• 핵의학기술
• /
• 제21권2호
• /
• pp.31-36
• /
• 2017

최근 PET/CT 장비의 성능의 발전과 다양한 기법의 개발로 민감도와 해상도등 영상 품질을 개선할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 GE사의 Discovery IQ 장비의 Q.Clear (a fully convergent iterative reconstruction) 기법을 이용하여 영상의 질 향상에 유용성이 있는지 알아보고자 한다. 장비는 Discovery IQ (GE Healthcare, MI, USA)를 사용하였다. NEMA IEC Body Phantom의 배후방사능과 열소 체적(10 mm, 13 mm, 17 mm, 22 mm)의 비를 1:4로 하고 3분간 촬영하여 VPHDs (VUE Point High-Definition SharpIR)와 Q.Clear의 대조도를 비교 분석하였다. PET/SPECT Performance Phantom에 $^{18}F-FDG$를 187 MBq을 주입 후 4분간 촬영하여 해상도와 균일도를 비교 분석하였다. 그리고 100명의 임상 환자에서 질환의 종류와 상관없이 2 cm 미만의 작은 병소의 SUVmax를 측정하여 t-test 통계분석하였다. NEMA IEC Body Phantom에서 VPHDs와 Q.Clear의 대조도가 $63.6{\pm}5.7%$, $75{\pm}4.8%$로 나왔고 PET/SPECT Performance Phantom에서 해상도는 VPHDs가 9.2 mm, Q.Clear가 7.3 mm로 나왔다. 균일도는 Q.Clear가 10.8% 더 우수하였다. 임상 환자의 t-test 통계 결과 p-value가 0.021로 유의한 차이가 있었다. 임상환자에서 SUVmax는 Q.Clear에서 높게 측정 되었으며, 신호대 잡음 비도 우수하였다. 이는 부분체적효과의 영향을 줄였기 때문으로 볼 수 있다. Phantom test와 임상 환자의 결과 모두 Q.Clear를 적용 하였을 때 영상품질이 향상된 것을 확인하였다. 이러한 영상 품질 향상은 병소를 더욱 정확하게 발견할 수 있고 나아가 선량저감과 환자평가 그리고 영상 분석 등 다양한 방면에서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제5권6호
• /
• pp.401-407
• /
• 2011

TE를 변화시킨 정상인 대뇌의 MR spectrum에서 주요 대사물질의 면적과 SNR을 측정하여 PRESS 펄스파형과 STEAM 펄스파형 그리고 1.5T와 3.0T간의 자장세기에 따른 spectrum 간의 차이를 알아보고자 하였다. Phantom 실험을 통하여 적절한 TR을 정한 후, 정상인 지원자 10명(3.0T 5명, 1.5T 5명 ; 남 22~30세 : 평균 26세)을 대상으로 단일용적기법의 STEAM과 PRESS 기법을 시행하였다. 사용된 장비는 3.0T MR scanner(Magnetom Trio, SIEMENS, Germany)와 1.5T MR scanner(Signa Twinspeed GE, USA)이였다. 영상변수는 TR은 2000ms, TE는 30ms, 40ms, 50ms, 60ms, 90ms, 144ms, 288ms, NA는 96, 용적 크기는 $20{\times}20{\times}20mm3$로 하였으며, spectrum 획득시간은 3분 20초였다. 획득한 데이터는 후처리과정을 통하여 PRESS와 STEAM, 그리고 1.5T와 3.0T system 간의 NAA, Cho, Cr 등의 단순면적값과 SNR을 비교하였다. 또한 육안적 관찰을 통하여 각 대사물질들의 관찰정도를 비교하였다. 1.5T와 3.0T MR spectrum을 분석한 결과, STEAM과 PRESS의 주요 대사물질의 단순 면적값과 SNR은 TE가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며, PRESS는 STEAM보다 1.5T에서 1.4배, 3.0T에서 1.3배 높은 SNR을 보였다. 자장의 세기에 따른 SNR 비교에서는 TE가 30ms에서 3.0T가 1.5T보다 약 2배 정도 높은 SNR을 보였으나 TE값이 증가함에 따라 3.0T에서의 SNR 감소율이 1.5T에서의 SNR 감소율보다 커서 TE가 90ms 이상부터는 큰 차이가 없었다. 반면 3.0T의 spectrum에서는 1.5T에서 구분할 수 없었던 ${\alpha}$-Glx, ${\beta}{\cdot}{\gamma}$-Glx, NAA complex등 작은 대사물질들을 보다 정확히 감별 할 수 있었고 short TE의 PRESS일 때 short TE의 STEAM보다 작은 대사물질들이 잘 관찰 되었다. 3.0T spectrum의 해상도와 SNR이 1.5T spectrum에 비하여 우수함을 알 수 있었다. 그러나 90ms이상의 long TE에서는 3.0T와 1.5T spectrum간의 SNR은 차이가 없었다. 따라서 고자장하에서의 자기공명분광법은 30ms 이하의 짧은 TE를 이용한 PRESS 펄스 파형을 사용하는 것이 임상적으로 유용하게 사용될 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제10권8호
• /
• pp.249-256
• /
• 2010

