• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.216-224
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• 2009

$^{99m}Tc$은 핵의학 영상 획득 물리적 특성이 우수하지만 유기화 작용이 일어나지 않아 갑상선 호르몬의 합성능력이 없는 결절을 진단하는데 제한을 받는다. 이와는 달리 $^{131}I$은 유기화 작용으로 인하여 갑상선의 기능을 평가하는데 활용됨은 물론 높은 에너지의 베타선과 감마선을 방출함으로써 암의 치료에도 널리 사용되고 있는 방사선 핵종이다. 그러나 $^{131}I$은 단일에너지의 감마선을 방출하는 $^{99m}Tc$ 등과는 달리, 다양한 에너지의 감마선을 방출함으로써 핵의학 영상의 정량화가 어려운 단점이 있으며, 특히 고에너지 영역의 감마선에 의한 격벽투과와 산란선은 핵의학 진단영상에 악영향을 미치게 되는 단점이 있다. 본 연구에서는 팬텀 내에서 선원의 위치 변화에 따른 산란의 영향을 알아보기 위해 GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) 시뮬레이션 도구로 dual-head 감마카메라(ECAM), PMMA 팬텀(RADICAL, USA), 점선원 0.1 mCi를 사용하여 모사하였다. 팬텀 내에서 $^{131}I$ 점선원을 X축, Y축으로 위치를 변화시키며 영상을 획득하였다. 또 산란 매질의 유무에 따른 영향을 확인하기 위해 같은 위치에서 점선원이 팬텀 안에 있을 때와 공기 중에 있을 때를 비교 하였다. 저에너지 선원과 비교를 위해 같은 방법으로 $^{99m}Tc$으로도 시뮬레이션 하였다. 또한 시뮬레이션과 똑같은 환경에서 측정 실험을 통해 시뮬레이션의 타당성을 검증 하였다. 이 연구에서는 한 팬텀 내에서도 위치 변화에 따라 산란의 영향이 달라진다는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이러한 분포 변화는 시뮬레이션과 측정 실험 모두에서 동일한 경향을 나타내었으므로 시뮬레이션이 타당함을 확인할 수 있었다. 시뮬레이션을 이용하면 X축, Y축 위치 변화만 아닌 다양한 경우에 대해서도 위치 변화에 따른 산란 영향의 예상이 가능할 것이며 나아가 산란 보정 연구의 기초 자료로 사용될 것이라 생각한다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권1호
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• pp.1-9
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• 2015

콤프턴 카메라는 검출 신호의 동시성 판단을 기반으로 한 전자적 집속방식을 이용하기 때문에, 기존의 물리적 집속기를 이용하는 감마선 영상 장비의 가시영역이 좁고 투과력이 높은 고에너지 감마선에 적용하기 어렵다는 한계를 극복할 수 있다. 특히 대면적의 콤프턴 카메라는 절대 검출 효율이 높아 영상 장비의 운반이 요구되지 않는 대규모 공정 시설내 핵물질의 모니터링용으로 매우 적합하다. 본 연구팀은 한국원자력연구원에서 개발 중인 파이로 시험 공정 시설에서의 안전조치 수립을 위해 대면적 콤프턴 카메라를 적용하고자 한다. 대면적 콤프턴 카메라를 구성하는 대면적의 검출기는 그 형태나 구성 방식에 따라 에너지 분해능이나 위치 분해능이 달라질 수 있다. 이는 콤프턴 영상의 질에 직접적으로 영향을 미치므로, 본 연구에서는 전산모사를 통해 그 영향을 예측하여 대면적 검출기의 설계 방향을 결정하였다. 또한 한국원자력연구원으로부터 파이로 시험 공정 시설의 정보를 전달받아 전산모사를 수행하였고, 여러 계측 환경에 대해 대면적 콤프턴 카메라의 성능을 예측하여 보았다. 그 결과 대면적 검출기는 에너지 분해능 측면에서의 손실을 최소화 할 수 있도록 구성하여야 한다는 결론을 얻었으며, 에너지 분해능 10%, 위치 분해능 7 mm 정도 성능의 검출기를 이용하여 콤프턴 카메라를 구성할 경우 1 m 거리에 위치한 감손우라늄 선원을 영상 해상도 16.3 cm(각도 분해능 $9.26^{\circ}$)으로 영상화할 수 있음을 확인하였다.

