• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제9권2호
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• pp.117-133
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• 2005

자기공명영상에서 병리구조물을 깨닫기 위해서는 먼저 자기공명영상에서 정상 해부구조물을 깨달아야 한다. 자기공명영상에서 해부구조물을 익히기 위해서는 다음과 같은 학습 자료가 필요하다. 첫째, 온몸의 자기공명영상, 둘째, 수평, 이마 그리고 마루 자기공명영상, 셋째, 자기공명영상에 들어맞는 구역화영상, 넷째, 자기공명영상에 있는 해부구조물의 3차원영상, 넷째, 자기공명영상, 구역화영상 그리고 3차원영상을 볼 수 있는 소프트웨어가 필요하다. 그러나 지금까지 이러한 학습 자료를 구하기 힘들었다. 따라서 이 연구에서는 의과대학 학생과 의사가 자기공명영상에서 정상 해부구조물을 익히는 데 도움을 주는 학습 자료를 다음처럼 만들었다. 표준 체형을 가진 건강한 한국인 남성을 골랐다. 온몸의 자기공명영상 613장을 찍고(slice thickness 3 mm, interslice gap 0 mm, field of view 480mm${\times}$480mm, resolution 512${\times}$512, T1 weighted) 개인용 컴퓨터에 옮겼다. 자기공명영상에 있는 60개의 해부구조물을 구역화해서 구역화영상을 만들었다. 이마, 마루 자기공명영상과 이마, 마루 구역화영상을 만들었다. 구역화영상을 바탕으로 47개 해부구조물의 3차원영상을 수동 표면재구성 방법으로 만들었다. 자기공명영상, 구역화영상, 3차원영상을 볼 수 있는 소프트웨어를 만들었다. 이 연구에서 만든 온몸의 수평, 이마, 마루 자기공명영상, 자기공명영상에 들어맞는 구역화영상, 3차원영상, 소프트웨어와 같은 학습 자료는 의과대학 학생과 의사가 자기공명영상에서 정상 해부구조물을 익히는 데 도움을 줄 것이다. 이 학습 자료는 인터넷이나 CD를 통해서 널리 퍼뜨릴 것이다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제12권2호
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• pp.100-106
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• 2008

본 연구는 in vivo 보다 더욱 정확하게 뇌 대사물질을 정량 분석하고자 고자장 NMR 장비 (500MHz; 11.74T)를 이용하여 동물의 뇌를 in vitro 환경에서 조사 및 분석하였다. 일반적으로 in vivo 실험은 생체 내부의 혈류나 조직의 비균질성으로 인한 자기공명분광법의 shimming에 악영향을 미치기 때문에 부정확한 결과를 산출할 수 있다. 그러나, in vitro 실험은 이에 비하여 균질한 샘플을 사용하고 보다 고자장에서 실험환경을 조성할 수 있기 때문에 더욱 정확한 대사물질의 정보를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 개 (canine)의 소뇌 (cerebellum)조직으로부터 대사물질을 추출하고 고자장 핵자기공명분광법으로 대사물질의 절대농도를 획득 하고자 하였다. 생체 대사물질의 절대농도를 획득하기 위하여 대표적인 대사물질(i.e., NAA, Cr, Cho, Ins, Lac, GABA, Glu, Gln, Tau Ala)의 팬톰을 제작하여 그 스펙트럼을 확보하였고, 개의 소뇌 부위를 적출하여 methanol-chloroform water extraction (M/C water extraction) 방법으로 대사물질만을 추출한 후 자기공명분광법을 수행하였다. 필터링 (filtering)의 효과를 평가하기 위하여 샘플 제작 시 추출물을 필터링한 그룹과 필터링하지 않은 그룹으로 분류하여 실험을 수행하였다. 팬텀 물질과 추출물은 90% D2O 수용액으로 만든 후 5mm NMR 튜브에 담아 실험하였다. 실험 결과 조직 추출물을 필터링하는 것이 신호대잡음비(signal to noise ratio: SNR, S/N)를 향상시키는 데 기여하는 것을 확인하였다. 또한 개의 소뇌 대사물질의 절대농도는 사람보다는 쥐 (rat)의 뇌 대사물질 절대농도와 더 비슷한 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 토대로 고자장 핵자기공명분광법을 이용한 in vitro 실험은 뇌조직 내 대사물질의 절대농도를 측정하고 기본적인 지표를 확보하는데 매우 정확하고 정량적인 방법이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제12권2호
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• pp.131-141
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• 2008

