• Journal of Cardiovascular Imaging
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• 제31권2호
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• pp.71-82
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• 2023

BACKGROUND: Cardiac magnetic resonance fingerprinting (cMRF) enables simultaneous mapping of myocardial T1 and T2 with very short acquisition times. Breathing maneuvers have been utilized as a vasoactive stress test to dynamically characterize myocardial tissue in vivo. We tested the feasibility of sequential, rapid cMRF acquisitions during breathing maneuvers to quantify myocardial T1 and T2 changes. METHODS: We measured T1 and T2 values using conventional T1 and T2-mapping techniques (modified look locker inversion [MOLLI] and T2-prepared balanced-steady state free precession), and a 15 heartbeat (15-hb) and rapid 5-hb cMRF sequence in a phantom and in 9 healthy volunteers. The cMRF_5-hb sequence was also used to dynamically assess T1 and T2 changes over the course of a vasoactive combined breathing maneuver. RESULTS: In healthy volunteers, the mean myocardial T1 of the different mapping methodologies were: MOLLI 1,224 ± 81 ms, cMRF_15-hb 1,359 ± 97 ms, and cMRF_5-hb 1,357 ± 76 ms. The mean myocardial T2 measured with the conventional mapping technique was 41.7 ± 6.7 ms, while for cMRF_15-hb 29.6 ± 5.8 ms and cMRF_5-hb 30.5 ± 5.8 ms. T2 was reduced with vasoconstriction (post-hyperventilation compared to a baseline resting state) (30.15 ± 1.53 ms vs. 27.99 ± 2.07 ms, p = 0.02), while T1 did not change with hyperventilation. During the vasodilatory breath-hold, no significant change of myocardial T1 and T2 was observed. CONCLUSIONS: cMRF_5-hb enables simultaneous mapping of myocardial T1 and T2, and may be used to track dynamic changes of myocardial T1 and T2 during vasoactive combined breathing maneuvers.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권3호
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• pp.321-325
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• 1998

일반적으로 현재의 초음파 의료영상시스템에서 지연시간의 계산에 사용하는 음속도는 인체의연조직에서의 평균속도인 1540m/s 의 값을 이용한다. 그러나 사람마다 혹은 매질의 특성에 따라 초음파의 속도가 크게 차이가 나서 고정된 속도를 이용한 집속 지연시간 계산에는 오차가 발생한다. 이는 해상도의 저하를 가져올 뿐만 아니라, 매질의 기하학적인 크기나 거리정보가 필요한, 심장이나 신장의 용적을 계산과 같은 경우에는 큰 오차를 가져온다. 따라서 매질의 속도를 정확히 구하는 것이 해상도 향상의 중요한 관건의 하나임을 알 수가 있다. 본 논문에서는 이를 위해 매질내의 관심영역에서의 밝기를 최대화시켜주는 접속지연시간 프로파일을 구해 매질 내에서의 옴파의 속도를 측정하여 실제 초음파 팬텀에 적응하여 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제29권1E호
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• pp.38-44
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• 2010

This paper is based on our comments and proposed amendments to the documents, Annex A, Phantom for determining Maximum Depth of Penetration, and Annex B, Local Dynamic Range Using Acoustical Test Objects 87/400/CDV. IEC 61391-2 Ed. 1.0 200X, prepared by IEC technical Committee 87; Ultrasonics. The documents are concerned with the influence of microstructure of reference target material on the ultrasonic backscattering. Previous works on the attenuation due to backreflection and backscattering of reference target materials are reviewed. The drawback to the use of ungraded stainless steel and metallic materials without microstructural data such as, crystal structure, basic acoustic data of sound velocity and attenuation, grain size, roughness and elastic constants has been discussed. The analysis suggested that the insightful conclusion can be made by differentiating the influence arising from target size and microstructure on the backscattering measurements. The microstructural parameters are associated with physical, geometrical, acoustical and mechanical origins of variation with frequency. Further clarification of such a diverse source mechanisms for ultrasonic backscattering would make the target material and its application for medical diagnosis and therapy simpler and more reliable.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.223-228
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• 2015