• 핵의학기술
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• 제15권1호
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• pp.29-33
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• 2011

감마 카메라 안에는 검출기의 감도를 균일하게 해주는 flood table이 내장되어있어 있는데, 우수한 균일성을 유지하기 위해서는 적합한 flood table을 사용하여야 한다. 왜냐면 flood table은 입사된 방사선의 종류와 에너지, 용량에 따라 차이가 나기 때문이다. 그래서 본 논문에서는 적절치 못한 flood table을 사용하였을 때, 영상의 균일성이 어떻게 변화하는지를 알아보겠다. 입사 방사선으로 $^{57}Co$, $^{99m}Tc$, $^{201}Tl$ 370 MBq를 사용하였다. Philips 사의 SkyLight, GE 사의 Infinia 감마 카메라를 사용하여. 각 선원 별로 각각 $^{57}Co$로 교정된 flood table, $^{99m}Tc$으로 교정된 flood table로 보정한 영상을 얻고, 균일성을 보정하지 않은 영상과 비교하였다. 추가적으로 콜리메이터를 장착한 상태에서 데이터를 얻고 내인성 flood table과 외인성 flood table로 보정 해보았다. 이렇게 나온 결과 영상을 가지고 균일도를 평가하였고, 그 값들을 서로 비교하였다. $^{57}Co$를 사용한 경우 보정을 하지 않았을 때 균일도는 9.34% 이고, $^{99m}Tc$ flood table로 보정하였을 때는 5.91%, $^{57}Co$ flood table일 경우 4.9%가 나왔다. $^{201}Tl$을 사용한 경우, 보정하지 않으면 9.81%, $^{99m}Tc$ flood table은 7.03%, $^{57}Co$ flood table은 7.49% 나왔다. $^{99m}Tc$을 사용한 경우, 무보정 시 9.67%, $^{99m}Tc$ flood table은 3.96%, $^{57}Co$ flood table은 5.69% 나왔다. 그리고 내인성 flood table로 보정을 한 경우 6.28% 나왔다. flood table이 입사된 방사선의 종류와 맞지 않는다면 균일도는 변화되는걸 알 수 있었고, 입사된 방사선과 flood table을 교정한 방사선원의 종류가 일치할 때, 감마 카메라의 균일도는 가장 좋음을 알 수 있다. 더불어 내인성, 외인성 시스템처럼 콜리메이터의 유무에 따라 다르게 교정한 flood table에 따라서도 균일도는 변화됨을 알 수 있다. 따라서 감마선을 받아 들이는 상황과 방사선원에 따라 일치한 flood table를 지정하여야 하고, 정기적으로 flood table을 개선시켜 주어야 높은 균일성을 유지 시킬 수 있을 것이다.

• 핵의학기술
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• 제14권1호
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• pp.78-82
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• 2010

