• Korean Journal of Radiology
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• 제21권10호
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• pp.1165-1177
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• 2020

Objective: To assess the feasibility of applying a deep learning-based denoising technique to coronary CT angiography (CCTA) along with iterative reconstruction for additional noise reduction. Materials and Methods: We retrospectively enrolled 82 consecutive patients (male:female = 60:22; mean age, 67.0 ± 10.8 years) who had undergone both CCTA and invasive coronary artery angiography from March 2017 to June 2018. All included patients underwent CCTA with iterative reconstruction (ADMIRE level 3, Siemens Healthineers). We developed a deep learning based denoising technique (ClariCT.AI, ClariPI), which was based on a modified U-net type convolutional neural net model designed to predict the possible occurrence of low-dose noise in the originals. Denoised images were obtained by subtracting the predicted noise from the originals. Image noise, CT attenuation, signal-to-noise ratio (SNR), and contrast-to-noise ratio (CNR) were objectively calculated. The edge rise distance (ERD) was measured as an indicator of image sharpness. Two blinded readers subjectively graded the image quality using a 5-point scale. Diagnostic performance of the CCTA was evaluated based on the presence or absence of significant stenosis (≥ 50% lumen reduction). Results: Objective image qualities (original vs. denoised: image noise, 67.22 ± 25.74 vs. 52.64 ± 27.40; SNR [left main], 21.91 ± 6.38 vs. 30.35 ± 10.46; CNR [left main], 23.24 ± 6.52 vs. 31.93 ± 10.72; all p < 0.001) and subjective image quality (2.45 ± 0.62 vs. 3.65 ± 0.60, p < 0.001) improved significantly in the denoised images. The average ERDs of the denoised images were significantly smaller than those of originals (0.98 ± 0.08 vs. 0.09 ± 0.08, p < 0.001). With regard to diagnostic accuracy, no significant differences were observed among paired comparisons. Conclusion: Application of the deep learning technique along with iterative reconstruction can enhance the noise reduction performance with a significant improvement in objective and subjective image qualities of CCTA images.

• Radiation Oncology Journal
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• 제9권1호
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• pp.131-141
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• 1991

국내에서 처음으로 사용되는 CLINAC 1800에서 발생된 15MV X-선의 특성을 구하기 위하여 3 Dimensional water Phantom Dosimetry system)를 이용하여 방사선 치료에 근간이 되는 심부선량 백분율(POD), 최대 조직 비율(TMR), 편평도(beam profile), 대칭도, Wedge인자 등을 측정하였고 선량계산을 위하여 출력 인자들을 구하였다. 1. 선축상 최대치 지점(Dmax)은 SSD 100cm일때 조사면이 $10\times10cm^2$에서 $3.0\pm0.1$ cm이였고 $4\times4cm^2,\;35\times35cm^2$에서 각각 $3.1\pm0.1\;cm,2.2\pm0.1$ cm으로 조사면이 넓어지면서 측정치가 표면에 가까워지는 결과를 보였다. 2. 조직표면 선량(Surface Dose)는 SSD 100cm일때 조사면이 $10\times10cm^2$에서 $15.5\%$이였고 $4\times4cm^2,\;35\times35cm^2$에서 각각 $9.8\%\;,51.2\%$로 조사면이 넓어지면서 표면 선량은 증가하는 결과를 보였다. 3. 심부선량 백분율(PDO)은 SSD 100cm에서 측정하였고 조사면이 $10\times10cm^2$이고 10cm depth에서 $76.8\%$이였고 $80\%,\;50\%$ 선량의 깊이는 각각 $9.1\pm0.1\;cm,19.9\pm0.2\;cm$으로 측정되었다. 4. 최대조직비율(TMR)은 심부선량 백분율(PDD)로부터 계산하였고 측정값과의 차이는 $10\times10cm^2$ 조사면에서 평균 $1\;%$ 이내의 오차를 보였다. 5. 대칭도(symmetry)와 편평도(flatness)는 조사면 $10\times10cm^2$일때 각각 $0.73\%,\;2.72\%$이였다. 6. 출력인자(output factor)는 $10\times10cm^2$ 기준 조사면에서 흡수선량을 1로 하였을때 $4\times4cm^2,\;35\times35cm^2$ 조사면에서는 각각 0.927, 1.087로 측정되었는데 조사면이 증가할수록 흡수량이 증가하는 결과를 보였다. 7. Wedge factor는 $15^{\circ}\;30^{\circ}\;45^{\circ}\;60^{\circ}$를 10cm깊이에서 측정하였는데 0.825, 0.099, 0.560, 0.457로 각각 측정되었고 아크릴 0.4 mm Tray의 투과율은 0.976이였다. 8. 15 MV X-선에 의한 납벽층의 반가층 두께는 13 mm였고 Cerrobend의 반가층은 15.5 mm으로 측정되었다.

