• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제10권2호
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• pp.108-116
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• 2006

목적 : 3.0 Tesla 고 자장에서 고 해상도 나선주사영상을 수행하였다. 나선주사영상은 초고속 영상기법의 하나로서, Echo Planar Imaging(EPI)에 비하여 eddy current 가 작게 발생하고, 경사자계 파형의 기울기가 완만하여 상대적으로 낮은 slew rate 를 가진 경사자계시스템으로 구현이 가능한 장점이 있다. 또한 고 자장 영상에서 고속스핀에코(Fast Spin Echo: FSE) 등의 rf 에코 기반의 고속영상방법에서 심각하게 대두되는 SAR 문제가 근원적으로 발생하지 않는 장점이 있어 고 자장에서의 초고속영상방법으로 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 3.0 Tesla 에서 나선주사방식으로 고 해상도 영상을 얻어 고 자장 MRI에서 나선주사영상기법의 다양한 응용 가능성을 살펴보고자 한다. 대상 및 방법 : 3 Tesla 전신 자기 공명 영상 시스템에서 다양한 해상도의 나선주사영상 방법을 개발하였다. 고차(higher-order) shimming 을 통하여 영상의 화질을 개선하였고, 해상도에 맞게 interleaves 수를 조절하였다. 스핀에코 와 gradient에코 기반 나선주사영상방법을 구현하였고, 에코 time 과 repetition time, rf 회전 각도를 조절하여 영상의 대조도(contrast)와 신호대잡음비를 조절하였다. 결과 : 3 Tesla 전신 자기 공명 영상 시스템에서 나선 주사 방법을 이용하여 다양한 해상도의 영상을 얻었다. 고 자장에서 주 자장의 불균일도(inhomogeneity) 의 절대 크기가 커지기 때문에 이를 줄이기 위한 shimming 이 더욱 중요해진다. 한번의 스캔으로 axial, sagittal, coronal 방향의 불균일도 map을 구하여 spherical harmonics 분석으로 고차 shimming을 하였다. 팬텀과 in-vivo 두부 영상에서 single shot 나선주사 영상으로 $100{\times}100$ 정도의 영상과 6-12 정도의 interleaves 를 적용하여 $256{\times}256$ 의 고 해상도 영상을 얻을 수 있었다. 결론 : 신호대잡음비의 향상과 스펙트럼의 분리, 뇌기능영상에서 BOLD 효과 향상 등으로 고자장 영상에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나 고 자장 영상에서의 rf field 에 의한 SAR 증가는 중요한 제한 요소로 부각되고 있다. 나선주사영상은 SAR 문제가 근원적으로 발생하지 않고, EPI에 비하여 하드웨어 요구 조건이 낮아 고 자장에서의 고속영상방법으로 적합하다. 본 논문에서는 고차 shimming 을 통하여 불균일도를 개선하고, single shot 과 interleaving 을 적용한 multi-shot 나선주사영상 기법으로 $100{\times}100$에서 $256{\times}256$의 고해상도 영상을 얻어 고 자장에서 초고속영상기법으로 다양한 적용 가능성을 보였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.121-129
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• 2013

