• The Korean Journal of Nuclear Medicine Technology
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• v.21 no.2
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• pp.65-73
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• 2017

Purpose 3D 프린팅 기술은 3D 스캔이나 모델링을 통하여 적측가공 방식으로 제작하는 기공기술로서 금형 없이 직접 생산이 가능하고 빠른 시간 내에 제작이 가능하여 최근 다양한 산업분야에서 본격적으로 적용되고 있다. 3D 프린팅 기술은 의료분야에 있어, 영상의학 및 방사선 치료분야에서 다양하게 활용되고 있지만 핵의학 분야에서는 관련 연구가 미비한 실정이다. 그러므로 본 연구는 기존에 적용되고 있는 핵의학분야 팬텀과 3D 프린팅 기술로 제작된 텀의 특성을 비교하고 적용 가능성을 평가하는데 목적을 두었다. Materials and Methods 방사선 투과도 변화측정 국제기준 팬텀인 알루미늄(Aluminum) 계단 쐐기(step wedge)를 기준($140mm{\times}62mm{\times}35mm$)으로 PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate)와 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)재질로 각각 동일한 크기의 팬텀을 제작하였다. PMMA 팬텀은 핵의학 분야에서 주로 적용되는 팬텀의 성분과 동일한 소재로 제작하였고, ABS 팬텀 제작은 3D 프린팅 기술의 액체 기반형의 SLA(Stereo Lithography Apparatus)기법을 사용하여 제작하였다. 본 연구는 SPECT/CT장비 BrightView XCT(Philips Health Care, Cleveland, USA)를 이용하였다. 영상 획득은 Rectangular Flood phantom(Biodex, New York, USA) $^{99m}TcO_4$ 3, 6 mCi와 $^{57}Co$ lood phantom(adqual, New Hampshire, USA) $^{57}Co$ 20 mCi를 이용하여 Aluminum, PMMA, ABS 팬텀에 대해 60 min 리스트모드(List mode)로 획득하였다. 획득한 영상의 분석을 위해 관심영역(ROI)을 설정하여 각 팬텀의 단계별로 평가하였다. Results 방사선원의 종류 및 방사선량에 따라 ABS 팬텀의 계수치는 PMMA 팬텀의 계수치와 유사한 값을 나타내며, 두께의 증가에 따라 선형적으로 감소하였다. Aluminum, PMMA, ABS 팬텀의 선감약계수를 비교했을 때, Aluminum 팬텀의 선감약계수는 나머지 두 팬텀보다 수치가 높았고, PMMA, ABS 팬텀에서는 근사치의 선감약계수가 나타났다. Conclusion 3D 프린팅 기술로 제작된 ABS 팬텀을 기준으로 PMMA 팬텀은 두께가 증가함에 따른 계수치의 변화가 유사하게 선형적으로 감소하였고, 선감약계수도 근사치로 나타내었다. ABS 팬텀의 핵의학적 적용 가능성을 확인할 수 있었으며, 추후 연구를 통해 세부적인 교정치(correction value)를 적용한다면 활발한 적용이 가능하리라 사료된다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.600-605
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• 1998

체내방사능 측정시스템의 교정인자는 측정결과에 주요한 요인으로 작용한다. 교정인자는 특정 집단으로부터 표준체위와 표준장기를 도출, 이를 기초로 하여 제작한 펜텀으로부터 구하는 것이 일반적인 방법이다. 그러나 팬텀의 기하학적 구조 및 내부장기의 형상은 특정 집단에 따라 다르므로 이로 인한 측정오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 북아메리카 성인남성의 표준자료에 근거하여 제작된 LLNL 팬텀과 일본성인 남성의 표준자료에 근거하여 제작된 JAERI 팬텀을 한국원자럭연구소 폐 카운터를 이용하여 상호비교.분석하였다. 이와 함께 LLNL 팬텀으로 교정된 폐 카운터의 성능시험을 JAERI 팬텀으로 DOELAP 성능시험범주 I, II, III 및 IV에 대해 수행하여 편텀의 구조 및 형상으로부터 발생하는 측정오차를 분석하였다. 비교.분석결과 1.7 cm ~ 3.7 cm 근육등가 가슴벽두께 범위내에서 JAERI 팬텀에 의한 교정인자가 전반적으로 LLNL 팬텀의 것보다 다소 높은 수치를 보였으나 허용수준이었고, 성능시험결과 상대편중은 DOELAP 성능 용인 기준을 만족하였다. 결국 두 팬텀간의 측정오차는 측정 및 체내피폭선량 평가시 수반되는 오차와 비교해 보면 그다지 크지 않은 것으로 결론지울 수 있다. 따라서 LLNL 펜텀으로부터 구한 교정인자를 국내 성인남성의 일상 모니터링에 사용할 경우 측정결과가 다소 과대평가되기는 하나 허용수준으로서 큰 문제가 없는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05d
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• pp.57-62
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• 1996

