• 한국방사선학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.541-549
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• 2023

본 연구는 CT 촬영 시 금속으로 인해 발생한 금속 인공물 감소를 위한 알고리즘 적용에 따른 영상 화질에 대한 정량적 비교를 하고자 한다. Spectral detected-based CT와 CT ACR 464 팬톰을 이용하여 일반적인 필터보정역투영 알고리즘을 적용한 기준 영상을 10장 획득하고, 동일 팬톰에 금속 인공물을 발생시켜 일반적인 필터보정역투영 알고리즘을 적용한 영상을 10장 획득하였다. 금속 인공물을 발생시켜 획득한 영상의 원시 데이터에 metal artifact reduction 알고리즘, 가상 단일 에너지 알고리즘, metal artifact reduction 알고리즘 적용 후 추가로 가상 단일 에너지 알고리즘을 적용한 영상을 각각 10장씩 획득하였다. 알고리즘 적용에 따른 hounsfield unit 비교를 위해 CT ACR 464 팬톰 module 1에 위치한 폴리에틸렌, 뼈, 아크릴, 공기, 물에 관심영역을 설정하고, 전체 영상 화질 평가를 위해 평균 제곱근 오차, 평균 절대 오차, 신호 대 잡음비, 최대 신호 대 잡음비, 구조적 유사도 지수 지표를 통해 알고리즘 별 비교하였다. 알고리즘 적용 영상 별 hounsfield unit 비교 결과 알고리즘 적용 영상 간 유의한 차이를 보였으며(p < .05), 아크릴을 제외한 관심영역에서 가상 단일 에너지 알고리즘 적용 영상에서 큰 변화를 나타냈다. 영상 화질 평가 지표 결과 metal artifact reduction 알고리즘 적용 영상 화질이 가장 높았으나, 구조적 유사도 지수는 metal artifact reduction 알고리즘 적용 후 추가로 가상 단일 에너지 알고리즘이 동시에 적용된 영상이 가장 높았다. CT 촬영 시 금속 인공물 감소에 metal artifact reduction 알고리즘이 가상 단일 에너지 알고리즘에 비해 효과적이었지만, 양질의 CT 영상 획득을 위해 알고리즘 적용에 따른 이점과 영상 화질 변화를 파악하고 효율적인 활용이 필요하다고 사료된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.43-49
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• 2017

심장CT를 스캔하여 MAR알고리즘 적용 시 자체 제작한 Pacemaker삽입팬텀의 금속인공물 감소 정도를 비교 분석해 보았다. 에너지별 CT value를 비교한 결과 BKI에서 CT value의 증감이 있었으며 WSA에서 40 KeV의 경우 663.2%로 최대감소, BHA에서 140 KeV의 경우 56.2%로 최대로 증가 하였다. 또한, 70 KeV기준으로 인공물 형태별 CT value 비교결과 WSA에서 최대 약 145% 감소하였고, BHA에서는 최대 약 46.38%증가 하였다. MAR알고리즘 적용 은 에너지 변화 또는 인공물의 종류와 무관하게 금속 인공물 발생을 감소시켜주는 효과가 있어 Pacemaker삽입 후 심장CT로 추적검사 시 MAR알고리즘을 적용한다면 보다 질 좋은 심장CT 영상을 제공할 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제36권2호
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• pp.79-85
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• 2011