목적: 물체 내부의 온도를 비침습적으로 측정할 수 있는 양성자 공명 주파수 이동에 의한 MR 온도영상의 재구성에 center array-sequencing 위상펼침(PU) 기법을 적용시켜 그 성능 및 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: MR 온도 영상에 앞서 잡음 수준이 다른 타원형 팬텀들을 컴퓨터 모의 실험으로 제작하고 제안된 PU방 법을 적용시켜 잡음에 대한 성능을 평가하였다. MR 실험은 PU 실험과 이를 이용한 온도분포영상획득 실험으로 구분하여 수행되었다. 1.5T MR 영상장치에서 무릎코일과 $T2^*$ 경사자장에코 펄스열을 이용하여 MR 영상을 얻었다. 물통, 오렌지, 아가젤 등의 팬텀을 실험 대상으로 하였고 자체 제작된 온수펌프 장치로 팬텀의 온도를 조절하였다. T 형 열전쌍 온도측정장치로 팬텀 온도를 측정하고 MR 온도영상 결과와 비교하였다. 획득된 MR영상의 위상분포는 제안된 PU방법으로 위상을 편 후 온도분포 영상을 재구성하였다. 가열 전 후의 온도변화와 MR 영상의 위상변화 관계를 이용하여 아가젤 팬텀 내의 MR온도분포 영상을 구하였다. 결과: 제안된 center array-sequencing PU 알고리즘을 이용하여 여러 팬텀에 대한 MR 위상영상의 접힘 현상을 기존 방법보다 간편하고 빠르게 제거할 수 있었고 이를 이용하여 MR 온도영상을 획득할 수 있었다. 결론: 본 연구는 제안된 center array-sequencing 위상펼침 방법이 잡음에 강하고 처리 속도가 빠를 뿐만 아니라 양성자 공명 주파수 이동의 성질을 이용한 MR 온도 영상 획득에 성공적으로 적용될 수 있음을 보였다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제43권2호
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• pp.100-106
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• 2009

목적: 파킨슨병은 비교적 흔한 운동장애질환으로 흑질(substantia nigra)의 도파민성 신경세포와 해당되는 기저핵의 도파민 함유 신경말단의 퇴행성 변화에 의하여 선조체에서의 도파민 운반체 농도도 감소하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 I-123 IPT SPECT에서 선조체의 도파민 특이결합과 후두염 뇌피질의 비특이 결합비를 이용하여 초기 및 진행된 파킨슨병 환자군과 본태성 진전 등의 다른 운동장애 질환군, 정상 대조군에서 도파민 운반체 영상을 비교하였다. 대상 및 방법: 정상 대조군 50명과 초기 파킨슨병 환자군 20명, 진행된 파킨슨병 환자군 30명, 본태성 진전환자군 20명을 대상으로 I-123 IPT를 정맥 주사후 20분과 2시간 후에 SPECT 영상을 획득하고 재구성하였다. 후두염에 배후방사능 관심영역을 그리고 선조체의 I-123 IPT의 특이/비특이 결합비를 구하여 각 군간의 차이를 정량적 및 정성적으로 비교하여 보았다. 결과: 선조체의 I-123 IPT의 특이/비특이 결합비는 진행된 파킨슨병 환자군과 정상 대조군에서는 평균값의 차이가 유의하였다. 그러나 초기 파킨슨병 환자군과 본태성 진전 환자군 사이에는 특이/비특이 결합비가 중첩됨이 관찰되었다. 정상 대조군과 본태성 진전환자군에서는 2시간 영상이 20분 영상에 비하여 특이/비특이 결합비도 높게 나타났고 표준 편차도 적었다. 진행된 파킨슨병 환자에서는 20분 영상과 2 시간 영상의 특이/비특이 결합비는 차이가 없었고 그 값도 낮았다. 편측 파킨슨병 환자에서 I-123 IPT의 특이/비특이 결합비는 증상이 나타난 반대측 선조체뿐만 아니라 같은쪽 선조체에서도 감소되어 있었다. 초기 파킨슨 환자20명 중 편측 증상을 보인 7명의 환자에서 I-123 IPT SPECT상의 좌우측 선조체간의 특이/비특이 결합비 간의 차이를 이용한 편측화 결과는 임상 증상의 편측화와 일치하였다. 결론: I-123 IPT SPECT는 진행된 파킨슨병의 진단과 치료에 따른 임상경과 진행의 객관적인 지표로서의 역할을 할 수 있을 것으로 생각되며 임상 증상이 발현되기 전단계의 초기 파킨슨병의 진단이나 파킨슨병과 유사한 운동증상을 보일 수 있는 다른 운동질환군과의 감별진단에 있어서는 각 군간의 중첩되는 비율이 있으므로 적용에 신중을 기해야 하겠다.

