• 한국방사선학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.23-30
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• 2018

흉부 단층 합성검사(Chest Digital Tomosynthesis, DTS)시 환자 체형에 따른 0.3 mm 구리 필터의 적용 및 AEC의 감도 변화에 의한 유효선량감소 효과와 폐 결절 검출능력을 평가하여 선량 최적화 조건을 평가하고자 한다. 8개의 인공 결절을 인체 팬텀 폐 영역내에 삽입하고 0.3 mm 구리 필터 적용 유무, 감도 변화에 따라 팬텀의 DTS 영상을 각각 획득하였다. 환자 체형에 따른 비교를 위해 팬텀 사이즈를 세 그룹으로 분류하여 small size에서는 결절이 삽입된 인체 팬텀을 단독으로 사용하였고 Average size에서는 한 개의 PMMA를, Large size에서는 두 개의 PMMA를 인체팬텀 후방에 밀착하여 위치시켰다. 유효선량은 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 계산 되었고 영상의 화질평가를 위해서 CNR과 SNR 측정을 통한 정량 평가와 인공 결절 검출 수를 통한 검출민감도로 정성평가를 시행하였다. 모든 데이터는 통계학적으로 분석하였다. 유효 선량은 Small size일 때 $26{\mu}Sv$, Average size $70{\mu}Sv$, Large size $133{\mu}Sv$ 감소하였다. 유효선량은 0.3mm 구리 필터의 적용 여부에 따라 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 정량적 화질 평가에서는 0.3mmCu필터 사용 시 CNR과 SNR 모두 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 또한 정성적 화질평가에서도 결절 검출 민감도는 팬텀 사이즈별 전체 그룹에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p>0.05). DTS에서 0.3 mmCu필터의 사용은 폐 결절 검출에서 진단적 가치를 유지하면서 환자 피폭선량 감소효과를 얻을 수 있다. 또한 실험에서 Large size 그룹의 경우 유효선량 감소 정도가 두드러진 점으로 보아 실제 체형이 큰 환자의 경우 0.3 mm Cu필터 사용은 더 높은 유효선량 감소 효과를 기대 할 수 있을 것이라 사료된다

• 전자공학회논문지
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• 제52권12호
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• pp.124-133
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• 2015

전기체간스캔법(EIS, electro interstitial scan)은 미세 직류전류를 인체의 사지말단 또는 국소적 인가를 통해 인체의 전류 반응을 기준으로 인체의 질병 유무를 판별할 수 있는 비침습적인 질병 스크리닝 방법으로 가능성을 보이고 있다. 프랑스에서 개발된 DDFAO는 다채널 EIS로 다양한 질병, 특히 당뇨와 같은 내분비 기관의 진단에 효과적이라고 주장한다. 본 연구에서는 RC 팬텀 모델을 이용하여 DDFAO의 측정의 반복성과 민감도를 확인하고, 정상군과 당뇨 질환군을 대상으로 임상적 유용성을 검정하였다. 그 결과, 팬텀을 이용할 경우, 반복 측정시 값의 변화가 없고 팬텀 특성이 변화될 때 DDFAO의 측정 결과도 변화되었다. 그러나 임상 측정에 있어서 6개의 표면 전극을 이용하여 비침습적 방법으로 정상인과 당뇨병 환자의 구별은 어려울 뿐만 아니라 반복성과 정확성도 우수하지 않았다. 그러나, 이러한 문제점에도 불구하고 측정 방법의 편리성과 간편성으로 인해 국소적인 영역보다 인체 전반적인 특성을 파악하는 스크린 장비로써의 개발 가능성은 여전히 보이고 있기에 EIS에 대한 다양한 기반 연구가 필요하다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.453-458
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• 2019

