• 한국방사선학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.809-817
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• 2023

뇌출혈 진단 방법 중 CT는 비침습적으로 피사체의 3차원 영상을 제공할 수 있다. 그래서 응급실에서 급성인 환자 상대로 많이 사용되고 중요한 역할을 담당하고 있다. 뇌혈관 CT는 다른 혈관 CT에 비해 비교적 촬영 빈도가 높으며 뇌혈관 CT 검사 시 적절한 SNR, 합리적인 유효선량으로 검사를 해야한다. 뇌혈관 CT 검사 시 이중에너지와 단일에너지를 이용하였을 때 실질적으로 어느 것이 유효선량이 적으며, SNR이 차이가 없는지 환자영상과 Phantom영상을 같이 비교하였다. SNR과 CNR의 P값이 0.05이상일 때 통계적으로 차이가 없다고 보았고, 유효선량은 0.05미만일 경우 통계적으로 차이가 있다고 보았다. 실험에서는 병원영상의 환자선량을 비교하였을 때 이중에너지의 유효선량이 53.53% 적게, Phantom의 OLSD 이중에너지 유효선량이 57.94% 적게, Phantom의 Dose Report의 이중에너지 유효선량이 56.04% 적었다. 그래서 뇌혈관조영 CT는 이중에너지를 권장한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권1호
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• pp.61-70
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• 2012

In this study, a simple post-reconstruction dual-energy computed tomography (CT) method is proposed. A dual-energy CT algorithm for monochromatic x-rays was adopted and applied to the dual-energy CT of polychromatic x-rays by assigning a representative mono-energy. The accuracy of algorithm implementation was tested with mathematical phantoms. To test the sensitivity of this algorithm to the inaccuracy of representative energy value in energy values, a simulation study was performed with mathematical phantom. To represent a polychromatic x-ray energy spectrum with a single-energy, mean energy and equivalent energy were used, and the results were compared. The feasibility of the proposed method was experimentally tested with two different micro-CTs and a test phantom made of polymethyl methacrylate (PMMA), water, and graphite. The dual-energy calculations were carried out with CT images of all possible energy pairs among 40, 50, 60, 70, and 80 kVp. The effective atomic number and the electron density values obtained from the proposed method were compared with theoretical values. The results showed that, except the errors in the effective atomic number of graphite, most of the errors were less than 10 % for both CT scanners, and for the combination of 60 kVp and 70 kVp, errors less than 6.0 % could be achieved with a Polaris 90 CT. The proposed method shows simplicity of calibration, demonstrating its practicality and feasibility for use with a general polychromatic CT.

• Korean Journal of Radiology
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• 제22권1호
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• pp.86-96
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• 2021

CT is a diagnostic tool with many clinical applications. The CT voxel intensity is related to the magnitude of X-ray attenuation, which is not unique to a given material. Substances with different chemical compositions can be represented by similar voxel intensities, making the classification of different tissue types challenging. Compared to the conventional single-energy CT, spectral CT is an emerging technology offering superior material differentiation, which is achieved using the energy dependence of X-ray attenuation in any material. A specific form of spectral CT is dual-energy imaging, in which an additional X-ray attenuation measurement is obtained at a second X-ray energy. Dual-energy CT has been implemented in clinical settings with great success. This paper reviews the theoretical basis and practical implementation of spectral/dual-energy CT.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.273-279
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• 2021

전산화단층촬영 검사 시 인체 내에 삽입되어 있는 금속물질은 금속주위에 있는 인체조직이나 뼈와 큰 밀도차이가 있어 인공물을 발생시킨다. 이 실험을 통해 Single source Dual energy CT에서 Dual energy검사 및 MAR 알고리즘의 특성을 비교분석하여 임상적으로 적용방법에 대한 기초자료를 제시하려 한다. MAR 알고리즘을 적용하거나 Dual Energy를 이용하여 검사하였을 때 금속 인공물이 감소하였는데 MAR알고리즘을 적용한 영상은 세부적인 부분을 왜곡시키는 단점이 있다. Dual Energy로 검사한 영상은 MAR알고리즘을 적용한 영상보다 세부적인 부분까지 구현해 낼 수 있다는 장점이 있으나 재구성에 소요되는 시간이 길며 피폭선량이 MAR알고리즘을 적용한 영상보다 약 4배 가량 높았다. 수술 후 Follow up 및 금속물질의 위치를 파악하기 위해서는 MAR알고리즘을 적용하여 영상을 획득하는 것이 검사적 측면에서 유용하며 미세 병변 확인 및 수술계획을 세우거나 진단적인 측면에서 검사를 시행하였을 때는 Dual Energy로 검사하는 것이 더 유용하다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.969-977
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• 2019