이중으로 집중된 미세 다엽콜리메이터(Double-focused micro Multileaf Collimator: ${\mu}MLC$)는 보통의 다엽콜리메이터(Multileaf Collimator: MLC)에 비하여 조사면 가장자리 부분의 선량을 급격하게 줄여준다. 이러한 특성 때문에, 미세 다엽 콜리메이터는 정위적 방사선 수술과 치료(Stereotactic Radio-Surgery/RadioTtherapy, SRS/SRT)에 사용되어 왔다. 우리는 Elekta Synergy 선형가속기에 이중으로 집중된 동적 미세 다엽콜리메이터(Double-focused Dynamic micro-Multileaf Collimator: DMLC)를 부착하여 선량학적 특성을 평가하였다. 본 연구에서는, 필름(GafChromic EBT2 film), EDGE 다이오드 검출기, 3차원 물 팬텀을 이용하였다. 깊이선량백분율(Percent Depth Dose, PDD), 엽 투과도(leaf leakage), 반그림자(Penumbra)를 측정하였고, 모든 데이터들은 6MV 광자선으로 측정하였다. 그 결과, DMLC가 1% 이내의 투과도를 갖는것을 확인할 수 있었다. DMLC는 이중으로 집중 되는 구조를 가졌기 때문에 반 그림자가 조사야 크기에 대하여 독립적인 것을 확인하였다. 본 연구에서는 DMLC의 선량학적 특성을 바탕으로, Elekta Synergy에 부착된 DMLC의 적용 가능성을 증명하였다.

• 핵의학기술
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• 제16권1호
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• pp.102-107
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• 2012

단 반감기 핵종을 이용한 PET검사는 방사성동위원소의 빠른 물리적 붕괴로 인하여 영상 획득을 위한 계수검출이 제한적이다. 이러한 이유로 비교적 낮은 감도의 검사에서는 보다 정확한 정량적 평가를 위하여 긴 시간동안 영상 획득을 적용하기도 한다. 본 연구에서는 $^{11}C$와 $^{18}F$를 이용한 PET 검사 시 영상 획득 시간에 따른 차이를 평가하여 합리적인 영상 획득 시간에 관하여 알아보고자 한다. 1994 NEMA Phantom에 $^{11}C$은 $30.08{\pm}4.22MBq$, $^{18}F$은 $40.08{\pm}8.29MBq$을 증류수에 희석하여 채운 후 $^{11}C$은 동적영상 1분씩 20회, 정적 영상 20분, $^{18}F$은 동적영상 2분30초씩 20회, 정적영상 50분을 획득하였다. 모든 데이터는 동일한 재구성법을 적용하였으며, 시간의 경과에 따른 붕괴보정을 적용하였다. 방출영상에 관심영역을 설정하고 최대 방사능 농도값(kBq/mL)을 비교하였으며, 각각의 동적영상을 영상 획득 시간의 증가에 따라 1개씩 증가시켜 영상 합산(Image summation) 후 영상의 관심 영역 내에서의 최대 방사능 농도값(kBq/mL)을 평가하였다. $^{11}C$ 동적영상의 시간 경과에 따른 최대 방사능 농도값은 $3.85{\pm}0.45{\sim}5.15{\pm}0.50kBq/mL$, 정적영상은 $2.15{\pm}0.26kBq/mL$였다. $^{18}F$ 동적영상은 $9.09{\pm}0.42{\sim}9.48{\pm}0.31kBq/mL$, 정적영상은 $7.24{\pm}0.14kBq/mL$였다. $^{11}C$의 동적영상 합산에서 영상 획득 시간의 합이 5, 10, 15, 20분으로 증가할수록 $2.47{\pm}0.4$, $2.22{\pm}0.37$, $2.08{\pm}0.42$, $1.95{\pm}0.55kBq/mL$으로 감소하였으며, $^{18}F$의 경우 합산된 영상 획득 시간의 합이 12분 30초, 25분, 37분 30초, 50분으로 증가할수록 $7.89{\pm}0.27$, $7.61{\pm}0.23$, $7.36{\pm}0.21$, $7.31{\pm}0.23kBq/mL$으로 감소하였다. 영상의 질을 평가 하는 SNR에서는 $^{11}C$과 $^{18}F$ 모두 동적영상획득 방법에서는 주사 후 시간이 흐를수록 SNR가 저하 되었으나, 영상 합산획득 방법에서는 합산 횟수가 증가 할수록 SNR가 향상 되는 것을 알 수 있었다. 동적영상에서 시간 경과에 따른 최대 방사능 농도값은 $^{11}C$과 $^{18}F$에서 증가하였고, 동적영상 합산의 경우는 합산수가 증가함에 따라 최대 방사능 농도값은 $^{11}C$과 $^{18}F$ 감소함을 보였다. $^{18}F$을 이용할 경우에는 시간 경과에 따른 정량평가의 오차를 크게 고려하지 않아도 될 것으로 사료되고, $^{11}C$를 이용한 PET 검사는 시간경과에 따른 감쇠 보정의 오차를 감안하여 추가의 감쇠 보정법을 적용하거나 30%정도의 오차를 적용하여 정적영상 획득시간을 반감기의 25% 이내인 5분 내외로 설정해야 할 것이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권1호
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• pp.29-35
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• 2014

