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전신 정위 고정장치 제작과 임상효과에 대한 연구 (The Clinical Effect and Construction of a Stereotactic Whole Body Immobilization Device)

  • 정진범;정원균;서태석;최경식;진호상;지영훈
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제15권1호
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    • pp.30-38
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    • 2004
  • 목적: 방사선 치료 시 환자의 움직임을 최대한 고정시켜 줄 수 있으며 환자 자세에 대한 Setup 오차를 감소시키고 환자 전신에 산재한 병소를 위치화하고 좌표화할 수 있는 전신 정위 고정장치 제작과 제작한 고정장치에 대한 고정효과 및 재현성을 나타내는 환자 자세의 Setup 오차를 평가하였다. 대상 및 방법: 자체 제작한 고정장치는 크게 기본판(base plate)과 고정틀(Immobilizer), Vacuum cushion, 벨트로 이루어진다. 기본판은 50${\times}$130${\times}$1 ㎤ 베크라이트로 고정틀은 견고한 아세탈 재질을 사용하여 제작하였다. 초기의 Lax frame의 경우, side panel에 부착되어 있는 좌표계(coordinates)를 기본판 바닥에 radiopaque catheter wire를 사용하여 N 타입으로 새겨서 넣어 위치측정이 가능한 좌표계로 적용할 수 있도록 하였다. 제작된 고정장치에 대한 성능실험으로 방사선 투과율 측정 실험과 가상표적을 부착한 지원 환자를 대상으로 표적에 대한 위치측정실험이 수행되었다. 그리고 CCTV 카메라와 Digital Video Recorder (DVR)를 이용하여 획득된 환자 영상을 Matlab 프로그램으로 환자 자세에 대한 Setup 오차를 분석하였다. 결과: 전신 정위 고정장치는 CT 촬영과 방사선치료 시 사용 가능성에 중점을 두고 제작되었다. 이 고정장치의 구조는 갠트리의 회전각의 변화에 따라 충돌하지 않게 제작되었고 측면으로 경사지게 입사되는 빔의 투과율을 최대화할 수 있게 제작되었다. 고정틀의 고정효과를 높여주는 고정벨트는 입사된 빔의 방향에 방해되지 않게 제작되었다. 고정장치에 대한 방사선 투과율은 10과 21 MV의 에너지에서 95, 95%로 측정되었고 지원 환자에 부착한 가상 표적의 위치는 CT 촬영으로 파악할 수 있었다. Matlab 프로그램으로 분석한 setup 오차는 흉부의 측면과 중심부위에서 3.69$\pm$1.60, 2.14$\pm$0.78 mm이고 복부의 측면과 중심부위에서 7.11$\pm$2.10, 6.54$\pm$2.22 mm이며 여자 환자 경우, 가슴 측면의 Setup 오차는 6.33$\pm$1.55 mm으로 측정되었다. 결론: 전신 정위 고정장치의 제작과 실험을 통해 extra-cranial 암에 대한 방사선수술에서 매우 실용적이고 유용하게 사용될 것으로 사료되며 표적 위치 결정과 환자 고정 도구로서 사용될 것이다. 더 많은 환자 치료자세의 Setup 오차 측정이 수행되면 정확한 환자의 Setup 오차의 결과를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

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영상 융합하여 분석한 파킨슨씨병 환자영상의 유용성 (Usefulness of Registration in the Evaluation of Parkinson′s Disease)

