• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권4호
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• pp.343-350
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• 2021

3D printing technology is an additive manufacturing technology produced through 3D scanning or modeling method. This technology can be produced in a short time without mold, which has recently been applied in earnest in various fields. In the medical field, 3D printing technology is used in various fields of radiology and radiation therapy, but related research is insufficient in the field of nuclear medicine. In this study, we compare the characteristics of traditional nuclear medicine phantom with 3D printing technology and evaluate its applicability in clinical trials. We manufactured the same size phantom of poly methyl meta acrylate(PMMA) and acrylonitrile butadiene styrene(ABS) based on the aluminum step wedge. We used BrightView XCT(Philips Health Care, Cleveland, USA) SPECT/CT. We acquired 60 min list mode for Aluminum, PMMA and ABS phantoms using Rectangular Flood Phantom (Biodex, New York, USA) ^99mTcO₄ 3 mCi(111 MBq), 6 mCi (222MBq) and ⁵⁷Co Flood phantom(adq, New Hampshire, USA). For the analysis of acquired images, the region of interest(ROI) were drawn and evaluated step by step for each phantom. Depending on the type of radioisotope and radiation dose, the counts of the ABS phantom was similar to that of the PMMA phantom. And as the step thickness increased, the counts decreased linearly. When comparing the linear attenuation coefficient of Aluminum, PMMA and ABS phantom, the linear attenuation coefficient of the aluminium phantom was higher than that of the others, and the PMMA and ABS phantom had similar the linear attenuation coefficient. Based on ABS phantom manufactured by 3D printing technology, as the thickness of the PMMA phantom increased, the counts and linear attenuation coefficient decreased linearly. It has been confirmed that ABS phantom is applicable in the clinical field of nuclear medicine. If the calibration factor is applied through further research, it is believed that practical application will be possible.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제42권6호
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• pp.441-446
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• 2019

The purpose of this paper is to recognize the usefulness of the Phantom produced with 3D printing technology by reproducing the original phantom with 3D printing technology. Using CT, we obtained information from the original phantom. The acquired file was printed by the SLA method of ABS materials. For inspection, SPECT/CT was used to obtain images. We filled the both Phantom with a solution mixed with ^99mTcO4 1 mCi in 1 liter of water and acq uired images in accordance with the standard protocol. Using Image J, the SNR for each slice of the image was obtained. As a reference images, AC images were used. For the analysis of acquired images, ROI was set in the White mater and Gray mater sections of each image, and the average Intensity Value within the ROI were compared. According to the results of this study, 3D printed phantom's SNR is about 0.1 higher than the conventional phantom. And the ratio of Intensity Value was shown in the original 1 : 3.4, and the printed phantom was shown to be 1 : 3.2. Therefore, if Calibration Value is applied, It is assumed that it can be used as an alternative to the original.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제16권4호
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• pp.254-258
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• 2016

In this paper, a brain phantom for evaluating brain stroke localization is proposed. To evaluate brain stroke localization, a phantom imitating three-dimensional (3D) simulation environment is needed. Mold for the proposed phantom was printed by a 3D printer and the interior of the phantom consists of 5 different brain tissue materials. Each of the brain tissue materials has the conductivity and permittivity similar to those of the International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) standards for a frequency band from 0.5 to 2 GHz.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.371-377
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• 2017

일반 X선 촬영 실습용 팬텀은 방사선학과에 없어서는 안 되는 중요한 교재나 기존의 시판되는 팬텀은 고가의 수입품이기에 다양한 종류의 팬텀을 갖추는 것이 어렵다. 3D 프린팅 기술을 활용해 일반 X선 촬영 실습용 팬텀을 더욱 저렴하고 간편하게 제작해 보고자 한다. CT 영상 데이터를 기반으로 제작한 골격 모형을 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식의 3D printer를 이용해 출력한 골격 모형을 일반 X선 촬영 실습용 팬텀으로써 사용해 보고자 한다. 3D slicer 4.7.0 프로그램을 이용해 CT DICOM 영상 데이터를 STL 파일로 변환하고 G-code 변환 과정을 거쳐 3D 프린터로 출력하여 골격 모형을 제작한다. 완성된 팬텀을 X선 촬영, CT 촬영하여 실제 의료 영상, 시판되는 팬텀과 비교해 본 결과 실제 의료영상과 골 밀도 등의 세부적인 차이가 존재하였으나 실습용 팬텀으로써 활용할 수 있다고 판단되었다. 저가화되어 보급된 3D 프린터와 연구용으로 무료 배포된 3D slicer 프로그램을 활용하여 저렴하면서도 일반 X선 촬영 실습에 사용하는 것이 가능한 팬텀을 제작할 수 있었다. 앞으로의 3D 프린팅 기술의 다양화와 연구에 따라 보건 교육, 의료 서비스 등 여러 분야에 적용하는 것이 가능할 것이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.234-238
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• 2011