• 핵의학기술
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• 제18권1호
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• pp.134-139
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• 2014

ASIR기법은 statistical noise modeling을 사용하여 CT image를 reconstruction하는 방법으로, mA를 낮춰도 이미지 질을 보전하며 noise reduction 효과가 있다고 알려져 왔다. 본 논문은 본원에서 주로 하는 bone SPECT/CT에 ASIR 기법을 적용하여 이미지를 평가하였다. GE의 Discorvery 670을 이용하여 120 kVp, 100 mA를 기준으로 mA를 변화시켜서 ASIR의 적용 전과 적용 후 영상을 비교하였다(ASIR level: 20-80%). Anthropomorphic phantom으로 ASIR (%)의 변화에 따른 SPECT image의 감쇠 보정 정도를 측정하였다. 두번째로 ACR phantom으로 CT image의 CNR, image noise, spatial resolution을 평가하였다. 세 번째로 lower torso phantom을 이용하여 spine에 최적화할 수 있는 ASIR level을 선택한 후 2명의 bone SPECT/CT follow up 환자에게 ASIR를 적용하여 영상을 획득한 후 5년 이상의 경험이 있는 10명의 방사선사에게 blind test를 시행하였다. SPECT의 영상의 감쇠 보정 정도는 ASIR의 변화와는 무관하게 모두 유의한 차이가 없었다(P>0.05). ASIR을 적용했을 때 CT image의 noise는 mA의 변화에 따라 최소 17%에서 최대 52%까지 감소하였다. ASIR를 적용하지 않았을 때 CNR은 40 mA에서 0.42를 보여준 반면 ASIR를 적용한 40 mA (ASIR 60%)에서도 0.8 이상을 유지하였다. High contrast 영역의 비교에서는 ASIR 적용과 상관없이 40 mA까지 12 lp/cm 영역을 구별할 수 있었다. Lower torso phantom의 spine image에서 100 mA image와 육안적으로 비슷한 ASIR level은 60% (40 mA) 정도였고, bone SPECT/CT에 적용한 후 blind test에서 육안적으로 ASIR를 적용하지 않았을 때와 차이를 구별하지 못하였다. 본 논문의 결과는 SPECT/CT에서 ASIR 기법을 사용했을 때 SPECT와 CT image의 특별한 영상의 질 저하 없이 radiation dose를 줄일 수 있다는 것을 보여준다. 또한 관심부위가 bone에 한정되어 있는 bone SPECT/CT 특성상 더 높은 ASIR level도 가능할 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제33권1호
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• pp.13-20
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• 2008

석유 및 정유관련 산업에서 다중상(multi-phase flow) 유체의 배관 내 흐름은 일반적인 현상의 하나이다. 그러나 각각의 상에 대한 정확한 유량측정은 항상 정확한 결과획득을 얻는데 장애의 근원으로 작용하였다. 일반 상업용 유량계는 일정 이상의 기포가 포함된 유체 흐름의 경우 유량계측에 상당한 오차를 유발한다. 본 연구에서는 ${\gamma}$-ray attenuation 기법을 이용하여 clamp-on 타입으로 배관 외부에서 다중상 유체흐름의 유량 측정을 수행하였다. 사용된 밀봉 감마선원으로는 $^{137}Cs$ 20 mCi와 17 mCi 두 개의 동위원소를 사용하였으며, 감마선 검출기로는 $2"{\times}2"$ NaI(Tl) 섬광계수관을 이용하였다. 방사선 검출기로부터 데이터를 수집하고 각각의 데이터에 대해 푸리에 변환과 필터링을 통해 노이즈를 최소화하였다. 복원된 신호에 대해 상호상관함수(cross correlation function)를 적용하여 두 검출기 사이의 통과시간(transit time)을 측정함으로써 유량을 산정하였다. 배관 내 기포함량 측정을 통해 유량을 보정해줌으로써 측정유량의 정확도를 높였다. 두 선원간의 거리가 4D(D; inner diameter) 그리고 본 실험의 측정조건(N/S: $0.12{\sim}0.15$, sampling time ${\Delta}\;t$: 4msec) 하에서 기포량(단면적 대비 $6.1\;%{\sim}9.2\;%$) 보정을 통해 산정된 유량은 계측오차가 실제 평균유량 대비 1.7 % 이하인 정확도를 보였다. 또한 두 밀봉 감마선원 간의 거리가 가까울수록 통과시간 측정에 정확도가 향상되므로 보다 정확한 유량측정이 가능하였다. 본 연구를 통해 다중상 혼합유체의 유량을 밀봉감마선원과 상호상관 기법으로 이용하여 계측할 수 있음을 확인하였다. 방사성동위원소의 선택 및 계측시스템의 최적화 조건 등에 대한 추가연구가 수행된다면 석유화학 산업과 같은 장치산업의 유지관리 측면에 경제적으로 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권5호
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• pp.992-999
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• 1998