방사선 피폭감소를 위해 사용하는 비스무스 차폐체를 적용하여 CT스캔 시 차폐체에 의한 선속경화현상으로 화질이 감소되는 경우가 있다. 이에 G사의 듀얼 에너지 CT의 GSI모드 적용을 통해 화질저하 현상을 줄일 수 있는 에너지 영역대를 찾아보고, 가능성을 실험을 통해 알아보고자 하였다. 그 결과 비스무스 차폐 후 듀얼 에너지 CT 스캔 시 50 keV에서 118±10.6 HU, 50.1±14.6 HU로 화질저하 전 CT value와 가장 유사하였고(p>0.05), Image J의 Multi-point기능을 적용한 Pixel value에서도 50 keV에서 176.6±7.1, 138.3±1.1로 측정 되었다(p>0.05). CT검사 시 차폐체의 사용은 불가항력적으로 화질저하를 유발하지만 듀얼 에너지 CT의 GSI기능 적용으로 차폐체를 사용하고도 화질을 유지할 수 있다는 것을 실험을 통해 알 수 있었다. 향후 다양한 차폐체를 듀얼 에너지 CT를 이용, 평가 후 보안 한다면 CT검사의 최대 단점인 피폭 감소를 위한 방사선 차폐체 사용으로 발생한 화질저하라 단점을 극복할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권1호
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• pp.8-13
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• 2016

이중 에너지 콘빔 CT는 원자번호가 다른 두 물질을 구분해낼 수 있다는 장점을 가진다. 이중 에너지 콘빔 CT를 구현하는 여러 가지 방법 중, 에너지 변조 필터(modulation layer)에 기반한 이중 에너지 콘빔 CT의 원리는 x-선 발생창의 절반을 구리와 같은 에너지 변조 필터로 차단하면, 차단되지 않은 곳에서는 원래의 관전압에 해당하는 x-선 스펙트럼이 발생하고 에너지 변조 필터로 가려진 부분에서는 저에너지 x-선이 감소된 x-선 스펙트럼이 발생하여 한 번의 스캔에서 두 가지 스펙트럼을 획득할 수 있다는 것이다. 우리는 에너지 변조 필터를 이용한 이중 에너지 콘빔 CT 구현의 가능성을 평가하기 위하여 다양한 두께의 에너지 변조 필터에 의해 생성되는 x-선 스펙트럼을 몬테칼로 전산모사를 이용하여 획득하였다. 전산모사 결과를 검증하기 위하여 동일한 콘빔 CT 시스템에서 CdTe 검출기를 이용하여 50~100 kVp에 대하여 스펙트럼을 측정하였고, 80 kVp 관전압에 대하여 실험과 전산모사로 획득한 스펙트럼의 평균 에너지가 유사함을 확인하였다. 또한 에너지 변조 필터의 두께를 2.0 mm로 하였을 때 스펙트럼의 평균 에너지는 80과 120 kVp에 대하여 각각 1.67, 1.52배까지 증가함을 확인하였다. 따라서 에너지 변조 필터를 사용하면 하나의 x-선 발생장치를 이용하여 가상의 이중 에너지 선원을 구현할 수 있음을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1017-1023
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• 2023

The purpose of this study was to improve the accuracy of effective atomic number (EAN) and relative electron density (RED) using a polynomial-based calibration method using dual-energy CT images. A phantom composed of 11 tissue-equivalent materials was acquired with dual-energy CT to obtain low- and high-energy images. Using the acquired dual-energy images, the ratio of attenuation of low- and high-energy images for EAN was calibrated based on Stoichiometric, Quadratic, Cubic, Quartic polynomials. EAN and RED were extracted using each calibration method. As a result of the experiment, the average error of EAN using Cubic polynomial-based calibration was minimum. Even in the RED image extracted using EAN, the error of the Cubic polynomial-based RED was minimum. Cubic polynomial-based calibration contributes to improving the accuracy of EAN and RED, and would like to contribute to accurate diagnosis of lesions in CT examinations or quantification of various materials in the human body.

