• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권6호
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• pp.655-661
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• 2021

Positron emission tomography (PET) images is affected by acquisition time, short acquisition times results in low gamma counts leading to degradation of image quality by statistical noise. Noise2Void(N2V) is self supervised denoising model that is convolutional neural network (CNN) based deep learning. The purpose of this study is to evaluate denoising performance of N2V for PET image with a short acquisition time. The phantom was scanned as a list mode for 10 min using Biograph mCT40 of PET/CT (Siemens Healthcare, Erlangen, Germany). We compared PET images using NEMA image-quality phantom for standard acquisition time (10 min), short acquisition time (2min) and simulated PET image (S2 min). To evaluate performance of N2V, the peak signal to noise ratio (PSNR), normalized root mean square error (NRMSE), structural similarity index (SSIM) and radio-activity recovery coefficient (RC) were used. The PSNR, NRMSE and SSIM for 2 min and S2 min PET images compared to 10min PET image were 30.983, 33.936, 9.954, 7.609 and 0.916, 0.934 respectively. The RC for spheres with S2 min PET image also met European Association of Nuclear Medicine Research Ltd. (EARL) FDG PET accreditation program. We confirmed generated S2 min PET image from N2V deep learning showed improvement results compared to 2 min PET image and The PET images on visual analysis were also comparable between 10 min and S2 min PET images. In conclusion, noisy PET image by means of short acquisition time using N2V denoising network model can be improved image quality without underestimation of radioactivity.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.95-102
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• 2022

본 연구는 PET(positron emission tomography) 검사를 위해 내원한 환자를 대상으로 방사성의약품 ¹⁸F-FDG 동위원소를 주사 할 때, 주사 방법과 생리식염수의 용량에 따른 주사기의 잔량의 차이를 비교하였다. 조영제를 사용하는 CT 혹은 MRI 검사 후, 3-way를 제거하지 않고, PET 검사를 위해 내원한 40명의 환자를 대상으로 ¹⁸F-FDG를 주사 할 때, 주사기와 3-way에 남게 되는 방사능을 측정하여, 실제 환자에게 투여된 방사능을 확인했다. 이때 20명의 환자들로 나누어 생리식염수의 용량을 달리하였다. 또 다른 주사 방법은 extension을 이용하여 주사 하였을 때, 주사기의 잔량 비교와 생리식염수 용량에 따른 잔량 차이를 비교하였다. ¹⁸F-FDG 를 주사 한 후, 주사기와 3-way 또는 extension에 남아 있는 방사능을 검량기로 측정하여 실제 투여된 용량을 확인 했다. 방사성의약품을 투여하기 전의 주사기의 방사능과 투여한 후 주사기와 3-way 또는 extension 의 방사능을 측정한 결과, 생리식염수 10 cc에 3way 의 주입 방식이 잔류량이 가장 낮았고, 생리식염수 10 cc에 extension, 생리식염수 5 cc에 3way 순으로 잔량이 증가하였다. 5 cc의 생리식염수에 extension 주사 방법이 잔량이 가장 많이 남아 있었다. 잔량이 가장 적게 남은 주사 방법과의 잔량 차이는 0.053 mCi이다. PET 검사 시, 3-way와 extension에 남게 되는 방사능을 감안하고, 생리식염수의 투여 용량을 조절함에 따라, 실제 환자에게 투여하고자 하는 목적 용량을 고안한다면 좀 더 정확하게 환자에게 방사성의약품을 투여할 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제26권5호
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• pp.462-469
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• 2000

