• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권3호
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• pp.163-173
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• 1998

핵의학 단층촬영기를 이용하여 몸 안에서 일어나는 신진대사, 혈류량 공급, 생화학적 변화, 또는 뇌에서의 도파민 운반체, 수용체 등의 영상을 획득한 후 정량화할 수 있다면 환자의 조기진단뿐만 아니라 치료계획을 세우고 치료경과 등을 객관적으로 측정하는데 매우 유용할 것이다. 그러나 물리적 요소들인 감쇠, 산란, 부분용적 효과, 노이즈, 그리고 재구성 알고리즘 등은 SPECT 의 디자인에 관계없이 영상의 정성적 또는 정량적 결과에 영향을 미친다. 본 논문에서는 뇌 촬영용 단일 결정 SPECT와 뇌 모형 팬텀을 이용하여 물리적 요소들 중 특히 감쇠와 산란의 영향을 정량화하고 보정 방법에 따른 결과를 정량 분석하였다. 산란 보정은 주 에너지 창 140keV$\pm$10% (126～154 keV)와 산란에너지 창 119keV$\pm$6% (112～126keV)를 이용하여 데이터를 획득한 후 산란 에너지 창의 100%를 빼주는 방법을 적용하였다. 영상 재구성은 차단주파수 0.95cycles/cm와 차수 10을 적용한 저역통과 Butterworth 여과기로 여과하여 여과후 역투사 방법으로 재구성하였다. 감쇠 상수는 산란 보정을 하지 않은 경우와 한 경우에 따라 각각 0.12cycles/cm 와 0.15cycles/cm 를 적용하여 뇌 내에서의 균일한 감쇠계수로 가정하고 Chang 방법에 의하여 감쇠에 대한 보정을 하였다. 정량분석을 위해 기저핵이 뚜렷이 보이는 3개의 단층면을 선택하여 기저핵과 그 외 뇌 영역에 관심영역을 구하였다. 산란보정을 하지 않았을 때 감쇠보정을 한 후의 ROI 값은 감쇠 보정전 ROI 값에 비해 기저핵 2.20배 배후 방사능 2.10배였다. 반면에 감쇠보정 후와 감쇠보정 전의 기저핵과 배후방사능의 비율은 매우 비슷했다. 산란보정을 한 후 감쇠보정을 한 ROI 값은 감쇠보정 전 ROI 값과 비교할 때 기저핵 2.69 배 배후 방사능 2.64 배로 뇌 영상의 절대적 정량적 분석을 위해서는 반드시 감쇠 보정이 필요한 것을 보여준다. 기저핵과 배후 방사능의 참값 비율이 6.58, 4.68, 1.86 일 때 산란 보정과 감쇠보정을 한 경우는 참값의 76%, 80%, 82%로 측정하였고 감쇠보정을 하지 않은 경우는 75%, 81%, 81%로 측정하였다. 참값의 비율이 낮을수록 참값에 가깝게 측정하였으나 산란과 감쇠보정을 한 경우에도 참값에 비해 약 20% 의 과소평가를 볼 수 있었다. 이는 본 논문에서 자세히 다루지 않은 부분용적 효과와 재구성 알고리즘 그리고 위에서 적용한 대략적인 감쇠와 산란보정 방법의 원인으로 사료되며 앞으로 더욱 연구되어야 할 분야이다.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 대한방사선방어학회 2011년도 추계 학술발표회 및 심포지엄
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• pp.200-201
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• 2011

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제40권1호
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• pp.40-47
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• 2006

목적 : 이 연구에서는 고양이 뇌 PET 영상을 감쇠, 산란 보정 후 정량 평가하여 감쇠, 산란보정의 필요성에 대하여 연구하였다. 대상 및 방법 : 감쇠, 산란보정의 영향을 평가하기 위하여 microPET R4 스캐너를 이용하여 팬텀과 5마리 고양이의 $^{18}F$-FDG PET 스캔을 얻었다. $^{68}Ge$ 선원을 이용하여 30분 동안 투과영상을 얻은 후 FDG를 정맥주사한 다음 방출 영상을 얻었다. PET 영상은 OSEM을 이용하여 영상을 재구성하였고, 감쇠, 산란보정을 하였다. 전두엽, 두정엽 외측 측두엽 등을 포함하는 대뇌피질 영역과 꼬리핵머리, 조가비핵, 시상을 포함하는 심부피질 영역에 관심영역을 그린 다음 감쇠, 산란보정 전, 후의 계수를 측정하였다. 각각의 계수는 방사선원 투여량과 중량으로 정규화하였다. 감쇠보정의 영향을 평가하기 위하여 "심부피질/대뇌피질"의 비를 계산하였다. 산란보정의 영향을 평가하기 위하여 회백질과 백질에 관심영역을 그린 다음 "(회백질-백질)/회백질"의 비를 구하여 대조도를 계산하였다. 결과: 감쇠보정 후, "심부피질/대뇌피질"의 비는 $17{\pm}7%$ 증가하였다. 산란보정 후, "(회백질-백질)/회백질"의 비는 $12{\pm}3%$ 증가하였다. 결론: 감쇠보정 후 "심부피질/대뇌피질"의 계수비가 증가하였고, 산란보정 후 회백질과 백질 사이의 대조도가 증가하였다. 이는 고양이 뇌 PET 영상 획득 및 정량화를 할 때 감쇠보정이 특히 중요함을 반영한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제7권1호
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• pp.65-77
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• 1996