목 적 : 본 연구는 이미 상용화가 시작된 호흡 동조 체적 세기조절 회전 방사선 치료(Gated RapidArc) 이전의 자동화가 되지 않는 장비들에서 호흡 동조 방사선 치료(Gated radiation therapy)와 체적 세기조절 회전 방사선 치료(VMAT)를 동시에 시행할 수 있게 Gated RapidArc의 정확성을 분석하여 유용성을 평가하고, 진폭모드(Amplitude mode)를 이용하여 Gated RapidArc가 자동으로 되지 않는 장비에 환자를 적용하여 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 방사선량 분포의 분석은 물 등가물질 고체 팬톰과 GafChromic 필름(EBT2 QD+, USA)을 이용하였으며, Film QA (ver. 2.2, USA) 필름 분석 프로그램을 이용하여 Gamma 인자(3%, 3 mm)를 분석하였다. 또한, 삼차원 선량 분포의 정확도를 확인하기 위해서 Matrixx(IBA Dosimery, Germany) 선량 측정 장비와 Compass(IBA Dosimetry, Germany) 선량 분석 프로그램을 이용하였다. 고체 팬톰을 이용한 호흡 동조 주기 신호는 4D 팬톰(Dynamic Thorax Phantom, CIRS, USA)과 Varian RPM(Real-Time Position Monitor) 호흡 동조 시스템을 이용하여 만들었으며, 자유호흡(free breathing)과 호흡정지(breath holding) 시에 따른 방사선량 분포를 각각에 대하여 분석 평가하였다. 환자에게 적용하기 위하여 2013년 2월부터 2013년 8월까지 간암환자 4명을 대상으로 4DCT의 영상을 얻기 위하여 충분한 호흡주기 연습후에 환자의 호흡주기에 맞게 위상모드(Phase mode)를 이용하여 환자가 고글의 호흡주기 패턴을 눈으로 보고 정확하게 따라할 수 있도록 하면서 4DCT의 영상을 획득하였다. Gated RapidArc 치료를 위하여 진폭모드(Amplitude mode)의 호흡주기를 만들어 3회 호흡을 시행한 후 40%~60%의 구간에서 5~6초 호흡을 참을 수 있도록 연습을 하고, 치료 시 40%~60%의 구간에서 환자가 숨을 참을 때 Beam On 버튼을 눌러주는 방식의 반자동으로 치료를 시행하였다. 결 과 : 비 호흡 및 호흡 동조 체적 세기조절 회전 방사선 치료기법 간의 절대선량은 전산화 치료 계획을 이용한 계산값과 1% 이내의 차이를 보였으며, 치료 기법 간의 차이 또한 1% 이내의 차이를 보였다. Gamma 인자(3%, 3 mm)는 99% 이상의 일치함을 보였으며, 각 장기별 선량 차이는 대체로 95% 이상의 일치함을 보였다. 또한 호흡 동조 체적 세기조절 회전 방사선 치료를 위하여 만든 진폭모드(Amplitude mode)의 호흡주기와 실제 환자의 호흡주기가 잘 일치하는 것을 볼 수 있었다. 결 론 : 비 호흡 동조와 호흡 동조 시 체적 세기조절 회전 방사선 치료간의 절대 선량 및 방사선량의 분포가 매우 잘 일치함을 보였다. 이는 호흡 동조 체적 세기조절 회전 방사선 치료 기법을 이용하여 호흡에 따라 움직이는 흉부나 복부의 종양 치료에 적용이 가능한 것으로 사료된다. 또한 실제 치료환자를 대상으로 고글을 통하여 진폭모드(Amplitude mode)의 호흡주기를 만들어 Gated RapidArc가 자동으로 되지 않는 장비에 치료를 적용한 결과, 5~6초정도 정지된 호흡에서 호흡 동조 체적 세기조절 회전 방사선 치료가 원활히 이루어짐을 알 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권1호
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• pp.71-78
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• 1997