사람 중간엽 줄기세포(hMSCs)를 초상자성산화철(SPIO)로 표지하여, 체외에서 세포 농도에 따른 신호의 변화를 알아보고, 흰쥐 광 혈전 뇌경색 모델에 이식하여 자기공명영상 기법 중, T2강조영상과 $T2^*$강조영상 그리고 자화강조영상의 줄기세포 검출능을 분석하고, 병리 소견과 비교하고자 하였다. 체외실험은 SPIO(Feridex I.V.$^{(R)}$)로 표지한 줄기세포 $1.56{\times}10^4$, $3.13{\times}10^4$, $6.25{\times}10^4$, $1.25{\times}10^5$, $2.5{\times}10^5$, $5{\times}10^5$ 개/$m{\ell}$, SPIO로 표지 하지 않은 $5{\times}10^5$ 개/$m{\ell}$의 세포를 Control로 준비하여 $0.5m{\ell}$튜브에 담아 T2WI, $T2^*WI$, SWI sequence로 자기공명영상을 얻었다. 체내실험은 8마리의 흰쥐를 대상으로 정수리점(bregma)에서 우측으로 2.5mm, 뒤쪽으로 2.5mm 부위에 광 혈전 뇌경색을 만들고, SPIO-hMSC $2.5{\times}10^5$ 개/$m{\ell}$, $1m{\ell}$을 꼬리 정맥에 주입하여 실험하였다. 자기공명영상은 주입 전과 주입 후 1, 3, 7 그리고, 14일째 T2WI, $T2^*$WI, SWI 영상을 얻고 정량적으로 평가하였다. 자기공명영상검사 후 흰쥐는 조직검사를 위해 희생시켰다. 체외실험 결과 CNR은 SWI, $T2^*WI$, T2WI 순으로의 높게 나왔고, 세포 농도에 따라서는 $2.5{\times}10^5$ 개/$m{\ell}$의 농도에서 가장 높게 나왔다. 체내실험에서 normal, infarction, SPIO 상호간의 CNR을 분석해본 결과 normal-infarction의 CNR은 T2WI가 가장 높게 나왔고, normal-SPIO 그리고 infarction-SPIO에서 CNR은 SWI, $T2^*WI$, T2WI순으로 나왔다. 따라서 흰쥐를 이용한 실험에서 T2WI sequence는 infarction을 잘 표현해 주고, SWI는 SPIO로 표지한 줄기세포를 normal과 infarction으로 부터 잘 구별해 주었다. 현재 임상에서 SWI는 출혈, 석회화 병변등을 쉽게 찾아내는 sequence로 사용 되고 있지만 향후에 줄기세포 치료가 인간의 질병을 치료하는 주요방안으로 자리 잡을 때에도 이식된 줄기 세포를 관찰 할 수 있는 좋은 도구가 될 것으로 기대 된다.

