• 핵의학기술
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• 제12권3호
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• pp.214-221
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• 2008

목적 : 융합 SPECT/CT가 기존 SPECT에 비해 병소의 해부학적 위치를 정확히 판단할 수 있는지 정성 평가하고, CT 감쇠 보정이 SPECT 영상에 미치는 효과를 알아보아 SPECT/CT의 유용성을 제시하고자 한다. 실험재료 및 방법 : 1. 융합 영상의 평가 : 2008년 1월(月)부터 8월(月)까지 Precedence 16 혹은 Symbia T2에서 $^{131}I$-MIBG, Bone, $^{111}In$-Octreotide, Meckel 게실, Parathyroid MIBI 등을 SPECT/CT 시행한 환자를 대상으로 하였고, SPECT/CT영상을 융합한 것과 하지 않은 것을 비교하여 정성 평가하였다. 2. 감쇠보정의 평가 : Symbia T2로 2008년 6월에서 8월까지 $^{201}Tl$ 심근 검사를 한 환자 38명을 대상으로 Cedars-Sinai의 QPS를 이용하여 산출하였다. Ant, Inf, Lat, Septum, Apex로 5개부분으로 분류하고, 각 부분에 대한 관류의 상태를 백분율로 산출했다. CT AC와 Non AC를 평균${\pm}$표준편차로 각 부분에 대한 관류 상태를 비교하고 차이를 분석하였다. 결과 : 1. 융합 영상의 평가 : 에너지가 높은 $^{131}I$ SPECT의 경우 병소와 주위 조직 간의 섭취율 차이로 인해 (주위 조직이 saturation 됨) 병소의 위치 파악이 어려웠으나 CT로 융합한 결과 해부학적 위치를 정확히 평가할 수 있었다. 또한 멕켈게실이나 $^{111}In$과 같이 장이나 장기쪽에 질환을 찾는 경우에는 그 우수성이 더욱 뛰어 났다. Bone SPECT/CT는 척추간의 구별을 확실히 할 수 있어 임상의가 정확한 결과를 제시하는데 도움을 준다. 2. 감쇠 보정의 평가 : 감쇠 보정 전후의 관류 백분율의 차이가 Ant, Lat에서는 통계적으로 유의한 차이가 없었으나(p>0.05), Inferior, Apex, Septum에서는 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 차이를 보이는 값 중 Inferior Wall에서 CT AC perfusion : $76.84{\pm}6.52%$, Non AC perfusion : $68.58{\pm}7.55%$로 CT 보정에 의한 차이가 $8.26{\pm}4.95%$로 가장 크게 측정되었다(t=10.29, p<0.01). 결론 : SPECT에 CT가 부착되면서 병변의 기능적 활성도를 나타내는 분자학적 영상은 물론 병변의 해부학적 위치 정보를 보다 정확하게 확인할 수 있게 되었다. 이것은 비정상적 부위를 찾아내는 것에 그치지 않고 복잡한 인체 부위에서 정상군과 비정상군을 분리하는데 많은 도움을 주게 되었다. 따라서 임상의는 하나의 검사 영상으로 진단과 치료계획을 동시에 시행할 수 있을 것이다. 또한 감쇠가 잘 되는 흉곽 부위 안에 있는 심근 검사에는, CT로 보다 정확한 감쇠 보정을 할 수 있기 때문에 SPECT 검사 시 관심부위의 관류 상태를 더욱 신뢰할 수 있어 치료 예후의 정당성을 입증할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제45권1호
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• pp.41-47
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• 2022

The purpose of this study is to apply a deep learning model that can distinguish lung perfusion and lung ventilation images in nuclear medicine, and to evaluate the image classification ability. Image data pre-processing was performed in the following order: image matrix size adjustment, min-max normalization, image center position adjustment, train/validation/test data set classification, and data augmentation. The convolutional neural network(CNN) structures of VGG-16, ResNet-18, Inception-ResNet-v2, and SE-ResNeXt-101 were used. For classification model evaluation, performance evaluation index of classification model, class activation map(CAM), and statistical image evaluation method were applied. As for the performance evaluation index of the classification model, SE-ResNeXt-101 and Inception-ResNet-v2 showed the highest performance with the same results. As a result of CAM, cardiac and right lung regions were highly activated in lung perfusion, and upper lung and neck regions were highly activated in lung ventilation. Statistical image evaluation showed a meaningful difference between SE-ResNeXt-101 and Inception-ResNet-v2. As a result of the study, the applicability of the CNN model for lung scintigraphy classification was confirmed. In the future, it is expected that it will be used as basic data for research on new artificial intelligence models and will help stable image management in clinical practice.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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• pp.365-368
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• 1997