  • 주라형;김재승;문대혁;최보영;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제14권4호
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    • pp.268-278
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    • 2003
  • 목 적 : $^{123}$ I IPT SPECT에서 선조체 섭취율(specific striatal binding ratio: SBR)과 미상핵과 전$.$후 조가비핵의 비(anterior/posterior ratio: APR)를 측정하기 위해 육안적인 방법으로 설정한 수동 관심영역설정 방법과 MR template을 영상 융합하여 해부학적 영상을 기준으로 관심영역을 설정하는 방법에서 수동방법과 영상 융합 방법간 차이의 유의성과 분석 그룹간의 유의성과 재현성을 분석하고자 한다. 대상 및 방법: Early parkinson군 17명(남/녀:8/9, 56.6$\pm$10.8세)과 severe parkinson군 13명(남/녀:8/5, 56.4$\pm$11.1세), 정상인 11명(남/녀:7/4, 57.8$\pm$14.4세)을 대상으로 $^{123}$ I IPT 259 MBq을 정맥 주사한 후 얻은 $^{123}$ I IPT SPECT 영상에서 수동 ROI와 영상융합방법에 의한 ROI를 설정하였다. 영상융합방법에 의한 자동 관심영역 설정방법은 NMI 방법으로 $^{123}$ I IPT SPECT와 MNI T1 template를 영상 융합하여 midthalamic level에서 선조체의 경계를 따라 하부조직을 7개의 관심영역으로 구분하여 SBR과 APR을 측정하고 수동방법으로 측정한 SBR과 APR과 통계적 유의성을 분석하였다. 결 과:수동 관심영역 설정방법과 자동 관심영역 설정방법에 의한 두 분석 방법간 비교에서 SBR은 정상인 그룹(r=0.853, P=0.001), early parkinson군(H&Y stage I, II) (r=0.841, P=0.000), severe parkinson군(H&Y stage III, IV) (r=702, P=0.007) 모두에서 유의한 상관관계를 보였으나 APR은 early parkinson군에서만 유의한 상관관계(r=0.720, P=0.001)를 보였고 정상인(r=0.567, P=0.069), severe parkinson군(r=0.413, P=0.161)로 유의한 상관관계를 보이지 않았다. 분석그룹간 비교에서 수동 관심영역 설정방법에서 정상인과 early parkinson군(P=0.000), 정상인과 severe parkinson군(P=0.000), early parkinson군과 severe parkinson군(P=0.013) 모두 유의한 결과를 보였고, 자동 관심영역 설정방법에서 정상인과 early parkinson군(P=0.000), 정상인과 severe parkinson군(P=0.000), early parkinson군과 severe parkinson군(P=0.003)에서는 유의한 결과를 보였다. APR은 수동 관심영역 설정방법에서는 분석그룹간에 유의한 차이를 보이지 않았다(정상인과 early parkinson군:P=0.316, 정상인과 severe parkinson군:P=0.256, early parkinson군과 severe parkinson군:P=0.969). 자동 관심영역 설정방법에서는 정상인과 early parkinson군(P=0.038), 정상인과 severe parkinson군(P=0.027)에서는 유의한 결과를 보였으나 early parkinson군과 severe parkinson군에서는 유의한 결과를 보이지 않았다(P=0.948). 재현성은 CV값으로 자동 관심영역 설정방법이 7.2%, 수동 관심영역 설정방법이 31%로 자동 관심영역 설정방법의 재현성이 4.3배 높았다. 결 론:$^{123}$ I IPT SPECT영상에서 SBR과 APR의 측정이 해부학적 표준영상인 T1 template를 기준으로 영상 융합하여 선조체와 하부조직을 미상핵과 조가비핵 전측과 후측으로 구분하여 섭취율을 측정하는 방법이 수동으로 관심영역을 설정하여 분석하는 방법보다 통계적으로 유의하고 재현성 있는 결과를 보였다.

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소동물영상을 위한 마이크로 컴퓨터단층촬영장치 (Micro-CT System for Small Animal Imaging)

  • 남기용;김경우;김재희;손현화;유종현;강성훈;천권수;박성훈;윤권하
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제19권2호
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    • pp.102-112
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    • 2008
  • 살아있는 마우스 영상화를 목적으로 겐트리 회전형과 평판영상검출기를 기반으로 한 고분해능 마이크로 컴퓨터단층촬영 장치를 개발하였다. 이 장치는 주로, 마이크로 크기 광원사이즈를 갖는 X-선 광원, Csl (TI)과 결합된 평판형 상보성 금속산화 반도체 영상검출기(CMOS), 선형이송 카우치, 위치정보 엔코더와 결합된 겐트리, 그리고 영상데이터 처리를 위한 병렬처리 시스템으로 구성되었다. 본 장치는 겐트리 회전형으로 설계되었는데, 이는 살아있는 마우스를 CT 영상을 얻는데 있어서 마우스 움직임에 기인한 영상결점의 최소화에 유리하고 촬영하는 동안 쥐의 호흡마취시행에 여러 가지 장점을 갖기 때문이다. CT팬텀을 이용하여 개발한 CT장치의 공간해상도, 영상대비도 그리고 영상균일도를 평가하였다. 결과로써, 본 장치의 공간해상도는 MTF 곡선으로부터 10%에 해당하는 약 11.3 cycles/mm을 얻었으며, 마우스에 대한 방사선 피폭선량은 81.5 mGy의 결과를 얻었다. 저대비 영상팬텀을 이용한 영상실험에서 분해가능 최소영상대비차는 약 46 CT였다. $55{\times}55{\times}X100\;{\mu}^3$의 복셀(voxel) 크기에서 영상의 불균일도는 약 70 CT 임을 얻었다. 또한 본 연구에서는 살아있는 마우스의 몸체, 뼈, 그리고 간에 대한 영상 테스트 결과를 제시하였다.

