• 제목/요약/키워드: 반응 깊이 측정

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빛 분포를 통한 양전자방출단층촬영기기의 반응 깊이 측정 검출기 모듈 개발 (Design of DOI Detector Module for PET through the Light Spread Distribution)

  • 이승재;백철하
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.637-643
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    • 2018
  • 블록형 섬광체와 픽셀형 섬광체를 이용한 반응 깊이 측정 검출기를 설계하였으며, 층 구분 능력을 DETECT2000을 사용하여 측정하였다. 블록형 섬광체를 사용하여 민감도를 향상했으며, 반응 깊이를 측정함으로써 공간분해능을 향상했다. 위층은 블록형으로 아래층은 픽셀형 섬광체를 위치시켜 감마선과 반응한 섬광체에서 발생한 빛의 분포를 변화시켰으며, 변화된 빛의 분포의 채널별 신호 특성 분석을 통해 반응 깊이를 측정하였다. 아래층을 픽셀형 섬광체로 구성하여 평면 영상 획득 시 위층의 블록형 섬광체에서도 픽셀형 섬광체의 위치와 비슷한 곳에서 영상을 획득할 수 있었다. 앵거 알고리듬을 사용하여 16채널의 신호를 4개의 채널로 감소시켜, 신호 특성 분석을 용이하게 하였으며, 층 구분은 간단한 알고리듬을 사용하여 측정하였고 층별 약 84%의 측정 정확도를 보였다. 본 검출기를 전임상용 PET에서 사용할 경우 반응 깊이 측정을 통해 검출 시야 외곽에서의 공간분해능을 향상할 수 있을 것이다.

각 층의 서로 다른 크기의 섬광체를 사용한 반응 깊이 측정 검출기 설계 (DOI Detector Design using Different Sized Scintillators in Each Layer)

  • 이승재
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.11-16
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    • 2023
  • 전임상용 양전자방출단층촬영기기는 관심 시야 외곽에서의 공간분해능 저하현상이 발생한다. 이를 해결하기 위해 감마선과 섬광체가 상호작용한 위치를 측정하는 반응 깊이 측정(depth of interaction, DOI) 검출기가 개발되었다. 여러 층으로 섬광 픽셀 배열을 구성한 방법, 하나의 층의 양단에 광센서를 배치한 방법, 여러 층으로 섬광 픽셀 배열을 구성하고 각 층마다 광센서를 배치한 방법 등이 있다. 본 연구에서는 기존에 개발된 검출기들의 특징을 분석하여 새로운 형태의 DOI 검출기를 설계하였다. 두층으로 구성된 검출기는 각 층마다 서로 다른 크기의 섬광 픽셀을 사용하여, 배열의 크기를 다르게 구성하였다. 이러한 형태로 구성할 경우 층별 섬광 픽셀의 위치는 서로 어긋나게 배열되어 평면 영상에서 서로 다른 위치에 영상화된다. 설계한 검출기의 반응 깊이 측정 가능성을 확인하기위해 DETECT2000 시뮬레이션을 수행하였다. 각 섬광 픽셀의 중심에서 발생된 감마선 이벤트로 획득한 빛의 신호로 평면 영상을 재구성하였다. 그 결과 각 층별 모든 섬광 픽셀이 재구성된 평면 영상에서 분리되어 영상화되어, 반응 깊이를 측정할 수 있음을 확인할 수 있었다. 본 검출기를 전임상용 PET에 적용할 경우 공간분해능의 향상을 이루어 우수한 영상을 획득할 수 있을 것으로 사료된다.