본 논고의 목적은 듀얼 에너지 시스템의 금속 인공물 감약 (MAR) 기법을 팬텀과 환자를 대상으로 적용하여보고 그 유용성에 대해서 알아보고자 한다. 사용한 장비는 GE사(社)의 750HD CT이고 AW 4.5 볼륨 share 4 워크스테이션에서 영상 분석을 하였다. 팬텀으로는 victoreen사(社)의 사람 모형 흉부팬텀을 사용하였고 사람 대상은 2010년 12월 20일부터 2011년 2월 10일까지 금속물질이 삽입된 환자 25명을 대상으로 목 부위와 복부 부위에 MAR 알고리즘을 적용하였다. 사용한 파라미터는 복부검사의 경우 GSI-4Body-Large 0.9 sec 40 mm이고 목 부위에서는 GSI-3Body-Medium 0.5 sec 40 mm를 선택하여 시행하였다. 영상시험은 국립암센터 CT영상실에서 기본적으로 시행하고 있는 프로토콜에 MAR 옵션을 적용하여 동일하게 시행하였다. 영상분석은 MAR기법을 적용한 영상과 적용하지 않은 영상에서 검은색 인공물과 줄무늬 인공물이 있는 부위에 관심부위 (ROI)를 설정한 후 hounsfield unit(HU)과 노이즈를 이용한 정량적 평가를 하였고 임상 경험이 풍부한 의사와 방사선사가 CT영상에 대한 평가를 하여 MAR 알고리즘에 대한 유용성을 비교하였다. 환자 대상 시험 결과 MAR 알고리즘을 적용함으로서 금속 인공물이 있는 부위에서의 검은색 인공물(금속이 있는 부위) 과 줄무늬 인공물이 있는 영상에서 HU의 p값이 각각 p=0.01과 p=0.04를 보였지만 금속 인공물의 영향에서 벗어난 부위에서의 노이즈는 오히려 증가하는 모습을 보였다(p=0.05). 그리고 그 외의 영상(금속이 있는 부위에서 1 cm 떨어진 단면 영상) 에서 검은색 인공물과 줄무늬 인공물 부위의 HU와 노이즈의 p값에 대해서는 통계적 유의성은 만족하지 못하였지만 대체적으로 MAR알고리즘을 적용함으로서 금속인공물 발생이 감약 되는 결과를 보였다. 결론적으로 금속 물질이 삽입된 환자의 경우에 MAR 알고리즘을 적용함으로서 조직의 선예도가 적용하지 안했을 때보다 증가하였고 검은색 인공물 발생 또한 개선되는 모습을 보였다.

• 핵의학기술
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• 제28권1호
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• pp.35-40
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• 2024

Purpose: To improve the image quality in positron emission tomography (PET), the attenuation correction technique based on the computed tomography (CT) data is important process. However, the artifact is caused by metal material during PET/CT scan, and the image quality is degraded. Therefore, the purpose of this study was to evaluate image quality according to with and without iterative metal artifact reduction (iMAR) algorithm using customized 3D printing phantom. Materials and Methods: The Hoffman and Derenzo phantoms were designed. To protect the gamma ray transmission and express the metal portion, lead substance was located to the surface. The SiPM based PET/CT was used for acquisition of PET images according to application with and without iMAR algorithm. The quantitative methods were used by signal to noise ratio (SNR), coefficient of variation (COV), and contrast to noise ratio (CNR). Results and Discussion: The results shows that the image quality applying iMAR algorithm was higher 1.15, 1.19, and 1.11 times than image quality without iMAR algorithm for SNR, COV, and CNR. Conclusion: In conclusion, the iMAR algorithm was useful for improvement of image quality by reducing the metal artifact lesion.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.389-395
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• 2018