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두개강내 종양의 확산강조자기공명영상: 임상적 유용성 (Diffusion-Weighted MR Imaging of the Brain Tumors: The Clinical Usefulness)

  • 이영철;서정진;정광우;강형근;김윤현
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제4권1호
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    • pp.34-41
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    • 2000
  • 목적: 두개강내 종양의 감별진단에 있어서 확산강조자기공명영상(DWi: diffusion weighted MR imaging)의 임상적 유용성을 알아 보고자 하였다. 대상 및 방법: 19예의 두개강내 종양(전이암 10예, 고등급 교종 4예, 저등급 성상세포종 4예, 핍지교종 1예)을 대상으로 1.5T 장치를 이용하여 통상적인 자기공명영상과 EPI기법을 사용한 DWI(TR/TE=6500/107, b value 1000)를 얻었다. DWI에서 종%$\varepsilon$을 고형성분, 괴사나 낭성 부위, 주위 부종으로 나누어 신호강도(뇌설과 뇌실질을 기준으로 5등급으로 나눔)와 벙변과 반 대쪽 정상 뇌설질의 상대적 신호강도비(SIR: signal intensity ratio)를 구하였다. 이렇게 얻어진 종양간의 신호강도와 신호강도비의 차이를 독립표본 T 검정을 이용하여 비교 분석하였다. 결과: DWI에서 고형성분의 경우 전이암과 고등급 교종은 전예에서 뇌실질보다 고신호강도를 보 였으며, 저등급 성상세포종과 핍지교종은 뇌실질과 등신호 또는 약간 높은 신호강도를 보였다. 각각의 고형성분에서 평균 신호강도비는 전이암 1.52, 고등급 교종 1.48, 저등급 성상세포종 1.16, 핍지교종 1.31로 측정되어서 전반적으로 악성도가 증가할수록 높은 신호강도비를 보였다(P(0.05). 종양 주위 부종은 전이암 10예와 고등급 교종 4예에서 관찰되었으며 이중 전이암 7예, 고등급 교종 2예에서는 뇌실질과 유사한 신호강도를 보인 반면 나머지 5예들에서는 뇌실 질보다 높은 신호강도로 관찰되었다. 부종에서의 평균 신호강도비는 전이암이 1.14, 고등급 교종 1.31로 전이암에서 낮게 관찰되었지만 통계적 의의는 없었다(p >0.05). 괴사나 낭성부위의 평균 신호강도비는 0.63이였다. 조영증강되지 않았던 6예의 고형성분중 3예는 주위 부종보다 고신호강도를보여 종양의 경계가통상적인 자기공명영상에 비해 우수하였다. 결론: DWI에서 뇌종양의 고형성분의 신호강도는 종양의 악성도가 높을수록 고신호강도를 보였고 종양 주위 부종은 DWI기법에 기인된 고유효과인 "T2 shine through effect"와 혈관성 부종의 정도 간의 우열에 따라 다양한 소견을 보였으며, 또한 DWI에서 종양과 주위 부종과의 관계를 좀더 명확하게 구분 할 수 있었다.