RW3 고체팬텀에서 고에너지 X-선에 대한 전리함 반응보정인자의 특성에 관한 연구 (Study on the Characteristics of Response Correction Factor of Ionization Chamber in RW3 Solid Phantom for High Energy X-rays)

  • 이정옥;정동혁;김부길
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제32권2호
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    • pp.205-212
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    • 2009
  • 반응보정인자(h)는 고체팬텀에서 전리함의 반응을 물에서의 값으로 변환하기 위한 인자이다. RW3 고체 팬텀의 경우에 고에너지 X-선에 대한 반응보정인자는 선질과 깊이에 의존하는 것으로 알려져 있으나 조사면 크기와 SSD(Source to surface distance), 그리고 전리함 종류에 따른 의존성은 알려진 바가 없다. 본 연구에서는 알려진 의존성을 고찰하고 알려지지 않은 인자들에 대한 의존성을 조사하였다. 본 측정에서는 파머형전리함(FC65G, IBA, Germany)과 소형전리함(CC13, IBA, Germany)이 사용되었으며 대상 선질은 6 MV와 15 MV X-선이었다. 측정 결과 반응보정인자는 6 MV의 경우에 깊이 5 cm와 10 cm에서 각각 h = 1.015, 1.021, 그리고 15 MV의 경우에 깊이 5와 10 cm에서 각각 h = 1.024, 1.029로 나타났다. 결론적으로 반응보정인자는 선질과 깊이에는 의존하였지만 조사면 크기와 SSD에 따른 변화는 적었다. 전리함에 있어서 대상의 두 전리함에 대해서는 차이가 없었으나 다른 종류의 전리함에 대해서 추가적 연구가 필요하다고 생각한다. 본 결과는 RW3에서 전리함을 이용한 측정시 측정값의 분석에 활용될 수 있다.

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항만콘크리트 구조물의 탄산화에 미치는 온도의 미세구조적 영향 (Microscopic Influence of Temperature on Carbonation for Marine Concrete Structure)

  • 한상훈
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.272-278
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    • 2010
  • 탄산화에 미치는 온도의 영향에 대해서는 매우 상반된 2가지의 주장이 존재하는데, 온도증가는 탄산화 반응을 가속화시켜 탄산화 깊이를 증가시킨다는 주장과 탄산화 반응을 일으키는 최적의 온도조건이 있으며, 탄산화 깊이는 이러한 최적의 온도조건에서 가장 큰 값을 가진다는 주장이다. 일반적으로 탄산화는 시멘트 수화물 중 수산화칼슘과 이산화탄소의 화학반응으로 생성되는 것으로 알려져 왔고 많은 탄산화 연구들도 이에 집중되어 왔다. 그러나, 최근의 몇몇 연구에서는 수산화칼슘을 제외한 다른 시멘트 수화물도 탄산화 반응이 일어난다는 결과를 발표하고 있다. 본 연구에서는 온도의 탄산화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 탄산화 온도에 따른 탄산화 깊이와 탄산화 반응물과 생성물에 대한 실험을 수행한다. 또한, 실험결과의 분석을 통하여 수산화칼슘이외의 수화생성물이 탄산화에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 탄산화 깊이는 페놀프탈레인 용액법으로 측정하였고, 탄산화 전후의 반응물과 생성물은 열중량분석기(Thermogravimetric analyzer)를 이용하여 측정하였다. 탄산화 온도가 $20^{\circ}C$에서 $30^{\circ}C$로 증가하면 탄산화 깊이가 크게 증가하였지만 온도가 $30^{\circ}C$에서 $40^{\circ}C$로 증가하면 탄산화 깊이가 거의 증가하지 않았다. 이것은 탄산화 반응에 대한 최적의 온도조건이 존재할 수 있다는 증거일 수 있다. 페놀프탈레인 용액법에 의한 탄산화 깊이는 수산화칼슘과 탄산칼슘의 양이 변화하여 교차하는 영역에 존재한다. 탄산화 온도 $30^{\circ}C$$40^{\circ}C$에서의 수산화칼슘 이외의 시멘트 수화물에 의해 생성된 탄산칼슘양은 온도가 증가하면 감소함을 관찰할 수 있었다.