본 연구는 2-D 와 3-D 호프만 뇌 모형 ,3-D 제젝 모형, 그리고 단일광자방출전산화단층촬영을 이용하여 인공산물을 일으키는 요인중 자료 획득 요소, 감쇠, 잡음, 산란 그리고 재구성 방식이 영상에 미치는 영향을 분석, 평가하였다. 자료 획득 요소 중 섬광 카메라의 회전 각도와 반경을 각각 변화시키면서 영상을 획득하였다. 이때 회전 반경의 변화가 작을수록 더 우수한 질의 영상을 얻을 수 있었고 회전중심으로부터 반경이 짧을수록 영상이 더 우수하였으며 이는 모형에서 거리가 멀어질수록 조준기의 분해능이 떨어지기 때문이다. 제젝 모형에서 균일한 부위를 각 조준기에 대해 알맞는 감쇠계수를 찾는데 이용하였다. $^{99m}$ Tc 을 사용했을 때 각 조준기에 대해 가장 알맞는 감쇠계수는 모두 0.12$cm^{-1}$ /로 나타났으며, 이 값으로 각각의 영상에 대해 감쇠 보정을 해주었다. 감쇠 보정 전의 제젝 모형의 균일한 부위는 감쇠로 인해 움푹 패인 선 프로파일 모양을 나타내었고, 감쇠 보정을 해줌으로서 평행한 선 프로파일을 얻을 수 있었다. 또한 감쇠 보정을 해줌으로서 영상의 질을 개선할 수 있었다. 각 시간에 따른 잡음의 영향을 관찰하기 위해 1분, 2분, 5분, 10분, 20분에 대하여 각각 자료를 얻었다. 결과에서 1분 영상이 잡음의 영향을 가장 많이 받아 영상의 질이 나빴으며 반면에 20분 영상은 잡음의 영향을 적게 받아 영상의 질이 상대적으로 가장 좋았다. 이는 자료 획득 시간을 길게하여 계수되는 양을 늘려줌으로서 Poisson 분포를 따르는 방사능 분포의 통계적 오차를 줄일 수 있기 때문인 것으로 생각한다. 이중-에너지 창, 즉 산란 부분과 $^{99m}$ Tc 의 봉우리 에너지인 140KeV 중심 20% 에너지 구별 영역을 각각 설정한 후, 자료를 얻어 산란 보정 전과 후의 영상을 비교하였다. 제젝 모형의 경우 냉구 부위와 바 패턴 부위가 산란 보정 이전에 비해 산란 보정 이후가 더 잘 식별되었고, 3-D 호프만 뇌모형의 경우 산란 보정후 영상의 질이 더 우수하게 나타났다. 결론적으로 SPECT 영상이 자료 획득을 위한 매개변수, 감쇠, 잡음, 산란 그리고 재구성 방식에 많은 영향을 받는 것으로 나타났으며 임상 적용시 유용한 SPECT 자료를 얻기 위해서 이러한 인자들을 최적화 또는 보정해 주어야 할 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.96-99
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• 2004

