• 제목/요약/키워드: 폐 영역 분할

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소동물 폐종양의 정량적 개선을 위한 내부 움직임 평가 (Estimation of Internal Motion for Quantitative Improvement of Lung Tumor in Small Animal)

  • 유정우;우상근;이용진;김경민;김진수;이교철;박상준;유란지;강주현;지영훈;정용현;김병일;임상무
    • 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.

한방 소아 폐질환 진단기기 개발을 위한 얼굴 색상 분석 (Face Color Analysis for Development of Oriental Medicine Baby Lung Disease Diagnosis Tools)

  • 김봉현;조동욱;이세환
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2006년도 추계학술발표대회
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    • pp.105-108
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    • 2006
  • 소아의 경우 의사소통이 불완전하므로 자신의 건강 상태를 정확히 표현할 능력이 없거나 떨어진다. 따라서 소아에 대한 의학적 판단에 기초한 기술적 방법의 제시가 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 소아 건강 상태를 측정할 수 있는 한방 4대 진단 방법 중에서 망진을 이용하여 소아 질환 진단기기를 개발하고자 한다. 특히 호흡과 관련된 중요 인체 부위로 폐 질환에 대한 망진기기를 개발하기 위한 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해 본 논문에서는 소아 얼굴을 입력 받아 얼굴 영역에 대한 분할을 하고 폐장과 관련된 명당 부위를 추출한다. 추출한 소아 영상에서 색상 분석을 행하여 객관적이며 시각적인 데이터를 가지고 소아 폐질환 진단기기를 개발하고자 한다. 최종적으로 소아 폐질환자와 정상인의 비교, 분석을 통해 제안한 방법의 유용성을 입증하고자 한다.

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폐암 방사선 치료 시 Hybrid-Volumetric Modulated Arc Therapy의 유용성 평가 (The Evaluation of Hybrid-Volumetric Modulated Arc Therapy for Lung Cancer Radiation Therapy)

  • 이건호;강효석;최병준;박상준;정다이;이두상;안민우;전명수
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.19-26
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    • 2017
  • 목 적: 폐에서 VMAT치료는 연속적으로 회전을 하면서 방사선을 조사하므로 정상적인 폐에 저 선량을 증가시킨다. 이로 인해 방사선 부작용 중 방사선 폐렴의 발생률이 증가 할 수 있다. 본 연구에서는 방사선 폐렴의 발생 확률 증가 원인이 되는 폐의 저 선량 영역의 방사선을 줄일 수 있는 H-VMAT 방법을 적용하여 치료를 받은 환자를 대상으로 치료계획별 폐의 저 선량 영역과 주변 정상장기들에 전달되는 방사선량을 비교 분석하여 H-VMAT의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 폐암방사선 치료 환자 중 H-VMAT 방법을 적용한 환자 25명을 대상으로 하였으며, 치료 계획용 용적의 처방선량은 총 선량 44 Gy를 22회 분할 조사로 적용하였다. 각 환자마다 Conventional RT, VMAT, H-VMAT 방법으로 계획을 진행하였다. Conventional RT는 치료계획용적의 크기, 위치, 모양 및 주변장기들의 위치를 고려하여 4~5개 조사야로 치료계획을 진행하였고, VMAT 치료계획의 경우는 $360^{\circ}$를 2번 회전하는 방법과 $180^{\circ}$를 2~3회 회전하는 방법으로 계획하였다. H-VMAT은 폐의 선량 및 주변 장기의 허용선량을 고려하여 VMAT 치료계획에서 2개의 고정조사야를 추가 하여 계획하였다. 결 과: 폐선량은 비소세포성폐암에서 치료계획용적을 제외한 폐의 $V_5$, $V_{10}$은 H-VMAT이 $55.40{\pm}13.39%$, $32.05{\pm}11.37%$로 가장 낮았고, 소세포성폐암에서도 $V_5$, $V_{10}$의 값은 $64.32{\pm}16.15%$, $35.50{\pm}9.91%$로 가장 낮았다. 비소세포성폐암에서 VMAT의 척수 선량은 $21.15{\pm}4.02Gy$로 다른 치료방법과 비교하여 최대 7.94 Gy 차이만큼 낮은 선량이 전달되었고, 소세포성폐암에서는 $19.72{\pm}1.82Gy$로 가장 낮은 선량을 보였다. 심장의 $V_{20}$은 H-VMAT와 VMAT의 비교 결과 VMAT이 최대 16.2 % 더 낮은 값을 보이기도 하였다. 식도에 전달되는 평균선량 역시 소세포성폐암과 비소세포성폐암에서 $17.44{\pm}2.04Gy$, $17.84{\pm}9.20Gy$로 VMAT이 가장 낮았다. 결 론: 주변 정상 장기 선량의 값을 비교해 보았을 때, VMAT에서는 심장, 식도, 척수 등에서 나머지 치료계획보다 더 적은 선량이 전달되는 것을 알 수 있었다. 하지만 척수를 제외한 나머지 장기에서는 H-VMAT과 큰 차이를 보이지 않았다. H-VMAT은 일부 정상 장기의 선량이 증가하였지만 허용선량을 초과하지 않았다. 그리고 폐의 $V_5$, $V_{10}$에서 낮은 값을 보였다. Conventional RT, VMAT, H-VMAT을 비교하였을 때 심장, 식도, 척수 등에 전달되는 선량이 부작용을 발생시킬 수 있는 선량보다 적다면 폐의 저 선량 영역의 장점을 보이는 H-VMAT 방법을 적용함으로써 방사선폐렴의 발생률을 낮출 수 있을 것이라고 사료된다.