• 핵의학기술
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• 제20권1호
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• pp.59-65
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• 2016

동적신장검사는 신장기능을 영상화하는 대표적인 방법이다. 동적신장검사에서 저선량 방사성의약품의 사용으로 기존 동적신장검사와 저선량을 사용한 신장검사의 비교를 통한 동적신장검사의 재현성을 평가해 보기로 했다. 본 비교실험을 통해 재현성이 우수할 경우 환자에 투여하는 방사선량을 줄인 동적신장검사법을 활용하고 환자의 피폭을 줄이고자 한다. 감마카메라 장비로는 Orbiter, SymbiaE (Siemens, Germany)를 사용하였고, 2013년 1월부터 2014년 2월까지 370 Mbq (10mCi)을 사용한 환자와 동일 환자 중 2014년 3월부터 2015년 7월까지 185 Mbq (5 mCi)을 사용한 환자를 대상으로 $^{99m}Tc-DTPA$사용 검사 21명과 $^{99m}Tc-MAG_3$사용 검사 20명 총 41명을 대상으로 데이터를 선별하였다. 결과 영상의 Renogram에서 Peak 지점의 프레임을 선택하여 신장의 관심영역과 배후방사능의 관심영역을 설정하고 K/B ratio를 구하여 비교하였다. $^{99m}Tc-DTPA$를 사용한 검사에서 370 Mbq을 사용하였을 때의 K/B ratio는 평균 $5.67{\pm}0.8$이었고, 185 Mbq을 사용하였을 때는 평균 $5.62{\pm}0.87$로 큰 차이를 보이지 않았다. $^{99m}Tc-MAG_3$를 사용한 검사에서도 신장/배후방사능 비는 370 Mbq을 사용 시 평균 $14.95{\pm}2.58$과 185 Mbq을 사용 시 평균 $14.56{\pm}2.02$로 큰 차이를 보이지 않았다. Paired sample t-test결과 p-value는 $^{99m}Tc-DTPA$ 0.566, $^{99m}Tc-MAG_3$ 0.363로 같은 비교집단 간 차이점이 없음을 확인하였다. 동일 환자를 대상으로 선량을 370 Mbq에서 185 Mbq로 줄였을 때의 동적신장검사의 재현성은 우수한 것으로 확인 되었다. 저선량 동적신장검사는 기존 감마카메라의 성능 개선 없이 재현성이 우수한 결과를 얻을 수 있고 환자의 피폭 또한 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제17권1호
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• pp.67-70
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• 2013