온보드영상장치(OBI)를 사용하고 있는 콘빔CT(CBCT)를 이용하여 인체 팬텀 자세 및 위치와 모의치료시 인체 팬텀 자세 및 위치를 비교하여 CBCT의 3D 타깃 위치의 유용성을 평가하고자 한다. 실제방사선 치료와 동일한 과정으로 모의 치료계획을 하기 위해서 인체 팬텀(The Rando Phantom) 을 set up 한다. 기준점에 놓인 인체팬텀에서 CBCT를 이용하여 평행이동 및 회전이동 하였다. 이때 얻어진 영상들의 위치 차이에 대한 평균 및 편차를 인체 팬텀의 실제 이동 값과 비교하였다. 실험은 10회씩 반복하여 오차의 표준 편차를 구하였다. CBCT로 획득한 영상과 모의치료 시 획득한 CT영상을 비교하는 3D/3D 매칭에서 평균 setup의 residual error의 평균 및 표준편차는 lateral $0.2{\pm}-0.2$ mm, longitudinal $0.4{\pm}0.3$ mm, vertical $-0.4{\pm}0.1$ mm 로 각각 0~4 mm의 범위 이내로 나타났다. 모의실험 된 회전 내용은 $0.4{\pm}0.2$ mm, $0.3{\pm}0.3$ mm, 그리고 $0.3{\pm}0.4$ mm이다. 회전에 의한 error는 $0{\sim}0.6^{\circ}$ 범위이다. 인체 팬텀을 이용한 CBCT 3D/3D 매칭은 모의 치료 시와 환자 치료 시 정확한 정합을 함으로써 error를 최소화 하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제27권4호
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• pp.49-54
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• 2004

목 적 : X-선을 이용한 유방촬영술에서 영상수용시스템과 현상시스템에 따른 화질 관리를 하고자 phantom을 이용하여 영상의 유용성을 평가하는데 있다. 실험방법 : 동일한 유방촬영장치를 이용하고 (모든 조건 동일) 영상수용시스템인 필름/증감지와 현상시스템을 control 그룹과 4개의 그룹으로 분류 실험하였다. Control group은 영상수용시스템(A사의 편면증감지, 편면필름), 자동현상시스템(A사의 mammo용 자동현상기), 현상액등(A사의 mammo용 자동현상액)의 시스템이 동일하며 A group은 영상수용시스템이 다르고(A사의 양면증감지, 양면 필름으로 mammo용이 아니고 일반촬영용임) 자동현상시스템, 현상액등의 시스템 동일하며 B group은 영상수용시스템 동일, 자동현상시스템, 현상액등의 시스템이 다르며(B사의 자동현상기이며 일반촬영용) C group은 영상수용시스템 및 자동현상시스템 현상액시스템이 다르며(A사의 양면증감지, 필름의 조합과 B사의 일반촬영용 자동현상기 및 현상액), D group은 영상수용시스템 동일, 수동현상의 경우로 실험하였다. 결 과 : phantom 1에서 평가항목은 3개였으며 32점 중에서 control 그룹은 29점, A 그룹은 25점, B 그룹은 16점, C 그룹은 11.5점, D 그룹은 28.5로 B, C 그룹을 제외하고 우수한 화질을 표현 할 수 있는 시스템이었다. phantom 2에서는 평가항목은 4개였으며, 38점 중에서 control 그룹이 38점, A 그룹은 30점, B 그룹은 16, C 그룹은 12.5, D 그룹은 37점을 각각 얻었으며 phantom 2에서도 B, C 그룹은 화질이 불량한 촬영시스템으로 나타났다. 결 론 : phantom 1, 2 촬영에서 얻어진 유방촬영시스템에서 화질에 영향을 미치고있는 인자는 모든 촬영인자에서 가지고는 있지만 이중에서도 시스템에 대한 것으로는 영상수용시스템과 현상시스템 등이 화질에 대한 영향이 크게 미치고 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제41권4호
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• pp.147-153
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• 2020