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목질(木質) 어항(漁港) 폐기물(廢棄物)을 원료(原料)로 한 황산(黃酸)에 의한 활성탄(活性炭) 제조(製造) (Production of Activated Carbon from Woody Fishing Port Wastes Using Sulfuric Acid as Activating Agent)

  • 김동수;이정언
    • 자원리싸이클링
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    • 제15권2호
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    • pp.50-57
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    • 2006
  • 해양에서 발생하는 목질 폐기물의 재활용 방안의 일환으로 폐 어류 상자를 원료로 활성탄을 제조하는 방안을 검토하였다. 폐 황산을 활성화제로 하여 온도에 따른 활성탄의 흡착능의 변화를 검토한 결과 실험조건에서 $650^{\circ}C$부근에서 최대의 흡착능이 관찰되었으며 이보다 온도가 상승할 경우 열적 분해로 인해 흡착능이 감소하는 것으로 나타났다. 활성시간은 약 120분 정도가 적절한 것으로 파악되었으며 $550^{\circ}C$ 및 60분의 활성화 조건에서 원료 물질과 활성화제의 무게비가 1:3의 조건일 때 최대 흡착능이 관찰되었다. 활성화 조건은 황산의 농도가 1.2M일 때 최적인 것으로 조사되었으며 활성화제의 종류에 따른 활성능을 비교한 결과 황산은 질산에 비해 활성탄의 흡착능면에 있어서는 그 효과가 더욱 큰 것으로 파악되었으나 수율에 미치는 영향은 두 경우 뚜렷한 차이가 없는 것으로 나타났다. 제조된 활성탄은 중성 영역에서 분산도가 높은 것으로 관찰되었으며 전 pH 영역에 걸쳐 음의 전하를 띠는 것으로 파악되어 금속 이온 함유 폐수에 효과적인 흡착제로 사용될 수 있을 것으로 사료되었다.

비디오 흉강경을 이용한 자연성 기흉 수술 (Video Assisted Thoracic Surgery of Spontaneous Pneumothorax)

