CR(computed radiography)시스템의 영상획득 과정에서 영상판의 외부 방사선 영향을 효과적으로 보완하고 임상적용시 효율적 활용을 목적으로 본 연구를 실시하였다. 이를 위하여 영상판의 보관 장소와 기간으로 분류하여 미소한 흑점 차이를 비교 분석하고 영상의 경계면에서 농도 분포를 평가하였다. 영상판의 보관 장소에 따른 명실과 암실에서 흑점수를 비교 측정한 결과, 명실에 보관한 영상판에서 1일과 2일에서 미약하게 흑점 수가 증가하였으며, 4일, 6일, 8일, 10일로 보관 기간이 길어질수록 비례하여 증가하였다. 하지만 암실 보관의 경우 명실과 비교시 흑점 수가 현저하게 줄어들었다. 영상판의 위치에 따른 화질의 변화에서는 가장자리 보다 중앙에 관심영역을 위치시키는 것이 화질의 손상을 줄일 수 있었다. 피사체의 두께 변화에 따른 선예도 차이는 가능한 피사체 두께를 작게 하는 것이 산란선 발생을 줄이고 선예도를 향상시키는 것으로 나타났다. 따라서 우수한 화질의 의료영상을 얻기 위해서는 영상판의 효율적 정도 관리가 필요하며 영상판을 암박스에 보관하여 외부 방사선에 장시간 방치하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
본 연구는 휘진성 형광체를 이용하여 디지털 의료영상시스템의 환경에서 산란선에 의한 영상 특성을 연구하였다. 아크릴 팬텀을 사용하여 관전압 (50 kVp부터 120 kVp까지), 조사야($4{\times}4cm^2$부터 $26{\times}26cm^2$까지), 팬텀의 두께 (1 cm부터 25 cm까지)를 각각 변화시켜 실험을 실시하였다. 실험 방법은 영상을 ImageJ와 특성곡선을 사용하여 분석하였다. 관전압은 50 kVp ~ 70 kVp에서는 관전압이 증가하면서 일차선에 대한 산란선의 비율도 증가하지만, 80 kVp부터는 일정한 비율을 나타내었다. 조사야가 증가함에 따라 일차선에 대한 산란선의 비율은 증가한다. 팬텀 두께가 증가함에 따라 산란선이 증가한다.
첨단 기술의 발전으로 디지털 방사선영상 장비들이 많이 개발되어 정확한 진단과 치료에 많은 도움을 받고 있으며, 이를 안전하고 효과적으로 사용하기 위하여 전문적인 지식을 습득한 인력양성이 매우 중요하다. 진단용 X선 장비를 활용한 촬영 실습 교육에 있어서 학생들은 방사선 피폭의 위험성에 노출되어 있고, 일부 교육기관에서는 원자력안전법에 따른 관리의 어려움으로 X선 장비를 사용하지 않는 경우도 발생하고 있다. 이에 대한 해결책으로, 본 연구에서는 비전 센서와 자체 개발한 소프트웨어를 활용하여 방사선이 발생하지 않는 교육용 의료방사선 시뮬레이터를 개발하였고, 이를 통해 교육기관은 법에 따른 행정 이행 사항의 부담을 줄일 수 있고, 학생들은 방사선 피폭이 없는 건강한 실습환경에서 높은 수준의 교육 효과를 얻을 수 있게 하였다.
본 연구에서는 신경회로망을 이용하여 X-선 흉부 영상의 병변 검출 시스템을 제안하였다. 집단 신체검사에서 방사선 전문의는 많은 양의 X-선 흥부 영상을 관찰하여 병변 유ㆍ무를 검사한다. 여기서 X-선 흥부 영상에서 병변을 검출하는 일은 매우 많은 시간을 요구하며, 사람이 하기에는 단순하고 지루한 작업이다. 특히, 필름의 크기가 작기 때문에 병변의 진단에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 디지털 영상처리와 신경회로망을 이용하여 X-선 흥부 영상으로부터 병변을 자동으로 검출하는 방법을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 영상 픽셀 샘플링(image sampling), 메디언 필터(median filter), 신경회로망을 이용한 영상 등화(image equalization)와 병변 검출 과정을 포함하고 있다.