현재 우리나라 암발생률을 보면 유방암과 갑상샘암이 매년 빠르게 증가하고 있는 추세이다. 따라서 I-131 scan과 전초림프절 검사인 lymphoscintigraphy가 많이 시행되고 있다. 그러나 이러한 검사는 전통적인 핵의학 영상 검사들과 마찬가지로 병리생태를 영상화하는 데에는 탁월하나 해부학적 정보는 많지 않다. 따라서 트랜스미션 스캔을 실시하여 해부학적 위치를 찾는 데 도움을 주는 등 여러 방법을 사용하고 있으나 만족스럽지 못하다. 이에 착안하여 감마실사영상의 fusion으로 좀 더 해부학적 정보가 많은 영상을 구현하고자 한다. 2009년 4월부터 7월까지 본과를 내원하고 SIEMENS사의 Symbia Gamma Camera를 이용하여 lymphoscintigraphy를 시행한 환자와 I-131 추가 검사를 시행한 환자를 대상으로 하였다. 먼저 감마카메라로 촬영한 후 촬영실 천정에 설치한 hyVISION사의 소형카메라(R-2000)로 동일 위치를 촬영하여 감마영상과 소형카메라의 실사영상을 자체개발한 Gamma Ray Tool Fusion 프로그램을 이용하여 fusion하여 일치도를 평가 하였으며, 환자 및 술자의 피폭선량을 평가하였다. 술자와 환자의 피폭선량은 트랜스미션 스캔을 적용하기 위한 플러드 선원의 제작과정과 실제 트랜스미션 스캔이 적용될 때 방사선피폭이 발생되며 술자의 방사선피폭은 평균 14.1743 ${\mu}Sv$이며, 환자의 방사선피폭은 평균 0.9037 ${\mu}Sv$이다. 또한 fusion 영상에서 감마마커와 실사마커가 일치하였고 플러드 선원에 의한 피폭은 없었다. 본원에서 구축한 감마영상과 실사영상의 fusion 프로그램으로 보다 많은 해부학적 정보를 포함하고 있는 영상을 임상의 및 판독의에게 제공할 수 있고, 업무프로세스가 감소되어 편리한 조작이 가능하게 되었다. 또한 플러드 선원에 의한 피폭을 줄일 수 있어서, 다른 핵의학 검사에도 사용이 가능할 것으로 생각되어진다. 하지만 환자의 사생활이 존중되어야 하기 때문에 검사시행 전, 검사진행 과정과 장점 등을 자세하게 설명한 후 환자가 동의할 경우 검사를 실시하여야 할 것이다.

• 한국광학회지
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• 제31권3호
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• pp.134-141
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• 2020

디지털 프린지 투사를 이용한 3차원 광학 측정시스템은 많은 비접촉 측정 응용에 사용된다. 수 ㎛까지 측정할 수 있는 이 시스템은 LCD를 사용하여 디지털 프린지 패턴을 생성한다. 이는 다양한 디지털 프린지 패턴을 컴퓨터 소프트웨어로 쉽게 만들 수 있기 때문이다. LCD 감마비선형에 의하여 물체에 투사된 디지털 프린지 패턴 에러는 3차원 물체 측정의 정확도에 영향을 준다. 정확도를 개선하기 위하여 광도전달함수(intensity transfer function)의 역함수를 사용하여 LCD 감마비선형에 의한 에러를 줄일 수 있는 개선된 방법을 제안하였다. 표준 반도체시편을 가지고 컴퓨터에서 생성한 사인파와 카메라에서 얻은 사인파의 차를 측정하여 제안한 방법의 개선효과를 보였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권4호
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• pp.309-322
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• 2007

이 논문은 사용후핵연료 차세대관리공정(ACP)에 사용되는 주요부품에 대한 방사선영향에 대하여 다룬다. 평가대상 부품으로는 중요도가 높은 것들 중에서 선택하였는데, AC 서보모터, 포텐쇼미터, 열전대, 가속도계, CCD 카메라를 그 대상으로 하였다. AC 서보모터의 경우 ACP 핫셀 내 조작기에 여러개가 사용되고 있고, 공정장치의 일부에 사용되고 있다. 포텐쇼미터는 조작기 관절의 절대 각도를 측정하기 위해 사용된다. 열전대는 금속전환장치 등의 반응기 온도 측정을 위해 사용된다. 가속도계는 탈피복시 발생하는 이상을 사전에 감지하기 위한 용도로 탈피복장치에 부착되어 있고, CCD 카메라는 조작기와 함께 공정 휴지기간에 영상 In-situ 이상감시를 하기 위한 용도로 사용된다. 다양한 방사선 중 감마선은 전기, 전자 및 로봇 부품에 가장 치명적이라고 알려져 있으므로 본 연구에서는 Co-60선원을 사용하는 감마조사시설을 이용해 방사선 영향을 평가하였다. 방사선조사결과 CCD 카메라를 제외한 다른 부품들은 방사선에 매우 강인한 특성을 보였다. 누적조사선량에 대한 각 대상 부품의 고유한 특성변화 데이터를 얻었고, 대상 부품의 성능을 보장할 수 있는 기준인 손상분기점에 대한 평가 자료를 얻을 수 있었다