  • 류지윤;김승우;조광현
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제30권5호
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    • pp.512-516
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    • 1997
  • 자연성 기흉은 흉부외과 영역에서 흔히 접하게되는 질환으로 대부분의 경우 폐쇄식 흉강삽관술로 잘 치료 되지만 높은 재발율과 지속적인 공기누출로 인한 폐의 팽창부전등의 이유로 개흉술을 시행해야 하는 경우가 많다. 이러한 경우 개흉술로 인한 수술후 통증, 창상감염, 큰 절개흉터등의 문제가 남게되는데 이러한 문제를 해결하는데 효과적인 비디오 흉강경 수술이 현재 각광을 받고 있다. 본 인제대학교 부산백병원 흉부외과학 교실에서는 최근 3년간 자연성 기흉 환자 66명에 대해 비디오 흉강 경을 이용한 수술을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 남녀 비는 63:3으로 남자가 절대적으로 많았으며 연령별로는 10대후반이 36명으로 전체의 55%를 차지하였다. 발생부위는 우측이 30례, 좌측이 36례 였으며 내원시 임상증상은 흉통, 호흡곤란, 흉부 불쾌감 순이였다. 수술적응증으로는 재발성이 36례로 대부분을 차지하였고 기흉 발생후 흉부 X-선상에서 기포가 보인 경우가 15례 였으며 흉관 삽관후 지속적인 공기 누출로 폐 팽창이 않된 경우가 10례였으며, 환자 본인이 수술을 원 하였던 경우가 5례였다. 기포를 포함한 폐부분 절제술을 시행한 경우\ulcorner 2례였고 폐부분 절제술과 더불어 늑막유착술을 동시에 시 행한 경우가 59례로 대부분을 차지하였다. 명백하게 폐기포를 발견할 수 없었던 5례에서는 늑막유착술만을 시행하였다 슬후 합병증은 4례에서 재발성 기흉이 발생하였고 무기폐와 폐렴 Ifl, 투관침 삽관부위 출혈이 1례 발생하였으나 모두 적절한 치료로 해결되었다. 흉강경을 이용한 자연성 기흉 수술은 여러 가지 장점이 많은 효과적인 수술방법으로 사료되어지며 기타 다른 흉부질환에 있어서도 그 적응증이 더욱 늘어나고 앞으로 더욱 발전될 전망이다.

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신경회로망을 이용한 흉부 X-선 영상에서의 폐 영역분할 (Lung Area Segmentation in Chest Radiograph Using Neural Network)

  • 김종효;박광석;민병구;임정기;한만청;이충웅
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1990년도 춘계학술대회
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    • pp.33-37
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    • 1990
  • In this paper, a new method for lung area segmentation in chest radiographs has been presented. The movivation of this study is to include fuzzy informations about the relation between the image date structure and the area to be segmented in the segmentation process efficiently. The proposed method approached the segmentation problem in the perspective of pattern classification, using trainable pattern classifier, multi-layer perceptron. Having been trained with 10 samples, this method gives acceptable segmentation results, and also demonstrated the desirable property of giving better results as the training continues with more training samples.

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전위모델 을 이용한 2차원 응력해석 (2-D Stress Analysis by a Dislocation Model)

  • 구인회
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.10-17
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    • 1985
  • 본 논문의 목적은 앞서의 크랙대신 2차원 탄성문제의 경계를 따라 절편적인 전위(discrete edge dislocation)를 분포시켜 경계응력과 평형을 이루는 전위벡타의 크기를 얻고 이들로 부터 영역내 임의의 점에서 응력을 얻는데 있다. 크랙에 대한 전위이론의 적용에서와는 달리 여기서는 경계가 폐곡선을 이루므로 이에따른 전위분 포 방법이 논의 되었다. 또한 이 방법의 실용성을 알기위해 4가지 경우에 적용되 어 얻어진 수치해의 특성이 개별적으로 검토 되었다. 이들 경우에 대해서는 전위 분포법이 유한요소법에 비해 효율적이었다. 이 방법의 확장, 개선점, 일반적인 평 가 특히 계산능률면에서 다른 수치적 방법과의 광범위한 비교평가등이 앞으로 연구될 수 있는 과제라고 판단된다.

폐 농업용 비닐 수지에서 연료유 생성을 위한 원료 수지의 열분해반응에서 칼슘계 촉매의 영향 (The Effects of Calcium-type Catalysts on the Pyrolysis Reaction of Raw Material Resin for Producing from Waste Vinyl to Fuel-oil)