연구배경: CT상 폐기종의 정량적 분석을 위해서 "Density mask"를 이용하거나 육안적으로 관찰하여 폐기종 지수를 구하고, 폐기종 지수와 폐기능 검사 지표 사이에 상관관계가 있는 지를 알아보았으며, 폐기종 지수를 구하는 여러 방법을 비교하여 보다 간단하고 객관적인 방법을 구하고자 하였다. 방 법: 17명의 폐기종 환자를 대상으로 고해상 전산화 단층 촬영을 시행하였고(모두 남자 환자임, 평균연령 62세), 모든 환자에서 폐확산능과 폐기능 검사를 시행하였다. 환자마다 전체 폐를 포함하는 모든 스캔에서 "Density mask"를 이용하여 -400HU를 기준으로 한 전체 폐용적에 대한 -880, -900, -920HU를 기준으로 한 폐기종 영역의 비를 각각 구하여 폐기종 지수(ESW)를 얻었다. 또 대동맥궁 첨부에서 4cm 간격으로 5-단면을 선택하여 "Density mask"를 이용한 폐기종 지수(ESR)를 구하고, 육안적으로 관찰하여 폐기종 지수(ESV)를 구하였다. 각각의 폐기종 지수를 폐기능 검사지표와 비교하여 통계학적으로 유의한 상관관계가 있는지 알아 보았으며, 폐기종 지수를(ESW, ESR, ESV) 사이에 유의한 차이가 있는지 알아보았다. 곁 과: 폐기종 환자에서 "Density mask"로 전체 폐를 이용하여 얻은 폐기종 지수(ESW)는 폐확산능 (r=0.61)과 $FEV_1/FVC$(r=0.51) 등의 안정시 폐기능 검사지표와 상관관계가 있었다. -880, -900, -920HU로 기준치를 달리 하여 얻은 각각의 ESW 사이에는 유의한 차이가 없었다. 5-단면을 이용하여 얻은 ESR는 ESW와 밀접한 상관관계가 있었고, 상기한 폐기능 검사지표와도 좋은 상관관계를 보였다. 육안적 폐기종 지수는 DLCO(r=0.71)와 physiologic dead space ratio(r=0.58)를 제외한 모든 폐기능 검사와 유의한 상관관계가 없었다(p<0.05). 결 론: CT상 "Density mask"를 이용해 폐기종을 정량분석한 폐기종 지수 (ESW, ESR)와 폐기능 검사지표와 유의한 상관관계가 있었고 폐기종의 중증도의 평가에 유용한 방법으로 생각되며, 또한 폐기능 검사 지표에 대해 ESW가 육안적으로 구한 폐기종 지수(ESV)보다 높은 상관관계를 보였다. 대표적인 5-단면에서 얻은 폐기종 지수(ESR)는 간단하고 정확하여 실제 임상에 권장된다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제8권6호
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• pp.618-624
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• 2014