This study was to evaluate the usability of self-developed phantom for evaluating automatic exposure control (AEC) using three-dimensions (3D) printer. 3D printer of fused deposition modeling (FDM) type was utilized to make the self-developed AEC phantom and image acquisitions were conducted by two different type of scanners. The self-developed AEC phantom consisted of four different size of portions. As a result, two types of phantom (pyramid and pentagon shape) were created according to the combination of the layers. For evaluating the radiation dose with the two types of phantom, the values of tube current, computed tomography dose index volume (CTDIvol), and dose length product (DLP) were compared. As a result, it was confirmed that the values of tube current were properly reflected according to the thickness, and the CTDIvol and DLP were not significantly changed regardless of AEC functions of different scanners. In conclusion, the self-developed phantom by using 3D printer could assess whether the AEC function works well. So, we confirmed the possibility that a self-made phantom could replace the commercially expensive AEC performance evaluation phantom.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.109-115
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• 2017

본 연구의 목적은 128 MDCT(Multi-detector computed tomography)의 CareDose 4D 선량감소 효과와 임상적 유용성을 평가하고자 시행되었다. Phantom과 임상 복부 검사 연구라는 두 가지 방법을 통해 128 MDCT CareDose 4D 시스템 적용 전후의 피사체 피폭선량과 영상 평가를 실시하였다. Phantom 연구에서는 CareDose 4D 적용 전후의 두 그룹에 대하여 중앙과 3, 6, 9, 12시의 방향으로 ROI(Region of interest)를 위치시켰고, 임상 연구에서는 간의 각 8구획에 대하여 CareDose 4D 적용 전 후 두 그룹에 대하여 ROI를 위치하여 CT Number, Noise, DLP(Dose length product)선량을 측정하였다. 측정결과 Phantom 및 임상연구에서 CT Number는 적용 전 후 값에 차이가 없었고(p>.05), 선량관련 CTDIvol(CT dose index volume) 측정값 및 유효선량은 CareDose 4D 적용 후가 낮았다 (p<.05). 결론적으로 CareDose 4D를 사용하면 영상의 화질을 저하시키지 않고 최적의 영상정보를 획득하면서 환자 선량이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권4호
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• pp.607-614
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• 2016

토모를 이용한 회전 방사선치료 시 2차원적인 선량분포 평가 대신 3차원적 선량분포 평가의 필요성에 관하여 연구하였다. 토모 치료 부위의 정확한 선량분포를 측정하기 위하여 RANDO phantom을 이용하였으며, 평가 대조군으로 gafchromic EBT2 필름의 선량분포와 3차원 체적팬텀인 ArcCHECK phantom을 이용하여 3차원적인 선량분포를 gamma correction(3%/3 mm, 2%/2 mm)으로 평가하였다. 팬텀에 대한 치료 영역은 각각 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3 cm로 설정하였으며, 처방선량을 1,200 cGy로 하여 5회씩 선량을 조사하였다. Gafchromic EBT2 필름을 이용한 절대선량 측정 시 평균오차는 $0.76{\pm}0.59%$이었으며, ArcCHECK phantom을 이용한 절대선량 측정 시 평균오차는 $1.37{\pm}0.76%$로 나타났다. 선량분포의 평가에서 gafchromic EBT2 필름인 경우 gamma correction(3%/3 mm)은 평균 $97.72{\pm}0.02%$, ArcCHECK phantom인 경우 평균 $99.26{\pm}0.01%$로 측정되었다. 또한 gafchro mic EBT2 필름에서 gamma correction(2%/2 mm)의 평균은 $94.21{\pm}0.02%$이며, ArcCHECK phantom에서는 평균은 $93.02{\pm}0.01%$로 측정되었다. 토모치료를 이용한 환자 DQA에서 3차원 체적팬텀인 ArcCHECK phantom을 이용한 선량분포 평가가 cheese phantom을 이용한 선량분포 평가에 비하여 치료영역 주변부에 대한 정확한 측정과 실시간 평가가 가능하므로 환자의 치료가 보다 더 정확하고 빨리 이루어질 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제21권1호
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• pp.33-39
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• 2009