여러 반사체를 사용한 양전자방출단층촬영기기의 반응 깊이 측정 검출기 모듈 개발 (Development of PET Detector Module Measuring DOI using Multiple Reflectors)

  • 김능균;김구;곽종혁;이승재
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.825-830
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    • 2019
  • 두 층의 섬광체와 각 층별 서로 다른 반사체의 사용과 섬광체와 감마선의 상호작용으로 발생한 빛 신호를 측정하기 위한 광센서로써 실리콘광전증배관(Silicon Photomultiplier, SiPM)을 사용하여 반응 깊이를 측정하는 검출기를 개발하였다. 층별 섬광 픽셀의 반사체의 종류를 다르게 사용함으로써 획득한 신호를 바탕으로 영상을 재구성할 경우 모든 섬광 픽셀이 서로 다른 위치에 기록되는 특징을 활용하여 섬광 픽셀과 감마선이 반응한 위치를 추적하였다. 아래층은 거울반사체를 사용하였으며, 위층은 난반사체를 사용하여 SiPM에서 획득되는 신호의 크기를 다르게 처리하였다. 섬광체 사이와 SiPM과 연결되는 부분은 광학적으로 연결되도록 광학 그리즈를 사용하여 급격한 굴절률 변화를 감소시켰다. 16개의 SiPM에서 획득한 신호는 앵거 방정식을 사용하여 4개의 신호로 감소시켰으며, 이를 사용하여 영상을 재구성하였다. 두 층으로 구성된 모든 섬광 픽셀이 재구성된 영상에 나타났으며, 이를 통해 섬광 픽셀과 감마선이 반응한 층을 구분할 수 있었다. 서로 다른 반사체를 사용하여 두 층의 반응 깊이를 측정하는 검출기를 전 임상용 양전자방출단층촬영기기에 적용할 경우 관심 시야 외곽에서 나타나는 공간분해능의 저하 현상을 해결할 수 있을 것으로 판단된다.

SiPM을 사용한 두 층의 반응 깊이를 측정하는 양전자방출단층촬영기기의 검출기 모듈 설계 (Design of Two Layer Depth-encoding Detector Module with SiPM for PET)

  • 이승재
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.319-324
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    • 2019
  • 실리콘광전증배관(Silicon Photomultiplier, SiPM)과 두 층의 섬광 픽셀 배열을 이용한 반응 깊이 측정 검출기를 설계하였으며, 위치 측정 능력을 DETECT2000을 사용하여 검증하였다. 섬광 픽셀의 면 처리와 반사체 조합을 통해 섬광 픽셀과 감마선이 반응한 위치를 추적하였다. 아래층은 광학적으로 연결된 부분을 제외하고 반사체로 처리하였으며, 위층은 가장 외곽부분을 제외하고 모두 광학적으로 연결되도록 처리하여 빛의 공유가 아래층에 비해 자유롭도록 구성하였다. 거울반사체와 난반사체, 섬광 픽셀의 거친 면과 매끈한 면의 조합을 통해 평면 영상을 획득하였으며, 층별 영상이 생성되는 위치를 측정하여 분석하였다. 앵거 알고리듬을 사용하여 SiPM의 16채널 신호를 4개의 채널로 감소시켜 영상을 재구성하였다. 섬광 픽셀의 거친면과 모든 반사체 조합에서 두 층으로 구분되는 것을 확인할 수 있었으며, 매끈한 면일 경우에는 모두 층 구분이 불가능한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 거친 면의 섬광 픽셀과 반사체 조합을 사용한 검출기를 사용할 경우 전임상용 PET에서 반응 깊이 측정을 통해 검출 시야 외곽에서의 공간분해능을 향상시킬 수 있을 것이다.