본 연구는 두부 인체모형 팬텀을 컴퓨터 단층촬영 장치를 이용하여 스캔 후 영상에서 발생한 선속경화현상을 고 관전압 적용 방법과 본 연구에서 적용한 금속인공물감소 알고리즘 적용 영상을 비교하여 금속인공물감소 알고리즘 적용의 유용성을 알아보고자 하였다. 그 결과 관전압을 140 kVp로 높여 스캔 시 CT value가 0.02~0.05 % 감소하여 선속경화현상 감소 효과가 상대적으로 낮았으며(P>0.05), 금속인공물감소 알고리즘 적용 시 CT value가 12.4~26.9 % 감소하여 선속경화현상 감소 효과에 상대적으로 의미가 있는 것으로 분석되었다(p<0.05). 또한 임상영상평가표에 의한 정성적 평가에서도 인공물의 경우 MAR알고리즘 적용 후 1.8점으로 평가 되었고, 해상도 및 대조도 평가에서 MAR알고리즘 후 7.2점으로 평가되어 선속경화현상 감소에 있어 금속인공물감소 알고리즘 적용이 의미가 있는 것으로 평가되었다. 따라서 불가항력적으로 발생하는 선속경화 현상에 의한 인공물의 경우 기존연구에서 도출한 다양한 방법과 더불어 본 실험을 통해 제시한 금속인공물 감소 알고리즘을 적용하여 스캔한다면 선속경화현상에 의해 발생한 인공물 감소에 유용할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권1호
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• pp.107-114
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• 2014

목 적 : 두경부 치료계획 CT영상에서 dental implant로 인한 metal artifact 발생 시 O-MAR(Metal artifact Reduction for Orthopedic Implants)(ver. 3.6.0, Philips, Netherlands)를 적용할 수 있을지 여부를 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 모든 CT영상은 Brilliance Big Bore CT(Philips, Netherlands)에서 관전압 120kVp, 2mm 두께로 촬영하였으며, O-MAR를 이용하여 Metal artifact reduction 후 전산화치료계획장비(Eclipse ver 10.0.42, Varian, USA)로 원본영상과 비교, 분석하였다. O-MAR의 기본적인 성능 테스트를 위해 Metal artifact가 발생하지 않은 영상과 발생한 영상에서 O-MAR 적용시, HU 변화를 검증하기 위해 원통형 팬텀과 cerrobend 막대, 불균질 팬텀을 이용하여 실험하였다. 각각의 원본 영상과 O-MAR 적용 영상에서 관심영역 내 HU 변화를 측정하였다. 이를 바탕으로 본 연구의 주목적인 dental implant로 인한 metal artifact 발생 영상을 재현하기 위해 팬텀을 제작하여 사용하였고, 실제 임상 환자 영상에 O-MAR를 적용한 영상과 원본 영상 그리고 artifact 부분을 보정한 영상의 선량 분포를 SNC Patient(Sun Nuclear Co., USA)로 비교하였다. 결 과 : 두경부에서의 metal artifact를 재현한 원본 영상과 O-MAR 적용영상의 선량 분포를 비교한 결과 gamma passing rate 는 2 mm / 2% 기준으로 99.8%, 일치를 보였다. 실제 임상 환자 영상을 바탕으로 O-MAR 적용 전후 영상과 density corrected CT 영상에 동일한 조건으로 치료 계획을 수립하여 선량 분포를 비교한 결과는 98.5% 일치로 비교적 높은 gamma passing rate를 보였다. 전체적인 선량 분포 차이는 모두 2% 이내로 팬텀 실험과 실제 임상 환자 영상 실험에서 비슷한 결과로 나타났다. 하지만 선량 편차가 적더라도 국소적으로 집중되어 있는 것은 문제의 소지가 될 가능성이 있다. 화질 개선 면에서는 모든 실험에서 O-MAR 적용영상이 원본에 비해 개선됨을 알 수 있었으나, 두경부 metal artifact를 재현한 팬텀 영상 air cavity 내에서 최대 HU 값이 상승하는 경우가 생겼고, 환자 영상에서는 air cavity가 tissue로 잘못 보정되는 경우 또한 발견할 수 있었다. 결 론 : 업체에서 제시한 사용제한 사항인 피부 근처와 저밀도 영역이 공존하는 두경부에서 O-MAR의 사용 가능성을 확인해 본 결과, 원본의 왜곡과 보정이 동시에 일어났다. 심지어 팬텀 실험보다 더 심한 artifact가 생긴 환자의 경우 air cavity가 tissue로 잘못 보정되는 경우도 발생하였다. 결과적으로 아직까지는 O-MAR 알고리즘이 air cavity와 photon starvation artifact를 정확히 구분하지 못하는 것으로 보인다. 선량 측면에서의 영향은 임상에서 배제될 만큼 큰 차이를 보이지는 않았다. 임상에서 원본과 O-MAR 적용 영상을 비교하며 작업한다면 contouring, artifact 보정작업, DRR 화질 개선 등에 도움을 받을 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.273-279
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• 2021