급증하는 간세포암 환자에게 간동맥 화학 색전술은 효과적인 중재적 시술 방법 중 하나이다. 이때 PET/CT 검사는 색전 후 잔존 암세포의 존재 및 전이여부와 예후를 판단하는데 중요한 역할을 한다. 한편 간동맥 화학 색전술에 사용되는 색전물질인 Lipiodol은 PET/CT 검사에서 인공물을 생성하고 정량평가에 영향을 준다. 이에 본 연구는 Lipiodol이 영상에 미치는 영향의 정도를 방사능 값과 백분율 오차로 평가하고자 하였다. 1994 NEMA Phantom에 Lipiodol과 Teflon, 물을 세 개의 삽입물에 넣고 나머지 부분을 배후 방사능 $20{\pm}10MBq$를 주입하고 충분히 섞은 후 2분 30초/bed data를 획득 하였다. 재구성 방법은 반복 영상 재구성법으로 반복횟수 2회, 부분 집합 수 20을 적용하였으며, Lipiodol과 Teflon, 물, 인공물 발생부위, 배후 방사능에 관심영역을 설정하고 방사능 값과 백분율 오차를 산출 하여 비교하였다. 방사능 값은 Teflon, 물, Lipiodol, 삽입물 사이 인공물 발생 부위, 배후 방사능 부위에서 각 영역 중 방사능 값은 $0.09{\pm}0.04$, $0.40{\pm}0.17$, $1.55{\pm}0.75$, $2.5{\pm}1.09$, $2.65{\pm}1.16 kBq/ml$(P<0.05)으로 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 백분율 오차가 Lipiodol에서 물에 비해 118%, 배후 방사능에 비해서 52%, Teflon에 비해 180%의 차이가 있었다. Lipiodol을 주입한 후 검사에서 감약 보정의 영향을 받아 오차로 인한 방사능 농도 값이 다른 삽입물에 비해 현저히 높고 배후 방사능보다는 작다는 것을 알 수 있었다. 따라서 Lipiodol과 같은 조영 물질을 사용한 검사에서는 인공물에 대한 영향을 고려해야 하며 임상에서는 감약 보정을 적용하지 않은 영상을 참고해서 검사가 이루어 질 수 있도록 해야 한다.

• Spatial Information Research
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• 제22권1호
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• pp.55-63
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• 2014

수문학, 기상학 및 기후학 등에서 필수적인 자료중의 하나인 지상기온 자료는 최근 보건, 생물, 환경 등의 다양한 분야로까지 활용영역이 확대되고 있어 그 중요성이 커지고 있으나 지상관측을 통한 지상기온자료의 취득은 시공간적인 제약이 크기 때문에 실측된 기온자료는 시공간 해상도가 낮아 높은 해상도가 요구되는 연구 분야에서는 활용성에 큰 제약을 갖게 된다. 이를 극복하기 위한 하나의 대안으로 상대적으로 높은 시공간 해상도를 가지고 있는 위성영상자료에서 얻을 수 있는 지표면온도 자료를 이용하여 지상기온을 추정하는 많은 연구들이 수행되어 왔다. 본 연구는 이러한 연구의 일환으로써 기상청에서 제공하고 있는 AWS(Automatic Weather Station)에서 취득된 2010년 지상 온도 자료(AWS data)를 바탕으로 대표적인 지표면 온도자료인 MODIS Land Surface temperature(LST data:MOD11A1)와 지상기온에 영향을 미칠 수 있는 Land Cover Data, DEM(digital elevation model) 등의 보조 자료와 함께 다양한 지구통계 기법들을 이용하여 남한 지역의 지상기온을 추정하였다. 추정 전 2010년 전체(365일) LST자료와 AWS자료와의 차이에 대한 RMSE(Root Mean Square Error)값의 계절별 피복별 분석결과 계절에 따른 RMSE값의 변동계수는 0.86으로 나타났으나 피복에 따른 변동계수는 0.00746으로 나타나 계절별 차이가 피복별 차이보다 큰 것으로 분석 되었다. 계절별 RMSE 값은 겨울철이 가장 낮은 것으로 나타났으며 AWS자료와 LST자료와 보조자료를 이용한 선형 회귀분석결과에서도 겨울철의 결정 계수가 가장 높은 0.818로 나타났으며, 여름철의 경우에는 0.078로 나타나 계절별 차이가 매우 크게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 지구통계 기법들의 대표적인 방법론인 크리깅 방법 중 일반적으로 많이 사용되고 있는 정규 크리깅, 일반 크리깅, 공동 크리킹, 회귀 크리깅을 이용하여 지상기온을 추정한 후 모델의 정확도를 판단할 수 있는 교차 검증을 실시한 결과 정규 크리깅과 일반 크리깅에 의한 RMSE 값은 1.71, 공동 크리깅과 회귀 크리깅에 의한 RMSE 값은 각각 1.848, 1.63으로 나타나 회귀 크리깅 방법에 의한 추정의 정확도가 가장 높은 것으로 분석되었다.