각 층별 반사체 패턴이 서로 다른 광가이드를 사용한 반응 깊이 측정 검출기 설계 (Design of a Depth Encoding Detector using Light Guides with Different Reflector Patterns for Each Layer)

  • 이승재
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.31-36
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    • 2023
  • 소동물 전용의 영상 및 치료기기 중 양전자방출단층촬영기기(positron emission tomography, PET)는 관심 시야 내에서 공간분해능의 변화가 발생한다. 이는 작은 갠트리와 작고, 긴 섬광 픽셀을 사용함으로써 발생하는 현상으로 이를 해결하기 위해 반응 깊이를 측정하는 검출기들이 개발 및 연구되고 있다. 본 연구에서는 여러 개의 섬광체 블록과 서로 다른 반사체 패턴을 지닌 광가이드를 사용하여 반응 깊이를 측정하는 검출기를 설계하였다. 3 mm × 3 mm × 5 mm의 섬광 픽셀을 4 × 4 배열로 구성한 섬광체 블록이 4개의 층을 이루고, 각 층마다 광가이드를 삽입하여 전체 검출기를 구성하였다. 반응 깊이 측정 여부를 확인하기위해, 모든 섬광 픽셀의 중심에서 감마선 반응을 발생시켜 데이터를 획득 후 평면 영상으로 재구성하였다. 층 사이에 삽입된 광가이드의 반사체 패턴이 모두 달라 각 층별 섬광 픽셀의 위치가 서로 다른 곳에 형성되었다. 이렇게 형성된 섬광 픽셀의 위치를 모두 분리하여 영상의 재구성에 사용하면 관심시야 모든 영역에 걸쳐 고른 공간분해능을 달성할 수 있을 것으로 판단된다.

흡연이 비외과적 치주치료 후 치유반응에 미치는 임상적 영향 (Clinical effect of smoking on the healing response following scaling and root planing)

  • 심지연;김태일;설양조;이용무;구영;류인철;정종평;한수부
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제36권1호
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    • pp.125-137
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    • 2006
  • 1. 목적 흡연은 치주질환의 주요한 위험 인자 중의 하나이다. 일반적으로 흡연자는 비흡연자보다 비외과적 및 외과적 치주치료에 대한 반응이 덜 효과적인 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 중등도의 만성 치주염이 존재하는 한국인 흡연자와 비흡연자를 대상으로 하여, 비외과적 치주치료인 치석 제거술과 치근 활택술을 시행한 후 6개윌 동안의 임상적 치유 반응을 비교해 보고자 하였다. 2. 방법 20명의 중등도 만성 치주염 환자(흡연자 10명, 비흡연자 10명)를 대상으로 치주낭 깊이(Probing Pocket Depth, PPD), 치은퇴축(GR), 치주탐침시 출혈유무(BOP), #16, 12, 24, 32, 36, 44의 치태지수(Plaque Index, Silness & $L{\"{o}}e$ 1964)를 임상변수로 측정하였다. 치주낭 깊이 (PD)와 치은퇴축(GR)은 전자 탐침(Florida $Probe^{(R)}$ Co. Gainesville, FL)을 이용하여 각 치아당 6군데를 측정하였다. 임상적 부착 수준(CAL)은 치주낭 깊이(PD)와 치은퇴축(GR)의 합으로 계산하였다. 초진시에 전악 임상 검사를 시행하였고, 초진시의 치주낭 깊이에 따라 조사 대상이 되는 치아 부위를 선정하였다. 치주적으로 건강한 부위 $(PD{\leq}3mm)$를 대조군인 1군으로 하고 치주낭 깊이가 4 mm를 초과하고 5 mm 미만인 부위를 2군, 5 mm 이상의 치주낭 깊이를 가지는 부위를 3군으로 설정하였다. 비외과적 치주치료인 치석 제거술, 치근 활택술과 구강위생 교육을 시행하였고 2개월(T1), 4개윌(T2), 6개윌(T3)에 선정된 해당 치아 부위에 대해 임상 재검사를 시행하였다. 3. 결과 BOP와 Plaque Index는 초진, 2, 4, 6개월에 흡연자와 비흡연자 간에 유의할 만한 차이가 없었으나 전반적으로 감소하는 경향이 나타났다. 대조군인 l군에 서는 흡연자와 비흡연자 간에 모든 시기에서 PD, GR, CAL에 유의할 만한 차이가 없었다. 치주낭 깊이가 4 mm를 초과하고 5 mm 미만인 2군에서는 비흡연자에서 6개월에 유의할 만한 치주낭 깊이 감소가 나타났으며, 4개월과 6개윌에 유의할 만한 부착수준의 증가가 관찰되었다(p<0.05). 치주낭 깊이가 5 mm이상인 3군에서는 비흡연자에서 치주낭 깊이 감소가 일관되게 더 많이 나타났으나 통계학적으로 유의할 만한 차이는 6개월째에서만 관찰되었다. 2군과 유사하게 치주낭 갚이 감소는 흡연자보다 비흡연자에서 0.6 mm 더 크게 나타났다. 부착수준의 획득은 2군에서는 4, 6개월째에, 3군에서는 6개월째에 비흡연자에서 유의하게 더 많이 일어났다. 초진시의 치주낭 깊이와 각 시기별 ${\Delta}PD$ 간의 상관관계에서는 치주낭 갚이가 5mm 이상인 3군에서 비흡연자의 경우 6개월째에 가장 강한 상관성이 나타났다($r_s=0.43$, p<0.05). 흡연자에서는 3군에서 어떠한 유의한 상관관계도 나타나지 않았다. 결론적으로 중등도 만성 치주염 환자를 대상으로 한 6개윌의 단기간 연구에서 비외과적 치주치료 후 흡연자에서 비흡연자보다 치주낭 깊이 감소의 개선과 부착수준의 획득이 더 적게 나타나 임상적 치유반응이 좋지 않음을 확인하였다. 이는 흡연이 숙주의 치유반응 부정적인 영향을 주기 때문으로 생각된다.