Positron Emission Tomography(PET) is a new diagnostic method that can create functional images of the distribution of positron emitting radionuclides, which when administered intravenously in the body, makes possible anatomical and functional analysis by quantity of biochemical and physiological process. After genetic and biochemical changes in initial stage, malignant tumor undergoes functional changes before undergoing anatomical changes. So, early diagnosis of malignant tumors by functional analysis with PET can be achieved, replacing traditional anatomical analysis, such as computed tomography(CT) and magnetic resonance image(MRI), etc. Similarly, PET can identify malignant tumor without confusion with scar and fibrosis in follow up check. In the Korea Cancer Center Hospital(KCCH) from October 1997 to September 1999, clinical study was performed in 79 cases that underwent 89 times PET evaluation with [18F]-Fluorodeoxyglucose for diagnosis of oral and maxillofacial tumors, and the data was analysed by Bayesian $2{\times}2$ Classification Table. The results were as follows : Evaluation for initial diagnosis with FDG-PET (P<0.005) 1. Agreement rate or accuracy rate is 88.9%. 2. Sensitivity is 95.2%, and specificity 66.7%. 3. Positive predictive rate is 90.9%, and negative predictive rate 80.0%. 4. In consideration of tumor stage, diagnostic rate in less than stage II was 90% and in greater than stage III 100%. 5. In consideration of tumor size, diagnostic rate in less than T2 was 92.3% and in greater than T3 100%. After primary treatment, evaluation for follow up check with FDG-PET (P < 0.001) 1. Agreement rate or accuracy rate is 85.4%. 2. Sensitivity is 87.5%, and specificity 82.4%. 3. Positive predictive rate is 87.5%, and negative predictive rate 82.4%. 4. In 24 recurred cases, 6 had distant metastasis, and 5 of them were diagnosed with FDG-PET, resulting in diagnostic rate of FDG-PET of 83.3%. From the above results, Positron Emission Tomography with [18F]- Fluorodeoxyglucose appears to be more sensitive and accurate for detecting the presence of oral and maxillofacial tumors, and has various clinical applications such as early diagnosis of tumor in initial and follow up check and detection of distant metastasis.

• 핵의학기술
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• 제21권2호
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• pp.37-43
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• 2017

PET/CT 영상 재구성시 감쇠보정맵을 사용하여 영상재구성에 적용한다. 감쇠보정 맵의 CT parameter을 변경하여 PET/CT 영상 재구성 할 때 적용하여 SUVmax에 어떤 영향을 미치는지 비교 평가해보고자 한다. 장비는 Biograph mCT 64를 사용하였고 Phantom은 NEMA IEC Body Phantom을 사용하였다. 실험을 위해 환자는 2017년 2월에서 3월까지 본원 PET/CT 검사를 시행한 환자 20명을 대상으로 Lung, Liver, Bone에 관심영역을 선택하여 기존 08f AC, 45f medium, 80f ultra sharp 방식의 CT kernel을 적용한 감쇠보정맵을 사용하여 PET/CT 영상 재구성에 도입 후 방사능 농도(kBq/mL), SUVmax, SD(standard deviation) 변화 유무를 평가하였다. Phantom 방사능 농도 측정 결과 B08f AC 대비 B45f 0.96%, B80f 6.58% 증가하였고 B08f AC 대비 B45f 0.86%, B80f 6.54%각각 증가하였고, SD의 경우 B08f AC 대비 B45f 1.27%, B80f 6.96% 증가하였다. 환자에서 부위별 SUV는 Lung에서 B08f AC 대비 B45f 1.6%, B80f 6.6%, Liver에서 B08f AC 대비 B45f 0.7%, B80f 4.7%, Bone에서 B08f AC 대비 B45f 1.3%, B80f 6.2% 증가를 보였다. 부위별 SD는 Lung에서 B08f AC 대비 B45f 6.2%, B80f 15.4%, Liver에서 B08f AC 대비 B45f 2.1%, B80f 11%, Bone에서 B08f AC 대비 B45f 를 사용할 때 2.3%, B80f 14.7% 증가를 보였다. CT Kernel변화에 따라 sharpness noise와 영상의 질은 변화를 보였으나 SUVmax와 SD는 통계적으로 유의한 차이가 없었다.(P>.05). 핵의학 영상은 정량적인 평가가 중요하다 따라서 부위에 따라 CT kernel이 적절하게 조절되고 noise level이 낮은 감쇠보정 맵을 사용하여 PET/CT 재구성시에 적용하여 정량적 평가에 오류를 줄이는 것이 중요하다고 사료되므로 따라서 같은 부위라 할지라도 sharpness noise가 인위적으로 증가된 kernel을 사용하는 것보다 noise가 낮은 kernel을 사용하는 것이 SD편차를 줄이고 정량적인 평가에 오류를 적게 하여 정확한 진단과 SUV 측정에 유용할 것으로 사료된다.

