• 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.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제42권4호
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• pp.275-284
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• 2008

목적: 정상 성인에서 심근의 산소 소모량에 대한 참고범위를 구하고 시간-방사능 곡선(time-activity curve, TAC)에 재순환이 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위하여 재순환 교정법과 수정 단일구획모델을 적용하여 심근 내 산소 소모량을 계산하고자 하였다. 대상 및 방법: 평균연령 $26.3{\pm}4.0$세인 9명의 지원자들에서 925 MBq (25mCi)의 $^{11}C$-Acetate (가천의과학대학교 뇌과학연구소)와 PET/CT (Biograph 6, 독일 지멘스사)를 사용하여 심근 산소 소모량을 계산하였다. 자료의 분석을 위하여 $MATLAB^{(R)}$ v7.1 (Mathworks. Inc., 미국), $Excel^{(R)}$ 2007 (Microsoft, 미국), $SPSS^{(R)}$ v12.0 (Apache Software Foundation, 미국) 등의 소프트웨어들을 사용하였다. PET/CT로 촬영한 영상으로부터 10초마다 12장, 다음 60초마다 5장, 다음 120초마다 3장, 그리고 마지막으로 300초마다 2장 등 0초일 때 1장을 포함하여 총 23개 프레임을 추출하였다. 수정 단일구획모델과 재순환 교정법을 적용하였다. 통계적 분석방법으로 정규성 검정, 분산분석(ANOVA), 사후분석(Post-Hoc analysis) 등을 이용하였고 p값으로 0.05를 적용하였다. 결과: 심근 산소 소모량의 참고범위는 중격 아래벽, 가쪽벽, 앞벽, 전체벽에서 각각 $3.18-4.64\;{\times}\;10^{-4}\;ml/g/sec$, $1.91-3.94\;{\times}\;10^{-4}\;ml/g/sec$, $4.31-6.40\;{\times}\;10^{-4}\;ml/g/sec$, $2.84-4.53\;{\times}\;10^{-4}\;ml/g/sec$ and $3.42-5.00\;{\times}\;10^{-4}\;ml/g/sec$ 등으로 계산되었다. 또한 시간-방사능 곡선의 형태에 관한 기존의 이중적 견해는 결국 재순환된 $^{11}C$-Acetate 때문이며 이 재순환을 교정하면 곡선은 근본적으로 단일 지수함수 형태를 띤다. 결론: $^{11}C$-Acetate 및 3차원 PET/CT로 심근의 산소 소모량을 효율적으로 평가할 수 있으며 안정상태에서는 재순환된 $^{11}C$가 거의 존재하지 않기 때문에 시간-방사능 곡선에 의미 있는 영향을 미치지 않는다..

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권2호
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• pp.91-98
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• 2012

방사선치료 중 내부 장기의 움직임을 확인하고 이를 보정하는 것은 움직이는 종양에 정확히 방사선을 조사하는데 매우 중요한 역할을 한다. 실제 치료 중 획득한 연속촬영 전자조사 문(cine EPID) 영상을 이용해 치료 중 내부 장기 움직임을 추적하는 오프라인 기반 분석 시스템(IMVS, Internal-organ Motion Verification System using cine EPID)을 개발하였고 모형을 이용하여 개발된 시스템의 정확도와 유용성을 평가했다. IMVS는 cine EPID영상을 이용한 내부 장기 움직임 추적을 위해 내부 표지자를 이용한 유형 정합 알고리즘을 이용했다. 시스템의 성능평가를 위해 폐와 폐 종양을 묘사한 인체 모형과 이를 상하(SI, superior-inferior)방향으로 직선 운동시키는 구동 장치와 제어 프로그램을 고안했다. 모형을 4초 주기로 2 cm 직선 운동 시키면서 10 MV X선으로 3.3 fps, 6.6 fps속도로 cine EPID 영상($1,024{\times}768$ 해상도)를 획득했다. 획득된 cine EPID 영상은 IMVS를 이용하여 표적의 움직임을 추적하고 기존 외부 표지자를 이용한 비디오 영상 기반 추적시스템(RPM, Real-time Position Management, Varian, USA)으로부터 얻은 결과와 비교했다. 정량적 평가를 위해 두 시스템으로부터 움직임의 평균 주기(Peak-To-Peak), 진폭과 패턴(RMS, Root Mean Square)을 측정하여 비교했다. RPM과 IMVS로 측정한 폐 종양 모형의 움직임 주기는 각각 $3.95{\pm}0.02$ (RPM), $3.98{\pm}0.11$ (IMVS 3.3 fps), $4.005{\pm}0.001$ (IMVS 6.6 fps) 초로 실제움직임 주기인 4초와 잘 일치했다. IMVS로 획득한 모형 내부장기의 평균 움직임 진폭은 3.3 fps에서 $1.85{\pm}0.02$ cm, 6.6 fps에서 $1.94{\pm}0.02$ cm으로 실제 진폭 2 cm에 비해 각각 0.15 cm (오차 7.5%) 및 0.06 cm (오차 3%)의 차를 보였다. 움직임 신호의 일치성 평가를 위해 측정한 RMS는 0.1044 (IMVS 3.3 fps), 0.0480 (IMVS 6.6 fps)로 계획된 신호와 잘 일치 했다. cine EPID 영상을 이용하여 내부 표지자의 움직임을 추적하는 IMVS는 모형 실험에서 내부 장기의 움직임을 3% 오차 내에서 확인 가능했다. IMVS는 치료 중 내부장기 움직임을 측정하고 이를 사차원 방사선 치료계획과 비교하여 오차를 보정하는데 기여할 것으로 생각된다.