두경부암의 6MV 광자선 치료 시 표면선량 증가를 위한 Spoiler의 유용성 평가

  • 이강혁;김원택;이화중;김대영
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.41-47
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    • 2002
  • 1.목적 두경부암(head and neck Ca)과 쇄골상부(Supraclavicular)에 6MV 광자선으로 치료 시 치료부위(Target volume)가 피부에서 대략 $1^{\sim}2mm$정도 깊이에 위치할 경우, 6MV 광자선의 선량분포는 표면선량이 낮아서 치료에 적합하지 않기 때문에 Bolus와 같이 사용하지만 Skin Sparing(피부보호)효과의 손실로 피부의 손상이 발생할 수 있다. 이러한 이유로 피부의 보호와 치료 시 표면선량의 증가를 위해 Spoiler(산란판)를 제작하여 측정 후 그 특성을 이해하고 선량의 분포를 통하여 Bolus와 비교한 후에 Spoiler의 유용성에 대해 평가하고자 하였다. 2.방법 Siemens사 선형가속기(PRIMUS)의 6MV 광자선을 사용하여 Spoiler의 사용여부 및 Spoiler의 사용 시에는 조사면의 크기를 $5{\times}5,\;7{\times}7,\;10{\times}10,\;15{\times}15,\;20{\times}20cm^2$로 하고 Spoiler와 표면과의 거리는 6, 10, 15cm로 바꾸어 가면서 물팬톰(PTW. 독일)을 이용해 깊이와 측방에 따른 선량분포를 Markus 전리함(PTW. 독일)으로 측정하였으며 전리함의 방수를 위해 씌어진 방수 캡 때문에 표면선량을 별도의 고형 팬톰으로 측정하였다. 표면의 측정선량은 전리함의 측면 벽 등에 의한 선량 측정치의 증가 현상으로 과 반응을 보였으며 이를 교정하였다. 그리고 측정된 데이터를 치료계획 시스템(Pinnacle 6.0m)으로 비교, 분석하였다. 3.결과 Spoiler의 사용 시 3cm깊이 측정선량 백분율과 Spoiler를 사용하지 않은 해당 치료 조사면의 3cm깊이 선량의 백분율에 일치하도록 하여 가상의 치료 깊이인 2mm에서 측정값을 비교하여 본 결과 조사면 $5{\times}5,\;10{\times}10,\;20{\times}20cm^2$에서 OPEN시 62, 64, $70\%$, Bolus는 97, 97, $99\%$로 Spoiler의 사용 시 표면과의 거리가 6cm에서 82, 98, $103\%$, 10cm에는 72, 89, $101\%$, 15m에 65, 79, $96\%$로 나타났으며 표면에서의 측정값을 비교하여 본 결과 OPEN시 11, 17, $27\%$, Bolus는 84, 84, $86\%$, Spoiler의 사용 시 6cm에서 40, 71, $93\%$, 10cm에는 25, 50, $81\%$, 15cm에 18, 36, $67\%$를 나타내었다. 또한 3m깊이에서의 측방 선량분포에서 Spoiler의 거리변화(6, 10cm)는 심부선량의 변화에 영향을 주지 않는 것으로 확인할 수 있었다. 그리고 위의 실험측정치를 치료계획 시스템에 입력하여 선량분포를 확인한 결과 Spoiler를 사용하는 경우 OPEN에 비해 선량분포 영역을 표면으로 끌어 올릴 수 있으며 Bolus 보다 피부 보호효과는 어느 정도 유지가 되는 것을 보여주었다. 4.결론 이와 같이 Spoiler는 Bolus와 비교하여 6MV 광자선의 build up 영역을 표면으로 증가시키는 동시에 Skin Sparing(피부보호)효과를 유지할 수 있으며 두경부암의 치료에서 Spoiler의 사용이 가능한 조건으로는 조사면이 $5{\times}5cm^2$에서 Spoiler와 표면과의 거리가 6cm일 때, $7{\times}7cm^2$에서 6cm, 10cm였고 $10{\times}10cm^2$는 10cm, 15cm로, $15{\times}15cm^2$는 15cm의 간격으로 평가되었다. 또한 $20{\times}20cm^2$의 조사면, Spoiler가 6cm 간격 인 경우 Bolus를 사용한 것 보다 더욱 높은 표면선량을 나타내었다. 그러나 Spoiler와 표면간의 거리를 다르게 함으로써 깊이에 따라 선량분포를 다양하게 나타낼 수 있기 때문에 표면선량의 증가와 피부의 보호를 위해 환자의 피부 두께, 실제 치료 부위의 깊이 등을 고려한다면 Spoiler를 사용하는 것이 bolus를 사용하는 것보다 더 유용하게 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