목적 :동적 쐐기 조사면 측정을 다중 검출기 시스템과 같은 특수한 장치없이 보편적인 방사선 측정 방법을 사용하여 시행할 수 있는 방법을 고안, 수행하였다. 대상 및 방법 : $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 동적 쐐기각(dynamic wedge angle)과 6MV와 15MV인 광자선을 발생시키는 선형 가속기(CL 2100 C/D)를 이용하여 wedge transmission factor 및 percentage depth dose(PDD, 선량 프로파일을 측정하였다. Wedge transmission factor는 6MV, 15MV인 광자선과 $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 4개의 동적 쐐기각에 대해서 $4\times4cm^2-20\times20cm^2$까지 1-2cm간격의 정사각형 조사면과 Y-field가 4cm, 20cm일 때 여러개의 X-field에 대한 각각의 직사각형 조사면에서 측정하였다. 또한 동적 쐐기의 구간별 치료표(Segmented Treatment Table, STT)값을 이용하여 wedge factor를 계산해 내었다. PDD는 필름 dosimetry로 구하였는데 개방 조사면에 대해 전리함과 필름으로 PDD를 구한 후 필름의 환산값을 알아내어 쐐기 조사면에 대한 필름 dosimetry로 PDD를 구하여 필름 환산값으로 전리함을 통해 얻을 수 있는 실제 PDD를 구하였다. 선량 프로파일은 비대칭 정지 조사면을 선택적으로 전리함을 이용하여 측정하고 이때 얻은 측정치인 소구간 프로파일과 STT를 이용하는 선량 분포 중칩 방식으로 구하였다. 결과 : wedge transmission factor의 측정치와 STT를 이용하여 구한 계산치를 비교한 결과 실험 오차 범위내에서 거의 일치하였다. 또한 직사각형 조사면에서의 wedge transmission factor 변화를 측정한 결과 동일한 Y-field에 대해서 직사각형 조사면은 정사각형 조사면에서의 wedge factor와 같았다. PDD는 필름 방사선 측정값의 보정으로 개방 조사면에서 PDD와 동적 쐐기 조사면에서 PDD 사이의 차이는 무시될 수 있다. 그리고 전리함의 측정으로부터 중칩 방식으로 얻어진 동적 쫴기의 선량 프로파일은 필름 dosimetry로 얻은 동적 쐐기의 선량 프로파일과 비교한 결과 최대 2% 이내 정확도의 허용 오차 영역에 들어옴을 볼 수 있었다. 결론 :동적 조사면의 특성으로 동적 쐐기 측정에서의 정보 수집을 위하여 모든 조사면에서의 방대한 측정과 그로인한 장시간의 소비, 또한 동적 쐐기 측정을 위한 특수한 장치가 필요하지만 보편적으로 사용하는 측정 장치, 즉 단일 검출기와 필름 방사선 측정 방법으로 충분히 용이하게 행할 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.975-984
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• 2022

선형 탐촉자는 탐촉자의 길이만큼의 관심 영역을 갖기 때문에 장비에 탑재된 virtual convex 기능을 사용하여 관심 영역을 확장 시킬 수 있다. 하지만 관심 시각 영역의 변화에 따라 초음파 음속 방향의 변화로 인해 화질에 영향을 미칠 것으로 생각되어 이를 객관적으로 확인하고자 하였다. 본 연구를 위해 초음파 정도 관리용 팬텀의 영상 평가와 SNR·CNR을 측정하였다. 그 결과 팬텀 영상 평가에서는 두 영상 모두 기능적 분해능, 회색조 및 동적 범위에서 모두 구조물 식별이 가능했다. 하지만 구조물의 크기와 형태 재현성에는 Standard 영상이 우수한 것을 확인할 수 있었다. SNR·CNR 평가결과, 특정 위치의 구조물을 제외하고는 대부분이 Trapezoidal 영상의 SNR·CNR이 낮았다. 또한, 통계 분석 그래프를 통해 낭성 구조물의 크기가 작아질수록 깊이별 SNR과 CNR이 감소하는 것을 추가로 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 기능사용이 넓은 관심 시각 영역을 제공하는 장점이 있으나 화질에 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었으며 Virtual Convex 기능사용 시 검사자는 이를 적절한 상황에 사용하고 질 높은 영상 획득과 장비의 이해도와 숙련도 향상을 위해 다양한 연구를 해야 할 것으로 판단된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권1호
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• pp.1-10
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• 2012

