• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.123-130
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• 2007

본 논문에서는 소동물 생체내 실험시 서로 다른 장비에서 획득된 영상의 융합 및 정합을 위한 방법을 제안한다. 마우스의 꼬리 정맥에 $[[^{18}F]FDG$를 주사하여 60분 섭취후 서로 다른 장비에서 동일한 위치의 영상을 획득하기 위하여 아크릴 재질의 소동물 가이드에 기준마크를 설정하고 microPET과 CT 영상을 획득하였다. MicroPET으로 획득된 리스트모드(list-mode) 데이터는 Fourier Rebinning(FRB) 방법을 사용하여 사이노그램(Sinogram)으로 변환 후 4 번의 반복횟수를 가지는 Ordered Subset Expectation Maximization(OSEM) 알고리즘으로 재구성하였다. MicroPET 영상획득후 PET/CT의 CT를 이용하여 CT영상을 획득하였다. MicroPET 영상에서 폐영역을 정확히 찾아내는 어려움이 있어. 해부학적 정보를 제공하는 CT 영상을 이용하여 폐 영역을 구분하였다. 영상 융합을 위한 불일치 부분을 해결하기 위하여 기준마크의 정보와 폐 영역의 정보를 이용하여 회전과 이동정보를 가지는 어파인 (affine) 변환 행렬 구하여 영상 정합에 사용하였다. 이 방법은 정량적 정확성과 영상 해석의 정확성을 개선할 것으로 기대된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.350-356
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• 2015

본 연구의 목적은 몬테칼로 모사방법을 이용하여 소동물 전용 양전자방출단층촬영 시스템의 모듈 내 섬광체 배열 수에 따른 특성평가를 하는 것이다. 이 연구에서 제안한 소 동물 전용 양전자방출단층촬영 시스템은 모듈 내 섬광체 수를 1 ~ 8개로 구성하였으며, 섬광체 크기는 $2.0{\times}2.0{\times}10.0mm^3$ 크기의 LSO섬광결정을 사용하였고 스캐너의 직경은 100 mm로 설계하였다. 몬테칼로 시뮬레이션 방법중에 하나인GATE 코드를 이용하여 선원은 511 keV 점선원을 이용하였으며 동시계수 측정된 좌표값을 이용하여 민감도 및 사이노그램을 획득하였다. 모듈 내 섬광체 수가 적을수록 모듈 별 틈새가 줄어들어 민감도가 향상되는 결과를 보였으며, 사이노그램 결과에서도 불완전한 데이터(missing data)가 발생하지 않는 것을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 모듈 안 섬광체 수가 적을수록 민감도 향상 및 불완전한 데이터 획득이 줄어드는 것을 증명함으로써, 소동물 전용 양전자방출단층촬영 시스템의 성능 개선을 위한 새로운 접근법을 제시한다.

• 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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• 제41권1호
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• pp.42-48
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• 2007

목적: 이 연구에서는 폐 전이 종양을 영상화하기 위하여 흑색종의 폐 전이 종양 마우스 모델을 제작하고 영상 획득 전처리 조건을 개선하여 폐 전이 종양의 $[^{18}F]FDG$ 소동물 PET 영상을 획득하고자 하였으며, 임상 CT를 이용하여 전이 종양의 해부학적 위치를 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 정상 마우스의 $[^{18}F]$FDG 영상 획득 전 조건은 $16{\sim}22$시간 금식 하고 $30^{\circ}C$의 온도를 유지하며 $[^{18}F]FDG$ (7.4 MBq) 정맥 주사 후 서로 다른 마취제(Ketamine/Xylazine, Ke/Xy과 Isoflurane, Iso)로 $[^{18}F]FDG$ 섭취 60분 동안 유지한 후 20분간 $[^{18}F]FDG$ 소동물 PET 영상을 획득하였다. 혈중 포도당 농도를 보정한 포도당 표준 섭취 계수 영상을 이용하여 관심영역 대 배경비(lung to background ratio, L/B)를 구하여 평가하였다. C57BL/6 마우스에 B16-F10 세포를 정맥내 주사하여 제작한 폐전이 종양 마우스 모델은 정상 마우스의 영상 획득 조건과 동일한 조건에서 $[^{18}F]FDG$ 소동물 PET 영상을 획득하였으며, 임상 CT를 이용하여 획득된 해부학적 영상으로 폐 부위의 종양 위치를 확인하였다. 결과: 정상 마우스의 평균 혈중 포도당 농도는 Ke/Xy으로 마취한 군에서 $128.0{\pm}23.87\;mg/dL$이었으며 Iso으로 마취한 군에서는 $86.0{\pm}21.65\;mg/dL$로, Ke/Xy으로 마취한 군이 Iso로 마취한 군 보다 1.5 배 높은 혈중 포도당 농도를 나타내었다. 포도당 표준 섭취 계수 영상에서의 L/B는 Ke/Xy으로 마취한 군에서 $8.6{\pm}0.48$ 이었으며 Iso으로 마취한 군에서는 $12.1{\pm}0.63$로, Iso로 마취한 군이 Ke/Xy으로 마취한 군 보다 주변 정상조직과의 대조도가 높은 경향을 보였다. 폐 전이 종양 마우스에서는 Iso로 마취한 군이 Ke/Xy으로 마취한 군의 $[^{18}F]FDG$ 소동물 PET 영상보다 주변 조직의 $[^{18}F]FDG$ 섭취가 낮았다. 또한 해부학적 종양의 위치를 확인하기 위하여 임상 CT 영상과 융합한 결과 폐 전이 종양이 폐 부위에 위치함을 확인하였다. 결론: 마우스와 같은 소동물에서의 폐 부위 종양을 $[^{18}F]FDG$로 영상화하는데 있어서 금식, 온도유지, $[^{18}F]FDG$ 섭취 시간 동안의 마취제 조건 등을 고려하여야 하며, $[^{18}F]FDG$ 소동물 PET과 CT 영상의 융합은 폐 부위의 전이 종양을 확인하는데 유용할 것으로 기대된다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (B)
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• pp.376-378
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• 2006