전산화단층촬영 검사 시 인체 내에 삽입되어 있는 금속물질은 금속주위에 있는 인체조직이나 뼈와 큰 밀도차이가 있어 인공물을 발생시킨다. 이 실험을 통해 Single source Dual energy CT에서 Dual energy검사 및 MAR 알고리즘의 특성을 비교분석하여 임상적으로 적용방법에 대한 기초자료를 제시하려 한다. MAR 알고리즘을 적용하거나 Dual Energy를 이용하여 검사하였을 때 금속 인공물이 감소하였는데 MAR알고리즘을 적용한 영상은 세부적인 부분을 왜곡시키는 단점이 있다. Dual Energy로 검사한 영상은 MAR알고리즘을 적용한 영상보다 세부적인 부분까지 구현해 낼 수 있다는 장점이 있으나 재구성에 소요되는 시간이 길며 피폭선량이 MAR알고리즘을 적용한 영상보다 약 4배 가량 높았다. 수술 후 Follow up 및 금속물질의 위치를 파악하기 위해서는 MAR알고리즘을 적용하여 영상을 획득하는 것이 검사적 측면에서 유용하며 미세 병변 확인 및 수술계획을 세우거나 진단적인 측면에서 검사를 시행하였을 때는 Dual Energy로 검사하는 것이 더 유용하다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.709-718
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• 2022

본 연구의 목적은 토모테라피 방사선치료에서 고밀도 알루미늄, 티타늄, 강철 금속 삽입물에 대한 단층촬영(CT)을 평가하고 자 하였다. 다양한 밀도의 원통형 막대를 포함한 금속 삽입물과 함께 원통형 토모팬텀을 이용하여 영상을 얻었다. 총 세 가지의 CT 영상에 대해 평균 CT 값(number)와 표준 편차를 구하고, 치료계획 선량평가도 수행하였다. 고밀도 금속 삽입물이 CT값과 변화가 가장 컸다. 타겟에 대한 선량평가(적합성 지수, CI)에서 반복적 금속 인공물 감소 알고리즘(iMAR)이 적용된 영상이 그렇지 않은 영상에 비해 약 20% 좋았으나 유의한 차이는 없었다. iMAR은 표적 및 장기의 묘사에 도움을 주고 토모테라피를 이용한 3차원 입체조형 방사선치료기술(3D-CRT)에서 불확실성을 줄이는 데 도움이 될 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권4호
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• pp.303-314
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• 2013

금속 인공물을 포함한 인체 단층영상의 경우 금속 영상왜곡으로 인한 화질의 저하가 매우 심각하다. 금속 영상왜곡 저감을 위한 많은 방법 중 사이노그램 정규화를 통해 평탄한 사이노그램을 제공하여 금속 궤적을 쉽게 찾고, 단순 선형 보간으로 금속물을 대체하는 두께 및 배경 정규화 방법이 최근 소개되었다. 본 연구에서는 두 방법의 이론적 배경을 개발하였으며, 시뮬레이션을 통해 금속 인공 물질의 크기 및 개수에 따른 두 방법의 보정 결과를 비교하였다. 개발한 이론에 의하면 배경 정규화 방법이 두께 정규화 방법에 비해 피검사체 배경 구성 물질의 개수 및 종류에 상관없이 거의 평탄한 사이노그램을 제공하였으며, 시뮬레이션을 통해 이를 증명하였다. 금속 인공 물질의 다양한 크기 및 개수에 대한 두 방법의 보정 결과 역시 배경 정규화 방법이 두께 정규화 방법에 비해 훨씬 나은 보정 결과를 보여 주었다. 배경 정규화 방법은 영상분할 과정을 요구하는데 본 연구에서는 이 과정을 생략하더라도 비록 영상왜곡 잔상이 미약하게 나타나긴 하지만, 두께 정규화 방법에 비해 훨씬 나은 보정 결과를 제공함을 확인하였다. 영상분할 과정을 생략한 배경 정규화 방법은 매우 간단하며 단순 선형 보간으로도 금속 궤적에 의해 손실된 데이터의 기술이 충분하고, 또한 사용자의 개입이 없는 알고리즘화가 가능하기 때문에 기존 컴퓨터단층영상 시스템에 쉽게 탑재되어 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권2호
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• pp.9-17
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• 2017

