보급되어 있으므로 FDG 전신 평면영상과 동시계수 양전자 방출영상은 서로 보완적으로 쓰이면서 FDG의 지역 분배 공급을 통해 기존의 PET를 대신하여 FDG를 이용한 더 많은 임상적 이용 및 영상진단을 가능하게 할 것이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제32권1호
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• pp.74-78
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• 2011

Although recent studies have shown the usibility of [F-18]FDG small animal Positron Emission Tommography (PET) as a functional neuroimaging technique in behavioural small animal study, researches showing the detection power of functional changes in the brain are still limited. Thus, in the study, we performed [F-18]FDG small animal PET neuroimaging in the well-established fear behavioural experiment. Twelve rats were exposed on cat for 30 minutes after the [F-18]FDG injection. As a result, the brain activity in bilateral amygdala areas significantly increased in the fear condition. In addition, the fear condition evoked the functional activities of hypothalamus, which seemed to be related to the response to stress. These clear localization of fear related brain regions may reflect that a functional neuroimaging technique using [F-18]FDG small animal PET has functional detectibility enough to be applied in small animal behavioral research.

• 대한핵의학회지
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• 제37권1호
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• pp.24-33
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• 2003

Finding epileptogenic zone is the most important step for the successful epilepsy surgery. F-18 fluorodeoxyglucose positron emission tomography (FDG-PET) and single photon emission computed tomography (SPECT) can be used in the localization of epileptogenic foci. In medial temporal lobe epilepsy, the diagnostic sensitivity of FDG-PET and ictal SPECT is excellent. However, detection of hippocampal sclerosis by MRI is so certain that use of FDG-PET and ictal SPECT in medial temporal lobe epilepsy is limited for some occasions. In neocortical epilepsy, the sensitivities of FDG-PET or ictal SPECT are fair. However, FDG-PET and ictal SPECT can have a crucial role in the localization of epileptogenic foci for non-lesional neocortical epilepsy. Interpretation of FDG-PET has been recently advanced by voxel-based analysis and automatic volume of interest analysis based on a population template. Both analytical methods can aid the objective diagnosis of epileptogenic foci. Ictal SPECT was analyzed using subtraction methods and voxel-based analysis. Rapidity of injection of tracers, ictal EEG findings during injection of tracer, and repeated ictal SPECT were important technical issues of ictal SPECT. SPECT can also be used in the evaluation of validity of Wada test.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제66권1호
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• pp.20-26
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• 2009

연구배경: 양전자방출 단층촬영은 최근 폐암의 진단과 병기 결정에 널리 사용된다. 본 연구에서는 비소세포폐암 환자에서 양전자방출 단층촬영에서의 골수 대사활성도의 증가가 항암화학요법에 대한 반응과 관련성이 있는지 알아보고자 하였다. 방 법: 조직학적으로 비소세포폐암으로 진단 받은 환자 중에 양전자 방출 단층촬영을 시행한 후 일차 항암화학 요법을 시행 받은 환자를 대상으로 하였다. 대상군의 양전자 방출 단층촬영상 골수 대사활성도는 요추 1, 2, 3번의 FDG 섭취를 측정하여 평가하였고, 항암화학요법에 대한 반응은 Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST)를 이용하여 평가하였다. 결 과: 총 59명의 환자가 포함되었다. 대상군을 양전자 방출 단층촬영상 골수의 SUV가 1.37 이상인 군(21명, 35.6%)과 미만인 군(38명, 64.4%)으로 나누었고, 골수의 SUV와 간의 SUV의 비가 0.73 이상인 군(22명, 37.3%)과 미만인 군(37명, 62.7%)로 나누어 일차 항암화학요법에 대한 반응을 비교하였다. 골수의 SUV와 골수의 SUV와 간의 SUV의 비는 일차 항암화학요법에 대한 반응과 통계학적으로 유의한 차이가 없었다(p=0.142, 0.978). 결 론: 비소세포폐암 환자에서 양전자방출 단층촬영에서 나타난 골수 대사활성도는 항암화학요법에 대한 반응과 관련성이 없었다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제40권5호
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• pp.263-270
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• 2006

