• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제42권2호
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• pp.83-87
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• 2008

지난 몇 년 동안 핵의학 영상 물리 및 기기 관련 융합영상기기 분야에 많은 발전이 있었다. 최근 몇 년 동안 국내 PET/CT 설치의 급속한 증가는 이들의 임상에서의 역할 및 그 중요성을 입증하고 있다. 그러나 PET/CT는 고가이고, 임상적으로 아직도 그 유용성이 입증되는 과정에 있으며, 특히 치료계획을 위한 장비로는, 미국의 경우 다소 많이 설치되었다는 평가가 공존하고 있다. 또한 저가로 해 결할 수 있는 소프트웨어 융합도 가능하기 때문에 PET 대신 반드시 PET/CT가 필요하다는 주장에는 위의 관점에서 그 한계가 있을 수 있다. 그림에도 불구하고 PET/CT 설치는 계속 증가하고 있어 영상획득 또는 영상판독 모두 PET과 CT 분야의 훈련과 교육이 매우 중요하며 이에 대한 지침서가 발간되었다. PET/CT에 비하여 SPECT/CT는 발전속도가 다소 떨어지지만 이에 대한 지침서도 발간되었다. PET/CT와 SPECT/CT 모두 CT는 앞 부분에 PET과 SPECT는 뒷부분에 설치된다. 이는 환자 영상을 얻을 때 동시에 얻는 것이 아니고 CT영상을 얻은 후 PET과 SPECT영상을 얻게되는 단점이 있다. 이와는 달리 MRI/PET경우 뇌영상을 얻을 때 동시에 MRI와 PET영상을 얻을 수 있어 뇌영상 연구에 큰 도움이 될 것으로 예상하고 있다. 앞으로 기술이 발전함에 따라 전신용 MRI/PET과 유방영상을 위한 PET/US 융합영상장치의 개발 가능성이 매우 높다. 이와 함께 SPECT/CT, PET/CT 및 MRI/PET 기기의 발전도 계속될 것으로 판단된다. 핵의학 영상 물리 및 기기 분야는 최첨단 융합영상 장치의 개발과 함께 하드웨어, 소프트웨어 물리적 특성에 대한 보정기술, 영상 재구성 분야의 다양한 연구도 많은 진전이 필요하다. 또한 영상기기의 설계 및 정량화 기법을 연구하기 위한 몬테카를로 시뮬레이션, 영상장비의 성능평가, 동력학 분석, 선량평가, 움직임 보정 및 융합영상의 정량화 및 분석 기법에 대한 연구도 더욱 활발히 진행될 것으로 예측된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제32권3호
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• pp.116-124
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• 2014

Purpose: To investigate the frequency and clinical significance of detected incidental lung nodules found on computed tomography (CT) simulation images for hepatocellular carcinoma (HCC) using computer-aided diagnosis (CAD) and a physician review. Materials and Methods: Sixty-seven treatment-$na{\ddot{i}}ve$ HCC patients treated with transcatheter arterial chemoembolization and radiotherapy (RT) were included for the study. Portal phase of simulation CT images was used for CAD analysis and a physician review for lung nodule detection. For automated nodule detection, a commercially available CAD system was used. To assess the performance of lung nodule detection for lung metastasis, the sensitivity, negative predictive value (NPV), and positive predictive value (PPV) were calculated. Results: Forty-six patients had incidental nodules detected by CAD with a total of 109 nodules. Only 20 (18.3%) nodules were considered to be significant nodules by a physician review. The number of significant nodules detected by both of CAD or a physician review was 24 in 9 patients. Lung metastases developed in 11 of 46 patients who had any type of nodule. The sensitivities were 58.3% and 100% based on patient number and on the number of nodules, respectively. The NPVs were 91.4% and 100%, respectively. And the PPVs were 77.8% and 91.7%, respectively. Conclusion: Incidental detection of metastatic nodules was not an uncommon event. From our study, CAD could be applied to CT simulation images allowing for an increase in detection of metastatic nodules.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권4호
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• pp.232-235
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• 2016

The purpose of this study is to develop the treatment planning system (TPS) based on Monte-Carlo simulation for BNCT. In this paper, we will propose a method for dose estimation by Monte-Carlo simulation using the CT image, and will evaluate the accuracy of dose estimation of this TPS. The complicated geometry like a human body allows defining using the lattice function in MCNPX. The results of simulation such as flux or energy deposition averaged over a cell, can be obtained using the features of the tally provided by MCNPX. To assess the dose distribution and therapeutic effect, dose distribution was displayed on the CT image, and dose volume histogram (DVH) was employed in our developed system. The therapeutic effect can be efficiently evaluated by these evaluation tool. Our developed TPS could be effectively performed creating the voxel model from CT image, the estimation of each dose component, and evaluation of the BNCT plan.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제13권6호
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• pp.273-277
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• 2012