• 대한핵의학회지
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• 제37권5호
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• pp.331-335
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• 2003

원발성골림프종은 매우 드문 질환이기는 하나, 복합항암요법이나 방사선 치료등에 높은 반응율을 보이며, 좋은 예후를 가지는 림프절외 비호지킨 림프종의 일종이다. 그러나, 치료 효과 판정에 있어 골병변의 특이성에 의한 모호한 방사선학적 특징으로 어려움이 있어 왔다. 본 증례는 위와 같은 원발성골림프종 환자에서 PET 스캔을 사용하여 민감하게 완전 반응을 평가할 수 있었던 예로 앞으로 다른 고식적인 방법과 함께 이 질환의 진단과 치료 평가 있어 유용하게 사용 될 수 있을 것으로 전망할 수 있었다.

• 핵의학기술
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• 제16권1호
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• pp.12-16
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• 2012

서론: 종래의 PET 영상 재구성에 있어서 FBP 등에 비해 3차원 반복 재구성 방법이 일반적으로 대체하고 있으며, 이것은 검출기 기하학적 특성과 완벽한 3차원 산란 평가 및 저잡음 randoms 평가 등의 더 진보된 재구성 알고리즘을 제공하고 활용되고 있다. 최근에 SharpIR알고리즘은 3차원 반복 재구성 알고리즘으로 PET 검출기 응답 정보를 통합하여 PET 영상의 잡음을 효과적으로 감소시켜 대조도를 향상 시키기 위한 것으로 알려지고 있다. 본 연구에서는 새로운 반복 시스템 모델인 SharpIR에 대한 성능 평가와 임상에서의 적용 가능성에 대해 알아보고자 한다. 실험재료 및 방법: 검출기 응답에 대한 분해능을 측정하기 위해 유리관(내경 1.1 mm, 두께 0.2 mm)에 $^{18}F$-FDG (250 MBq/mL)을 주입하여 축 방향 시야의 중심과 축 방향으로 5, 10, 15, 20 cm만큼 떨어진 지점에서 획득하였고 VUE point HD와 VUE point HD-SharpIR로 재구성하여 각각의 영상에서 반치폭을 구하였다. 또한 영상품질평가로 image quality phantom (NU2-2001)을 이용하여, 여러 개의 각각 다른 반지름을 가지는 원형구에 cold (직경 28, 37 mm)와 ho (직경 10, 13, 17, 22 mm)부분을 나누어 배경잡음을 주고 영상의 대조도를 평가하였다. 획득된 영상은 VUE point HD와 VUE point HD-SharpIR로 재구성을 하였다. 임상실험에서는 전신검사를 시행받은 환자 중 병소가 있는 환자 10명을 대상으로 VUE point HD와 VUE point HD-SharpIR로 재구성하였다. 이때 iterations을 1~10까지 변경하여 병소 부위와 간 부위에 관심영역을 설정하여 대조도를 평가하였다. 결과: VUE point HD로 재구성한 영상에서는 시야 중심으로부터 축방향 거리 증가와 함께 반치폭이 함께 증가하였지만 VUE point HD-SharpIR로 재구성한 영상에서는 거리가 증가하여도 일정한 반치폭을 나타냈다. 대조도는 팬텀 실험과 임상 실험에서 VUE point HD-SharpIR이 VUE point HD보다 대조도의 향상을 나타냈다. 결론: 검출기 시스템 응답에 대한 더 많은 정보를 포함시킴으로써 SharpIR 알고리즘은 VUE point HD에서 사용되는 기본 모델의 정확성을 향상시켰다. 또한 SharpIR은 VUE point HD보다 각각의 복셀에 관련된 더 많은 측정 위치를 가지는 시스템 모델이기 때문에 더욱 정교한 재구성 모델의 결과를 나타내기 위해 더 많은 반복이 걸린다. 결론적으로 SharpIR은 PET 영상에서 대조도를 향상시켰고 임상에서 적용할 수 있는 최적화된 재구성 조건을 알아보기 위해 종단적 연구를 통해 적용한다면 임상에서 유용하게 사용될 것이다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제37권1호
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• pp.51-59
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• 2019