• Korean Journal of Radiology
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• 제22권6호
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• pp.951-958
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• 2021

Objective: To evaluate the usefulness of virtual monochromatic images (VMIs) obtained using dual-layer dual-energy CT (DL-DECT) for evaluating brain tumors. Materials and Methods: This retrospective study included 32 patients with brain tumors who had undergone non-contrast head CT using DL-DECT. Among them, 15 had glioblastoma (GBM), 7 had malignant lymphoma, 5 had high-grade glioma other than GBM, 3 had low-grade glioma, and 2 had metastatic tumors. Conventional polychromatic images and VMIs (40-200 keV at 10 keV intervals) were generated. We compared CT attenuation, image noise, contrast, and contrast-to-noise ratio (CNR) between tumor and white matter (WM) or grey matter (GM) between VMIs showing the highest CNR (optimized VMI) and conventional CT images using the paired t test. Two radiologists subjectively assessed the contrast, margin, noise, artifact, and diagnostic confidence of optimized VMIs and conventional images on a 4-point scale. Results: The image noise of VMIs at all energy levels tested was significantly lower than that of conventional CT images (p < 0.05). The 40-keV VMIs yielded the best CNR. Furthermore, both contrast and CNR between the tumor and WM were significantly higher in the 40 keV images than in the conventional CT images (p < 0.001); however, the contrast and CNR between tumor and GM were not significantly different (p = 0.47 and p = 0.31, respectively). The subjective scores assigned to contrast, margin, and diagnostic confidence were significantly higher for 40 keV images than for conventional CT images (p < 0.01). Conclusion: In head CT for patients with brain tumors, compared with conventional CT images, 40 keV VMIs from DL-DECT yielded superior tumor contrast and diagnostic confidence, especially for brain tumors located in the WM.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.961-968
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• 2019

본 연구는 CT를 이용한 뇌혈관 추출 검사에서 이중에너지 기법을 활용하여 각 에너지 준위별 뇌혈관 조영술의 유용성을 평가하였다. 방법은 CT 뇌혈관 조영술을 시행한 환자 15명의 DE 영상과 SE 영상을 대상으로 하였다. 영상의 분석은 MCA, 뇌실직 조직, Background에 ROI를 설정하여 평균값, 표준편차 및 SNR, CNR 값을 구하고, SE영상과 비슷하게 구현되는 에너지 영역을 알아보았다. Likert 5점 척도 육안평가를 병행한 결과 DE 40 keV와 SE 120 kVp에서 가장 선명한 MCA 영상을 확인 하였다(p>0.05). SE영상의 SNR 값은 DE영상의 40 keV에너지 준위값과 비슷하게 측정되었고, 40 keV와 50 keV의 저에너지 준위의 영상이 SNR이 높게 측정되어 고에너지 준위의 영상에 비해 대조도가 높아 뇌혈관질환을 유용하게 관찰할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권1호
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• pp.31-36
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• 2016

본 연구에서는 이중에너지 영상을 획득하는 방법으로, 구리판을 이용한 에너지 변조 필터를 사용하였을 때의 선량을 계산 및 측정하였고, 기존의 다른 방법들과 선량을 비교하였다. 몬테칼로 전산모사를 이용하여 에너지 변조 필터에 의한 선량 변화를 평가하기 위하여 MCNPX를 사용하였다. 두경부, 흉부, 복부 촬영에 주로 사용되는 관전압인 80, 120 kVp에 대한 스펙트럼을 SPEC78 프로그램으로 생성하여 선원을 모사하였고, 구리 물질로 이루어진 에너지 변조 필터(밀도: $8.96g/cm^3$)는 두께를 0.5 mm부터 2.0 mm까지 0.5 mm 간격으로 변화시켜가면서 선원으로부터 20.0 cm 거리에 X-선 창을 절반만 가리도록 모델링 하였다. 몬테칼로 전산모사 값과 실제 선량 값을 비교하기 위해서는 교정 상수가 필요하므로, Gafchromic EBT3 필름에 알고 있는 선량을 조사한 후 판독하여 선량 교정 곡선을 획득하였다. 실험과 동일한 조건으로 MCNPX의 f6 tally로 획득한 결과값과 측정값 간의 선량 환산 인자는 $7.2*10^4cGy/output$으로 구해졌으며, 관전압 80 kVp과 관전류 6 mA의 조건으로 콘빔 CT 촬영 시, 평균 10.1 cGy (표준편차 2.7 cGy) 조사됨을 알 수 있었다. 에너지 변조 필터에 기반한 이중 에너지 영상 획득 기술을 적용한 본 연구에서는 이중 에너지 콘빔 CT 시스템의 선량이 단일 에너지 CT 시스템의 선량보다 33~40% 감소함을 알 수 있다. 또한, 에너지 변조 필터에서 발생한 산란선에 의한 선량 증가 효과는 거의 없었다. 따라서, 인체 내 물질 분별력이 우수하여 임상에 널리 응용되었던 기존 이중 에너지 CT 시스템의 상대적으로 피폭선량이 높다는 단점을 효과적으로 개선할 수 있다.