• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.434-442
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• 2008

평행 빔 SPECT는 평행구멍 모양의 조준기와 검출기를 결합하여 프로젝션 데이터를 얻는다. 그러나, 평행 빔 SPECT의 프로젝션 데이터는 광자의 검출방향을 고정하는 조준기의 점선원 반응 함수의 부정확성 때문에 거리 의존적 흐트러짐의 영향을 받게 되어, 이를 해결하기 위한 효과적인 구경보정이 필요하다. 이 논문에서는 반복적 구경보정 방법의 시간적 제약과 주파수-거리 관계를 이용한 방법의 성능상의 제약을 극복하기 위한 방법으로 거리 의존적 역투사를 이용한 구경보정을 제안한다. 제안된 방법은 직접적 영상재구성에서 적용하는 거리 독립적 역투사를 거리 의존적 역투사로 대체하여 구경보정 효과와 함께 영상을 신속히 재구성 할 수 있다. 제안된 방법의 성능을 기존의 푸리에-거리 관계를 이용한 방법과 비교하기 위해 여러 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과를 통해 제안된 방법이 기존의 푸리에-거리 관계를 이용한 방법에 비해 공간분해능을 향상시키고 잡음에 강건함을 확인할 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권5호
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• pp.459-464
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• 2021

The detector performance is important role in acquiring the gamma rays from patients. Among parameters of detector performances, there is density, which relates to respond to gamma rays. Therefore, we confirm the detection efficiency according to various detector materials based on the density parameter using GATE (geant4 application for emission tomography) simulation tool. The NaI (density: 3.67 g/cm³), CZT (Cadimium Zinc Telluride) (density: 5.80 g/cm³), CdTe (Cadmium Telluride) (5.85 g/cm³), and GAGG (Gadoinium Aluminum Gallium Garnet) (density g/cm³) were used as detector materials. In addition, the point source and quadrant bar phantom, which is modeled for 0.5, 1.0, 1.5, and 2.0 mm thicknesses, were modeled to confirm the quatitative analysis using sensitivity (cps/MBq) and the full width at half maximum (FWHM, mm) at the 2.0 mm bar thickness containing visual evaluation. Based on the results, the sensitivity for NaI, CZT, CdTe, and GAGG detector materials were 0.12, 0.15, 0.16, and 0.18 cps/MBq. In addition, the FWHM for quadrant bar phantom in the 2.0 mm bar thickness is 3.72, 3.69, 3.70, and 3.73 mm for NaI, CZT, CdTe, and GAGG materials, respectively. Compared with performance of detector materials according to density, the high density can improve detection efficiency in terms of sensitivity and mean count. Among these detector materials, the GAGG material is efficient for detection of gamma rays.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.637-643
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• 2019

인체 내부의 움직임을 확인하기 위해서 CT에서 얻은 DICOM 파일과 Geant4 코드를 이용하여 폐암환자를 모사하였다. 자체 제작한 Moving Phantom에 가상의 종양을 만들어 종양의 움직임이 호기와 흡기에 위치했을 때 종양의 움직임을 측정하는 방법과 이것을 적용하여 Moving Phantom을 통한 치료계획시의 선량분포와 호흡동조 폐암환자 PTV내의 종양의 정확도를 확인하고자 한다. 움직이는 영역이 3cm 이상이라도 40~70 % 구간에서 호흡 동조 방사선치료를 시행 할 경우 97% 이상 효과적임을 확인하였다. 움직이는 표적에 호흡 연동 방사선치료를 적용한 선량 분포인데 이는 구동 팬텀 내 필름으로 측정한 것으로 90%가 포함되는 선량분포의 오차범위 3mm이내에 분포됨을 알 수 있었다. 실제 환자 호흡곡선의 경우 호기 상태의 시간이 사인곡선에 비하여 길기 때문에 치료시간이 이보다 짧을 수 있음을 확인하였다.

• 대한핵의학회지
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• 제35권2호
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• pp.100-112
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• 2001