본 논문에서는 소동물 양전자방출단층촬영 영상(Positron Emission Tomography, PET) 내 종양영역을 자동분할하고 분할된 윤곽선주변의 기하학적 위험구간에 따른 종양의 형태특성을 분석하기 위한 방법을 제시한다. PET 영상내 검출된 종양영역의 신뢰성을 위해 위음성(False negative, FN) 및 위양성(False positive, FP)의 위험구간을 같이 제공하는 것이 필요하다. 따라서, 방사선 특이적 특성이 반영된 명암값을 기반으로 Fuzzy C-Means(FCM) 클러스터링을 수행하여 종양영역을 자동 분할한다. 분활된 종양영역의 위험구간은 클러스터 간 공유되는 영역의 소속값을 이용하여 위음성, 위양성을 계산한다. 또한, 임의의 소속값 임계치 변화를 통해 위험구간의 변화에 따른 종양의 형태적 특성변화를 관측한다. 이러한 지역적 변화의 관측을 통해 위험구간의 형태학적 위치를 판단할 수 있어 위험구간에 따른 추가적인 잔여 암의 위치 및 형태 파악을 용이하게 한다.

• 대한핵의학회지
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• 제39권1호
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• pp.49-56
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• 2005

목적: 새로운 PET 추적자와 약물 개발, 유전자 및 줄기세포치료 연구 등에 소동물 전용 PET이 유용하게 쓰이고 있으며, 국내에도 최근에 microPET R4 소동물 전용 PET이 설치되어 각종 기초연구에 활발히 이용될 전망이다. 이 연구에서는 국내에 최초로 설치된 microPET R4 스캐너의 물리적 특성(공간분해능, 균일도, 민감도, 산란분획, NECR)을 측정하였다. 대상 및 방법: 내경 0.5 mm의 가는 모세관을 F-18으로 채워 만든 선선원을 이용하여 공간분해능 및 민감도를 측정하였다. 반경방향(radial) 및 접선방향(tangential) 분해능을 측정하기 위하여 60 mm의 선선원(65 ${\mu}Ci$)을 축방향과 나란하게 놓은 후 횡단면상 중앙에서부터 1 mm 간격으로 중심에서 4 cm 벗어난 지점까지 옮겨가며 각 2분간 PET 영상을 얻었다. 축방향(axial) 공간분해능 측정을 위하여서는 선선원을 축방향과 수직으로 놓고 동일한 실험을 반복하였다. PET 영상은 FBP 방법과 OSEM 방법으로 각각 재구성하였으며 가우시안 함수로 곡선정합하여 반치폭값을 구하였다. 축방향 위치에 따른 민감도 측정을 위하여 축방향 시야 길이와 동일한(78 mm) 선선원(16.5 ${\mu}Ci$)을 횡단면 중심에 축방향과 나란하게 위치시키고 불응시간이 1%이하가 됨을 확인한 후 축방향 중심에서 바깥방향으로 39 mm까지 (0.5 mm간격) 이동시키면서 각 4분간 PET 영상을 얻었다. 총동시계수에서 지연계수를 빼고 방사선 붕괴를 보정한 후 민감도를 계산하였다. 지름 60 mm, 길이 150 mm의 원통형 팬텀을 제작하여 NECR과 산란분획을 7반감기 동안 각 20분씩 얻은 데이터로부터 계산하였다. 결과: FBP로 재구성한 영상의 공간분해능은 횡단면 중심에서 각각 1.86 mm(반경 방향), 1.95 mm(접선방향), 1.95 mm(축방향)이었으며 중심에서 2 cm 벗어난 지점에서 각각 2.54 mm, 2.8 mm, 1.61 mm이었다. OSEM 영상의 공간분해능은 중심에서 각각 1.44 mm, 1.36 mm, 1.61 mm이었으며 중심에서 2 cm 벗어난 지점에서 각각 1.86 mm, 2.29 mm, 2.88 mm이었다. 민감도는 축방향 중심에서 2.36%, 축방향 시야길이의 1/4인 18.5 mm 지점에서 2.09%이었다. 산란분획은 20%이었으며, 최대 NECR은 242 kBq/mL에서 66.4 kcps이었다. 생쥐와 백서, 그리고 고양이의 뇌영상을 획득하여 영상의 품질을 확인하였다. 결론: 국내에 설치된 microPET R4의 공간분해능 및 민감도는 기존에 알려진 값들과 거의 유사하였으며, 소동물 PET 영상을 위하여 적합한 것으로 보인다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권3호
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• pp.140-147
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• 2011