본 연구에서는 Geant4 application for tomographic emission (GATE) 시뮬레이션 프로그램을 통해 설계 된 male adult mesh (MASH) 팬텀의 영상을 획득한 후 다양한 필터링 인자가 설정된 FNLM 노이즈 제거 알고리즘을 적용함으로써 그에 따른 영상 특성의 경향성을 알아보고자 한다. 이를 위해 GATE 시뮬레이션 프로그램을 통해 인체를 모사할 수 있는 MASH 팬텀을 설계하였다. 또한, 설계된 MASH 팬텀을 기반으로 MATLAB 프로그램을 통해 복부영상을 획득한 후 0.005의 $\sigma$ 값을 갖는 Gaussian noise를 추가하여 열화영상을 모델링하였다. 모델링 된 열화영상으로부터 제안하는 FNLM 노이즈 제거 알고리즘의 필터링 인자를 각각 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0 으로 설정하여 적용하였으며, 정량적 평가를 위해 FNLM 노이즈 제거 알고리즘이 적용된 영상들로부터 각각의 coefficient of variation (COV), signal to noise ratio (SNR) 그리고 contrast to noise ratio (CNR)을 측정하였다. 결과적으로, 0.05의 필터링 인자가 적용된 영상에서 가장 개선된 COV, SNR 그리고 CNR 값을 보였다. 특히, COV는 설정된 필터링 인자가 증가함에 따라 감소하였으며, 0.05 값 이후부터 거의 일정한 값을 나타내었다. 또한, SNR 및 CNR의 경우 필터링 인자가 증가함에 따라 증가하였으며, 0.05 값 이후부터 감소하는 경향을 보였다. 결론적으로, 열화 영상으로부터 FNLM 노이즈 제거 알고리즘 적용 시 적합한 필터링 인자를 설정해야 함이 증명되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권1호
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• pp.23-30
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• 2014

방사선치료에서는 환자 체내에 전달된 선량이 원래 의도한 데로 분포되는 지 확인하기 위하여 균질한 팬텀을 이용한 정도 관리를 치료 전에 주로 시행하고 있다. 하지만 균질한 팬텀을 이용한 정도 관리는 표면이 불규칙적이고 불균질한 인체에 대한 선량분포를 완전히 보증해 주지는 못하고 있다. 본 연구에서는 환자를 투과하는 선량의 분포를 측정하여 역으로 환자체내 선량 분포를 계산하는 투과선량 기반 체내선량 검증프로그램을 개발하였다. 투과선량은 주방사선과 산란방사선으로 이루어져 있는데, 본 연구에서는 전자포탈영상장치로 측정한 선량분포로부터 주방사선만을 이용한 간단한 식으로 환자체내선량분포를 계산하는 프로그램과 감마값 분포를 평가하여 두 선량분포를 서로 비교할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 계산한 팬텀의 등중심점을 지나는 관상면의 체내선량 분포는 치료계획시스템에서 제공하는 동일 평면의 선량분포와의 비교결과 균질팬텀에서 평균 95%, 비균질팬텀에서 81.8%의 감마통과율을 보였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제31권4호
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• pp.389-399
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• 2008

단일광자방출컴퓨터단층촬영(SPECT) 시 정확도의 개선을 위하여 산란과 감약의 보정, 분해능의 개선이 매우 중요하다. 특히 호흡이나 맥동에 대한 심장의 움직임은 보정 에러의 원인이 된다. 심장 팬텀이 보정방법에 대한 검증을 위해 사용되고 있으나, 현재 사용 중인 팬텀들은 실제 인체 데이터와 다른 점이 많이 나타나고 있다. 즉 팬텀을 사용한 결과는 임상데이터와 같게 취급할 수가 없다. 저자들은 흉곽의 인체 구조와 같은 신뢰성 있는 새로운 팬텀을 개발하였다. 새로운 팬텀은 폐와 심장의 전면, 측면 및 상부가 접하는 작은 종격구조를 가지고 있다. 용기는 아크릴로 만들었으며 종격은 물 등가물질을 사용하여 제조하였다. 폐는 에폭시레진의 고형 폴리우레탄 폼을 사용하였다. 5가지 크기의 심장은 게이트 심근관류 SPECT의 정량적 분석을 위하여 개발되었다. 심장팬텀들의 종격은 같은 포지션에 위치할 수 있도록 고안되었다. 완성된 팬텀은 간과 담낭에 부착되고 각각 높이 조절이 가능하다. 5개의 심실의 용적은 각각 150.0, 137.3, 83.1, 42.7과 38.6ml이다. 새로운 팬톰을 사용하여 SPECT 검사를 시행하고 보정법을 적용한 후에 영상의 차이를 검토하였다. 심장의 3차원 단층상이 효율적으로 재구성 되었으며 여러 가지 보정방법의 차이를 나타내기 위하여 주관적 평가도 시행하였다. 저자들은 SPECT영상과 QGS(Quantitative Gated SPECT) 결과로서 보정방법의 차이를 나타낼 수 있는 새로운 팬텀을 개발하여 보고하는 바이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권1호
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• pp.1-6
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• 2014