목적: 본 연구의 목적은 NEMA 프로토콜에 따라서 GE $Advance^{TM}$ PET 시스템의 성능을 평가하고 그러한 시스템이 나타낼 수 있는 능력과 한계점을 명확히 이해하는데 있다. 대상 및 방법: 성능평가는 $^{18}FDG$ 선상선윈 및 점선원 그리고 NEMA 팬텀을 사용하여 횡축방향 공간분해능, 축방향 공간분해능, 산란분획, 민감도, 계수율손실, 계수율보정, 산란보정, 균일도보정, 감쇠보정을 대상으로 하였다. 횡축방향 공간분해능과 축방향 공간분해능, 산란분획에서는 선상선원 및 점선원을 사용하여 각각 NEMA 프로토콜에 따라 정해진 위치로 이동시키면서 측정하였고, 산란분획 및 나머지 성능평가 검사에서는 직경 20 cm의 PMMA 재질의 팬텀을 이용하여 측정하였다. 결과: 표준영상 획득 모드에서 시행한 본 성능평가의 결과를 고민감도 모드 및 고분해능 모드에 대하여 얻었다. 고민감도 모드에서 동경방향으로 측정된 횡축방향 공간분해능은 스캐너 시야중심에서 4.8 mm, 20 cm에서 7.03 mm로 감소했으며 축방향 공간분해능은 스캐너 시야중심에서 평균 3.98 mm, 20 cm에서 6.71 mm로 감소하였다. 산란분획은 고민감도 모드에서 평균 9.87%였고, 민감도 측정의 결과는 고민감도 모드, 시스템 전체에 대해서 참동시계수율 $225.8kcps/{\mu}Ci/cc$를 얻었고 계수율손실 측정은 50%의 불응시간을 가지는 방사능 농도가 $4.6{\mu}Ci/cc$였으며 이때의 계수율은 427 kcps였다. 계수율 보정의 오차는 고민감도 모드, $4.60{\mu}Ci/cc$에서 최소 1.49%, 최대 3.83%였고, 산란보정의 오차는 고민감도 모드에서 평균 -0.95%였으며 균일도보정 측정은 영상면들 간의 비균일도가 최소 -1.25%, 최대 1.74%였고 변이계수는 0.74%였다. 감쇠보정의 오차는 공기에서 5.68%, 물 0.04%, 테플론 -6.51%를 얻었다. 결론: NEMA 프로토콜에 근거하여 본 연구에서 실시한 표준 성능 평가 검사는 모두 제조사의 시험지침서에 부합하였다. 결론적으로, 이는 본 GE $Advance^{TM}$ PET 시스템이 임상에의 적용에 적합함을 보여주었다.

• 핵의학기술
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• 제15권1호
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• pp.25-28
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• 2011

Pocket dosimeter는 열형광선량계(TLD)나 필름 뱃지(Film Badge)와 다르게 실시간으로 피폭량을 확인할 수 있다. 주로 행하여지는 핵의학 영상검사에서 Pocket dosimeter가 Survey meter와 비교하여 얼마나 정확히 피폭량을 측정할 수 있는지를 알아보고 각 핵의학 영상검사에 따른 피폭량을 비교해보고자 하였다. 대상은 2010년 9월에 핵의학과를 방문한 환자 22명을 대상으로 하였다. 방법은 첫 번째로 Pertechnetate 185 MBq부터 1850 MBq까지 각각 185 MBq씩 증가시킨 점선원을 50 cm 거리에서 Survey meter로 측정하고 같은 위치에서 Pocket dosimeter로 5분 동안 측정하였다. 두 번째로 PET/CT 검사를 받는 환자 12명을 대상으로 $^{18}F$-FDG 370 MBq를 정맥주사하고 90분 후에 환자로부터 50 cm거리에서 Survey meter로 측정하고 같은 위치에서 Pocket dosimeter로 5분 동안 측정하였다. 세 번째로 Bone Scan 검사를 받는 환자 10명을 대상으로 $^{99m}Tc$-DPD 925 MBq를 정맥주사하고 3시간 후에 환자로부터 50 cm거리에서 Survey meter로 측정하고 같은 위치에서 Pocket dosimeter로 10분 동안 측정하였다. 점선원을 이용한 실험결과 Survey meter로 측정된 값은 평균 $70.12{\pm}39.36{\mu}Sv/h$이고 Pocket dosimeter로 5분 동안 측정된 값은 평균 $5{\pm}3.06{\mu}Sv$였다. PET/CT 환자에서 측정한 결과 Survey meter로 측정된 값은 평균 $25.04{\pm}6.16{\mu}Sv/h$이고 Pocket dosimeter로 5분 동안 측정된 값은 평균 $2.41{\pm}0.51{\mu}Sv$였다. Bone Scan 검사에서 측정한 결과 Survey meter로 측정된 값은 평균 $8.58{\pm}0.96{\mu}Sv/h$이고 Pocket dosimeter로 10분 동안 측정된 값은 평균 $1{\mu}Sv$였다. 위 실험 측정 결과에서 Pocket dosimeter의 값은 Survey meter의 값에 비해 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<0.001). 본 연구 결과에 따르면 Survey meter의 값이 증가할수록 Pocket dosimeter의 값이 증가됨을 알 수 있었고 통계적으로도 유의한 차이를 나타내었다. 따라서 핵의학 영상검사에서 Pocket dosimeter의 착용은 방사선사의 피폭관리에 도움을 줄 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제35권2호
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• pp.69-76
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• 2010