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전이함수를 적용한 토양 수분 시계열 자료의 분석 (Modeling of Soil Moisture Time Series using Single Input Single Output Transfer Function)

  • 최경문;선한나;김상현;정성원
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1137-1141
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    • 2008
  • 본 연구에서는 경기도 설마천 지역에 위치한 독립사면에서 토양수분을 연속측정한 결과를 분석하였다. 관측망의 설계를 통하여 선정한 위치에 탐침을 매설하고 공간적인 분포를 가진 시계열 형태의 데이터를 10cm 깊이에서 수집하였다. 전이함수 모형을 사면에서의 토양수분 전이과정에 대응하고, 이를 실제 측정한 데이터에 의해서 분석한 결과와 비교해 보았다. 전이 함수 모형은 강우 데이터를 입력변수로 하고 토양수분 시계열 데이터를 반응 변수로 하여 전개하였고, 시계열 모형의 전개는 크게 자료전처리, 모형구조의 규명, 모수추정, 모형진단 등의 과정을 통해서 적합한 모형을 도출하였다. 산지 사면에서의 토양수분을 전이함수에 의하여 전개한 모형은 토양수분의 깊이별 변화와 지형적 분포 양상에 따라 특색을 나타내었다. 또한 2003년 가을과 2004년 봄의 전이함수 모형 추정을 통하여 계절별 특성이 나타남을 알 수 있는데, 봄의 토양수분의 분포는 가을의 토양수분에 비하여 큰 변동성과 고차항의 반응양상을 보인다. 본 연구는 전이함수를 이용한 토양수분의 시계열 분석이 사면에서의 토양수분 변동특성을 지형적, 계절적 특성과 연계하여 이해하고 특성화하는 과정의 적절한 도구가 될 수 있음을 보여주고 있다.

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