We are developing a small gamma camera or imaging malignant breast tumors. The small scintillation camera system consists of NaI(Tl) crystal ($60\;{\times}\;60\;{\times}\;6\;mm^3$) coupled to position sensitive photomultiplier tube (PSPMT), nuclear instrument module (NIM), analog to digital converter (ADC), and personal computer. High quality flood source image and hole mask image were obtained using the gamma camera developed in this study. Breast phantom containing $2{\sim}7\;mm$ diameter spheres was successfully imaged with parallel hole collimator. The obtained image displayed accurate activity distribution over the imaging field of view. Linearity and uniformity correction algorithms are being developed. It is believed that the developed small gamma camera could be useful or detection of malignant breast cancer.

• 핵의학기술
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• 제13권3호
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• pp.102-109
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• 2009

목적 : Siemens사의 Flash 3D(Pixon(R) method, 3D OSEM)는 검사 시간을 단축하면서 재구성을 통해 영상의 질을 높일 수 있도록 개발된 소프트웨어 프로그램으로써 핵의학 단층 촬영 시 유용하게 적용되고 있는 영상처리기법이다. 그러나 감산된 영상을 Flash 3D로 재구성하여 시행하는 뇌 혈류 부하 검사 시에 영상 획득시간을 짧게 하여 검사를 시행하면 재구성된 감산 영상의 신호 대 잡음비가(SNR, signal to noise ratio) 기저 영상에 비해 낮아지는 문제점이 있었다. 감산 영상의 SNR을 높이기 위해 LEAP 검출기를 사용하였고, 뇌혈관의 해상력보다는 혈관 확장의 예민도에 더 중점을 두었다. 본 실험은 뇌혈관 부하 단층 촬영 시 LEAP 검출기의 적용 가능성을 확인하고, Flash 3D를 이용한 적정 수준의 재구성 매개 변수를 파악하는 데 목적이 있다. 실험재료 및 방법 : (1) 팬텀 평가: $^{99m}Tc$을 넣은 Hoffman 3D Brain $Phantom^{TM}$을 이용하였다. LEAP와 LEHR 검출기로 첫 번째 영상을(부하 영상에 해당) 획득하고 $^{99m}Tc$의 반감기인 6시간 후 동일한 방법으로 두 번째 영상을(기저 영상에 해당) 획득하였다. 또한, 각각의 기저 영상과 감산 영상의 SNR 및 백질과 회백질의 비를 측정하였다. (2) 환자 영상의 평가: 2008년 5월부터 2009년 1월까지 LEAP 검출기로 촬영하여 정상으로 판독된 15명과 LEHR 검출기로 촬영하여 정상으로 판독된 13명의 환자를 대상으로 영상을 정성분석 하였다. Phantom에서 얻은 재구성 매개 변수를 대입하여 평가하였다. 하루 검사 프로토콜로 시행하였으며 기저에서 925 MBq, 부하에서 925 MBq의 $^{99m}Tc$-ECD를 투여하였다. 결과 : (1) 팬텀 평가: 각 검출기에서 획득한 계수치를 측정한 결과 LEHR 기저에서는 41~46 kcount, 부하에서 79~90 kcount, 감산에서 40~47 kcount가 측정되었다. LEAP의 경우 기저에서 102~113 kcount, 부하에서 188~210 kcount, 감산에서 94~103 kcount가 측정되었다. LEHR 감산 영상의 SNR은 LEHR 기저 영상과 비교하면 37% 감소하여 나타났고, LEAP 감산 영상의 SNR은 LEAP 기저 영상과 비교하면 17% 감소하여 나타났다. 회백질과 백질의 비는 LEHR 기저에서 2.2:1 감산에서 1.9:1로 측정되었고, LEAP 기저에서는 2.4:1 감산에서 2:1로 측정되었다. (2) 환자 영상의 평가: LEHR 검출기로 획득한 계수는 기저에서 대략 40~60 kcount, 부하에서 80~100 kcount 사이였다. 기저 및 부하 영상은 FWHM을 7 mm로 (타 장비의 Cutoff에 해당), 감산 영상은 FWHM을 11 mm로 설정하는 것이 적절하였다. LEAP는 기저에서 대략 80~100 kcount, 부하에서 180~200 kcount로 측정되었다. LEAP 영상은 기저 및 부하에서 FWHM을 5 mm로, 감산에서 7 mm로 설정해야 영상의 흐림을 줄일 수 있었다. 기저 및 부하 영상은 LEHR 영상이 LEAP 영상보다 해상력이 우수했다. 그러나 감산 영상의 경우 팬텀 실험과 같이 LEHR 영상의 SNR이 떨어져 영상이 거칠게 보였다. 감산 영상은 LEAP 영상이 LEHR 영상에 비해 SNR 및 예민도가 높게 평가되었다. LEHR과 LEAP 검출기의 모든 영상에서 subset과 iteration은 8회가 적절하였다. 결론 : LEAP 검출기를 이용해 적정 수준의 필터를 사용함으로써 SNR을 높여 보다 선명한 감산 영상을 획득할 수 있게 되었다. 하루 검사 프로토콜을 적용하여 Flash 3D로 재구성하는 경우, 보다 나은 감산 영상을 얻기 위해 LEAP 검출기의 적용을 고려해 볼 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한디지털의료영상학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.113-117
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• 2010