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뇌피질 이형성증의 자기공명영상소견: 병리적 등급 및 유형과의 연관성에 대하여 (MR Imaging Findings of Cortical Dysplasia of the Brain: Correlation with Pathologic Grades and Subtypes)

  • Bae Ju Kwon;Kee-Hyun Chang;Chun-Kee Chung;Moon Hee Han;Yoon La Choi;Je G. Chi
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제7권1호
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    • pp.47-55
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    • 2003
  • 목적 : 뇌피질 이형성증의 다양한 자기공명영상소견을 유형별로 분류하고 병리적 등급 및 유형과의 연관성을 분석한다. 대상 및 방법 : 수술 후 병리적으로 뇌피질 이형성증이 확진된 97명을 대상으로 하였다. 수술 전 MR 영상을 후향적으로 분석하였으며, 이상 소견의 유무에 따라 MR 양성군과 MR 음성군으로 나누었다. MR 양성군에서는 뇌회와 인접지주막하 공간의 크기, 뇌피질 두께, 피질하백질의 신호 강도, 뇌피질과 백질 경계부의 명확성에 의하여 MR 이상 소견을 분류하였다. 병리적 소견 역시 영상 소견을 모르는 상태에서 후향적으로 분석하였으며, 경도, 중등도, 고도와 비풍선세포형, 풍선세포형으로 나누었다. MR 양성군과 음성군 사이에서 그리고 MR 양성군의 네 가지 유형 내에서 각각 병리적 등급 및 유형의 차이가 있는지 분석하였다. 결과: MR 양성군과 음성군은 각각 39 (40%) 명, 58 (60%) 명이었다. MR 양성군 중 위축형은 13 (33%)명, 피질띠형은 9 (23%)명, 내측 만곡형은 9 (23%)명, 그리고 비특이적 형태는 8 (21%)명이었다. MR 양성군과 음성군 사이에서 병리적 등급은 의미 있는 차이가 없었으나, MR음성군에 비하여 MR 양성군에서 고도의 병리적 등급의 빈도가 높은 경향을 보였으며 또한 풍선 세포형의 빈도 역시 유의하게 높았다. (5% Vs 2l%, p<0.05). 특히 MR 양성군 중에 내측 만곡형은 고도의 병리적 등급과 풍선세포형의 빈도가 각각 78% (7/9), 56% (5/9)인 반면에, 위축형은 경도의 등급과 비풍선세포형의 빈도가 각각 77% (10/13), 100%(13/13)이었다. 결론: 뇌피질이형성증 환자의 MR 영상에서 반 이하에서만 이상 소견을 발견할 수 있었고, 특히 내측 만곡형은 병리적으로 고도의 등급 및 풍선세포형, 그리고 위축형은 경도의 등급 및 비풍선세포형과 높은 연관성을 보여 주었다.

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간의 $^{18}F-Fluorodeoxyglucose$ 섭취 양상과 지방간의 관계 (Correlation of Hepatic $^{18}F-Fluorodeoxyglucose$ Uptake with Fatty Liver)

  • 안영실;윤준기;홍선표;조철우;윤석남
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제40권5호
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    • pp.243-248
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    • 2006
  • 목적: 다른 기관들에 비해 간에서는 상대적으로 FDG 섭취 양상이 매우 불규칙하며, 악성 병변이 없는 간에서 비정상적으로 FDG 섭취가 증가하기도 한다. 하지만, 이제까지 이러한 다양한 간의 FDG 섭취를 간의 다른 양성 질환과 연관시킨 연구가 없어, 저자들은 이 연구에서 간에서의 FDG 섭취 양상과 지방간, 간 기능 검사, 지질 프로필을 포함하는 다양한 임상 요인과의 관계를 밝히고자 하였다. 대상 및 방법: 건강검진 목적으로 $^{18}F-FDG$ PET/CT를 시행한 188명 (남/여: 120/68, 평균나이: $50{\pm}9$세)을 대상으로 분석하였다. 간의 FDG 섭취에 영향을 줄 수 있는 당뇨 및 내당증 장애 환자, 심한 간질환이나 오랜 약물 복용의 기왕력이 있는 환자는 연구대상에서 제외하였다. PET/CT의 횡단면에서 간의 5번 분절에 해당하는 부위에 관심영역을 설정하고 이 부위의 평균 SUV를 구하여, 지방간이 있는 군과 없는 군 사이의 차이를 분석하였다. 또한 혈중 간 기능(ALT, AST), 알코올성 간질환(${\gamma}-GT$), 총 콜레스테롤, 중성지방 수치와 간의 FDC 섭취와의 관계를 알아보았다. 지방간 환자들의 체질량지수, 음주력을 조사하여 이 인자들이 간의 FDG 섭취에 미치는 영향도 분석하였다 결과 지방간이 있는 군의 평균 SUV가 지방간이 없는 군보다 통계적으로 유의하게 높았다(p<0.05). 혈중 총 콜레스테롤과 중성지방 수치는 간의 FDG 섭취와 유의한 상관관계를 보인 반면, 다른 요인들은 상관관계를 보이지 않았다. 또한, 지방간 환자에서 음주나 체질량 지수의 위험군과 비위험군 사이에 간의 FDG 섭취 정도는 차이는 보이지 않았다. 다변량 분석 결과, 지방간의 유무와 혈중 중성지방 수치가 간의 평균 SUV에 영향을 주는 유의한 독립 인자였다. 결론: 결론적으로 간의 FDG 섭취 정도는 지방간의 유무에 영향을 받으며, 중성지방 수치와 유의한 상관관계를 보였다.