최근 다중검출기 CT의 보편화 된 사용으로 환자의 피폭선량이 증가하고 있다. 따라서 광자극발광선량계를 이용해 촬영 목적 부위와 주변 결정장기에 대한 환자의 피폭선량을 측정하고 그에 따른 생물학적 효과를 예측하여 저감화 방안을 제시하고자 하였다. ICRP에서 권고한 표준안을 대상으로 만들어진 인체 모형 표준 팬텀에 교정상수를 부여받은 OSD 선량계를 측정하고자 하는 좌 우 수정체, 갑상선, 촬영의 중심점, 생식선에 부착하여 각 검사 부위별 노출 조건과 동일한 상태에서 환자의 피폭 선량을 모사하였다. OSL 선량계의 평균 교정상수는 $1.0058{\pm}0.0074$이었으며 검사 부위별 주변 결정장기의 등가선량은 좌 우측 수정체의 경우 직접 피폭이 약 50mGy로 최대였으며 간접 피폭되는 경우 0.24mGy, 원거리에서는 0.005mGy미만의 기준 준위 이하로 측정되었다. 갑상선의 경우 두부 검사에서 10.89mGy로 최대였으며 흉부에서 7.75mGy, 복부 및 요추부, 골반부에서는 기준 미만이었다. 생식선의 경우 골반검사에서 21.98mGy로 최대였으며 간접 피폭되는 검사에서 기준 준위 미만에서 6.92mGy까지 피폭되었다. CT 검사에서 DRL에 대한 저감화 방법은 국제기구에서 권고하고 있는 방사선 방어 원칙에 대한 정당한 해석과 제도적 뒷받침이 필요하다. 따라서 환자의 피폭을 최소화하기 위해서는 정당성을 충족하여야 하며 환자의 피폭선량에 미치는 영향들을 체계화하고 조직의 불필요한 피폭을 최소화 하여야 한다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제4권1호
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• pp.42-51
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• 2000

목적: Projection-type Fast Spin Echo (PFSE) 영상 기법은 일반적인 Fast Spin Echo (FSE) 기법과 비교하여 환자의 움직임과 혈류에 강한 장점이 있는 반면. $T_2$ 대조도(contrast)를 조절하기가 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 PFSE의 대조도를 이론적으로 분석하였고 컴퓨터 모의실험을 통하여 다양한 effective echo time (TE) 을 갖는 일반적인 FSE와 비교, 분석하였다. 또한 인체 실험을 통하여 제안한 PFSE 영상기법으로 움직 임과 혈류에 강인한 $T_2$ 강조 영상을 얻을 수 있음을 보였다. 대상 및 방법: 본 연구에서는 1.OT 전신 MRI 시스템에서 새로운 k-space의 배치를 갖는 PFSE 펠스 시권스를 구현하여, PFSE와 FSE 방식의 $T_2$ 대조도를 컴퓨터 모의설험과 인체 실험을 통하여 비교, 분석하였다. 컴퓨터 모의실험에서는 서로 다른 $T_2$ 값을 갖는 팬텀을 구현하여 다양한 effective TE에 대한 FSE 영상과 PFSE 영상을 재구성하여 대조도를 비교하였다. 인체 설험에서는 multi-slice $T_2$ 강조 두부 영상을 PFSE와 FSE로 얻어 영상기법간의 $T_2$ 대조도를 비교하였다. 결과: 이론적인 분석에서 PFSE의 $T_2$ 대조도는 effective TE가 80-l00ms 정도의 FSE 영상과 등가하게 나타나 $T_2$ 강조 영상을 얻을 수 있을 것으로 판단되었다. 컴퓨터 모의실험에서 PFSE 재구성 영상은 effective TE가 96ms인 FSE 영상과 대조도가 비슷하게 나타났다. 인체 실험에 서도 PFSE 영상은 effective TE가 96ms인 FSE 영상과 비슷하게 나타났으며. PFSE 방법이 FSE 방법에 비하여 움직 엄과 혈류와 관련한 artifact에 강인함을 확인 할 수 었었다. 결론: PFSE 기법은 k-space의 극좌표계에서 서로 다른 각도를 갖는 여러 line틀을 다중 스핀 에코 기법으로 측정하는 방식이다. PFSE기법은 FSE와 비교하여 환자의 움직임과 혈류에 강한 장점이 있는 반면, $T_2$ 대조도를 조절하기가 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 PFSE 방식으로 FSE와 대등한 $T_2$ 대조도 ($T_2$ 강조 영상)를 얻을 수 있음을 이론과 컴퓨터 모의실험 밝히고, 인체 실험을 통하여 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.455-464
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• 2012