Purpose: We evaluated failure pattern and treatment outcomes of observational approach on regional lymph node (LN) in cutaneous melanoma of extremities and sought to find clinico-pathologic factors related to LN metastases. Material and Methods: We retrospectively reviewed 73 patients with cutaneous melanoma of extremities between 2005 and 2016. If preoperative 18-F-fluorodeoxyglucose (FDG)-positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) findings were non-specific for regional LNs, surgical resection of primary tumors with adequate margins was performed without sentinel lymph node biopsy (SLNB) and/or complete lymph node dissection (CLND), irrespective of tumor thickness or size. In patients with suspicious or positive findings on PET/CT or CT, SLNB followed by CLND or CLND was performed at the discretion of the surgeon. We defined LN dissection (LND) as SLNB and/or CLND. Results: With a median follow-up of 38 months (range, 6 to 138 months), the dominant pattern of failure was regional failure (17 of total 23 events, 74%) in the observation group (n = 56). Pathologic LN metastases were significant factor for poor regional failure-free survival (hazard ration [HR] = 3.21; 95% confidence interval [CI], 1.03-10.33; p = 0.044) and overall survival (HR = 3.62; 95% CI, 1.02-12.94; p = 0.047) in multivariate analysis. In subgroup analysis for cN0 patients according to the preoperative PET/CT findings, LND group showed the better trend of LRFFS (log rank test, p = 0.192) and RFFS (p = 0.310), although which is not statistically significant. Conclusion: Observational approach on regional LNs on the basis of the PET/CT in patients with cutaneous melanoma of extremities showed the dominant regional failure pattern compared to upfront LND approach. To reveal regional lymph node status, SLND for cN0 patients may of importance in managing cutaneous melanoma patients.

• 핵의학기술
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• 제14권2호
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• pp.77-82
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• 2010