목 적: 동적다엽콜리메이터를 이용한 세기변조방사선 치료 시 선량률 임의 변경 되었을 경우 선량 분포 차와 변화를 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 소조사야와 대조사야의 두 가지 세기변조방사선치료계획을 임상적 치료계획시스템(Eclipse, Varian, Palo Alto, CA)을 이용하여 계획하였다. 각각의 치료계획은 선량률 100, 400, 600 MU/min으로 변화시켜 조사야별 세 종류로 치료계획을 하였다. 측정기 2D-Array (2D-Array Seven729, PTW-Freiburg)는 측정 깊이 0.5 cm를 고려하여 위로 Solid water phantom ($30{\times}30{\times}4.5cm$)와 아래로 후방산란을 고려한 Solid water phantom 5 cm 사이에 위치 시켰다. MLC-120엽을 갖춘 에너지 6 MV 선형가속기(Clinac 21EX, Varian, Palo Alto, CA)를 사용하여 실험하였다. 첫 번째로 선량률 100, 400, 600 MU/min의 치료 계획한 것을 같은 선량률로 측정 하여 각각의 기준값을 얻었다. 1) 선량률 100 MU/min일 때 임의로 200, 300, 400, 500, 600 MU/min로 변화하고, 2) 400 MU/min일 때 100, 200, 300, 500, 600 MU/min으로 변화시켰으며, 3) 600 MU/min일 때 100, 200, 300, 400, 500 MU/min를 측정하였다. 끝으로 분석 프로그램(Verisoft 3.1, PTW-Freiburg)을 이용하여 기준 값과 선량률 변화 시의 선량차와 분포를 평가 하였다. 결 과: 치료 계획한 선량률 100 MU/min, 400 MU/min, 600 MU/min을 치료 계획한 대로 측정한 기준 값은 미세한 선량차를 보였고 선량분포도 일치하였다. 이를 기준 값으로 하여 소조사야에 대해 측정한 결과 100 MU/min에서는 200, 300, 400, 500, 600MU/min으로 변경하며 측정 시 -0.8, -1.1, -1.3, -1.5, -1.6%로 선량차가 있었으며, 400 MU/min (소조사야)에서 100, 200, 300, 500, 600 MU/min일 때 +0.9, +0.3, +0.1, -0.2, -0.2%의 선량변화가 있었고, 선량률 600 MU/min (소조사야)에서는 100, 200, 300, 400, 500 MU/min으로 변경 시 +1.4, +0.8, +0.5, +0.3, +0.2%로 나타났다. 다른 한편, 대조사야에서 100 MU/min(대조사야)는 -1.3, -1.6, -1.8, -2.0, -2.4%로 조금 더 큰 감소를 보였고, 400 MU/min (대조사야)는 +2.0, +1.8, +0.5, -1.2, -1.6%의 선량변화가 있었다. 600 MU/min (대조사야)에서는 +1.5, +1.9, +1.7, +1.9, +1.2%였다. 선량률 변화에 따른 선량 차는 -2.4~+2.0%로 측정되었다. 결 론: 120-MLC를 갖춘 선형가속기를 사용하여 측정한 세기변조방사선 치료 시 선량률 변화에 따른 선량분포는 거의 변화가 없었으며 선량 차는 ${\pm}3%$ 미만이었다.

• 한국음향학회지
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• 제27권2호
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• pp.57-65
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• 2008

초음파 진단기의 설정은 영상의 질에 영향을 준다. sonographer는 최적의 영상을 얻기 위해 초음파 영상의 질에 영향을 주는 설정 변수에 대한 효과를 이해해야 한다. 본 연구에서는 4가지 대표적인 영상 조절 변수 즉 TGC (Time Gain Control), 이득 (Gain), 주파수 (Frequency), DR (Dynamic Range)를 고려하였다. 초음파 영상의 질은 LCS (Law Contrast Sensitivity) 관점에서 정량적으로 비친 평가하였다. 실험은 임상용 초음파 진단기 (SA-9000 PRIME, Medison, Korea)를 사용하여 초음파 평가 팬텀 (539, ATS, USA)의 LCS 타겟을 영상화하였다. 영상 조절 변수의 설정을 변화하면서, 각 설정에 대한, 6개의 LCS 영상 (+15 dB, +C dB, +3 dB, -3 dB, -6 dB, -15 dB)을 취득하고, 영상에 대한 LCS픽셀 값을 계산하였다. 실험결과 TGC가 최대, Gain은 중간에서 최대사이, 주파수가 Pen모드, DR이 40-66 dB일 때 타겟 영상 (LCS)의 평균 픽셀 값이 높았다. 모든 타겟 영상에서 DR이 40 dB일 때에 LCS가 좋은 영상을 얻었다. 본 결과는 임상에서 잘 발견되는 solid lesion (+15, +6, +3 dB 타겟과 유사) 또는 cystic lesion (-15, -6, -3 dB 타겟과 비슷)이 있는 mass 평가 시 적절한 영상조절 변수 설정에 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.