원전에서는 방사성핵종의 체내 섭취에 따른 작업종사자의 내부 방사능을 측정하기 위하여 전신계측기(WBC)를 이용하고 있다. 이 계측기는 인체 내 방사성핵종의 침적위치를 고려하여 다양한 측정 모드를 선택하여 측정할 수 있으나, 대부분 전신 모드를 적용하고 있다. 그런데 전신 모드를 적용한 내부방사능 측정값은 WBC 측정 모드 중에서 가장 보수적인 값을 나타내는 특성이 있고, 따라서 내부피폭 방사선량이 과대평가되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 WBC, 팬텀, 표준 방사선원을 이용하여 WBC의 측정 모드별 방사능측정 실험을 수행하였다. 이 결과에 대해 통계적 분석방법을 적용하여 WBC의 상부 및 하부 검출기 계측비율에 따라 WBC의 측정 모드를 선정할 수 있는 정량적인 기준을 제시하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권6호
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• pp.503-510
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• 2001

인체의 각 조직은 서로 다른 저항률(resistivity)을 가지고 있고. 심장의 박동이나 호흡과 같은 생리현상은 해당 생체조직의 임피던스를 변화시킨다. 본 논문에서는 인체 내부에 존재하는 비정상 조직의 크기와 위치를 검출하기 위한 32-채널 생체 임피던스 측정 시스템에 대하여 기술한다. 이러한 기술은 유방암 조직의 경우와 같이 배경 조직과는 저항률이 다른 비정상 조직을 검출하는 경우에 응용할 수 있을 것으로 기대한다. 32-채널 생체 임피던스 측정 시스템을 위하여 32개의 복합형 전극과 32 채널의 정전류원을 사용하였다. 임피던스의 측정을 위해 50kHz의 정현파 전류를 주입하고. 유기되는 전압을 가변 이득 협대역 계측용 증폭기로 측정하고, 그 크기를 위상감응복조기로 검출하였다. 검출된 임피던스 신호는 A/D 변환하여 PC에 입력하였다. 전해질 팬텀을 이용한 실험에서 전체 시스템의 정확도는 2.42%이며, 직경 270mm인 팬텀 내부에 존재하는 직경 8mm 이상인 물체의 크기와 위치를 검출할 수 있었다. 본 연구의 결과를 기초로 다채널 생체 임피던스 측정 시스템의 정확도를 개선하여. 직경 lmm 이내의 물체를 검출하는 것이 향후의 연구 목표이다 이러한 정확도를 가지는 생체 임피던스 계측 시스템을 개발하면. 인체 내부의 임피던스 분포를 측정하는 EIT(electrical impedance tomography) 시스템과, 최근에 연구되고 있는 자기공명 임피던스 단층촬영(MREIT, magnetic resonance electrical impedance tomography)에도 응용이 가능할 것이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.13-18
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• 2017

본 논문은 GATE (geant4 application for tomographic emission) 시뮬레이션을 이용하여 다양한 모양과 재질의 팬텀에서 CTDI (computed tomography dose index)를 평가하였다. GATE 시뮬레이션은 실린더 기둥, 타원 기둥과 육각 기둥 형태와 물, PMMA (polymethyl methacrylate), polyethylene 그리고 polyoxymethylene 재질의 다양한 지름(1 ~ 50 cm)의 팬텀을 모사하여 $CTD_{I100center}$ 값을 비교하였다. 120 kV, 200 mAs에서 실린더 기둥, 타원 기둥과 육각 기둥의 $CTDI_{100center}$ 값은 각각 11.1, 13.4 그리고 12.2 mGy이었다. 이 결과는 동일 볼륨이지만 팬텀의 형태에 따라 $CTDI_{100center}$ 값의 차이가 있음을 알 수 있다. 그리고 물, PMMA 그리고 polyoxymethylene 팬텀의 $CTDI_{100center}$ 값을 비교했을 때 물질의 밀도가 높을수록 상대적으로 $CTDI_{100center}$ 값이 낮게 측정되었다. 하지만 polyethylene의 경우 지름이 15 cm ($CTDI_{100center}$ : 35.0 mGy) 이 상에서는 PMMA 보다 $CTDI_{100center}$ 값이 증가하였다. 그리고 30 cm ($CTDI_{100center}$ : 17.7 mGy) 이 상의 지름에서는 물 보다 더 높은 $CTDI_{100center}$ 값을 보였다. 본 실험을 통해 팬텀의 재질 및 모양에 따른 $CTDI_{100center}$ 값을 GATE 시뮬레이션을 이용하여 평가하였다. CT 선량 평가시 다양한 재질 및 인체에 가까운 모양의 팬텀을 사용함으로써 좀 더 정확한 환자선량을 평가할 수 있을 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권2호
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• pp.89-95
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• 2006