• 대한한의진단학회지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.42-62
• /
• 2008

연구배경과 목적: 지첨용적맥파는 광학기술을 이용하여 손가락 끝에서 혈액용적의 변화를 측정하여 맥파를 검출하는 기술로서, 지첨용적맥파에 대한 시간영역 파형분석을 통해 혈관의 노화정도를 파악할 수 있음은 이미 잘 알려진 사실이다. 이에 본 연구자는 시간영역 파형분석을 통해 혈관노화지표를 얻을 수 있다면, 주파수영역분석법을 통해서도 혈관노화지표를 얻을 수 있을 것으로 가정하였다. 본 연구에서는 주파수영역에서 혈관노화지표를 찾기 위해 건강한 성인들을 대상으로 지첨용적맥파를 측정하고 주파수영역에서 분석하여 고조파가 혈관노화 지표로서 활용될 수 있는가 여부를 결정하고자 한다. 연구방법: 건강인 390명(남자 174명과 여자 216명)을 대상으로 안정 후 앙와위에서 30초 동안 지첨용적맥파를 검출하였다. 검출한 맥파신호에서 기저선이 비교적 안정된 5-6개의 맥파주기를 선택하여 시간영역 파형분석을 통해 얻어지는 혈관노화지표인 승각시간, 경화지수, 반사지수, 가속도맥파를 구하였다. 주파수영역분석을 위해서는 빠른 퓨리에변환(FFT)를 실시하여 고조파 성분을 추출하였다. 특정점 검출을 위해서는 AcqKnowledge software의 peak detector 기능을 이용하였다. 연구결과: 표준화된 고조파 파워는 연령증가에 따라 유의하게 감소하였다; nPWR2 (r=-0.286, p<0.0001), nPWR3 (r=-0.482, p<0.0001), nPWR4 (r=-0.564, p<0.0001), nPWRS (r=-0.467, p<0.0001) 및 nPWR6 (r=-0.263, p<0.0001). 표준화된 고조파 파워의 logarithmic scale에서 연령증가에 따라 보다 강한 선형적인 감소가 나타났다; Ln(nPWR2) (r=-0.281, p<0.0001), Ln(nPWR3) (r=-0.492, P<0.0001), Ln(nPWR4) (r=-0.621, P<0.0001), Ln(nPWRS) (r=-0.487, P<0.0001) 및 Ln(nPWR6) (r=-0.273, P<0.0001). 승각시간, 반사지수, 경화지수를 독립변수로 한 중회귀분석에서 Ln(nPWR2) (R-squared=0.451), Ln(nPWR3) (R-squared=0.471) 및 Ln(nPWR4) (R-squared=0.432)는 비교적 잘 설명되었으나, Ln(nPWRS) (R-squared=0.232) 및 Ln(nPWR6) (R-squared=0.183)는 비교적 잘 설명되지 않았다. 결론: 건강인의 지첨용적맥파에서 기준 주파수로 표준화한 고조파 파워는 연령증가에 따라 감소였으며, 주파수영역분석이 가지는 특성을 고려해 볼 때 표준화된 고조파 파워는 기존의 시간영역 파형분석을 통해 얻어지는 혈관노화지표에 비해 잡음에 의한 오차가 보다 적을 것으로 기대된다. 따라서 우리는 표준화된 고조파 파워가 간편하고 용이하게 혈관노화를 반영하는 새로운 지표로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제35권2호
• /
• pp.289-298
• /
• 2019