본 연구는 전신 GSO PET 스캐너를 사용하여 Cs-137 투과 선원을 이용한 감쇠보정기법들을 평가하는 것이다. 이를 위하여, 4개의 모양이 다른 팬텀들을 사용하여 감쇠보정기법들을 검사하였다. 뇌영상을 위하여 256 mm의 시야가 사용되었고, 약 110MBq의 F-18 선원이 팬텀실험을 위해 사용되었다. 감쇠를 보정하기위해서, 방출선원이 팬텀에 주입된 후, Cs-137점선원의 투과 스캔 데이터가 획득되었다. 방출선원 데이터는 산란보정을 하였고, 4가지 종류의 감쇠보정기법을 이용하여 감쇠보정을 하였다. 재구성된 팬텀 영상들이 비교평가되었고, 임상 뇌영상은 핵의학 의사들이 평가를 하였다. 결과적으로 균일성 평가를 위한 원형팬텀의 영상에서, 측정감쇠보정기법을 이용시 가운데 부분이 떨어져 보였으나, 나머지 감쇠보정 기법들에서는 균일하게 보였다. 임상 뇌 데이터의 경우, 두개골에 대한 감쇠 효과를 볼 수 있었고, 두개골에 대한 감쇠보정이 적용되지 않은 영상에서는 인공산물이 발생하는 것을 보여주었다. 결론적으로, 정량적 뇌영상에 대한 정확도를 높이기 위해서, 두개골에 대한 감쇠보정이 적용된 개선된 감쇠보정 방법이 요구되어진다. 본 연구는 앞으로 Cs-137 점선원을 이용한 감쇠보정기법이 포함된 뇌 PET 영상 장치를 개선하는데 유용할 것으로 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제17권1호
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• pp.25-29
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• 2013

SPECT/CT에서 140 kVp를 사용하는 CT 평균 에너지를 60 keV로 가정하고, CT 평균 에너지와 $^{201}Tl,\;^{99m}Tc,\;^{131}I$의 각기 다른 3가지 에너지를 서로 비교하여 감쇠 보정과 산란 보정의 정확도를 평가하고자 한다. Cylindrical phantom 에 $^{201}Tl$은 55.5 MBq (2 mCi), $^{99m}Tc$은 281.2 MBq (7.6 mCi), $^{131}I$은 96.2 MBq (2.66 mCi)를 주입하고 장비는 GE사의 Hawkeye 4 SPECT/CT를 사용하였다. 모든 SPECT는 frame 당 약 50 kcounts, CT는 140 kVp, 2.5 mA로 하여 영상을 얻었다. 영상은 OSEM (iteration: 2, subset: 10)으로 재구성하였고, 이때 감쇠 보정 적용 유무, 산란 보정 적용 유무를 서로 비교했다. 전체 phantom 영상의 uniformity를 모두 측정하고, center to peripheral ratio (CPR)를 구하여 평가하였다. $^{201}Tl$과 $^{99m}Tc$의 재구성 영상에 감쇠 보정만 적용한 경우 약 10-20% 정도 uniformity가 향상되지만, SC만 적용한 경우에는 약 2% 감소하였다. $^{131}I$의 uniformity는 감쇠 보정과 산란 보정을 모두 적용한 경우에 조금 향상되었다. 또한 CPR은 $^{201}Tl$과 $^{99m}Tc$에서 감쇠 보정만 적용한 경우에 1에 가까웠고, $^{131}I$의 영상에서는 감쇠 보정만 적용한 경우 1에 가깝지 않은 결과가 나타났다. SPECT/CT에서 140 kVp의 CT 평균 에너지를 60 keV이라고 가정했을 때, 대체적으로 에너지가 낮은 $^{201}Tl$과 $^{99m}Tc$은 감쇠 보정만 적용한 경우에 uniformity가 향상되었고, 에너지가 높은 $^{131}I$ 은 감쇠 보정과 산란 보정을 모두 적용한 경우에만 향상되었다.

• 대한핵의학회지
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• 제32권4호
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• pp.382-390
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• 1998