  • 박영철;최주홍;조태호
    • 에너지공학
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    • 제17권1호
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    • pp.8-14
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    • 2008
  • 폐 농업용 비닐을 이용한 연료유 생산 공정을 위한 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지에 대한 열분해 반응 실험을 하였다. 질소 분위기에서 상온에서 $650^{\circ}C$까지의 비등온 조건에서의 열분석기(열중량분석기, 시차주사열량계)와 $420^{\circ}C$의 배치형 반응기에서 무촉매반응과 소성 백운석,소성 석회석, 소성 굴껍질 등의 칼슘계 촉매를 사용한 열분해가 행하여졌다. TGA 실험에서 가열속도에 따라서 LDPE의 열분해 개시온도는 $330{\sim}360^{\circ}C$로 변화되었다. EVA 수지는 $300{\sim}400^{\circ}C$의 1차분해영역과 $425{\sim}525^{\circ}C$의 2차분해 영역에서 열분해 되었다. LDPE 수지에 10% 칼슘계 촉매 첨가 시 소성백운석 첨가가 반응 속도를 증가시켰다. EVA 수지 열분해 실험에서는 칼슘계 촉매 첨가가 열분해 반응을 다소 지연시켰다. DSC 실험에서 칼슘계 촉매는 LDPE 수지 원료의 융해개시온도는 다소 낮추었지만 융해열에 대하여는 영향이 없었다. 소성백운석 첨가 시 열분해열을 20% 정도 감소시켰다. 회분식 반응기에서 소성백운석과 소성 석회석 첨가 시 연료유 생성 수율을 높였으나, 생성 연료유 내의 탄소 수 분포에는 큰 영향이 없었다.

$[^{18}F]FDG$ 소동물 PET과 CT를 이용한 폐 전이 종양 마우스 모델의 영상화 (Imaging of Lung Metastasis Tumor Mouse Model using $[^{18}F]FDG$ Small Animal PET and CT)

  • 김준엽;우상근;이태섭;김경민;강주현;우광선;정위섭;정재호;천기정;최창운;임상무
    • 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.

영상기반 방사성동위원소 흡수선량 평가 (Image-based Absorbed Dosimetry of Radioisotope)

  • 박용성;이용진;김욱;지영훈;김근배;강주현;임상무;우상근
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제27권2호
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    • pp.86-92
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    • 2016
  • 디지털 팬텀을 사용한 선량평가 방법은 일반화된 장기에 대해서만 평가가 가능하여 종양에 대한 선량평가가 불가능하다. 이에 본 연구에서는 몸통 팬텀에 방사성동위원소를 주입하고 실제 측정된 CT 영상을 기반으로 장기와 종양에 대하여 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 S-value를 계산함으로써 장기와 종양에 대한 흡수선량을 평가하고자 하였다. 몸통 팬텀은 폐, 간, 척추, 실린더로 구성되어 있으며 구 모형 팬텀을 이용하여 종양을 모사하였다. 방사성동위원소의 실제 선량 측정은 방사성동위원소 Cu-64 73.85 MBq 주입된 몸통 팬텀에 유리선량계(glass dosimeter)를 삽입하여 방사성동위원소의 선량을 측정하였다. 몬테카를로 시뮬레이션을 위한 몸통 팬텀의 각 영역 정보는 Cu-64가 주입된 몸통 팬텀을 이용하여 PET/CT 영상을 획득하고 CT영상의 해부학적 정보를 우선으로 평균값과 매뉴얼로 각 장기 및 종양을 영역별로 분할하여 제공하였다. 방사성동위원소의 영역별 잔류시간은 PET 영상에서 분할된 영역을 기반으로 시간변화에 따라 Cu-64 방사능량을 측정하여 계산하였다. 각 영역의 S-value는 몬테카를로 시뮬레이션에 입력된 공간상의 좌표, 복셀 크기, 밀도정보를 사용하여 계산하였다. 흡수선량 평가는 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 선량분포를 계산하였으며 각 영역별로 미치는 S-value와 잔류시간을 이용하여 계산하였다. 각 영역에서의 흡수선량은 간에서 4.52E-02 mGy/MBq, 종양1에서 4.61E-02 mGy/MBq, 그리고 종양2에서 5.98E-02 mGy/MBq으로 평가되었다. 유리선량계로 측정된 선량 값과 시뮬레이션을 통해 계산된 선량 값의 차이는 평균 12.3% 이내의 차이를 보였다. 본 연구결과는 다양한 크기와 위치에 대하여 영상기반 선량평가의 적용가능성을 제시하였다.