평판 검출기(flat-panel detector)는 필름-스크린 시스템과 비교하여 넓은 범위의 노출지수(dynamic range)를 갖게 된다. 평판 검출기를 대상으로 임상에서 일반적으로 사용하고 있는 Abdomen supine 노출 조건인 81kV에 20mAs를 기준으로 전신형 팬텀 whole body human phantom PBU-50 (Kyoto, kagaku, Japan)을 모의 환자로 화질평가와 피폭선량측면에서 비교 연구하였다. PSNR값이 30dB이상으로 판독 가능한 영상의 kV변화에 따른 DAP값은 약 19.6배 차이를 나타냈다. 또한 kV변화에 따른 유효선량을 ICRP 103을 기준으로 비교한 결과 방사선에 의한 확률적 영향이 증가함을 알 수 있었다. 방사선검사자의 지속적인 교육 및 지도를 통한 우리나라에 맞는 디지털 방사선 Technical chart를 마련하여 양질의 영상과 환자피폭선량에 대한 기준 선량을 마련해야 할 것이다.
방사선부문 디지털시스템 중 일반촬영 부문에서 가장 많이 사용하고 있는 Computed radiography(CR) 영상판(image plate)의 검출시스템은 형광체의 빛 확산 영향을 받는 시스템이므로 영상을 흐리게 만들기 마련이다. 본 연구에서는 X-ray 발생장치를 이용하여 computer radiography 영상판의 정보전달능(modulation transfer function, MTF) 측정을 통해 해상도와 선예도 등을 알아보기 위해 현재 A병원에서 사용중인 일반촬영용 IP 사용년수 3년 이상된 Fuji ST-Vn 모델과 사용년수 2년 미만인 Fuji ST-VI 모델을 대상으로 MTF를 측정하여 분석 비교하였다. 실험방법은 X선 발생장치를 이용하여 resolution chart법으로 시행하였으며, 레이저프린터로 출력하여 microdensitometer로 측정하였다. 실험결과, 2가지의 IP 모델은 차이가 있었으며, 해상도와 선예도 모두 Fuji ST-VI 모델이 우수하게 나타났다.
본 연구는 3차원 볼륨렌더링 영상의 체적변화를 위한 정밀한 모형을 고안, 제작하고 방사선치료계획 시스템의 재구성 과정에서 모형의 길이, 면적, 부피에 대한 변화를 평가하고자 하였다. 모형을 이용한 표준화된 전산화치료조준계획을 절편두께 1.25, 2.5, 5, 10mm로 시행한 후 3차원 재구성 영상을 절편두께와 모형의 형태에 따라 스캔방향(X), 두께(Y), 테이블 이동거리(Z), 면적(A), 부피(V)에 대한 변화와 분석자간 측정편차 및 최소값과 최대값을 측정하였다. 모형의 횡단면을 재구성한 3차원 볼륨렌더링 영상에서 절편두께가 1.25mm와 2.5mm에서 모형의 형태에 따라 X, Y, Z축 방향으로 최대 0.13cm(p<0.05)의 감소를 보였고 길이, 면적, 부피에 대하여 0.1cm, $0.8cm^2$, $3.99cm^3$(p<0.05) 정도의 감소를 보여 모형과 매우 근접한 영상을 획득하였다. 그러나 절편두께 5mm, 10mm에서 절편두께와 스캔 단면적이 증가하고 원형의 모형일수록 X, Y, Z축 방향으로 최대 0.58cm(p<0.05)의 감소를 보였고 길이, 면적, 부피에 대하여 최대 0.45cm, $8.21cm^2$, $11.03cm^3$(p<0.05)의 감소를 보였다. 모형을 이용한 방사선치료계획의 3차원 볼륨렌더링 영상의 절편두께와 모형의 형태에 따라 체적의 변화가 다양하게 발생하였으며 전산화치료조준계획을 시행할 경우 절편두께가 3mm 이하일 때 임상적으로 적절한 3차원 볼륨렌더링 영상을 얻을 수 있을 것으로 사료된다.
골 모델제작에 사용되는 3차원 프린팅 선택적 레이저 소결(selective laser sintering; SLS) 방식과 광 경화 조형(stereo lithography apparatus; SLA) 방식은 정밀도와 해상도는 좋으나 프린터가 고가이며 운용에 전문지식이 필요하고, 전산화단층 DICOM(digital imaging and communications in medicine)영상을 STL(stereolithography)로 변환하는 프로그램도 고가여서 3차원 프린팅 업체에서 모델을 제작하여 많은 시간과 비용이 소요되므로 일반적으로 골절수술에 사용하지 못하고 있다. 골절환자의 골 모델을 제작하려면 3차원 영상변환프로그램과 3차원 프린팅시스템의 사용이 편리하고 구입 및 운용비용이 저렴해야 하며 큰 골 모델제작이 가능하여야 수술에 사용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 DICOM Viewer OsiriX와 와이어형태의 열가소성 재료를 사용하는 용융적층조형(Fused Deposition Modeling; FDM) 방식의 3차원 프린터를 이용하여 출력 크기에 제한이 없고 적은 비용으로 유지와 제작을 할 수 있도록 일반화하여 많은 병원에서 골절수술에 사용할 수 있도록 골절수술환자의 맞춤형 골 모델을 제작할 수 있는 3차원 프린팅 시스템을 개발하였으며 정형외과학의 교육, 연구, 진료의 전 분야에 걸쳐 광범위하게 응용될 것으로 예상되며, 대학병원뿐 아니라 일반병원에서도 편리하게 사용될 것으로 기대된다.