본 연구는 일반 X선 검사에서 CR 시스템을 이용한 환자의 근사적 피폭 선량을 평가할 수 있는 실험적 모델을 제시하고 저선량 영역에서 의료 피폭에 대한 방어의 최적화 조건으로 환자의 선량 권고량(diagnostic reference level. DRL)을 비교하고자 하였다. 이를 위하여 기준선량계와 광자극발광선량계(optically stimulated luminescence dosimeters. OSLDs)를 이용하여 관전압(kVp) 및 관전류 노출시간의 곱(mAs)에 따른 입사표면선량(entrance surface dose. ESD)을 교차 측정하였으며 CR 시스템에서 각 노출 조건에 대한 Hounsfield unit (HU) scale을 측정하여 ESD와 HU 스케일에 대한 특성 관계를 이용하여 근사적 피폭 선량을 구하였다. 또한 임상적으로 적용 가능한지를 알기 위하여 두부, 경부, 흉부, 복부, 골반부 노출 조건으로 물 팬텀에 모사하여 피폭 선량을 구하였다. 결과적으로 두 선량계의 평균 ESD는 각각 2.10, 2.01, 1.13, 2.97, 1.95 mGy 이었으며 CR 영상에서 측정한 HU 스케일은 각각 $3,276{\pm}3.72$, $3,217{\pm}2.93$, $2,768{\pm}3.13$, $3,782{\pm}5.19$, $2,318{\pm}4.64$ 이었다. 이 때 ESD와 HU 스케일에 대한 특성 관계를 이용하여 근사적으로 구한 ESD는 각각 2.16, 2.06, 1.19, 3.05, 2.07 mGy이었으며 평균 측정값과 근사적으로 구한 ESD의 오차는 3% 미만으로 영상의학 분야의 측정 오차 5%를 감안한다면 신뢰할 수 있는 오차 범위라 할 수 있었다. 결론적으로 CR 시스템을 이용한 일반 X선 검사에서 환자의 피폭 선량을 근사적으로 평가할 수 있는 새로운 실험적 모델을 제시하였으며 CR 검사뿐 만 아니라 디지털 방사선촬영(digital radiography. DR) 시스템 및 필름-증감지 시스템에 적용 가능할 것으로 판단되었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권1호
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• pp.77-81
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• 2014

목 적 : 현재 전뇌 방사선 치료 시 두부의 고정을 위하여 Optimold가 사용되고 있다. 하지만 Optimold로 인한 산란선에 의해 피부선량이 약 22% 증가하게 된다. 백내장을 일으키는 최소선량이 2 Gy 이므로 특히 수정체에서는 영향이 크다고 볼 수 있다. 이에 전뇌 방사선 치료 시 Optimold 안구 부분의 유무에 따른 수정체에 흡수되는 선량을 비교평가 하고자 한다. 대상 및 방법 : 안구 부분의 Optimold의 유무에 따른 수정체에 흡수되는 선량을 비교평가 하고자 인체모형팬텀(Anderson Rando Phantom, USA)의 수정체 부분에 5mm bolus를 올려 Optimold mask를 만들었다. 모의치료 시 수정체의 선량측정을 위해 bolus 밑에 GAFCHROMIC EBT3 film을 위치시켜 모의치료를 진행하고 전산화치료계획시스템(Pinnacle, PHILIPS, USA)을 통해 치료계획을 수립한 후 치료도 동일하게 진행하여 3회 반복측정 하였다. 안구 부분의 Optimold mask를 제거하고 위와 동일한 방법으로 측정하였다. 디지털 평판 스캐너(Expression 10000XL, EPSON, USA)를 이용하여 film을 스캔한 후 선량을 측정하여 안구 부분의 Optimold mask의 유무에 따른 선량을 비교평가 하였다. 결 과 : 안구 부분의 Optimold mask가 있을 때 모의치료 시 $10.2cGy{\pm}1.5$, 치료 시 $24.8cGy{\pm}2.7$, 안구 부분의 Optimold mask를 제거하였을 때 모의치료 시 $12.9cGy{\pm}2.2$, 치료 시 $17.6cGy{\pm}1.5$로 측정 되었다. 결 론 : 안구 부분의 Optimold mask를 제거하였을 경우 제거하지 않았을 경우에 비하여 모의치료 시 약 3 cGy의 선량이 증가하였고 치료 시 약 7 cGy의 선량이 감소하였다. 전 치료과정 중 수정체의 흡수선량이 약 27%감소되어 방사선감수성이 높은 수정체에 흡수되는 선량이 줄어 백내장을 일으킬 확률과 부작용을 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제27권1호