• 핵의학기술
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• 제18권2호
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• pp.48-56
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• 2014

$^{99m}Tc$-DTPA 신장 신티그래피는 신공여자에게서 사구체 여과율을 평가하고, 신장 이식 가능여부를 결정하는데 있어 중요한 지표가 된다. 사구체 여과율을 측정하는데 이용되는 Gates법은 신장 깊이, 주사량, 순 신장 계수의 3가지 변수들을 고려해야 한다. 본 연구에서는 3가지 변수 중 신장 깊이 측정방법에 따른 신공여자의 사구체 여과율 변화를 비교 평가하고자 한다. 2013년 10월부터 2014년 3월까지 본원에 내원하여 복부 CT와 $^{99m}Tc$-DTPA 사구체 여과율 검사를 시행한 32명의 신공여자를 대상으로 하였다. CT에서의 횡단면 영상과 감마카메라에서 획득한 측면 영상으로 신장 깊이를 측정하고, 신장 깊이 산출 공식인 Tonnesen, Taylor, Itoh법과 비교하였다. GE사의 Xeleris Ver. 2.1220을 이용하여 신장 깊이에 따른 사구체 여과율을 산출한 후, 혈청 크레아티닌 수치를 이용한 MDRD(Modification of Diet Renal Disease) 사구체 여과율과 비교 분석하였다. CT와 감마카메라 영상에서 측정한 신장 깊이는 높은 상관관계를 보였다. 사구체 여과율은 Tonessen 공식을 적용하여 산출한 값이 최소치로 나타났고, CT 영상에서의 신장 깊이를 대입하여 산출한 값이 최대치로 나타났으며, 이를 적용한 사구체 여과율은 16.62%의 차이를 보였다. MDRD 사구체 여과율은 Taylor, Itoh, CT 및 감마카메라에서의 신장 깊이를 적용한 값에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으나 (p>0.05), Tonnesen 공식을 적용하여 산출한 값에서는 유의하게 나타났다(p < 0.05). CT 측정값을 대입하여 산출한 사구체 여과율 또한 MDRD, Taylor, Itoh, 감마카메라에서의 측정 깊이를 적용한 산출값과는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으나(p > 0.05), Tonnesen 공식을 적용하여 산출한 값에서는 유의하게 나타났다(p < 0.05). 본 연구에서는 신공여자에게서 $^{99m}Tc$-DTPA를 이용한 사구체 여과율 평가 시 Tonnesen 공식을 적용한 Gates법이 MDRD 사구체 여과율에 비하여 과소평가됨을 알 수 있었다. 따라서, MDRD 사구체 여과율과 검사 결과 산출된 값이 큰 차이를 보이는 경우 기존 Gates법에 적용되는 Tonnesen 방정식을 대신하여 Itoh 방정식을 적용 하거나 영상을 기반으로 측정한 신장 깊이를 적용하면 보다 정확한 사구체 여과율 평가가 가능할 것으로 사료된다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권5호
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• pp.133-137
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• 2017