ANSI N13.32는 손목팬텀과 손가락팬텀에서 말단선량계의 특성조사를 위하여 방향의존성인자를 선량계의 성능평가에 적용하도록 권고하고 있다. 본 연구에서는 말단선량의 정확한 선량평가를 위하여 ANSI N13.32에 제안된 팬텀과 동일하게 모사하고 그 팬텀내의 7mg/$\textrm{cm}^2$ 깊이에서 단일에너지를 가진 광자의 선량당량환산인자 및 방향의존성인자를 MCNP 전산코드를 사용함으로써 계산하였다. 또한 본 연구의 최종목적인 ISO Narrow X-선 빔에 의해 조사된 손가락팬텀에서 선량당량환산인자 및 방향의존성인자를 도출하였다. 전산 수행한 결과 낮은 전압에서 발생된 X-선 빔인 경우, 팬텀의 주축을 따라 수평회전각이 증가할수록 방향의존성인자가 크게 감소하며, 한편 높은 전압에서 생성된 X-선 빔인 경우, 수평회전각이 증가할수록 방향의존성인자간 처음에는 근소하게 감소하지만 90。까지는 증가하고 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• v.28 no.3
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• pp.199-206
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• 2003

Because the MIRD phantom, the representative mathematical phantom was developed for the calculation of internal radiation dose, and simulated by the simplified mathematical equations for rapid computation, the appropriateness of application to external dose calculation and the closeness to real human body should be justified. This study was intended to modify the MIRD phantom according to the comparison of the organ absorbed doses in the two phantoms exposed to monoenergetic broad parallel photon beams of the energy between 0.05 MeV and 10 MeV. The organ absorbed doses of the MIRD phantom and the Zubal yokel phantom were calculated for AP and PA geometries by MCNP4C, general-purpose Monte Carlo code. The MIRD phantom received higher doses than the Zubal phantom for both AP and PA geometries. Effective dose in PA geometry for 0.05 MeV photon beams showed the difference up to 50%. Anatomical axial views of the two phantoms revealed the thinner trunk thickness of the MIRD phantom than that of the Zubal phantom. To find out the optimal thickness of trunk, the difference of effective doses for 0.5 MeV photon beams for various trunk thickness of the MIRD phantom from 20 cm to 36 cm were compared. The optimal thunk thickness, 24 cm and 28 cm for AP and PA geometries, respectively, showed the minimum difference of effective doses between the two phantoms. The trunk model of the MIRD phantom was modified and the organ doses were recalculated using the modified MIRD phantom. The differences of effective dose for AP and PA geometries reduced to 7.3% and the overestimation of organ doses decreased, too. Because MIRD-type phantoms are easier to be adopted in Monte Carlo calculations and to standardize, the modifications of the MIRD phantom allow us to hold the advantage of MIRD-type phantoms over a voxel phantom and alleviate the anatomical difference and consequent disagreement in dose calculation.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 2002.05a
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• pp.389.1-389
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• 2002

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.17 no.6
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• pp.985-991
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• 2023

A tissue-equivalent phantom is necessary for quality control of hyperthermia therapy. However, since there is no phantom for this purpose, phantoms made from agar are being used in various studies. The tissue-equivalent properties of the agar phantom were confirmed by comparison with the tissue-equivalent material bolus in this study. CT images of the agar phantom and bolus were acquired, and tissue equivalent characteristics were analyzed with image analysis and dose calculation using a computerized radiation therapy planning system. The average pixel value was 96.960±10.999 in bolus, 108.559±8.233 in 3% agar phantom, and 111.844±8.651 in 4% agar phantom. Using the SSD technique, 100 cGy was prescribed at a depth of 1.5 cm and 6 MV X -ray was set to irradiated to 10x10 cm2, and the absorbed dose according to depth was calculated from the central axis of the beam. The intraclass correlation coefficient of dose distribution of bolus, 3% agar phantom, and 4% agar phantom was 0.979 (p<.001, 95%CI .957-.991). The density (g/cm3) at the point where the absorbed dose was calculated was 0.990±0.020 at the bolus, 1.018±0.020 at the 3% agar phantom, and 1.035±0.024 at the 4% agar phantom. In this study, the internal density distribution and uniformity of the agar phantom were confirmed to be appropriate as a tissue equivalent material by analysis of CT images and a computerized radiation therapy planning system.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.12 no.3
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• pp.427-433
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• 2018