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• pp.1-10
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• 2002

의료용 선형가속기에서 발생되는 고 에너지 광자선은 콜리메이터에 의하여 누출되며 치료두부(head), 콜리메이터, 환자를 포함한 치료실내의 모든 벽과 구성 물질들에 의하여 많은 산란선이 발생된다. 방사선치료는 종양에 따라서 최소한 40 Gy에서 80 Gy까지 조사되기 때문에 주위건강조직 특히 생식가능한 사람에 대한 생식선의 피폭선량을 평가하여야하며 종양치료에 영향을 주지 않은 범위에서 가능한 방법을 동원하여 피폭선량을 줄여야한다. 방사선 안전관리등의 기술기준에 관한 규칙(과학기술부령 제17호) 제3절 의료분야의 특별기준, 제44조(진료환자의 방사선 피폭)에 의하면 진료를 위한 환자 피폭선량을 합리적으로 달성 가능한 최소의 수준으로 유지하기 위한 절차를 구비하여야 하며 과학기술부 장관은 이에 준하는 의료시설 및 장비취급의 기술기준을 정하고 고시하여야한다고 명시 되어있다. 고 에너지방사선은 악성종양환자들의 치료성과를 향상시키는 동시에 치료후 방사선에 의한 만성효과가 발생 될 수 있기 때문에 주선속의 다양한 산란선과 누출선의 선질변화와 선량을 측정하고 생식선과 같은 주요장기를 산란선으로부터 차폐할 수 있는 기구를 제작 사용함으로서 방사선 피폭선량을 최대한으로 감소시킬 수 있었다. 고 에너지 방사선은 의료용 선형가속기(CLINAC 2100C/D. 2100C. 600C)에서 발생시킨 4, 6, 10 MV x-ray와 코발트원격치료장치(ALCYON II)의 코발트선원에서 방출되는 1.25 MV의 감마선을 이용하였다. 선량측정은 폴리스틸렌과 인체팬텀(Rando)사용하였으며 측정기는 이온함, TLD 및 필름을 사용하였다. 고 에너지 방사선에 의한 산란선은 장치의 콜리메이터 뿐만 아니라 치료실 벽 인체내부등 모든 방향에서 방사됨으로 납 벽돌에 의한 차폐율측정은 많은 변수를 가졌으며 고환인 경우에는 3면이 모두 차폐되도록 항아리모양으로 제작하였다. 태아인 경우 태아가 위치하고 있는 골반위에 육교모양의 선반을 만들고 그 위에 납 벽돌을 장치하도록 고안하였다. Co-60 감마선, 4 MV x-선, 10 MV x-선에서 발생되는 누출선량과 산란선량에 의한 평균 피폭선량은 조사면 중심으로부터 10, 30, 60cm 거리에서 조사면내 최대선량에 대하여 각각 $10^{-2},\;10^{-3},\;10^{-4}$의 비율로 측정되었으며 거리에 따라 지수함수로 줄어들었다. 흉부에 국한된 종양을 10 MV x-ray, $12{\times}12 cm^2$ 조사면으로 치료하였을 때 자궁에 받는 피폭선량은 0.9 mGy/Gy이며 고환이 받는 피폭선량은 0.6 mGy/Gy 이었으며 체장과 신장은 각각 4.8 mGy/Gy 와 2.5 mGy/Gy이다 10 MV x-선, $14{\times}14cm^2$ 조사면 경계로부터 10 cm 밖에서 납벽돌의 반가층 두께는 약 9.0 mm 이였고 20cm 밖에서는 반가층 두께가 약 6.5 mm로 측정되었다. 복부에 위치한 악성종양을 60 Gy 조사하였을 경우 태아가 위치하고 있는 자궁의 피폭선량은 약 370 mGy이고 이곳을 10 mGy이하가 되도록 차폐하려면 약 6.2 cm두께의 납 벽돌을 자궁위에 장착하여야 하며 골반치료시 고환에 10 mGy이하가 되도록 차폐하려면 약 5 cm 두께의 납 항아리가 요구된다. 고 에너지 고 준위 방사선치료시 고환은 3면을 항아리모양으로 차폐할 수 있어 피폭선량을 상당히 줄일 수 있으며 자궁인 경우 체내에서 산란된 선량의 차폐는 불가능하였다.