현재 개발중에 있는 이중 산란형 컴프턴 카메라는 두 대의 산란부 검출기(양면 실리콘 스트립 검출기, DSSD)와 하나의 흡수부 검출기(NaI(Tl) 섬광 검출기)로 구성되며, 소형이면서도 높은 영상해상도를 제공할 수 있는 구조를 가지고 있다. 본 연구에서는 이중 산란형 컴프턴 카메라를 구성하고 있는 감마선 검출기들의 에너지 분해능 및 시간 분해능을 평가하고, 산란부 검출기의 에너지 분해능에 영향을 미치는 인자들을 등가 노이즈 전하(equivalent noise charge)를 통하여 분석하였다. DSSD-1은 평균적으로 59.5 keV 피크($^{241}Am$)에 대하여 $25.2keV{\pm}0.8keV$ FWHM의 에너지 분해능을 보였으며, DSSD-2는 $31.8keV{\pm}4.6keV$ FWHM의 에너지 분해능 지니고 있는 것으로 확인되었다. DSSD의 시간 분해능은 57.25 ns FWHM으로 평가되었고, NaI(Tl) 섬광 검출기의 시간 분해능은 7.98 ns FWHM이었다. 또한 이중산란형 컴프턴 카메라를 이용하여 $^{137}Cs$ 점선원에 대한 컴프턴 영상을 획득한 후 성능을 평가하였다. 이번 실험을 통해서 영상해상도 8.4 mm FWHM (각 분해능 $8.1^{\circ}$ FWHM)을 획득하였고, 영상감도는 $1.5{\times}10^{-7}$(고유 효율=$1.9{\times}10^{-6}$)으로 나타났다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권4호
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• pp.291-297
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• 2008

이 연구의 목적은 몬테칼로 모사방법을 이용하여 배열형 CsI 섬광결정을 가진 소형 감마카메라의 평행구멍형 조준기를 최적화하고 조준기 부착시 발생할 수 있는 결합오차가 영상의 질에 미치는 영향을 평가하는 것이다. GATE 코드를 이용하여 육각형과 사각형 평행구멍형 조준기의 구멍크기에 따른 Tc-99m 점선원 영상의 민감도 및 공간분해능을 측정하고 최적화된 조준기를 바탕으로 조준기와 섬광체 사이에 2 mm 이내의 미세한 틈이 있을 경우에 대한 평판선원의 영상 균일도를 측정하였다. 동일 구멍크기에 대해 사각구멍형 조준기가 육각구멍형 조준기에 비해 민감도가 우수한 결과를 보였으며, 섬광결정과 사각구멍조준기의 크기를 1 대 4로 일치시켰을 때, 선원의 거리에 따른 공간분해능의 변화가 가장 적은 것을 알 수 있었다. 조준기와 검출기의 결합면 평행오차는 영상의 균일도와 민감도 모두를 선형적으로 감소시키는 경향을 보였다. 이 연구 결과는 배열형 섬광결정과 단일 섬광결정에 대해 조준기의 성능차이를 보이고, 영상의 균일도 및 민감도 저하의 원인이 조준기의 결합오차에서 기인할 수 있음을 증명함으로써, 핵의학 영상 화질 개선을 위한 새로운 접근법을 제시한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.487-494
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• 2020

선원과 검출기 사이의 거리, 검출기 지름, 방사선원의 부피 효과 등에 의해 검출기 입사면에서 입체각(solid angle)의 변화가 생기고 이는 검출기 내부에서의 경로 길이(path length) 차이를 유발하여 검출효율 결정에 영향을 미친다. 유효입체각 계산을 위한 일반적인 분석 방법은 단순한 기하학적 구조를 가진 선원 (60Co)에만 유용하여 본 실험에서는 검출기와 선원 간 거리 window cap 0.5 cm 기준점으로 하여 25 cm 까지 이동 시 켜면서 측정하였다. 또한 표준부피선원 450 ㎖, 1000 ㎖ 마리넬리 비이커는 검출기에 밀착 시켜 측정하였다. 검출기와 동축인 원형 점선원의 경우, 검출기 창으로부터의 거리에 대한 입체 각도의 변화를 측정치와 몬테카를로 시뮬레이션으로 계산 분석 관계의 결과 검출기의 반지름이 선원의 반지름보다 작을 경우, 입체 각도는 선원의 제곱 반지름 대 검출기의 제곱 반지름의 절반과 같다. 입체 각도의 차이는 0.53가 되므로 몬테카를로의 결과는 허용된다. 검출기-선원 간 거리의 역수와의 관계를 나타내었다. 입체각도는 거리에 따라 급격하게 감소함을 확인하였다. 부피선원에 대한 측정치와 시뮬레이션 결과는 거리 0 cm에서 1.01 %이며 거리가 5 cm, 10 cm로 멀어지면 4 % 미만의 차이를 보인다. 거리가 10 cm 일 때 처음으로 계산결과가 측정 결과보다 작아진다. 이는 거리가 멀어질수록 입체각이 작아지고, 에너지가 낮아질수록 감쇠효과가 지수 함수적으로 증가하는 원리가 효율의 계산에 반영되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 검출효율은 고체 각도 및 몬테카를로 코드를 사용하기에 충분함을 입증하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권4호
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• pp.195-201
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• 2002