이 연구에서는 폐종양의 정량적 개선을 위하여 분자체를 이용하여 내부 움직임을 측정하고 평가된 데이터를 기반으로 소동물 PET 영상내의 폐종양을 국소화하고자 하였다. 소동물 폐 영역의 내부 움직임은 방사성물질을 흡착한 분자체를 이용하여 소동물 폐 영역에 부착함으로써 구현하였다. 폐 영역의 내부 움직임 표적으로 사용된 분자체는 약 37 kBq의 Cu-64를 흡착시켜 폐종양을 모사하였다. 소동물 PET 영상은 Siemens Inveon 스캐너를 이용하여 획득하였으며 외부 움직임 데이터는 트리거 생성 장치인 BioVet을 이용하였다. SD-Rat PET 영상은 $^{18}F$-FDG 37 MBq/0.2 mL을 미정맥으로 주사하고 60분 후 20분간 데이터를 획득하였다. 리스트모드 데이터의 각 선응답은 외부 트리거 장치에 의해 획득된 트리거신호를 이용하여 2 bin에서 16 bin으로 사이노그램을 획득하였다. 획득된 사이노그램 데이터는 OSEM 2D 알고리즘을 이용하여 4회의 반복으로 재구성하였다. 종양의 정량적 분석을 위한 PET 영상은 종양을 묘사한 분자체 영역에 관심영역을 설정하고 계수와 SNR 그리고 FWHM을 이용하여 평가하였다. 움직임 표적으로 사용된 분자체의 크기는 $1.59{\times}2.50mm$이었으며, 기준 영상으로 획득한 체외 분자체 수직 및 수평 FWHM은 $2.91{\times}1.43mm$이었다. 정적영상과 4 bin 그리고 8 bin 영상에서의 수직 FWHM은 각각 3.90 mm, 3.74 mm, 3.16 mm이었으며 수평 FWHM은 각각 2.21 mm, 2.06 mm, 1.60 mm이었다. 정적영상, 4 bin, 8 bin, 12 bin 그리고 16 bin의 계수 값은 각각 4.10, 4.83, 5.59, 5.38, 5.31이었다. 정적영상, 4 bin, 8 bin, 12 bin 그리고 16 bin의 SNR은 4.18, 4.05, 4.22, 3.89, 3.58이었다. FWHM은 게이트 수의 증가에 따라 계속 향상됨을 확인하였다. 그러나 계수 값과 SNR은 게이트 수의 증가에 따라 계속 향상되지 않고 특정 bin 수에서 가장 높은 값을 보여 소동물 폐 영역에서의 종양 영상화시 SNR의 손실을 최소화하면서 향상된 계수 값을 얻을 수 있는 게이트 수를 획득하였다. 내부 움직임 측정은 최적화된 종양 국소화 영상을 획득할 수 있으며 외부 움직임 모니터링 시스템을 사용하지 않고 장기별 움직임 예측 모델링을 위한 유용한 방법이 될 것으로 기대된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권4호
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• pp.172-177
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• 2011