BACKGROUND/OBJECTIVES: Isoflavones are widely believed to be beneficial to human health, in relation to their antioxidant potentials. Exercise can cause an imbalance between reactive oxygen species (ROS) and antioxidants. This study was conducted in order to investigate the ability of isoflavones in amelioration of oxidative stress induced by exercise. MATERIALS/METHODS: Male Sprague-Dawley rats were assigned to one of four groups: isoflavone-free with no exercise (CON-sd), isoflavone-free with exercise (CON-ex), isoflavone-supplemented with no exercise (ISF-sd), and isoflavone-supplemented with exercise (ISF-ex). Animals exercised on the treadmill for 30 minutes per day, five days per week. TBARS as a marker of oxidative stress and antioxidant enzyme activity, including SOD, GSH-px, and catalase were determined in liver tissue. Serum lipid profile was also examined. RESULTS: A significant effect of isoflavone alone was observed on abdominal fat pad mass. ISF-ex had significantly less abdominal fat pad than CON-ex. Both exercise and isoflavone treatment had significant effects on lowering plasma triglyceride (TG), thus, the ISF-ex group had a significantly lower TG level than the CON-sd group, by 30.9%. However, no differences were observed in plasma cholesterol, HDL-C, and cholesterol/HDL-C ratio. Exercise, isoflavone, and exercise-isoflavone interaction effects were significant on thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) (P = 0.001, 0.002, and 0.005, respectively). The CON-ex group showed a higher TBARS level than the other three groups. By contrast, in the ISF-ex group, TBARS was restored to the level of the ISF-sd or CON-sd group. Isoflavone had a significant effect on superoxide dismutase (SOD) (P = 0.022) and catalase activities (P = 0.049). Significantly higher SOD and catalase activities were observed in ISF-ex than CON-ex. SOD and catalase activities showed an inverse pattern of TBARS. Taken together, isoflavones increased the activities of SOD and catalase with concomitant decreases in TBARS, indicative of decreased oxidative stress. CONCLUSIONS: Isoflavone supplementation enhances antioxidant action with attenuation of exercise-induced oxidative stress, as measured by decreases in TBARS, and inhibits body fat accumulation and plasma TG increase. Antioxidative effects ascribed to isoflavones may be partially exerted via enhancement of antioxidant enzyme activities.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.592-600
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• 2016

AAPM CT 성능 평가용 표준 팬텀을 이용한 특수의료장비 품질관리 검사 시, 평가자의 주관적인 평가로 인한 오류를 최소화 하고자 전산화된 평가 프로그램을 이용하여 유용성을 평가하고자 한다. 평가 팬텀으로 AAPM CT Performance Phantom을 사용하였고, 기본 촬영 조건은 품질관리검사와 동일하며, 평가프로그램으로 IMAGE J를 사용하였다. 정량적인 평가로 CT 감약계수와 노이즈측정, 균일도측정, 슬라이스 두께 측정, 대조도 분해능 측정, 공간 분해능 측정의 팬텀 영상을 평가프로그램을 이용하여 영상처리를 한 후 자동추출 된 결과로 평가 하였으며, CT 감약계수, 노이즈, 균일도 측정은 영상처리를 한 영상의 표준편차가 작아 더 균일하다고 평가하였고, 슬라이스 두께 측정은 팬텀영상의 측정값과의 비율 차로 인해 평가에 어려움이 있었다. 대조도 분해능은 원통형의 지름을 6회 측정하여 지름의 평균값과 표준편차를 구해 원의 형태를 평가하였으며, 공간 분해능은 합격기준을 포함하는 원의 그룹을 자동 추출한 결과 원의 개수를 모두 추출한 결과로 나타났다. 정성적인 평가로 원본영상과 영상 처리한 영상을 육안적으로 비교 평가 하였는데 영상처리 된 영상이 우수한 결과를 나타내었다. 위의 결과 등을 바탕으로 평가자의 주관적인 판단의 오류를 최소화하기 위해서는 정량적인 평가와 정성적인 평가가 함께 이루어져야 하고 전산화된 평가프로그램을 활용한다면 보다 더 효율적인 평가가 이루어 질 것이라고 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제26권2호
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• pp.93-99
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• 2001