PET/CT 기기의 설치가 증가함에 따라 PET/CT 검사 시감쇄 보정을 위한 CT 검사 역시 증가하여 검사 과정에서 피폭 선량이 증가 되고 있어 의료 피폭의 저감 대책을 포함한 방사선 안전 관리의 체계적인 구축이 필요하다. 본 연구에서는 PET/CT 검사에서의 환자 선량 데이터베이스를 구축하여 환자 선량 저감을 위한 초석을 세우기 위해 CT 선량 측정 프로그램을 사용하여 CT를 사용한 투과 스캔 시 환자가 받는 CT의 예측 유효 선량을 비교 분석하였다. BIO40, BIO16, DSTe8 에서 $^{18}F$-FDG PET/CT 검사를 시행한 180명을 대상으로 하였다. 각 기기 별로 남, 여 30명씩 선량의 평균을 분석하였다. 자동 노출 제어 시스템으로 선량 조절 시 가장 큰 영향을 줄 수 있는 환자의 체중 별로 50 kg미만, 50-60 kg 미만, 60 kg 이상 세 집단으로 나누어 선량의 평균을 분석하였다. CT-Expo v1.7과 ImPACT v1.0을 사용하여 선량 측정을 한 값을 비교 분석하고 체중과 유효 선량의 상관관계를 분석하였다. BIO40에서 검사한 환자의 유효 선량을 CT-Expo v1.7과 ImPACT v1.0을 사용하여 예측하였을 때, 남자 환자 30명은 각각 $6.46{\pm}1.18$ mSv, $6.54{\pm}1.21$ mSv, 여자 환자 30명은 각각 $6.29{\pm}0.97$ mSv, $5.87{\pm}1.09$ mSv 이었다. BIO16 에서 검사한 환자의 유효 선량은 남자 환자 30명은 각각 $9.36{\pm}1.96$ mSv, $8.36{\pm}1.69$ mSv 여자 환자 30명은 각각 $10.02{\pm}2.42$ mSv, $8.43{\pm}1.89$ mSv 이었다. DSTe8에서 검사한 환자의 유효 선량은 남자 환자 30명은 각각 $9.36{\pm}1.96$ mSv, $9.74{\pm}2.55$ mSv, 여자 환자 30명은 각각 $9.05{\pm}2.27$ mSv, $9.19{\pm}2.29$ mSv 이었다. 각 기기에서 검사를 시행한 환자의 체중에 따른 환자의 선량을 비교하기 위해, BIO40에서 검사를 시행한 환자를 대상으로 하여 50 kg 미만, 50~60 kg 미만, 60 kg 이상으로 체중별로 세 개의 집단으로 나누어 환자 선량을 측정하였다. CT-expo v1.7로 측정을 하였을 때 각각 $6.05{\pm}1.77$ mSv, $6.18{\pm}1.05$ mSv, $6.80{\pm}1.06$ mSv이었고 ImPACT v1.0으로 측정했을 때 각각 $5.06{\pm}1.46$ mSv, $5.72{\pm}0.86$ mSv, $6.42{\pm}0.96$ mSv이었다. BIO16에서 검사를 시행한 환자를 대상으로 하여 50 kg 미만, 50-60 kg 미만, 60 kg 이상으로 체중 별로 나누어 환자 선량을 측정하였다. CT-Expo v1.7로 측정을 하였을 때 각각 $7.74{\pm}0.66$ mSv, $8.58{\pm}0.93$ mSv, $10.88{\pm}1.32$ mSv이었고 ImPACT v1.0으로 측정했을 때 각각 $6.60{\pm}0.54$ mSv, $7.45{\pm}0.69$ mSv, $9.43{\pm}1.11$ mSv이었다. DSTe8에서 검사를 시행한 환자를 대상으로 하여 50 kg 미만, 50-60 kg 미만, 60kg 이상으로 체중 별로 나누어 환자 선량을 예측하였다. CT-Expo v1.7로 측정했을 때 각각 $5.03{\pm}0.95$ mSv, $8.25{\pm}1.66$ mSv, $10.33{\pm}1.68$ mSv 이었고 ImPACT v1.0으로 측정했을 때 각각 $5.20{\pm}1.01$ mSv, $8.51{\pm}1.53$ mSv, $10.9{\pm}1.87$ mSv이었다. 체중과 유효 선량의 상관관계를 분석하였을 때 CT-Expo v1.7과 ImPACT v1.0에서 Pearson 정률 상관계수가 각각 0.743, 0.692으로 매우 강한 양의 상관관계가 있었다. 피폭 선량의 예측이 필요할 경우 이와 같은 상용화된 선량 평가 프로그램을 사용하면 Phantom 연구를 시행하지 않더라도 유효 선량의 예측 및 평가가 가능하고, CT 선량 관리를 위한 기초 자료를 수집하는데 활용 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 핵의학기술
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• 제14권2호
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• pp.110-116
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• 2010