목적: 종양 내 양전자방출단층촬영으로 세포증식을 영상화하기 위해 $[^{11}C]$thymidine과 같은 다양한 방사성의약품이 개발되었다. 그러나 $[^{11}C]$thymidine은 C-11의 짧은 반감기와 대사과정의 추적에 문제점을 가지고 있어 문제점을 해결하기 위해 $[^{11}C]$thymidine을 대신하여 3'-$[^{18}F]$fluoro-3'-deoxythymidine ($[^{18}F]$FLT)이 개발이 보고되었다. 본 연구에서는 thymidine을 출발물질로 하여 총 6 단계에 걸쳐 3'-$[^{18}F]$fluoro-3'-deoxythymidine ($[^{18}F]$FLT)의 합성 하였다. 또한 합성된 $[^{18}F]$FLT를 이용하여 FET, FDG의 9L 세포에서 세포섭취율을 비교하였으며 생체 분포 및 양전자방출단층촬영 영상을 얻어 유용성을 검증하고자 하였다. 대상 및 방법: $[^{18}F]$FLT 전구체 3-N-tert-butoxycarbonyl-(5'-O-(4,4'-dimet hoxytriphenylmethyl)-2'-deoxy-3'-O-(4-nitrobenzenesulfonyl)-${\beta}$-D-threopentofuranosyl)thymine는 N3-위치에 tert-butoxycarbony (t-Boc)기를 도입하고, 3'-위치에 친핵성 치환반응을 유도하기 위한 이탈기로 nitrobenzenesulfonyl기를 도입하였다. 방사성동위원소 $^{18}F$의 표지는 전구체를 $120^{\circ}C$, acetonitrile 용매하에서 수행하였고 0.5 N HCl로 보호기를 제거하였다. 표지된 $[^{18}F]$FLT를 alumina N step-pak과 고성능액체크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. $[^{18}F]$FLT의 세포섭취율은 $[^{18}F]FET,\;[^{18}F]FDG$와 9L 세포에서 비교하였고, 체내동태는 종양세포를 이식한 쥐를 이용하여 10분, 30분, 60분, 120분에 측정하였으며, 양전자방출단층촬영 영상을 얻었다. 결과: HPLC 분리 후 $[^{18}F]$FLT의 방사화학적 수율은 약 20-30% 정도였고 방사화학적 순도는 95% 이상이었다. 시험관 섭취율에서 $[^{18}F]$FLT는 시간이 지남에 따라 증가하는 양상을 보였고 생체분포 실험에서 주사 후 120분에서 tumor/blood, tumor/muscle, tumor/brain의 비율은 $1.61{\pm}0.34,\;1.70{pm}0.30,\;9.33{\pm}2.22$를 나타내었다. 또한, 양전자방출단층촬영 결과 종양에 국소화된 영상을 얻었다. 결론: $[^{18}F]$FLT의 종양세포 섭취는 정상 뇌에 비해 월등히 높게 나타났으며, 양전자방출단층 촬영 결과는 뇌종양 진단을 위한 방사성의약품으로 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권2호
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• pp.275-280
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• 2017

$^{18}F$-FDG는 종양 외에도 뇌, 심근과 같은 정상조직에도 섭취가 될 수 있고 주변 환경에 의해서 정상조직의 섭취량이 변화할 수 있다. $^{18}F$-FDG를 이용한 검사 시에 전처리가 필요한데, 전처리로 종양조직과 정상조직의 영상적대조도를 증가시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 소 동물을 이용하여 당 대사가 항상 활발한 뇌에서 $^{18}F$-FDG를 이용한 PET검사 시 혈당수치가 PET영상에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 총 14마리의 ICR-mouse를 이용하여 $^{18}F$-FDG를 주사 후 micro PET을 이용하였으며, 영상을 획득하여 금식 유무에 따라 비교 분석하였다. 그 결과 금식을 한 쥐의 뇌에서 평균 표준섭취계수값이 금식을 하지 않은 쥐보다 0.84 더 높게 나왔으며, 금식을 하지 않은 쥐에서 브레인 외의 장기에 많은 집적을 보였으며, 주변 노이즈가 증가한 것을 확인하였다. 시간방사능곡선의 비교에서도 금식을 하지 않은 쥐보다 금식을 한 쥐의 시간방사능곡선의 초반섭취율과 곡선 상승률이 높은 것을 확인하였다. $^{18}F$-FDG를 이용한 brain PET검사에서 금식의 전 처치는 뇌의 기능을 평가하는데 중요하다는 것을 알 수 있었고 카페인 성분이나 다른 전처리 항목도 추후 실험을 통하여 영상에 미치는지 지속적으로 연구한다면 환자의 방사선 피폭선량 감소에 기여할 것이라 사료된다.