The vacuum drying process for drying of paper in current transformers was modeled with an aim to develop an understanding of the drying mechanism involved and also to predict the water collection rates. A molecular as well as macroscopic approach was adopted for the prediction of drying rate. Ficks law of diffusion was adopted for the prediction of drying rates at macroscopic levels. A steady state and dynamic mass transfer simulation was performed. The bulk diffusion coefficient was calculated using weight loss experiments. The accuracy of the solution was a strong function of the relation developed to determine the equilibrium moisture content. The actually observed diffusion constant was also important to predict the plant water removal rate. Thermo gravimetric studies helped in calculating the diffusion constant. In addition, simulation studies revealed the formation of perpetual moisture traps (loops) inside the CT. These loops can only be broken by changing the temperature or pressure of the system. The change in temperature or pressure changes the kinetic or potential energy of the effusing vapor resulting in breaking of the loop. The cycle was developed based on this mechanism. Additionally, simulation studies also revealed that the actual mechanism of moisture diffusion in CT's is by surface jumps initiated by surface diffusion balanced against the surrounding pressure. Every subsequent step in the cycle was to break such loops. The effect of change in drying time on the electrical properties of the insulation was also assessed. The measurement of capacitance at the rated voltage and one third of the rated voltage demonstrated that the capacitance change is within the acceptance limit. Hence, the new cycle does not affect the electrical performance of the CT.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제4권2호
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• pp.19-25
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• 1993

연구목적 : Lang cancer의 치료계획에서 내부 장기 밀도의 입력에 의한 선량보정 및 선량분포를 확인할 수 있는 CT planning과 contour CT image만으로 planning한 경우의 치료 계획을 비교 검토하여 치료선량의 차이, 치료면적의 교정, 선량의 loading의 교정을 통한 CT planning의 우수성을 밝히고자 한다. 대상 및 방법 : 영남대학교 치료방사선과에서 1990년 4월 1일 부터 1993년 8월 31일까지 방사선 치료한 폐암환자 87명을 대상으로 Contour나 CT image만을 사용한 치료 계획과 밀도를 입력한 CT를 받은 치료계획에서의 총선량과 선량분포등을 비교 검토하였다. 결과 : 폐암환자 87명 전원, Contour와 CT를 이용한 선량비교에서, Contour로 한 경우가 CT로 한 경우보다 높게 나타났으며, 선량 차이가 5%이하인 경우가 45명(52%), 5%에서 10%이하인 경우가 25명(29%), 10%에서 15%이하인 경우가 15명(17%), 15%이상인 경우가 2명(2%)으로 나타나서 45명(52%)에서 5%이상의 선량차이를 보여 contour로 치료계획을 할 경우 신중한 치료 선량의 선택이 필요함을 시사하였다. Simulation을 한 후 CT planning을 시행하여 치료 Field을 확인한 뒤, 치료 부위를 넓히거나 줄여서 보정한 경우가 18/87(21%)였고, 선량 loading의 변경이 있었던 환자는 15/87(17%)였다. 결론 : 본원의 CT planning은 부위별 정확한 밀도가 측정 입력되어 치료계획을 함으로써 tumon volume과 Critical orcal에 조사되는 정확한 선량을 알 수 있어서 Tumor control을 위한 총선량의 정확한 계산이 가능할뿐 아니라 field의 교정, loading의 변화등으로 적절한 선량 분포를 얻을 수 있어서 치료효과를 높일 수 있으며 주위 정상조직에 조사되는 방사선량을 정확히 측정함으로서 합병증을 최소화할 수 있어 therapeutic gain을 높이는데 밀도가 입력되는 CT planning에 크게 기여할것으로 기대된다. 또한 10%이상의 선량차이가 있을때 local control의 저하 가능성이 30%정도 될 수 있음을 감안할 때 폐암치료에서의 밀도가 입력된 CT planning은 필수적임을 알 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제3권1호
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• pp.63-69
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• 1992