PET/CT 검사는 기술의 발전에 따라 감쇄보정 방법이 $^{68}Ge$이나 $^{137}Cs$등의 동위원소를 사용하지 않고, CT 기반의 감쇄보정 영상을 구현하여 검사 시간의 단축과 해부학적인 영상을 제공한다. 그러나 CT 기반의 금속에 의한 CT 영상의 인공물이 발생하여 감쇄보정된 PET 영상에 영향을 준다. 그러므로 본 연구는 임상 실험과 phantom 실험을 통해 금속 치과 임상 실험은 구강 내질환이 없는 40명의 환자(평균나이: $56{\pm}17$세)를 대상으로 하였으며, 치아에 치과보철을 매식한 환자 20명과 치과 임플란트를 매식한 환자 20명을 대상으로 PET/CT 검사를 시행했다. phantom 실험은 원형 phantom내에 치과보철과 치과 임플란트를 매식한 치아모형을 이용하여 PET/CT 검사를 시행했다. 분석방법은 같은 단층상의 PET/CT 영상에서 CT 영상의 CT 값과 PET 영상의 표준섭취계수 변화를 인공물의 영향이 없는 부분, 어둡게 인공물이 나타난 부분, 밝게 인공물이 나타난 부분, 세 부분의 관심영역을 설정하여 측정했고, 통계분석은 대응표본 t-test를 이용했다. 치아 보철을 매식한 실험에서 환자의 경우 표준섭취계수가 인공물의 영향이 없는 부분에 비해 어둡게 인공물이 나타난 부분은 약 19.6% (p<0.05) 감소됐고, 밝게 인공물이 나타난 부분은 90.1% (p>0.05) 증가했다. phantom의 경우 표준섭취계수가 인공물의 영향이 없는 부분에 비해 어둡게 인공물이 나타난 부분은약 18.1% 감소됐고, 밝게 인공물이 나타난 부분은 18.0% 증가했다. 치아 임플란트를 매식한 실험에서 환자의 경우 표준섭취계수가 인공물의 영향이 없는 부분에 비해 어둡게 인공물이 나타난 부분은 약 19.1% (p<0.05) 증가됐고, 밝게 인공물이 나타난 부분은 96.6% (p>0.05) 증가했다. phantom의 경우 표준섭취계수가 인공물의 영향이 없는 부분에 비해 어둡게 인공물이 나타난 부분은 약 14.4% 감소됐고, 밝게 인공물이 나타난 부분은 7.0% 증가했다. PET/CT 검사의 CT 기반 보정 영상 구현 시 금속 치과 재료로 인해 CT 값에 영향을 주어 PET 영상에서도 표준섭취계수에 영향이 미치는 것을 볼 수 있다. 그리고 치아 임플란트보다 치아 보철에서 과 보정이 된 것을 볼 수 있다. 특히, 임상 실험에서 치아 보철의 표준섭취계수가 어둡게 인공물이 나타난 부분이 19.6% 감소되어 나타난 것을 확인 할 수 있어 위 음성으로 오인할 가능성이 있다. 그러므로 금속 치아 보철이나 임플란트를 시행한 환자들의 PET/CT 검사 시 구강내 병변이 의심 된다면, CT 영상으로 보정이 되지 않은 무보정(non-attenuation correction) PET 영상을 확인하는 것이 정확한 진단에 도움을 줄 것으로 사료된다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제13권3호
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• pp.985-989
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• 2012

Objective: To make sure the feasibility with $^{18F}FDG$ PET/CT to guided dynamic intensity-modulated radiation therapy (IMRT) for nasopharyngeal carcinoma patients, by dosimetric verification before treatment. Methods: Chose 11 patients in III~IVA nasopharyngeal carcinoma treated with functional image-guided IMRT and absolute and relative dosimetric verification by Varian 23EX LA, ionization chamber, 2DICA of I'mRT Matrixx and IBA detachable phantom. Drawing outline and making treatment plan were by different imaging techniques (CT and $^{18F}FDG$ PET/CT). The dose distributions of the various regional were realized by SMART. Results: The absolute mean errors of interest area were $2.39%{\pm}0.66$ using 0.6cc ice chamber. Results using DTA method, the average relative dose measurements within our protocol (3%, 3 mm) were 87.64% at 300 MU/min in all filed. Conclusions: Dosimetric verification before IMRT is obligatory and necessary. Ionization chamber and 2DICA of I'mRT Matrixx was the effective dosimetric verification tool for primary focal hyper metabolism in functional image-guided dynamic IMRT for nasopharyngeal carcinoma. Our preliminary evidence indicates that functional image-guided dynamic IMRT is feasible.