• 대한영상의학회지
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• 제81권6호
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• pp.1424-1435
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• 2020

목적 간세포암종과 혼합성 간세포암종-담관암종의 다위상 전산단층촬영술 소견과 ¹⁸F-fluorodeoxyglucose 양전자방출단층촬영(이하 FDG PET/CT)에서 섭취율 차이를 연구하여 이들의 감별 진단에 유용성이 있는지를 알아보고자 하였다. 대상과 방법 2007년 1월에서 2016년 4월까지 조직학적으로 간세포성 암종으로 진단된 84명과 혼합성 간세포암종-담관암종으로 진단된 9명의 환자를 대상으로 하였다. 조영증강 양상은 유형 I (동맥기 조영증강과 지연기 조영유실), 유형 II (지연기 조영유실이 없는 동맥기 조영증강), 유형 III (저혈관성 병변, 침투성 양상 혹은 변연부 조영증강)로 구분하였고, PET/CT 소견은 FDG 섭취 여부에 따라서 양성과 음성으로 분류하였다. 결과 혼합성 간세포암종-담관암종(89%)은 간세포암종(61%)보다 PET/CT 섭취 양성률이 높았으나 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다(p = 0.095). 유형 I 조영증강양상을 보이는 58개의 간세포암종 중 37예(64%)가 PET/CT에서 양성이었다. 유형 II 조영증강양상을 보이는 19예 중 간세포암종 3예(21%)에서 PET/CT에서 양성을 보였고 혼합 간세포암종-담관암종 4예(80%)에서 PET/CT 양성을 보였다. 유형 II 조영증강양상을 보이는 경우 혼합 간세포암-담관암종이 간세포암종보다 PET/CT 양성률이 유의하게 높았다(p = 0.020). 유형 III 조영증강 양상을 보이는 16예 중 간세포암 11예(91.6%), 혼합 간세포암-담관암종 4예(100%)에서 PET/CT 양성을 보였다. 유형 III 조영증강양상을 보이는 경우 간세포암과 혼합 간세포암-담관암종의 PET/CT 양성률의 유의한 차이는 보이지 않았다. 결론 유형 II 조영증강 양상을 보이는 경우 간세포암종과 혼합성 간세포암종-담관암종의 감별진단에 전산단층촬영술과 병행하는 ¹⁸F-FDG PET/CT가 도움이 될 것으로 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제68차 하계학술대회논문집 31권2호
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• pp.179-181
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• 2023

본 논문에서는 GAN 기반의 영상 생성 방법론을 이용해 delayed PET 영상을 생성하는 연구를 수행하였다. PET은 양전자를 방출하는 방사성 동위원소를 표지한 방사성의약품의 체내 분포를 시각화함으로서 암 세포 진단에 이용되는 의료영상 기법이다. 하지만 PET의 스캔 과정에서 방사성의약품이 체내에 분포하는 데에 걸리는 시간이 오래 걸린다는 문제점이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 방사성의약품이 충분히 분포되지 않은 상태에서 얻은 PET 영상을 통해 목표로 하는 충분히 시간이 지난 후에 얻은 PET 영상을 생성하는 모델을 GAN (generative adversarial network)에 기반한 image-to-image translation(I2I)를 통해 수행했다. 특히, 생성 전후의 영상 간의 영상 쌍을 고려한 paired I2I인 Pix2pix와 이를 고려하지 않은 unpaired I2I인 CycleGAN 두 가지의 방법론을 비교하였다. 연구 결과, Pix2pix에 기반해 생성한 delayed PET 영상이 CycleGAN을 통해 생성한 영상에 비해 영상 품질이 좋음을 확인했으며, 또한 실제 획득한 ground-truth delayed PET 영상과의 유사도 또한 더 높음을 확인할 수 있었다. 결과적으로, 딥러닝에 기반해 early PET을 통해 delayed PET을 생성할 수 있었으며, paired I2I를 적용할 경우 보다 높은 성능을 기대할 수 있었다. 이를 통해 PET 영상 획득 과정에서 방사성의약품의 체내 분포에 소요되는 시간을 딥러닝 모델을 통해 줄여 PET 이미징 과정의 시간적 비용을 절감하는 데에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.