목 적: 방사선치료에서 CT number에 의해 나타나는 조직의 묘사 및 전자밀도는 CT(Computed Tomography)기반의 전산화치료계획 정확성을 보장하는데 중요한 역할을 한다. 하지만 체내의 금속 이식물은 CT number의 정확성을 감소시킬 뿐 아니라 조직 묘사에 대한 불확실성을 나타내기 때문에 임상에서는 metal artifact를 감소시킬 수 있는 알고리즘이 개발되었다. 이에 본 연구에서는 본원에서 사용하고 있는 GE사의 SMART MAR의 CT number 정확도를 평가하고 방사선치료에서의 유용성에 대해 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 영상평가를 위해 CIRS ED phantom을 이용하여 6개 조직의 rod를 삽입하여 동일한 체적의 ROI를 형성 후 original 영상을 획득하고 의료용 티타늄 rod를 삽입하여 non-SMART MAR 영상과 SMART MAR영상을 획득하여 CT number와 SD값을 비교하였다. Metal artifact로 인해 CT number 변화에 따른 선량변화 확인을 위해 전산화계획시스템 Epclipse를 사용하여 CIRS ED phantom CT 영상에 PTV를 형성하여 original 영상을 획득하고 편측 티타늄 삽입, 양측 티타늄 삽입 영상을 획득하여 non-SMART MAR와 SMART MAR영상에 동일한 치료계획을 수립하여 PTV가 받는 평균처방선량, HI(Homogeneity Index), CI(Conformity Index)를 비교, 분석하였다. 흡수선량 측정은 원통형 아크릴 팬텀과 0.125 cc ionchamber, electrometer를 이용하여 선량변환상수(cCy/nC)를 계산하고 CIRS phantom을 이용하여 편측, 양측 티타늄 rod를 삽입한 영상으로 non-SMART MAR와 SMART MAR 영상을 획득하여 동일한 지점에서의 흡수선량을 측정하여 전산화치료계획상의 point dose와 비교하였다. 결 과: 영상평가 결과 CT number는 non-SMART MAR영상보다 SMART MAR 영상이 original영상에 더 유사한 값이 나왔고 SD값은 SMART MAR영상에서 더 감소되었다. 선량평가 결과 평균처방선량과 HI 및 CI 값은 SMART MAR 영상보다 non-SMART MAR 영상이 original 영상에 더 근접한 결과가 나왔지만 통계적으로 유의하지 않았다. 흡수선량 측정결과 치료계획상의 point dose와 실제 흡수선량과의 차이가 non-SMART MAR의 영상에서는 각각 2.69, 3.63 %의 차이가 있었지만 SMART MAR영상에서는 0.56, 0.68 %로 감소하였다. 결 론: 금속 이식물을 삽입한 환자의 CT 영상에 SMART MAR를 적용했을 때 CT number 정확성 상승 및 SD 감소로 영상의 질이 향상되므로 종양과 정상조직의 윤곽도 생성 및 선량계산 시 유용할 것으로 사료된다.