본 연구의 목적은 GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) Simulation을 사용하여 치료용 방사성동위원소인 I-131의 감마카메라/SPECT 영상을 획득하여, 실제 기기의 실험결과와 그 특성을 비교 및 분석 하여 GATE simulation의 정확성을 획득하는 것이다. 더 나아가 GATE simulation을 이용한 치료용 방사성동위원소를 위한 감마카메라/SPECT 영상 정량화 기반기술 연구가 가능함을 입증하고자 한다. 본 연구에서 Simulation상에서 구성한 SPECT System은 Stream-R Forte version 1.2 (Philips Medical System, Best and Heerlen, Netherlands)의 설계변수를 참고로 하였다. 감마카메라/SPECT 시스템에서의 I-131 영상특성을 이해하기 위하여 실제 Forte 시스템을 이용하여 산란물질을 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때 에너지 스펙트럼 및 선 선원에 대한 선 응답함수 (Line Spread Function, LSF)와 반치폭 (Full Width at Half Maximum, FWHM)을 측정하였다. 또한 실제 실험과의 비교를 위하여 GATE simulation에서 구성한 시스템에서도 동일한 실험 조건 및 변수에 대하여 에너지 스펙트럼 및 선 선원에 대한 LSF 및 FWHM을 측정하였다. 그 결과 산란물질을 사용하지 않았을 때의 에너지 스펙트럼의 경우 실제 실험과 Simulation 모두 364 keV의 위치에서 에너지 피크를 나타내어 동일한 경향의 결과를 보였다. FWHM은 실제 실험과 Simulation 모두에서 선원과 검출기간의 거리가 증가함에 따라 그 크기가 증가하는 경향을 보였으며 오차율은 3.8%로 나타났다. 산란물질을 사용하였을 때의 에너지 스펙트럼 역시 실제 실험과 Simulation 경우 모두에서 비슷한 경향을 나타내었다. 결론적으로, GATE simulation은 치료용 방사성 동위원소에 대해서도 실제 기기의 특성 및 방사성 동위원소의 특징을 모두 반영하고 있으며 이를 이용하여 감마카메라/SPECT에서의 치료용 방사성 동위원소의 정량화에 대한 다양한 연구가 가능 할 것이라고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권3호
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• pp.155-162
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• 1998

방사성 동위원소의 치료에 베타 방출 선원이 많이 이용되고 있다. 베타 방출 핵종 들은 투과력이 약해 방사선 도달거리 (range)가 짧아 병소내에 직접 주입하여 선택적으로 병소만을 조사하여 치료 의 효과를 얻을 수 있고 주변 정상 조직의 방사선 피폭을 줄일 수 있다. 최근 한국 원자력연구소의 원자로인 하나로를 이용하여 베타 입자 방출체인 Ho-l66 용액을 만들어 여기에 키토산 화합물을 표지 하였다. Ho-l66 은 고 에너지 베타 방출체라는 점과 일부 감마선이 방출됨으로써 감마카메라로 쉽게 영상을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 감마카메라로 얻은 평면 영상을 이용하여 Ho-l66으로 치료한 부위와 그 주변의 정상 장기들의 방사선 홉수선량을 구하였다. 감마카메라는 Siemens 의 2중 head를 가진 Multispect2 시스템이 이용되었고, 콜리메이터는 medium energy, 최대 에너지는 80 keV, 창은 20%로 5분간 영상을 획득하였다. Ho-166 에 대한 투과인자 (transmission factor)는 환자 있을 때와 없을 때의 영상으로 관심영역의 ROIs 의 비로 구하였다 .3일간의 평면 영상으로 유효반감기를 구하여 Marinelli 공식과 MIRD 공식으로 베타입자에 대한 방사선 흡수선량을 구하였다. 감마선에 의한 흡수선량은 매우 적으므로 무시하였다. Transmission factor는 환자에 따라 다르지만 1110 MBq(30 mCi)을 주입하여 치료에 임한 간암 환자의 경우 간은 4.6, 비장은 4.65, 폐는 3.34, 뼈는 5.65 의 값을 보였다. 방사선 홉수선량은 tumor 에는 179.7, 정상간에는 16.3, 비장은 18.5, 폐에는 7.0, 뼈에는 9.0 Gy 가 각각 계산되었다. 이를 tumor dose 에 100%로 normalization 시킬 경우 정상간, 비장, 폐, 뼈에 각각 9.1, 10.3, 3.9, 5.0%로 분포되었음을 알았다. 본 연구를 통하여 tumor dose 뿐만이 아니고 주변 주요 위험장기 (critical organ) 에 대한 방사선 흡수선량을 전ㆍ후면 평면영상으로 얻을 수 있음을 보여 줌으로써 평면영상법을 이용한 dosimetry 의 가능성을 보았다. 또한 주변 주요 위험 장기의 한계선량에 맞는 주입할 양을 결정하는데 기초 자료가 될 수 있음을 보여준다.

• 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.