해부학적으로 단순한 수학적인형팬텀의 한계를 극복하기 위한 voxel 머리팬텀을 제작하고 BNCT(Boron Neutron Capture Therapy) 시행 시 선량분포를 계산하였다. 일반목적 몬테칼로 코드인 MCNP4B의 반복구조 알고리즘을 이용하여 voxel 몬테칼로 계산체계를 수립하였고 두 가지 물질로 구성된 예시적 voxel 팬텀과 기하체조합팬텀의 계산값 비교를 통해 계산체계를 검증하였다. 미국 NLM(National Library of Medicine)에서 제공하는 VHP man 인체단층사진에 대한 분할 및 색인작업을 통해 voxel 머리팬텀을 제작하여 AP 및 PA 방향에서 입사하는 넓고 평행한 광자 및 중성자빔에 대한 선량값을 MIRD 팬텀의 계산값과 비교한 결과 중성자빔 AP 방향조사 시 MIRD 팬텀에서는 볼 수 없는 안구로 인한 중성자 감쇠현상을 확인할 수 있었다. 3차원 정밀계산이 필요한 BNCT 시술시 선량분포계산을 위해 뇌 중앙에 직경 5cm의 구형 뇌종양 체적을 정의하고 뇌와 종양의 붕소 함량을 조정하여 10keV 및 40keV 상부입사 중성자에 의한 장기별 흡수선량을 계산한 결과 종양에 $30{\mu}g/g$, 정상세포에 $3{\mu}g/g$의 붕소를 주입한 경우 붕소함량이 없을 때에 비해 2배 가량 큰 선량을 보였다. 본 연구를 통해 voxel몬테칼로기법을 이용한 선량평가체계를 수립하였고 정밀한 선량계산을 필요로 하는 치료방사선분야 선량계산에 실제 인체에 가까운 voxel팬텀의 응용가능성을 제시하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제11권2호
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• pp.91-99
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• 2000

본 연구는 선형 가속기에서 나오는 고 에너지 광자빔 조사를 받은 환자 내부의 선량 분포를 조사문 선량 분포로부터 재구성하는 방법을 개발하기 위한 기초 연구로서 삼차원 선량 분포를 재구성하는 방법을 제시하고 이 방법을 전산모사를 통해 평가하였다. 본 연구에서 제안하는 방법은 환자나 팬톰 내부의 임의의 지점에서 흡수된 선량과 그 지점에 대응되는 조사문 선량의 측정 지점에서 흡수된 선량의 차이를 계산하여 측정된 조사문 선량 분포로부터 환자나 팬톰 내부의 선량분포를 얻는 것이다. 선량의 차이는 역제곱법칙과 선형감쇄계수, 그리고 Monte Carlo 프로그램을 이용하여 환자나 팬톰의 CT 정보로부터 계산한 산란선량과 주선량의 비(scatter to primary dose ratio)를 이용하여 계산한다. 이 방법을 시험하기 위해 여러 종류의 균질 혹은 비균질 팬톰의 조사문 선량 분포를 Monte Carlo 전산모사로 계산한 뒤 팬톰 내부의 선량 분포를 재구성하였다. 광자빔은 1.5 MeV의 단일에너지를 사용하였고 Monte Carlo 프로그램은 EGS4를사용하였다. 본 연구의 방법을 사용하여 재구성된 팬톰 내부의 선량 분포와 Monte Carlo로 계산한 팬텀 내부의 선량 분포와 비교하였다. 비교 결과 오차 -4%∼+2% 이내로 일치하였다. 이 방법은 다른 in vivo dosimetry 방법을 대신하여 환자내의 선량분포를 예측하는데 쓰여질 수 있을 것이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권4호
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• pp.400-404
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• 1999

퇴적물 음파전달속도 측정은 전통적으로 신호투과빙식을 이용한 수은기둥 방법을 응용하여 사용하여 왔다. 그러나 이 방법은 시료 및 표준물질을 통과한 신호를 오실로스코프상에서 자료처리를 할 수 없으며, 육안으로 펄스신호를 구분해야 하고, 측정자에 따라 속도값의 차이가 나타날 수 있고, 동일인이 측정할 경우에도 반복된 연습에 의한 숙련이 필요하다. 또한 수은기둥을 자주 보정해 주어야 하는 등의 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 퍼스널컴퓨터와 음파전달속도 측정장치인 오실로스코프 사이를 GPIB(General Purpose Interface Bus) 카드를 이용하여 연결한 다음 컴퓨터상에서 커서를 움직여 퇴적물의 음파전달속도를 측정하는 새로운 측정기법을 개발하였다. 새로운 측정방법의 검증을 위해서 동일시료에 대해 기존 수은기둥 방법과 병행하여 측정한 결과 측정 오차를 넘지 않는 거의 유사한 값을 보였다. 따라서 새로운 측정기법은 해양퇴적불의 속도측정에 이용될 수 있게 되었으며 입력된 양질의 파형을 이용하여 신호처리(FFT)를 함으로서 장래에 다른 음향특성(감쇠)까지도 구할 수 있는 장점을 갖게 되었다.