• 핵의학기술
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• 제13권1호
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• pp.40-46
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• 2009

목적 : 분화된 갑상선암 환자에서 방사성옥소(I-131)를 이용한 전신스캔은 보통 수술 후 잔여 갑상선 조직, 재발된 병변 부위 또는 전이 병소 등을 찾는데 유용한 방법이다. 최근 고선량 방사성동위원소를 이용한 치료는 증가 추세에 있으며, 동위원소 치료를 위한 입원대기는 수개월씩 지연되고 있다. 본원에서는 정화조 설비를 확장하여 주당 치료 가능 인원이 증가되었고 이로 인해 I-131 전신스캔 환자가 늘어나면서 검사시간 또한 증가되었다. 이를 개선하기 위해 본 연구에서는 기존의 검사시간을 단축하면서 병소의 위치를 정확하게 구별할 수 있도록 Transmission scan tool을 제작하여 우수한 분해능을 가진 전신영상을 얻고자 한다. 실험재료 및 방법 : 2008년 2월부터 7월까지 본과를 내원하고 ORBITER Gamma Camera를 이용하여 I-131 전신스캔을 시행하는 환자를 대상으로 하였다. 먼저 전신 스캔을 시행한 후 Transmission scan를 위해 검사 Table에 Rail을 설치하고 $^{99m}Tc$-pertechnetate 2 mCi를 희석한 Flood phantom을 올려놓을 수 있는 Tool을 자체 제작하여 Transmission image를 얻어 전신 스캔에 Fusion 하였다. 결과 : I-131 전신스캔과 Transmission scan의 Fusion된 영상은 간단한 marking을 통하여 구강이나 침샘부위, neck 부위의 병소, 전이병소의 위치를 감별하는데 우수한 분해능을 가진다. 또한 추가적인 국소 영상이 불필요하여 8~28분 정도의 검사 소요시간을 단축할 수 있었다. 결론 및 고찰 : I-131 전신스캔에서 Transmission scan은 방사능의 감약을 통하여 체표면의 윤곽을 정확히 나타낼 수 있으며 미리 시행한 I-131 전신스캔과의 Fusion 영상을 통하여 분해능을 향상시킴으로서 잔여 갑상선 조직이나 전이병소 등의 위치를 나타내는데 유용하다. 또한 추가적인 국소영상 촬영이 불필요함에 따라 검사에 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 체표면 윤곽을 나타내어 해부학적 위치를 파악하는데 도움을 줄 수 있는 다른 임상검사에도 확대 적용할 수 있을 것이다.