본 연구에서는 처음으로 차등흡수분광기술(Differential Optical Absorption Spectroscopy, DOAS)를 이용하여 지상관측 기반 태양 직달광 모의복사휘도를 활용하여 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR), 분광분해능(Full Width Half Maximum, FWHM), 오존 연직칼럼농도($O_3$ Vertical Column Density, $O_3$ VCD), 에어로졸 광학두께(Aerosol Optical Depth, AOD), 태양천정각(Solar Zenith Angle, SZA)에 대한 이산화황 연직칼럼농도($SO_2$ Vertical Column Density, $SO_2$ VCD) 산출 불확실성을 조사하였다. 본 연구에서는 산란광 효과를 제외한 Beer-Lambert-Bouguer 법칙에 기반하여 모의복사휘도를 계산하였다. SNR이 650(1300)이며, FWHM = 0.6 nm, AOD = 0.2, $O_3$ VCD = 300DU, $SZA=30^{\circ}$ 동일 조건일 때 산출된 이산화황의 연직칼럼농도와 모의복사휘도 계산 시 입력값으로 활용된 이산화황 연직칼럼농도의 참값을 비교하여 절대백분위오차(Absolute Percentage Difference, APD) 산출 결과 $8.1{\times}10^{15}molecules\;cm^{-2}$ 농도에서 최대 80%(28%), $2.7{\times}10^{16}molecules\;cm^{-2}$ 농도에서 최소 16%(5%)로 나타났다. FWHM이 0.2 nm(1.0 nm)일 때, 이산화황의 연직칼럼농도가 $2.7{\times}10^{16}molecules\;cm^{-2}$과 동일하거나 그 이상에서 APD는 6.4%(29%) 에서 6.2%(10%)로 나타났다. FWHM, SZA, AOD, 오존 연직칼럼농도의 값이 증가할수록 APD가 증가하였다. 그와 반대로 SNR은 값이 증가할수록 APD가 감소하였다. 결과적으로 FWHM과 SZA이 오존 연직칼럼농도와 AOD 보다 이산화황 연직칼럼농도 산출에 크게 영향을 주었다. 이산화황의 연직칼럼농도 산출 불확실성의 증가에 대한 SZA의 효과는 $2.7{\times}10^{16}molecules\;cm^{-2}$보다 높은 이산화황 연직칼럼농도 조건에서 FWHM보다 큰 영향을 주었다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.305-314
• /
• 2023

의료기술의 발전과 방사선 치료 장비의 발전으로 세기변조방사선치료와 같은 고 정밀 방사선치료의 빈도수가 증가하였다. 정밀하고 복잡한 치료계획에서 방사선 치료 시 영상유도방사선치료는 필수가 되었다. 특히 선형가속기에 진단용 영상장비의 도입으로 CBCT스캔이 가능해졌으며 이는 3차원 이미지를 통해 환자의 자세를 검·교정할 수 있게 되었다. 보다 정밀한 환자 자세의 재현이 가능해졌지만, 영상획득과정에서 환자에게 전달되는 피폭선량은 무시할 수 없다. 방사선 치료분야에서 방사선 방호최적화는 필요하며 피폭저감화를 위한 노력은 필요하다. 하지만 3차원 CBCT영상 획득 시 피폭저감화를 위해 촬영조건을 변경하여 촬영할 경우 환자의 위치정렬을 할 수 없을 정도의 화질이나 인공물이 발생해서는 안 된다. 본 연구에서Rando phantom을 활용해 각 촬영조건별 영상을 스캔하고 평가하였다. 100 kV, 80 mA, 25 ms, F1 filter 180° 조건에서 가장 높은 SNR이 나타났다. 관전압, 관전류가 높아질수록 Noise가 감소했으며 보우타이필터는 높은 관전류에서 최적의 효과를 나타냈다. 실제 스캔된 이미지를 토대로 환자위치정렬이 모든 촬영조건에서 가능했으며 가장 낮은 SNR을 나타낸 70 kV, 10 mA, 20 ms, F0 filter 180° 조건에서 충분히 환자자세정렬을 위한 영상유도방사선치료는 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 촬영조건에 따른 영상평가를 실시하였으며 피폭 저감화를 위해 낮은 관전압과 관전류, 작은 회전각 스캔이 선량 저감화에 효과적일 것으로 보인다. 이를 토대로 CBCT촬영 시 환자의 피폭선량을 가능한 낮게 해야 할 것이다.