목적 : 이 연구의 목적은 SPECT 영상의 감쇠와 산란 현상을 보정하고 실제 임상 환경에서 상용하는 영상과 비교하여 그 효과를 평가하는 것이다. 그리고, 정확도가 개선된 영상에서 방사능양을 도출하여 SPECT 영상의 절대적인 정량화를 검증하는 것이다. 대상 및 방법: 직경이 20.0 cm인 원통형 팬톰에 삽입물로써 체적 25 ml의 폴리에틸렌 병을 6개 배치하고 배후와 다양한 비율을 이루도록 Tc-99m을 주입하였다. SPECT 기기로는 Trionix Triad xlt 20을 사용하였고 광피크 윈도 $126{\sim}154keV$, 산란 윈도 $101{\sim}123keV$에서 데이터를 얻었다. 이중에너지윈도(DEW) 방법과 Chang 방법을 사용하여 산란 및 감쇠 효과를 보정한 영상(SC+AC), 임상적으로 통용되고 있는 Chang 방법만을 사용하여 감쇠 효과를 보정한 영상(AC), 보정을 거치지 않은 영상(NONE)을 얻었다. SPECT 영상을 정량적으로 분석하기 위해 삽입물 대 배후의 방사능비(T/B), 영상대비, 절대방사능을 구하여 참값과 비교하였다. 결과: 관심영역 분석을 통한 T/B는 참값에 대하여 SC+AC 영상은 $1{\sim}20%$의 차이를 보였고 AC의 $24{\sim}37%$와 NONE의 $12{\sim}32%$에 비하여 개선되었다. 또한 SC+AC에서 영상 대비는 참값 1에 대하여 0.92로써 AC의 0.77, NONE의 0,80에 비하여 향상되었다. SPECT 영상에서 얻은 절대방사능 값은 SC+AC 영상이 참값에 대하여 $1{\sim}11%$의 오차를 나타냈으나, AC의 $22{\sim}47%$, NONE의 $2{\sim}16%$에 비하여 정확하였다. 그리고 대상물이 10.0 cm의 심부에 있을 때 절대방사능 값은 SC+AC에서 24%의 감소, AC에서 10%의 증가, NONE에서 40%의 감소를 보였다. 결론: 이 연구에서 사용한 DEW와 Chang방법에 의한 산란 및 감쇠 보정은 임상에 쉽게 적용할 수 있으며, 삽입물 대 배후의 방사능비와 영상 대비를 개선하였고 절대방사능을 정확하게 산출할 수 있었다.

• 핵의학기술
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• 제16권2호
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• pp.68-80
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• 2012

감쇠 보정법과 산란 보정법은 정량적인 PET검사를 하기 위한 필수적인 방법이다. PET/CT에서는 PET에서 사용하는 소멸방사선과 CT의 X선이 같은 전리 방사선이기 때문에 측정에 의한 CT의 Hounsfield Units를 감쇠 계수로 전환해서 감쇠보정, 산란보정이 가능하다. 그러나 PET/MR에서 MR는 강한 자기장을 걸어 수소밀도와 조직의 이완률차이로 되돌아오는 변화로 신호를 획득하기 때문에 CT처럼 전환하는 것은 불가능하다. Ingenuity TF PET/MR장비는 soft tissue, lung, air로 3구역을 segment하여 MR 감쇠지도를 얻는다. 이에 신호획득원리가 완전히 상이한 PET/MR과 PET/CT에 대한 정량적 평가를 하고자 한다. Phantom study로 uniform cylinder phantom에 증류수 9293 ml와 $^{18}F$-FDG 199.8 MBq를 넣고 magnetic stirrer를 이용하여 균일하게 교반한 후 60 min부터 15분 간격으로 Ingenuity TF PET/MR, Gemini TF 64, Biograph Truepoint 40를 이용하여 각각 single-bed로 2 min씩으로 영상을 얻었다. phantom의 중심부분 10개의 slice에 대한 동일한 관심영역을 그려 SUVs를 측정하고 평균, 표준편차를 구하였다. 그리고 임상적용을 위한 평가로 $^{18}F$-FDG 섭취가 정상인 환자를 대상으로 90 sec/bed씩 Ingenuity TF PET/MR을 시행한 후 Gemini TF 64 PET/CT 검사를 실시하였다. 각각의 data에서 lung, liver, spleen, bone 위치에 동일한 관심영역을 그려 SUVs 최대값과 평균값을 측정하고, %Difference를 구하였다. 또한, PET 장비들 사이에서의 일치도를 평가하기 위해 Bland-Altman plot 분석을 하였다. Phantom study에서 3가지 장비에서 측정한 SUVs 최대값과 평균값은 Biograph Truepoint 40, Gemini TF 64, Ingenuity TF PET/MR 순으로 높은 것을 확인할 수 있었다. patients study에서는 MR과 CT로 감쇠 보정한 PET장비의 SUVs 최대값과 평균값이 서로 유의미한 차이가 없었다.(p<0.05) Lung에서 left middle lobe과 transverse bone을 제외하고는 MR로 감쇠 보정한 PET의 SUVs가 대체로 낮았다. Bland Altman Plot으로 분석한 결과 대부분의 항목에서 95% 신뢰구간의 일치한계선내에서 측정되었다. PET/CT에서는 time of flight 기능을 가진 PET이 SUVs가 낮게 측정되었다. PET/MR과 PET/CT에서 알아본 SUVs차이는 MR을 이용한 분할 감쇠 보정방법이 CT를 사용한 측정 감쇠보정방법보다 SUVs가 낮게 측정되었다. 이러한 다른 감쇠 보정법에 의한 SUVs의 차이는 임상적으로는 용인할 수준에 있었지만, 향후 PET/MR와 PET/CT의 정량적인 값을 비교 분석할 때 PET 장비들간의 특성은 고려할 필요가 있다.