최근 3차원적인 영상 데이타 및 방사선량 분포에 대한 정보를 필요로하는 뇌정위적 방사선 치료계획이 절실히 요구되고 있다. 본 연구의 목적은 personal computer를 이용하여 3차원적인 환자영상 데이터 및 선량분포를 함께 처리할 수 있는 치료계획 시스템을 개발하는 데 있다. 본 연구를 위한 처리 과정은 크게 3단계로 나누어 수행된다. 첫째, 환자영상 데이타 입력과정으로서, CT, MRI 등 단층촬영영상을 on-line 및 digitizer 방식을 통하여 personal computer에 입력시킨다 병소위치 및 모양도 Angio 및 CT localization 방법을 이용하여 함께 입력시킨다. 둘째, 선량계산 단계로서, stereotactic frame 좌표로 변환된 영상내에서 선량 분포를 계산하고 환자영상 데이타 및 치료기의 조사조건등에 따라 최적 선량분포를 얻는다. 셋째, display 과정으로서, 임의의 단층영상 및 재구성 영상내에서 환자영상과 방사선량에 대한 영상을 합성하여 computer monitor를 통하여 단일 영상내에 동시에 묘출할 수 있도록 처리한다. 본 연구의 치료계획 시스템을 응용한 바 치료계획을 신속하고 정확하게 처리할 수 있었으며, Angio, CT 혹은 MRI와 같은 여러형태의 영상내에서 선량분포를 동시에 묘출함으로써 능률적인 치료계획을 세울 수 있었다. 이와같은 치료계획의 자동화 시스템은 지금까지 어려웠던 3차원적인 뇌정위적 방사선치료계획을 가능케 하며, 추후 beam's eye view나 CT simulation을 통한 일반적인 3차원 방사선 치료계획에도 크게 이바지할 것으로 기대된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권2호
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• pp.165-171
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• 2002

목적 : 척수에 전이가 가능한 뇌종양 치료를 위한 두개척수 방사선치료 시 복와위가 불가능한 경우 전산화단층촬영모의치료장치(volumetric spiral CT)와 가상모의 치료기(virtual simulator) 및 3차원 방사선치료계획장치를 이용하여 배와위로 두개척수 방사선치료계획 방법을 개발하고 기하학적 검증을 통하여 유용성을 고찰하고자 하였다. 대상 및 방법 : 2005년 5월에서 2001년 12월까지 연세암센터 방사선종양학과에서 배와위로 두개척수 방사선치료를 받은 환자 9명을 대상으로 하였다. 복와위가 불가능한 중증의 뇌종양 환자를 배와위로 하여 두경부는 두부고정틀 (thermoplastic mast $Aquaplast^{circledR}$) 로 고정시키고, 전신은 $Vac-Loc^{\circledR}$ (전성물산, 한국)으로 고정한 후 전산화단층촬영모의치료장치를 이용하여 전신체적영상(volumetric image)을 얻었다. 환자 자세의 재현성 확인 및 검증을 위해 두부에 세 개의 점과 전신에 기준선 및 기준점 등을 표시하였다. 이후 가상현실 영상(virtual fluoroscopy)에서 인체의 크기와 방향에 제약이 없고 치료 침대와 고정기구에 대한 시각장애를 제거함으로써 자유롭게 모의치료를 할 수 있었으며, 조사면과 빔을 결정하고 디지털화재구성사진(digitally reconstructed radiography, DRR)과 디지털화합성사진(digitally composited radiography, DCR)을 통하여 분해능이 좋은 화질의 투시 및 모의치료영상을 획득하였다. 기하학적 검증은 치료중심점 이동시 얻은 모의치료영상과 첫 치료 시에 얻은 조사면 검증 사진(port verification film) 등을 전산화단층촬영영상으로부터 재구성한 DRR 영상과 시각적, 정량적으로 비교, 분석하였다. 결과 : 전산화단층촬영모의치료장치와 가상모의치료기 및 3차원 방사선치료계획 장치 등을 이용하여 복와위가 불가능한 환자의 두개척수 방사선 치료계획을 배와위로 원활히 수행할 수 있었다. 가상현실영상에서 대부분의 설계작업이 이루어지므로 환자의 자세고정을 요하는 시간은 전신체적 영상을 얻는 10분 이내이므로 환자의 불편을 줄일 수 있을 뿐 아니라 모의치료과정 중의 체위 변동 변수를 제거할 수 있었다. 또한 전산화단층촬영영상을 얻음으로써 중요정상조직인 안구, 척수 등을 정확하게 설정할 수 있었고, 조사면 결정과 차폐의 정확성을 증진시킬 수 있었다. 환자 자세 오차는 디지털화재구성사진과 치료 시마다 얻은 포트필름에서 치료중심점과 척수 사이의 거리를 측정하여 3 mm 이내의 정확성을 얻을 수 있었다. 결론 : 전산화단층촬영모의치료장치로 체적영상을 얻고 가상현실모의치료계획으로 배와위 두개척수 방사선치료계획을 정확하고 용이하게 실현할 수 있었다. 따라서 배와위 두개척수 방사선치료는 복와위를 취할 수 없어서 치료가 힘든 소아환자, 전신상태가 좋지 않거나 기관절개술이 시행되어 있는 환자에서 유용한 방법임을 알 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권2호
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• pp.681-688
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• 2022