측방 산란이 상대적으로 많은 6 MeV 전자선에 대하여 세로 자기장에서 반음영의 변화를 몬테칼로 계산을 이용하여 연구하였다. 전자의 물질과의 상호작용 계산에서 외부 자기장의 효과를 반열하기 위하여 자기장에서 전자의 방향변화에 관한 알고리즘을 개발하여 EGS4 시스템에 삽입하였다. 완성된 코드를 이용하여 점선원 기하구조를 설정하고 SSD 100 cm에서 직경 5 cm인 전자선에 대하여 0-3 T의 세로 자기장이 걸려있는 팬텀속 1.5 cm, 2.0 cm, 2.4 cm 깊이에서의 빔 프로파일을 계산하였다. 자기장의 세기에 따른 반음영의 감소를 나타내기 위해 같은 질이에서의 기존 반음영의 폭과 자기장에 의한 반음영 폭의 감소 비로 반음영 감소율(PRR)을 정의하였다. 계산결과 팬텀속 1.5 cm, 2.0 cm, 2.4 cm 깊이에 대하여 자기장의 세기가 2 T인 경우에 PRR은 각각 27%, 36%, 36%로 나타났으며, 3 T인 경우에는 각각 46%, 50%, 50%로 나타났다 0.5 T와 1 T에서는 자기장의 효과가 매우 미약하였다. 이 결과는 6 MeV 전자선의 경우에 2 T 이상의 자기장을 세로방향으로 인가한는 경우에 측방산란된 전자들이 자기장에 의하여 편향되면서 반음영의 폭이 크게 줄어드는 것으로 해석할 수 있다. 결론적으로 전자선치료에서 세로 자기장을 병행하는 경우에 조사면 가장자리의 선량감소가 보상됨으로써 치료효과의 증대를 기대할 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권2호
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• pp.81-89
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• 2003

근접조사용 선원으로 직경이 0.5 mm에 길이 3.5 mm인 Ir-192선원을 고안하고, 선량알고리즘을 개발하였다. 선원을 0.1 mm 두께로 균등분할하고 총 875개의 미소선원으로부터 조직에 도달되는 선량을 계산하고 선량분포를 조사하였다. 선원을 감싸는 캡슐용기의 두께는 0.3 mm이며, 선량기준점인 Ir선원의 Air-kerma strength(S$_{k}$ ) 는 mCi당 4.108U를 얻었으며 선원 측방의 1 cm에서 1.154 Uh$^{-1}$ (1.3167${\times}$$10^{-3}$cGy/mCi-sec)의 조직선량률을 얻었다. Air-kerma strength로부터 조직내 선량률상수(Λ)는 Ir-192에너지 스펙트럼과 실험치인 조직내 산란보정계수를 적용하여 1.154 cGy h$^{-1}$U$^{-1}$ 얻었다. 선량분포의 특성은 선원 축방향으로 56%의 상대선량률을 보였고, 케이블측의 선량감쇠는 50%를 보였다. 마이크로선원의 중심에서 반경 1 cm 주위의 선량분포와 5 cm의 선량분포를 비교한 결과 반경이 큰 경우의 측방선량에 비해 축 방향의 선량이 약 2% 감쇠함을 보았다. 선원자체의 필터효과는 점선원에 비해 88.3%의 선량률을 얻어 약 12%의 감쇠를 보였으며, 캘슐벽의 필터효과는 약 3% 정도로 미미하게 나타났으며 기준점에서 선량필터효과는 약 15.6% 감쇠되는 것으로 나타났다. Ir-192 선원과 같이 에너지가 낮은 선원을 사용하는 경우 선량분포특성에 따라 아프리케이터의 직경을 크게 하여 선원 축 방향의 선량저하를 피할 수 있음을 알 수 있었다.