주 우울증 환자의 국소 뇌혈류 변화 연구 (Alterations of Regional Cerebral Blood Flow in Major Depressive Disorder)

  • 이원형;정용안;서예영;유익동;나세정;정현석;김기준
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제43권2호
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    • pp.107-111
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    • 2009
  • 목적: 저자 들은 주 우울증 환자들의 뇌 혈류 SPECT을 정상 대조군과 비교하여, 기존에 보고된 주 우울증 환자들의 소견과 어떤 차이가 있는 지 알아보고자 하였다. 대상과 방법: DSM-IV criteria로 주 우울증인 환자들 중에서 4주 이상 모든 정신과적 약물을 중지시킨 12명(남: 7, 녀: 5, 나이 범위: $19{\sim}52$세, 평균 나이: $29.3{\pm}9.9$세)과 자발적으로 지원한 정상 대조군 14명(남: 8, 녀: 6, 나이 범위: $19{\sim}53$세, 평균 나이: $31.4{\pm}9.2$세)을 대상으로 하였다. Tc-99m ECD 주사 후 SPECT 영상을 얻은 후, 주 우울증 환자군과 정상 대조군에서의 국소 뇌 혈류 패턴을 비교하였다. 결과: 정상인 대조군에 비해서, 주 우울증 환자들은 우측 후두엽의 설상 회와 방추상 회, 좌측 후두엽의 설상 회와 설전부, 그리고 좌측 측두엽의 상측두 회의 국소 뇌 혈류가 의미있게 증가하였다. 또한 우측 뇌교, 좌측 전두엽의 내측 전두회, 좌측 변연계의 대상 회, 우측 전두엽의 대상 회, 우측 변연계의 대상 회에서는 대조군에 비해 주 우울증 환자에서 국소 뇌 혈류가 의미있게 감소하였다. 결론: 주 우울증 환자군의 Tc-99m ECD뇌 혈류 SPECT 소견은 기존의 보고와 큰 차이가 없었으며, 우측 뇌교와 대상 회 그리고 좌측 내측 전두 회에서 특정적인 국소 뇌 혈류 감소 소견이 있었다.

원발성 위암 환자의 치료 전 PET/CT 스캔에서 FDG 섭취 정도와 임상병리학적 및 면역조직화학적 지표들과의 비교 (Comparison between FDG Uptake and Clinicopathologic and Immunohistochemical Parameters in Pre-operative PET/CT Scan of Primary Gastric Carcinoma)