This research attempts to qualitatively evaluate the intensity change by radiopharmaceuticals and obtain computed tomography using phantom injected with various nuclide. Cylindrical phantom is used for comparing and analysing the effect on diagnosis image during radiopharmaceuticals inspection. Inside of the phantom, water is injected and computed tomography image is scanned. During nuclear medicine invitro, frequently used radiopharmaceuticals, $^{99m}TcO_4$ 20 mCi and $^{18}F$ 14 mCi, is diluted in the water phantom and scanned in the same method. Traverse image obtained by CT scan is divided into six traverse image in the same slice of each scanned image. CT-number(HU) value of 10 measuring point is measured in 2 cm interval based on the center of the phantom. Measured HU value, based on the water phantom, is compared with the image after injecting $^{99m}TcO_4$ and $^{18}F$. Average scale of water is 2.8~1.6 HU, $^{99m}TcO_4$ is 3.0~1.6 HU and $^{18}F$ is 1.2~0 HU. Average of water is $2.3{\pm}0.17$ HU, $^{99m}TcO_4$ is $2.2{\pm}0.85$ HU and F-18 is $0.7{\pm}0.95$ HU. Based on water, reduced value of about 0.1 HU and about 0.5 HU is acquired from $^{99m}TcO_4$ and F-18. Radionuclide used in nuclear medicine inspection utilizes 100~200 KeV energy and obtains image through scintillation camera and PET-CT utilizes 511 KeV positron annihilation energy to obtain image. What we learned from this research is that gamma rays from these energies used in CT scan for diagnosis purpose or radioactive therapy plan can change the intensity of the image. The nuclear medicine inspection for reducing the effect of emitted gamma ray diagnosis image should be obtained after a period of time considering half-life which would be reduced distortion or changed in image.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권5호
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• pp.1527-1532
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• 2023