Because of the expectation of the non-invasive treatment effect, Various studies on the treatment of varicose veins using focused ultrasound are reported. In this study, the bio-tissue phantom and tissue equivalent phantom that can be applied to estimation of ultrasonic varicose veins treatment effect. Each phantom was evaluated for its usefulness by evaluating the acoustic characteristics and the shrinkage rate according to the ultrasonic irradiation. A multi-layer structure phantom with three layers of skin, fat, and muscle was constructed considering the structure of the tissue where the varicose veins occurred. The materials constituting each layer were made to have characteristics similar to human body. In addition, the multi-layered phantoms with blood vessel mimic tube, with bovine blood vessel, and with animal tissue were fabricated. The degree of shrinkage of blood vessel mimic material and vascular tissue according to ultrasonic irradiation was evaluated using B-mode image. As the results of this study, it was thought that the proposed phantom could be used effectively in the evaluation of ultrasonic varicose veins treatment. In addition, it is thought that these phantoms could be applied to the development of varicose vein treatment device using the focused ultrasound and the verification of the therapeutic effect.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.10b
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• pp.484-485
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• 2008

초음파는 의학적 진단 및 치료의 목적으로 널리 사용되어 왔다. 일반적으로, 초음파 조사의 생물학적 무해성은 많은 연구를 통하여 보고되었으나, 최근 초음파 집속을 통한 강력 초음파의 사용에 대한 열적 안전성 평가가 중요한 요소로 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 강력 집속 초음파의 전달 에너지와 열적 분포를 측정하여 안전성 평가에 활용 가능한 초음파 열분포 팬텀을 제안하였다. 온도 분포 측정용 팬텀은 초음파 조직유사 팬텀 재료인 한천을 이용하였으며, 음향학적 특성의 유사성을 평가하였다. 온도 효과를 측정하기 위하여 $3{\times}3$의 형태로 온도 센서를 팬텀 내부에 배열하여 초음파 조사에 따른 온도 분포를 측정하였고 온도 측정을 위한 시스템을 개발하여, 초음파 가열 실험을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 초음파 온도 분포 측정용 팬텀의 유용성을 확인하였으며, 온도 분포용 팬텀을 통한 강력 집속 초음파 장비의 열적 성능 평가에 적용 될 수 있을 것으로 사료되었다.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.11 no.5
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• pp.371-377
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• 2017

General phantom for practical X-ray photography Practical phantom is an indispensable textbook for radiology, but it is difficult for existing commercially available phantom to be equipped with various kinds of phantom because it is an expensive import. Using 3D printing technology, I would like to make the general phantom for practical X-ray photography less expensive and easier. We would like to use a skeleton model that was produced based on CT image data using a 3D printer of FDM (Fused Deposition Modeling) method as a phantom for general X-ray imaging. 3D slicer 4.7.0 program is used to convert CT DICOM image data into STL file, convert it to G-code conversion process, output it to 3D printer, and create skeleton model. The phantom of the completed phantom was photographed by X - ray and CT, and compared with actual medical images and phantoms on the market, there was a detailed difference between actual medical images and bone density, but it could be utilized as a practical phantom. 3D phonemes that can be used for general X-ray practice can be manufactured at low cost by utilizing 3D printers which are low cost and distributed and free 3D slicer program for research. According to the future diversification and research of 3D printing technology, it will be possible to apply to various fields such as health education and medical service.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.29 no.4
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• pp.368-373
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• 2009

A human tissue mimicking phantom is constructed to assess the performance of a medical ultrasound elasticity imaging system. In a human body, the tumor or cancer is stiffer than its surrounding normal tissue. A technique fur imaging the elasticity of such a tissue is referred to as elastography. Homogeneous elasticity phantoms with differing Young's moduli are constructed using a plastic hardener and softener to simulate the mechanical characteristics of a diseased human tissue. The Young's modulus of the fabricated homogeneous phantom materials were measured from 11.1 to 79.6 kPa depending on the mixing ratio of the amount of the hardener to that of the softener. An ultrasound lesion mimicking phantom was made of these materials, and ultrasound elasticity imaging was performed on it. It is confirmed in this paper that the fabricated plastic-based elasticity phantom is useful in representing the elastic characteristics of a human tissue.