  • 한은지;최우희;정용안;김기준;맹이소;손경명;정현석;손형선;정수교
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제43권1호
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    • pp.26-34
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    • 2009
  • 목적: 원발성 위암 환자의 PET/CT 스캔에서 FDG 섭취에 영향을 주는 임상병리학적 및 면역조직화학적 지표들이 있는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에 내원하여 수술 전 FDG PET/CT 스캔을 시행한 89명의 위암환자들을 대상으로 하였다. PET/CT 영상에서 원발 종양의 SUVmax를 구한 후 침범 깊이(T기),종양 크기, 림프절전이, 종양 분화, Lauren의 분류, Ki-67 지수, p53, EGFR, Cathepsin D, c-erb-B2. COX-2의 발현과 같은 임상병리학적 및 면역조직화학적 지표들과의 상관 관계를 분석하였다. 결과: 89예의 위암 중 19예에서는 PET/CT 영상에서 인지 가능한 FDG 섭취가 없었는데, 이 19예 중 16예는 원발 종양의 침범 깊이가 점막하 이내에 국한된 경우였다. 위암의 FDG섭취 정도는 T기가 T2 이상일 때가 T1일 때보다 유의하게 높았고($5.8{\pm}3.1$ vs. $3.7{\pm}2.1$, p=0.002), 위암의 크기가 3 cm 이상일 경우가 3 cm 미만일 경우보다 유의하게 높았다($5.7{\pm}3.2$ vs. $3.7{\pm}2.0$, p=0.002) Lauren의 분류에 따른 장형 위암에서 장형이 아닐 때보다 높은 SUVmax를 보였다($5.4{\pm}2.8$ vs. $3.7{\pm}1.3$, p=0.003). 원발 종양의 SUVmax는 p53 양성인 경우가 음성인 경우보다 의미 있게 높았다($6.0{\pm}2.8$ vs. $4.4{\pm}3.0$, p=0.035). 그 외 림프절 전이 유무, 종양 분화, Ki-67 지수, EGFR, Cathepsin D, c-erb-B2 그리고 COX-2 같은 다른 지표들은 원발성 위암의 SUVmax와 의미 있는 상관 관계가 없었다. 결론: 원발성 위암의 침범 깊이(T기)는 FDG PET/CT 스캔에서의 위암 발견율에 영향을 주었다. 위암이 PET/CT스캔에서 인지 가능한 FDG 섭취를 보일 경우 T기, 종양의 크기, Lauren의 분류에 따른 조직형, 그리고 p53의 발현 정도는 원발성 위암의 FDG 섭취와 유의한 상관 관계가 있었다.

분화성 갑상선 암에서 FDG 섭취 정도와 병리학적 지표들과의 비교 (Comparison of FDG Uptake with Pathological Parameters in the Well-differentiated Thyroid Cancer)

  • 최우희;정용안;김기준;박창숙;정현석;손형선;정수교;유창영
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제43권1호
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    • pp.40-47
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    • 2009
  • 목적: 분화성 갑상선 암에서 원발 종양의 F-18 FDG 섭취 정도와 여러 병리학적, 면역조직화학적 지표들과의 연관성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에 내원하여 수술 전 F-18 FDG PET/CT 스캔을 시행한 후 갑상선 전 절제술 및 림프절 제거술을 시행한 분화성 갑상선암 환자들을 대상으로 하였다. PET/CT 영상에서 원발성 종양의 SUVmax를 구한 후 SUVmax와 종양의 크기, 림프절 전이, 종양의 다발성, 갑상선 밖으로의 침습, 갑상선염 동반 여부와 같은 병리학적 인자들과 Ki-67 표지을, EGFR, COX-2, 그리고 Galectin-3 같은 면역조직화학적 지표들과 관계가 있는지를 독립표본 T 검정을 사용하여 알아보았다. 결과: 106명의 환자 중 102명은 유두상암이었고 4명은 여포상암이었다. 1 cm보다 큰 종양에서의 평균 SUVmax는 1 cm이하 종양에서의 평균 SUVmax보다 의미 있게 높았다($7.8{\pm}8.5$ vs. $3.6{\pm}3.1$, p=0.004). 그 외 림프절 전이, 종양의 다발성, 갑상선 밖으로의 침습, 갑상선염 동반 유무, Ki-67 표지율, EGFR, COX-2, Galectin-3 발현 유무에 따라 분화성 갑상선 암의 SUVmax는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. 결론: 분화성 갑상선 암에서 F-18 FDG의 섭취 정도는 원발성 종양의 크기와 통계적으로 유의한 연관성이 있었다. 그러나 Ki-67 표지율, EGFR, COX-2, Galectin-3 발현 유무와 F-18 FDG섭취 정도는 유의한 관련성이 없었다.

MODIS 지표면 온도 자료와 지구통계기법을 이용한 지상 기온 추정 (Estimation of Near Surface Air Temperature Using MODIS Land Surface Temperature Data and Geostatistics)

  • 신휴석;장은미;홍성욱
    • 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.