• 대한핵의학회지
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• 제39권1호
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• pp.57-68
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• 2005

목적: PET 영상화를 위해 다양한 감쇠 보정 방법들이 $^{137}Cs$ 투과 점선원의 데이터를 처리하는데 있어서 개발되어 왔다. 본 연구의 목적은 뇌 PET 영상을 위해 $^{137}Cs$ 점선원에서 사용하는 감쇠보정 가법들을 평가하는 것이다. 대상 및 방법: 감쇠 보정 기법들을 시험하기 위해, 4가지 종류의 팬텀들이 사용되었다. $^{137}Cs$투과 점선원의 데이터는 팬텀 안에 방출 선원을 주입한 후 획득되었고, 그 뒤로 방출 선원 데이터가 3D 획득 방식으로 획득되었다. 산란 보정은 배후 방사능을 가감하는 방법 (background tail-fitting algorithm)으로 실행되었다. 그리고 나서, 방출 데이터는 각각 측정 감쇠 보정(MAC), 타원형 감쇠 보정(ELAC), 분할 감쇠보정(SAC), 재배치 감쇠보정(RAC)으로 반복적 재구성 방법을 사용하여 재구성되었다. 그런 다음, 재구성된 영상들이 정량적으로 그리고 정성적으로 평가가 되었다. 부가적으로, 정상인에 대해서 평가가 이루어졌는데, 정상인에 대한 재구성 영상은 핵의학 전문의들에 의해서 평가되었다. 또한 가감된 영상들이 비교되었다. 결과: ELAC, SAC, RAC은 원통형 팬텀에 대해 노이즈가 적은 균일한 팬텀 영상을 제공하였다. 반면에, MAC의 결과에서 감쇠맵의 중심 부분에서 세기가 떨어지는 것을 보여주었다. Jaszack과 Hoffman 팬텀들에 대한 재구성 영상은 RAC과 SAC을 각각 적용시 더 좋은 영상 질을 나타냈다. 정상인 대상자의 영상에 있어서 두개골의 감쇠가 두드러졌고, 두개골에 대한 감쇠를 고려하지 않은 감쇠 보정은 뇌 영상들상에서 인공적인 손상이 있는 것처럼 나타났다. 결론: 복잡하고 개선된 감쇠보정 기법들이 정량적 그리고 정성적으로 정확한 뇌 PET영상으로 개선시키는데 있어서 필요하다. 본 연구는 $^{137}Cs$ 투과 선원을 사용하여 이루어지는 감쇠보정법을 이용하는 뇌 PET 영상화 기기들을 개선시키는데 유용할 것으로 사료된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권3호
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• pp.275-284
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• 2006

실제 드럼 내에 존재하는 핵종으로부터 방출되는 감마선을 외부에서 측정하여 그로부터 드럼 내 핵종의 양을 정확하게 분석하기 위해서는 먼저 적절한 교정표준의 선택과 드럼 내 매질의 밀도와 핵종의 분포에 대한 감마선 감쇠보정이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 드림 내 핵종의 분석을 위하여 밀도가 다른 두 개의 모델드럼을 이용하였으며 전송선원으로써는 $^{152}Eu$(10 mCi), 표준선원으로는 혼합선원($^{133}Ba,\;^{137}Cs,\;^{60}Co$)을 이용하였다. 그리고 드럼과 검출기 사이의 거리를 달리하면서 모델드럼 내의 표준선원으로부터 나오는 감마선을 계측하여, 감쇠보정이 되지 않은 이 측정값에 3 종류의 감마선 감쇠보정을 각각 수행하였다. 그 결과 밀도가 낮은 드럼에서의 오차는 10 % 이하이었고, 밀도가 높은 드럼에서의 오차는 25 % 이하이었다. 또한 드럼과 검출기사이의 거리가 근거리(70 cm, 드림구획 : 10 segments)일 때, 오차는 원거리(90 cm, 드럼구획 : 8 segments)에서의 오차보다는 낮았는데 이는 상대적으로 1 segment에 대한 부피차이에 기인한 밀도 측정오차가 낮고 감마선의 산란이 낮았기 때문이다.