최근 유방 영상 검사는 의료영상저장전송시스템(Picture Archiving and Communication System, PACS)의 도입과 특수의료장비에 관한 정도관리 실시로 인해 Computed Radiography(CR)과 Digital Radiography(DR)에 관한 관심도와 이용도가 증가하고 있는 추세이다. 본 연구는 유방영상검사에 이용되고 있는 각 시스템별 검출기의 영상 화질을 정도관리 시 사용되는 ACR 팬텀을 이용하여 비교 분석하였다. 평가 방법은 심리적인 방법으로 ACR 팬텀을 이용한 영상의 수치 값을 SPSS 통계프로그램을 이용하여 유의성과 신뢰도를 분석한 결과는 다음과 같다. 1. Fiber에서는 Screen-Film인 경우 3.9점, CR($50\;{\mu}m$)인 경우 4.2점, CR($100\;{\mu}m$)인 경우 3.2점, DR인 경우 4.2점을 얻어 CR($50\;{\mu}m$), DR, Screen-Film, CR($100\;{\mu}m$)순으로 높은 점수를 받았다(P<0.05). 2. Calcification은 Screen-Film인 경우 2.7점, CR($50\;{\mu}m$)인 경우 2.5점, CR($100\;{\mu}m$)인 경우 2.0점, DR인 경우 2.9점을 얻어 DR, Screen-Film, CR($50\;{\mu}m$), CR($100\;{\mu}m$) 순으로 높은 점수를 받았다(0.025(P<0.05). 3. Mass는 Screen-Film인 경우 3.8점, CR($50\;{\mu}m$)인 경우 3.8점, CR($100\;{\mu}m$)인 경우 3.6점, DR인 경우 4.5점을 얻어 DR, CR($50\;{\mu}m$), Screen-Film, CR($100\;{\mu}m$) 순으로 높은 점수를 받았다(P<0.1). 4. 합계점수 평가는 Screen-Film인 경우 10.4점, CR($50\;{\mu}m$)인 경우 10.6점, CR($100\;{\mu}m$)인 경우 8.7점, DR인 경우 11.3점을 얻어 DR, CR($50\;{\mu}m$), Screen-Film, CR($100\;{\mu}m$) 순으로 높은 점수를 받았다. 이상의 결과는 DR, Screen-Film시스템이 CR($100\;{\mu}m$)에 비해 화질이 우수하다는 것을 알 수 있다. 하지만 DR은 소자에 의한 불안정성, Screen-Film은 artifact에 의한 화질 저하 등 단점을 가지고 있으며, 화질 저하가 문제였던 CR시스템 중 Dual-Side방식의 CR($50\;{\mu}m$)을 사용한 경우에는 Screen-Film 시스템과 차이가 없는 것으로 나타났다. 향후 방사선 영상검사가 디지털화 되는 추세이므로 유방영상검사도 각 시스템의 발전과 보완이 필요할 것으로 사료된다.
일부지역의 전체 유방촬영장치는 205대가 설치 사용되고 있었으며 종합병원에는 36대, 병원 53대, 의원은 116대가 사용되고 있었다. 즉, 의원의 비중이 전체의 50%를 차지하고 있음을 알 수가 있었다. 영상획득방법 별에서는 필름 스크린(film screen)이 131대, 컴퓨터 방사선촬영장치(computed radipgraphy)가 67대, 디지털 방사선촬영장치(digital radiography)가 7대 순으로 나타났다. 현재까지는 주로 필름 스크린 시스템이 이용되고 있었다. target/filter의 재료는 대부분 Mo/Mo이 사용되었으며(66%), 그 다음으로는 Mo/Rh이 사용되고 있었다(25%). 초점의 크기는 소초점용은 0.1 mm, 대초점으로는 0.3 mm를 주로 사용하고 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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