본 연구의 목적은 다양한 전압 값과 전류 값에 따른 CT 투과 스캔 동안의 방사선 선량을 측정하고, 우리 기관에서 사용하는 임상 전신 PET/CT 환자 영상 획득 방식 중 감쇠 보정을 위해 사용하는 $^{137}Cs$ 투과 스캔과 환자의 진단용 고화질 CT 투과 스캔에 대한 방사선 선량을 평가하는 것이다. 방사선 선량 측정을 위해 Philips GEMINI 16 슬라이스 PET/CT시스템을 이용하였다. 다양한 튜브 전압 값과 시간에 따른 전류 값에 대해 표준 CTDI 머리 팬텀과 몸 팬텀을 이용하여 선량을 측정하였다. 이때 100 mm의 유효 길이를 가지는 펜슬 이온 전리함과 전기계를 선량 측정에 이용하였다. 측정은 공기 중, 팬텀의 중심, 그리고 팬텀의 가장 자리에서 각각 이루어졌다. 평균 흡수선량인 가중 CTDI ($CTDI_w=1/3CTDI_{100,c}+2/3CTDI_{100,p}$) 값을 계산하고 이를 이용하여 등가 선량을 계산하였다. 본 연구자가 속한 기관에서의 전신 임상 PET/CT 영상 획득 방식을 이용한 투과 스캔에서의 방사선 선량 측정을 위해 Alderson 팬텀과 TLD를 이용하여 $^{137}Cs$ 투과 스캔과 고화질 CT투과 스캔을 각각 수행하여 각 인체 기관별 선량을 측정하였다. 측정에 사용한 TLD는 10 MeV X-선을 이용하여 교정한 후 ${\pm}5%$ 이내의 정확도를 가지는 것만 측정에 사용하였다. 장기 또는 조직은 ICRP 60을 참고로 선택하였다. 표준 CTDI 머리 팬텀과 몸 팬텀을 이용한 CT 투과 스캔에 대한 선량 측정 결과, 선량 값이 튜브 전압과 전류에 의존하는 것을 확인할 수 있었다. $^{137}Cs$ 투과 스캔과 고화질 CT 투과 스캔에 대한 유효 선량 측정 결과는 0.14 mSv와 29.49 mSv였다. PET/CT 시스템에서 표준 CTDI 팬텀과 이온 전리함, 그리고 Alderson 인체 팬텀과 TLD를 이용하여 투과 스캔에 대한 방사선 선량을 평가할 수 있었다. PET/CT 영상 획득 시, 우리가 원하는 영상의 화질을 유지하면서 환자에 대한 피폭을 최소화하기 위한 영상 획득 방식의 최적화가 추가적으로 이루어져야 할 것으로 생각한다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제37권4호
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• pp.295-305
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• 2014

초음파장비는 인체 병변의 유무를 검사하는 의료장비로서 정확한 의료영상정보를 제공해야 한다. 의료용 초음파장비 성능측정을 위해 초음파팬텀(ATS-539)의 측정방법과 기준으로 대구지역 의료기관의 초음파장비 성능의 실태를 알아보고, 초음파팬텀을 이용한 장비성능검사의 기본 자료를 제시하고자 한다. 초음파팬텀의 측정방법과 기준인 불응영역, 수직거리정확성측정, 수평거리정확성측정, 축방향/측 해상도, 민감도, 회색조 및 동적범위를 사용하였다. 그리고 국소영역, 기능적 해상도를 추가해서 총 8개 항목으로 측정하고 평가하였다. 결과분석을 위해 평균, 표준편차, 빈도 및 백분율을 제시하였고, Mann-Whiney test와 t-test를 실시하였으며, 유의수준은 0.05로 하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 초음파팬텀 측정결과는 총 35대 중 합격은 31대 88.6%, 불합격은 4대 11.4%였다. 2. 합격기준이 제시되지 않은 국소영역과 기능적 해상도 4 mm가 통계적으로 유의하게 합격군과 불합격군간의 평균의 차이가 있었다. 3. 불합격한 장비의 평균 사용연수는 7.25년으로 합격한 장비 4.13년보다 차이가 있었다. 대구지역내 임상에 실제 사용되는 의료용 초음파장비의 성능 실태를 파악해 보았고, 합격기준이 제시되지 않은 2항목에 대한 기초자료를 제시하였다. 초음파장비 사용연한이 장비성능과 관계가 있었다. 의료용 초음파장비 성능검사를 위한 초음파팬텀측정은 장비의 최적의 성능 유지를 위하여 제도적인 대책 마련이 필요하다.