• 핵의학기술
• /
• 제18권2호
• /
• pp.22-27
• /
• 2014

PET/CT검사는 장비의 발전과 더불어 환자의 피폭을 줄이기 위하여 저 선량을 사용하는 추세에 있다. 이에 PET/CT scanner의 영상의 질을 유지하기 위하여 주입선량의 변화에 따른 적정한 bed당 획득시간을 평가하고자 한다. 모형 실험은 NEMA NU2-1994 phantom으로 hot cylinder의 농도를 3, 4.3, 5.5, 6.7 MBq/kg 으로 증가시키고 bed당 획득시간을 30 sec, 1 min, 1 min 30 sec, 2 min, 2 min 30 sec, 3 min, 3 min 30 sec, 4 min, 4 min 30sec, 5 min, 5 min 30 sec 10 min, 20 min, 30 min로 늘려가며 영상을 획득 후 hot cylinder의 농도와 배후 방사능에 4개의 ROI (Region of Interest)을 설정하고 hot cylinder의 농도 와 bed당 획득시간에 따른 변화를 최대 표준섭취계수(Standard Uptake Value maximum, $SUV_{max}$)를 측정 후 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR), BKG (Background)의 표준편차를 계산하여 비교해 보았다. 또한 4.3 MBq phantom을 이용하여 검사 대기시간의 변화(15분과 1시간)에 따른 각각의 $SUV_{max}$, SNR, BKG의 표준편차를 비교하였다. 단위 질량당 방사능의 농도가 3, 4.3, 5.5, 6.7 MBq으로 증가하고 또한 각 농도의 time/bed을 1분30초에서 30분까지 늘렸을 때 hot cylinder의 $SUV_{max}$ 값은 bed당 획득시간이 각 방사능의 농도에 따라 30초에서 2분까지는 최대 18.3에서 최소 7.3까지 변화가 심했고 2분 30초에서 30분까지는 최대 8에서 최소 5.6으로 일정한 $SUV_{max}$ 값을 나타내었다. 단위 질량당 방사능의 변화에 따른 SNR은 3 MBq에서는 최소 0.41에서 최대 0.49까지 일정하였고 4.3 MBq과 5.5 MBq에서는 각각 최소 0.23, 0.39에서 최대 0.59, 0.54로 bed당 획득시간이 늘수록 상승하였다. 방사능 농도 6.7 MBq에서는 30초에서 최대 0.59로 높았지만 이후 0.43에서 0.53으로 일정하게 유지하였다. BKG (Background)의 표준편차는 3 MBq에서 2분 30초 후부터 0.38에서 0.06으로 낮아졌고 4.3 MBq과 5.5 MBq에서는 1분 30초 후부터 0.38에서 0으로 낮아졌고 6.7 MBq에서는 30초에서 30분 전 구간에서 낮은 0.33에서 0.05이었다. 4.3 MBq 팬텀으로 검사대기시간을 15분과 1시간으로 변화시킨 결과에서는 bed당 획득시간이 2분 30초부터 $SUV_{max}$값이 서로 일정한 값을 보였고 SNR은 1분 30초부터 비슷한 값을 보였다. 위 결과와 같이 단위 질량당 주입된 방사능의 농도를 3, 4.3, 5.5, 6.7 MBq으로 증가시켰을 때 bed당 획득시간이 2분 30초 이상에서는 $SUV_{max}$와 SNR의 값이 서로 일정하게 유지되고 검사 대기시간의 변화(15분과 1시간)에서도 bed당 획득시간이 2분 30초 이상에서는 $SUV_{max}$와 SNR의 값이 일정하게 유지되는 것을 알 수 있었다. 이 NEMA NU2-1994 phantom 실험의 결과에서 주입되는 방사능의 농도의 변화에도 일정한 $SUV_{max}$와 SNR의 값을 구하기 위한 최소 bed당 획득시간은 2분 30초이라는 것을 알 수 있었다. 하지만 이 획득시간은 장비의 사양과 특성에 따라 차이가 있을 수 있다.