• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권3호
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• pp.160-167
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• 2015

의료용 x선 촬영 장치에 있어서 환자에게 피폭되는 선량이 가장 중요한 관심사 중의 하나이다. 본 연구팀에서는 전 세계 최초로 입안에 삽입이 가능한 초소형 x-선 영상 장치가 개발되었는데 이러한 영상장치를 임상에서 사용하기 위해서는 피폭 선량의 평가가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 신개념 치과용 영상장치의 선량을 평가하기 위하여 1) 돼지 턱뼈 팬텀을 직접 제작하여 영상의 질을 평가 하였고, 2) 실제 임상에서 사용가능한 촬영 조건을 결정하였으며, 3) 결정된 촬영 조건에서의 선량을 평가 하였다. 한국 식약처에서 제시하는 치근단 촬영에 대한 환자 선량 권고량(DRLs) 기준에 근거하여 새 개발 장비의 입사표면선량(ESD)와 면적선량(DAP) 측정 방법을 고안하고 각각의 선량 값을 측정하였다. 관전압이 45~55 kV, 관전류가 300 mA 까지 사용 가능한 xoft 사의 초소형 x선 튜브를 사용하였다. 사용된 검출기는 active area가 $72{\times}72mm$ 이고 픽셀 사이즈는 $48{\mu}m$ 이다. 제작된 돼지턱뼈 팬텀은 1 frame/sec의 조건하에 영상을 획득 하였으며, 촬영 조건 최적화를 위하여 관전류를 $20{\sim}80{\mu}A$로 변화시키면서 50 frame씩 영상을 획득하였다. 또한, 상용화 치과용 영상시스템(모델명: CS 2100, 제조사: Carestream Dental LLC 및 모델명: EXARO, 제조사: HIOSSEN)을 이용하여 돼지턱뼈 팬텀의 비교영상 평가를 시행하였다. CS 2100는 60 kV, 7 mA (노출시간:0.125 s)로 하였으며, EXARO는 60 kV, 2 mA로 설정하였다. 선량 평가는 광자극 형광 선량계를 이용하여 입사표면선량을 측정하였으며, 팬텀은 PMMA 재질의 제작된 원통형 팬텀을 이용하였다. 선량계는 팬텀 표면상의 조사야 내부에 2개 및 소스와의 5 cm 거리상에 1개를 위치하여 측정하였다. 빔 조사 조건은 51, 101, 141, $196{\mu}As$로 설정하였다. 면적선량은 소스와 검출기간의 거리가 5 cm 위치에 배치하여 측정하였으며, 이 때 촬영조건은, 관전류 41, 99, 144, 207, $276{\mu}As$의 조건하에서 측정하였다. 임상에서 적용 가능한 관전압과 관전류는 X-선 세기 8000~9000인 지점에서의 관전류 값인 0.051 mAs 이다. 상용화 장비와 영상비교를 한 결과, 개발 장비의 조사야가 훨씬 작음에도 불구하고 치아 및 치아 주위 조직의 영상이 더 우수함을 확인하였다. 또한, 영상 최적화 조사조건인 $51{\mu}As$에서 입사표면선량(ESD)은 식약처 및 IAEA의 권고치보다 훨씬 낮은 1.369 mGy 이다. 조사야 내부의 선량 분포는 표준편차 5~10% 내외로 균일성이 우수 하였다. 측정된 면적선량(DAP)은 $82.4mGy*cm^2$으로 상용화 장비보다 조사야가 훨씬 작음에도 불구하고 식약처의 권고치보다 낮은 값을 보였다. 이러한 연구를 통해서 새 개발 장비의 영상의 우수성과 기존 장비 대비 방사선량에 대한 저감 효과를 확인 할 수 있었으며 치과 장비 개발에 있어서 X선 특성 연구에 대한 기술과 노하우를 축적할 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.517-526
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• 2019

본 연구는 자동노출제어장치 사용 시 파라미터 조합에 따른 영상 화질과 방사선 출력을 분석하여 임상에 적용할 수 있는 최적의 방법을 모색하고자 하였다. 실험방법은 관전압 70, 81 kVp와 자동노출제어장치(Automatic Exposure Control, AEC)의 감도 S200, S400, S800, S1000을 조합해서 복부와 골반부의 입사표면선량, 관전류량, 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR), 대조도 대 잡음비(Contrast to Noise Ratio, CNR), 시간-방사선량 곡선을 구하였다. 그 후 영상 화질과 출력의 안정성을 평가하였다. 그 결과 입사표면선량, 관전류량, 신호 대 잡음비, 대조도 대 잡음비는 관전압과 감도가 높게 설정될수록 감소하였다. 또한 관전압과 감도가 높게 설정될수록 시간-방사선량 곡선은 출력의 안정성이 줄어드는 양상을 보였다. 결론적으로 복부와 골반부 검사 시 관전압과 감도를 높게 조합할수록 검출기는 영상 화질과 방사선 출력을 정상적으로 재현해내지 못하였다. 따라서 비교적 낮은 관전압과 감도를 조합하여 검출기가 파라미터의 조합을 인식할 때 발생하는 오차 범위를 최소화해야 영상 화질과 방사선 출력의 안정성을 최적화할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.368-380
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• 2019

본 연구는 자동노출제어장치 사용 시 관전압과 감도 변화에 따른 dynamic step wedge와 히스토그램의 동적 범위 분석을 통해 검출기의 성능을 평가하는 방법을 제안하고자 하였다. 실험방법은 관전압 60, 70, 81, 90 kVp 별로 검출기 감도 S200, S400, S800, S1000에 해당하는 선질, 입사표면선량, 관전류량, 동적범위를 측정하여 검출기의 성능을 평가하고자 하였다. 그 결과 선질은 모두 합격 기준에 부합하였고, 입사표면선량과 관전류량은 감도가 높게 설정될수록 단계적으로 감소하였다. Dynamic step wedge는 관전압이 높아질수록 관찰 가능한 동적 범위도 함께 증가하였고, 또한 히스토그램은 관전압과 감도가 높게 설정될수록 양자화 이격 현상과 히스토그램 양단의 정보량이 상실되는 언더플로우와 오버플로우가 나타났다. 결론적으로 검출기가 성능 저하로 인하여 자동노출제어장치 사용 시 관전압과 감도 변화에 따른 동적 범위를 제대로 구현해내지 못한다는 것을 알 수 있었고, 검출기 성능평가 시 dynamic step wedge와 히스토그램을 통한 평가가 유용하다는 점을 알 수 있었다.