Dose monitoring in CT patients requires accurate dose estimation but most of the CT dose calculation tools are based on Caucasian computational phantoms. We established a library of organ dose conversion coefficients for Korean adults by using four Korean adult male and two female voxel phantoms combined with Monte Carlo simulation techniques. We calculated organ dose conversion coefficients for head, chest, abdomen and pelvis, and chest-abdomen-pelvis scans, and compared the results with the existing data calculated from Caucasian phantoms. We derived representative organ doses for Korean adults using Korean CT dose surveys combined with the dose conversion coefficients. The organ dose conversion coefficients from the Korean adult phantoms were slightly greater than those of the ICRP reference phantoms: up to 13% for the brain doses in head scans and up to 10% for the dose to the small intestine wall in abdominal scans. We derived Korean representative doses to major organs in head, chest, and AP scans using mean CTDI_vol values extracted from the Korean nationwide surveys conducted in 2008 and 2017. The Korean-specific organ dose conversion coefficients should be useful to readily estimate organ absorbed doses for Korean adult male and female patients undergoing CT scans.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권2호
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• pp.85-95
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• 2010

목 적: 두경부 환자의 CT simulation시 metal artifact가 발생하여 영상의 질 저하와 선량계산의 오차를 유발 할 수 있어 metal artifact를 줄이기 위한 gantry tilt scan의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: Metal artifact를 줄이기 위하여 $20^{\circ}$ gantry tilt scan하여 $0^{\circ}$로 재구성한 이미지를 획득하였다. AAPM CT performance Phantom을 이용하여 CT number를 비교 분석하고, 아크릴 팬텀을 이용하여 체적의 일치여부를 확인하였다. Metal artifact에 의한 영향을 평가하기 위해 Intensity volume Histogram (IVH)을 통한 CT number의 균질성 및 Dose Volume histogram (DVH)을 통한 선량평가를 시행하였다. 결 과: CT number와 체적의 비교에서는 차이가 0.5% 이하로 나타났다. IVH를 비교 분석결과 gantry tilt scan에서 artifact에 의한 영향이 감소되어 CT number의 균질도가 향상되고, DVH 비교결과는 양쪽 이하선의 0.2~6%의 평균선량 오차를 감소시켰다. 결 론: Head & Neck 방사선치료 시 metal artifact 때문에 체표윤곽의 구별이 어렵고 선량의 오차가 발생한다. Gantry tilt scan을 이용하면 정확한 조직의 묘사가 가능하고, CT number 균질도가 향상되어 선량의 오차를 줄일 수 있었다. Gantry tilt scan 은 Head & Neck 방사선치료 시 정확한 방사선치료에 매우 유용함을 확인하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.1376-1384
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• 2013

본 논문에서는 산업용 CT 볼륨데이터에서 템플릿 매칭을 통하여 제품의 이물질을 자동 검출하는 기법을 제안한다. 제안방법은 다음과 같은 세 단계로 이루어진다. 첫째, 다운 샘플링 데이터에서 잡음제거 후 제품을 배경과 분리하고, 영상의 평균값 및 표준편차를 이용하여 초기 이물질 후보를 추출한 후, K-평균 클러스터링을 이용하여 이물질 후보를 추출한다. 둘째, 템플릿 매칭을 이용하여 제품과 유사도가 다른 이물질을 검출한다. 이 때, 검출하고자 하는 이물질의 크기에 따라 밝기값평균차이(SSD)와 조인트 엔트로피를 이용한 유사도 평가를 통하여 이물질을 검출한다. 셋째, 원 볼륨데이터에서 이물질 검출률을 개선하기 위하여 여과기법으로 제품의 이물질을 최종 검출한다. 본 제안 방법의 결과를 평가하기 위해 산업용 CT 볼륨데이터와 시뮬레이션 데이터를 사용하여 육안평가, 정확성 평가와 수행시간 측정을 수행하였다. 정확성 평가를 위하여 기존 밝기값 기반 검출 기법을 비교방법으로 사용하고, 다이스 계수 유사도를 측정하였다.