본 연구에서는 소동물의 심근에서 $^{68}Ga$-BAPEN PET 영상분석을 통해 심혈 영상 추적자로서의 적용가능성을 보고자 하였다. 소동물용 PET/CT에서 쥐 9마리를 대상으로 120분간의 $^{68}Ga$-BAPEN PET/CT 스캔을 시행하였다. 특별히 킷트를 통해 간편하고 저비용으로 $^{68}Ga$-BAPEN을 합성이 가능하였다. PET 영상은 쥐의 몸통부분에서 $^{68}Ga$-BAPEN의 생체 동적분포를 나타낸다. $^{68}Ga$-BAPEN PET 영상은 처음 수분간 대동맥과 간에서의 섭취가 나타났고 점차 심근에서의 섭취가 이루어졌다. 관심영역은 좌심근, 심혈, 폐, 간에 그렸고 시간-방사능 곡선을 얻었다. 시간-방사능 곡선에서 $^{68}Ga$-BAPEN이 쥐 심근에 잘 결합하는 것을 확인 할 수 있었다. 정확한 약동학적 파라미터 도출을 위한 최소 PET 스캔시간은 타장 기와의 영상 대조도가 일정비에 이르는 주사 후 60분이 적합하였다. 이때 심근의 섭취를 심혈, 간, 폐에서의 섭취로 나누어 얻은 영상 대조도는 각각 1.66, 0.60, 2.82였다. 결론적으로 $^{68}Ga$-BAPEN은 심근 혈류 질환을 진단하기 위한 추적자로서 적합하며 지속적인 연구가 이루어진다면 임상에서의 진단활용에 도움이 될 것이라 예상된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권2호
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• pp.145-152
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• 2010

Inveon PET은 최근에 출시된 소동물 전용 PET 시스템이다. 이 연구에서는 Inveon PET 스캐너의 성능을 평가하기 위하여 공간 분해능, 민감도, 산란분획, 잡음등가계수(Noise equivalent count rate: NECR)를 측정하였다. 공간 분해능 측정은 에너지창 350~625 keV, 민감도, 산란분획, NECR 측정은 350~750 keV에서 수행하였고 동시계수창은 3.432 ns였다. 크기 $1\;mm^3$의 F-18 점 선원을 만들어 중심에서부터 5 cm 벗어난 위치까지 공간 분해능을 측정하였다. 민감도를 측정하기 위하여 스캐너의 축방향 길이와 동일한 길이 12.7 cm의 F-18 선 선원을 만들고 두께 2 mm의 알루미늄 관을 1개에서 5개까지 차례로 씌우며 절대 민감도를 계산하였다. 산란분획과 NECR 측정하기 위하여 두 가지 NEMA 산란 팬텀(랫(rat): 지름 50 mm, 길이 150 mm/마우스(mouse): 지름 25 mm, 길이 70 mm)을 이용하였고, F-18 선 선원(랫: 353 MBq, 마우스: 201 MBq)를 만들어 14반감기(25.6시간) 동안 데이터를 획득하였다. F-18의 중심에서 공간 분해능은 반경, 접선, 축 방향에서 각각 1.53, 1.50, 2.33 mm이고, 체적 공간 분해능은 $5.43\;mm^3$이었다. 절대민감도는 6.61%이었다. F-18 최대 NECR은 486 kcps @121 MBq (랫 팬텀), 1056 kcps @128 MBq (마우스 팬텀)이었다. 랫과 마우스의 산란분획은 각각 20.59%, 7.93%이었다. 이 연구에서 최신 소동물용 PET인 Inveon PET의 표준성능을 평가하였고 소동물 PET영상 획득에 유용함 을 보여주었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권1호
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• pp.1-9
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• 2009

Many types of small animal imaging modalities, like micro-CT, micro-PET, and micro-SPECT, have been recently developed worldwide. Small animal imaging systems are now recognized as indispensable tools to validate efficacy and safety of new drugs or new therapeutic methods using the animal disease models. With increasing demands for small animal imaging in biomedical research, multimodal small animal imaging systems, like micro-PET/CT or micro PET/MRI, are now also being developed. Small animal imaging with spatial resolution and sensitivity comparable to human imaging is quite challenging since laboratory small animals are much smaller than human beings. Research activities in Korea on small animal imaging systems are reviewed in this paper. In the field of micro-CT and micro-PET, many world-class technologies have been developed successfully in Korea. It is expected that the developed animal imaging system technologies can be used in the development of clinical imaging systems in Korea in the near future.