The noise reduction algorithm using the non-local means (NLM) approach is very efficient in nuclear medicine imaging. In this study, the applicability of the NLM noise reduction algorithm in single-photon emission computed tomography (SPECT) images with a brain phantom and the optimization of the NLM algorithm by changing the smoothing factors according to various reconstruction methods are investigated. Brain phantom images were reconstructed using filtered back projection (FBP) and ordered subset expectation maximization (OSEM). The smoothing factor of the NLM noise reduction algorithm determined the optimal coefficient of variation (COV) and contrast-to-noise ratio (CNR) results at a value of 0.020 in the FBP and OSEM reconstruction methods. We confirmed that the FBP- and OSEM-based SPECT images using the algorithm applied with the optimal smoothing factor improved the COV and CNR by 66.94% and 8.00% on average, respectively, compared to those of the original image. In conclusion, an optimized smoothing factor was derived from the NLM approach-based algorithm in brain SPECT images and may be applicable to various nuclear medicine imaging techniques in the future.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권10호
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• pp.4127-4133
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• 2024

Noise reduction in low-dose positron emission tomography (PET) is a well-researched topic aimed at reducing patient radiation doses and improving diagnosis. Software-based noise reduction mainly improves the contrast between regions by reducing the variation of the acquired image. However, it should be performed under appropriate parameters to reduce discrimination. We propose a method that derives optimal noise-reduction parameters using the multi-scale structural similarity index measure and visual information fidelity, which are metrics for image quality assessment. Simulation and experimental studies demonstrated the viability of the proposed algorithm. The contrast-to-noise ratio value of the denoised reconstruction slice, which was used as the optimal parameter, increased approximately three times compared to that of the low-dose slice while preserving the resolution. The results indicate that the proposed method successfully predicted the parameters according to the noise-reduction algorithm and PET system conditions in the sinogram domain. The proposed algorithm should help prevent misdiagnosis and provide standardized medical images for clinical application by performing appropriate noise reduction.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제43권3호
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• pp.240-244
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• 2009

F-18 FDG PET is a metabolic imaging modality that is efficacious in staging and assessment of treatment response for variety of lymphomas. We report usefulness of F-18 FOG PET/Cl in evaluating severity of the disease and response to therapy in a patient with subcutaneous panniculitis- like T-cell lymphoma (SPTCL). Here we describe a case of SPTCL in 24-year-old man who had wide spread firm and tender nodular lesions with increased F-18 FOG uptake. After chemotherapy follow up F-18 FDG PET/CT image shows disseminated malignancy and then the patient died with hemophagocytic syndrome. This report suggests that F-18 FDG PET/CT may be useful in determining disease activity at the time of initial diagnosis, after treatment, and evaluating a suspected outcome of SPTCL.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권10호
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• pp.3943-3948
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• 2022

Single-photon emission computed tomography is one of the reliable pin-by-pin verification techniques for spent-fuel assemblies. One of the challenges with this technique is to increase the total fuel assembly verification speed while maintaining high verification accuracy. The aim of the present study, therefore, was to develop an artificial intelligence (AI) algorithm-based tomographic image analysis technique for partial-defect verification of fuel assemblies. With the Monte Carlo (MC) simulation technique, a tomographic image dataset consisting of 511 fuel-rod patterns of a 3 × 3 fuel assembly was generated, and with these images, the VGG16, GoogLeNet, and ResNet models were trained. According to an evaluation of these models for different training dataset sizes, the ResNet model showed 100% pattern estimation accuracy. And, based on the different tomographic image qualities, all of the models showed almost 100% pattern estimation accuracy, even for low-quality images with unrecognizable fuel patterns. This study verified that an AI model can be effectively employed for accurate and fast partial-defect verification of fuel assemblies.

• 대한핵의학회지
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• 제32권1호
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• pp.20-31
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• 1998

수술로서 간질 병소가 확인된 환자들을 대상으로 한 이 연구에서 발작기-발작간기 SPECT를 비교 판독하여 간질병소를 국소화한 것과 영상을 위치 이동하여 좌표를 일치시키고 정규화 하여 감산하여 얻은 감산 SPECT로 국소화한 것이 대등한 진단성능을 지니고 있으며 감산 SPECT로부터 MR이나 PET과 같은 수준의 정보를 얻을 수 있음을 확인하였다. 감산 SPECT에서 발작기 혈류 증가를 범위와 강도를 고려한 적절한 역치를 설정하여 발작기-발작간기 SPECT에 더하여 감산 SPECT가 얼마나 부가적 진단가치를 가지는지 확립하여야 한다고 생각하였다.