목 적: 온보드 영상장치(OBI) 및 콘빔 CT (CBCT)를 이용하면 치료실에 위치한 환자의 자세 및 위치와 모의치료(SIMULATION) 시점의 환자의 자세 및 위치를 비교할 수 있다. Detected offsets은 실제로 적용된 인체팬톰(Rando phantom) 위치의 오차와 비교되어 진다. 이후, 인체 팬톰은 detected 오차에 근거하여 couch를 움직여 위치선정 되었다. 또한 인체팬톰 위치 결정의 실측값과 이론값 오차값들을 비교하였으며, OBI를 사용하고 있는 KV X선영상의 2D와 CBCT의 3D 타켓 위치 정확성 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 신체 내부 구조가 모사된 팬톰(The Rando Phantom, Alderson Resarch Laboratories Inc. Stamford. CT, USA)을 사용하여 실제방사선 치료와 동일한 과정을 따라 모의치료(SIMULATION) 및 치료계획(RTP)을 시행한 후 치료 데이블 위에 인체 팬톰을 셋업한다. 정확히 위치가 재현된다고 가정되는 인체팬톰에 대해 3가지 방법으로 실험을 했는데 X, Y, Z축의 변화에 따라 셋업 오차를 측정했고 각각의 실험은 10회씩 반복되어 오차의 표준 편차를 구했다. DigiPas DWL-80G는 기울기의 각을 결정하기 위해 사용하였으며, 2D/2D 및 3D/3D정합의 실측치와 측정치를 비교 분석 하였다. 결 과: 온보드 영상장치로 획득한 정면 및 측면 kv x선 영상과 모의치료시 디지털 재구성 기준영상과의 2차원/2차원 정합시, 팬톰의 X, Y, Z 편차 평균값은 lat 0.12 cm, long -0.66 cm, vert 0.07 cm이며, 각도의 변화를 주었을 때 편차의 평균값은 lat -0.5 cm, long -0.3 cm, 팬톰의 몸을 약간 튼 상태에서의 편차 평균값은 각각 lat -0.5 cm, long 0.2 cm, vert -0.6 cm으로 나타났다. 또한 콘빔CT로 획득한 영상과 모의치료 시 획득한 CT영상을 비교하는 3차원/3차원 정합에서 팬톰의 3가지 방법에서 편차의 평균 detection error와 표준편차는 lateral $0.5{\pm}0.4\;mm$, longitudinal $0.8{\pm}0.5\;mm$, vertical $0.4{\pm}0.3\;mm$로 각각 0-10 mm의 범위이다. Residual error에 해당되는 positioning couch shift 변수는 $0.6{\pm}0.3\;mm$, $0.5{\pm}0.3\;mm$, $0.3{\pm}0.1\;mm$이다. 20-50 mm까지 longitudinal shift에 의한 평균 detection error는 각각 lateral $0.4{\pm}0.2\;mm$, longitudinal $0.3{\pm}0.2\;mm$, vertical $0.3{\pm}0.3\;mm$이다. Residual error는 $0.6{\pm}0.3\;mm$, $0.6{\pm}0.2\;mm$, $0.4{\pm}0.1\;mm$이다. Detection error는 모두 0.0~0.6 mm 범위이다. Residual error는 0.3~0.9 mm 범위로 나타났다. 결 론: 온보드 영상장치(OBI) 및 콘빔 CT (CBCT)를 이용하여 표적위치의 정확성을 평가하였다. 치료실에 위치한 환자의 자세 및 위치와 모의치료(SIMULATION) 시점의 환자의 자세 및 위치를 비교할 수 있다. 그러므로 OBI 및 CBCT를 이용한 2D/2D 및 3D/3D 정합은 모의 치료 시와 환자 치료 시 정확한 정합을 함으로써 error를 최소화 할 것으로 평가된다.