• 핵의학기술
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• 제14권1호
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• pp.54-60
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• 2010

본원에 도입된 새로운 소프트웨어는 SPECT나 전신 뼈 영상에만 국한되어 사용되어 지고 있지만 보다 효과적으로 다른 검사에 적용하기 위해 팬텀을 통한 실험과 영상의 비교를 통하여 그 유용성을 찾아보고자 하였다. 실험을 위하여 Body IEC phantom과 Jaszczak ECT phantom, Capillary를 이용한 실린더 팬텀을 이용하였고, 영상의 처리 전후의 계수, statistics를 비교해 보고 contrast ratio나 BKG의 변화들을 정량적으로 분석해 보았다. Capillary source를 이용한 FWHM 비교에서는 PIXON의 경우 처리 전후의 영상에서 차이가 거의 없었고, ASTONISH의 경우 처리 후의 영상이 우수해짐을 확인할 수 있었다. 반면 Standard deviation과 그에 따른 Variance는 PIXON은 다소 감소한 반면 ASTONISH는 큰 폭으로 증가함을 보였다. IEC phantom을 이용한 BKG variability 비교에서는 PIXON의 경우 전체적으로 감소한 반면 ASTONISH는 다소 증가하는 경향을 보였고, 각각의 sphere에 대한 contrast ratio도 두 가지 방법 모두 향상됨을 확인하였다. 영상의 스케일 면에서도 PIXON의 경우 처리 후에는 window width가 약 4-5배 증가하였지만 ASTONISH에서는 큰 차이가 없었다. 팬텀 실험 분석 후 ASTONISH는 정량적 분석을 위해 ROI를 그려야 하는 기타 검사와 대조도를 강조하는 검사에 적용 가능성을 보였고, PIXON은 획득계수가 부족하거나 SNR이 낮은 핵의학 검사에 유용하게 사용될 것으로 생각되었다. 영상의 분석 인자로 많이 사용되는 정량적인 수치들은 소프트웨어의 적용 후 대체로 향상되었지만 감마카메라의 차이보다 소프트웨어간의 알고리즘 특성으로 인한 결과영상의 차이가 많아 모든 핵의학 검사의 적용에 있어서 일관성을 유지하기는 어려울 것으로 사료된다. 또한 전신 뼈 영상과 같이 검사시간의 획기적 단축과 같은 수단으로는 우수한 영상의 질을 기대하기 어렵다. 새로운 소프트웨어의 도입 시 병원의 특성에 맞는 protocol과 임상 적용 전에 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.93-96
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• 2011

현재 광도전체 물질을 이용한 직접변환방식의 방사선 검출기 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 광도전체 물질 중 상용화된 비정질 셀레늄(a-Se)에 비해 요오드화수은($HgI_2$) 광도전체 화합물은 고에너지에 대한 높은 흡수율과 민감도를 가지는 것으로 보고되고 있다. 또한 이러한 광도전체 필름은 발생된 신호의 검출효율은 상하부 전극크기에 의한 전기장의 세기 및 기하학적 분포에 많은 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 이에 본 연구는 $HgI_2$ 광도전체 필름에서 상하부 전극의 크기에 따른 X선 검출특성을 조사하였다. 시편제작은 기존의 진공 증착법이 두꺼운 대면적 필름제조가 어렵다는 문제점을 해결하고자 페이스트 인쇄법을 이용하여 인듐전극이 코팅된 유리기관위에 제작하였으며, 시편의 두께를 $150{\mu}m$, 면적크기를 $3cm{\times}3cm$ 크기로 제조하였다. 상부전극은 마그네틱 스퍼터링법을 이용하여 $3cm{\times}3cm$, $2cm{\times}2cm$, $1cm{\times}1cm$의 크기로 ITO(indium-tin-oxide)를 진공 증착하였다. 특성평가를 위해 X선 선량에 대한 민감도와 누설전류, 신호대잡음비를 측정하여 필름의 전기적 검출 특성을 정량적으로 평가하였다. 그 결과 상부전극의 크기가 증가함에 따라 검출된 신호의 크기가 다소 증가하는 경향을 보였다. 하지만, 전극크기의 증가에 따른 누설전류 또한 증가함으로써 신호대잡음비는 오히려 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터 향후 광도전체를 적용한 X선 영상검출기 개발에 있어 상부전극의 최적크기와 구조설계가 고려되어야 할 것으로 사료된다.