• Korean Journal of Radiology
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• 제22권10호
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• pp.1719-1729
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• 2021

Objective: Emphysema and small-airway disease are the two major components of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). We propose a novel method of quantitative computed tomography (CT) emphysema air-trapping composite (EAtC) mapping to assess each COPD component. We analyzed the potential use of this method for assessing lung function in patients with COPD. Materials and Methods: A total of 584 patients with COPD underwent inspiration and expiration CTs. Using pairwise analysis of inspiration and expiration CTs with non-rigid registration, EAtC mapping classified lung parenchyma into three areas: Normal, functional air trapping (fAT), and emphysema (Emph). We defined fAT as the area with a density change of less than 60 Hounsfield units (HU) between inspiration and expiration CTs among areas with a density less than -856 HU on inspiration CT. The volume fraction of each area was compared with clinical parameters and pulmonary function tests (PFTs). The results were compared with those of parametric response mapping (PRM) analysis. Results: The relative volumes of the EAtC classes differed according to the Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease stages (p < 0.001). Each class showed moderate correlations with forced expiratory volume in 1 second (FEV₁) and FEV₁/forced vital capacity (FVC) (r = -0.659-0.674, p < 0.001). Both fAT and Emph were significant predictors of FEV₁ and FEV₁/FVC (R² = 0.352 and 0.488, respectively; p < 0.001). fAT was a significant predictor of mean forced expiratory flow between 25% and 75% and residual volume/total vital capacity (R² = 0.264 and 0.233, respectively; p < 0.001), while Emph and age were significant predictors of carbon monoxide diffusing capacity (R² = 0.303; p < 0.001). fAT showed better correlations with PFTs than with small-airway disease on PRM. Conclusion: The proposed quantitative CT EAtC mapping provides comprehensive lung functional information on each disease component of COPD, which may serve as an imaging biomarker of lung function.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제43권5호
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• pp.421-428
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• 2009

목적: 악성 종양 환자의 F-18 FDG PET/CT에서 우연히 발견된 부신 종양의 특성에 대해 알아보고 양성 및 악성 부신 종양을 감별하는 데 있어서 F-18 FDG PET/CT의 진단 능력에 대해 평가해 보았다. 대상 및 방법. 2005년 3월부터 2008년 8월까지 시행한 F-18 FDG PET/CT에서 우연히 부신 종양이 발견된 75명의 악성 종양 환자들(89개의 부신 종양)을 대상으로 하였다. 평균 연령은 $60.8{\pm}10.2$(35-87)세였으며, 남자는 46명, 여자는 29명이었다. 정량 분석을 위해 89개의 부신 종양의 장경(cm), HU, SUVmax, SUVratio를 각각 측정하였다. 부신 종양의 SUVmax를 간의 8번 분절의 SUVmax인 SUVliver로 나눈 값을 SUVratio로 하였다. 부신 종양은 조직학적 확진, 방사선학적 평가(HU<0: 양성), 임상적 판단에 따라 최종 진단하였다. 결과: 양성과 악성 부신 종양을 감별하는데 크기, HU, SUVmax, SUVratio의 4가지 변수는 모두 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 그리고, SUVratio가 가장 정확도가 높았다. SUVratio는 cut-off value 1.0에서 민감도 90.9%, 특이도 75.6%를 보였다. 1.5 cm 크기 이하의 작은 부신 종양에서는 양성과 악성 부신 종양을 감별하는데 SUVratio만 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.05). SUVratio는 cut-off value 1.0에서 민감도 80.0%, 특이도 86.4%를 보였다. 결론: 악성 종양 환자에서 우연히 발견된 부신 종양을 양성과 악성으로 감별 진단하는데 있어서 정량 분석을 통해 F-18 FDG PET/CT가 비조영증강(nonenhanced) CT에 비해서 더 정확한 정보를 제공할 수 있다고 생각된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.407-410
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• 2002

Monochromatic x-ray CT has several advantages over conventional CT, which utilizes bremsstrahlung white x-rays from an x-ray tube. There are several methods to produce such monochromatic x-rays. The most popular one is crystal diffraction monochromatization, which has been commonly used because of the fact that the energy spread is very narrow and the energy can be changed continuously. The alternative method is the use of fluorescent x-ray, which has several advantages such as large beam size and fast energy change. We have developed a parallel-beam and a fan-beam monochromatic x-ray CT, and compared some characteristics such as accuracy of CT numbers between those systems. The fan beam monochromatic x-rays were generated by irradiating target materials by incident white x-rays from a bending magnet beam line NE5 in 6.5 GeV Accumulation Ring at Tukuba. The parallel beam monochromatic x-rays were generated by using a silicon double crystal monochromator at the bending magnet beam line BL-20BM in Spring-8. A Cadmium telluride (CdTe) 256 channel array detector with 512mm sensitive width capable of operating at room temperature was used in the photon counting mode. A cylindrical phantom containing eight concentrations of gadolinium was used for the fan beam monochromatic x-ray CT system, while a phantom containing acetone, ethanol, acrylic and water was used for the parallel monochromatic x-ray CT system. The linear attenuation coefficients obtained from CT numbers of those monochromatic x-ray CT images were compared with theoretical values. They showed a good agreement within 3%. It was found that the quantitative measurement can be possible by using the fan beam monochromatic x-ray CT system as well as a parallel beam monochromatic X-ray CT system.

• Korean Journal of Radiology
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• 제24권6호
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• pp.498-511
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• 2023

Objective: To evaluate the diagnostic performance of chest computed tomography (CT)-based qualitative and radiomics models for predicting residual axillary nodal metastasis after neoadjuvant chemotherapy (NAC) for patients with clinically node-positive breast cancer. Materials and Methods: This retrospective study included 226 women (mean age, 51.4 years) with clinically node-positive breast cancer treated with NAC followed by surgery between January 2015 and July 2021. Patients were randomly divided into the training and test sets (4:1 ratio). The following predictive models were built: a qualitative CT feature model using logistic regression based on qualitative imaging features of axillary nodes from the pooled data obtained using the visual interpretations of three radiologists; three radiomics models using radiomics features from three (intranodal, perinodal, and combined) different regions of interest (ROIs) delineated on pre-NAC CT and post-NAC CT using a gradient-boosting classifier; and fusion models integrating clinicopathologic factors with the qualitative CT feature model (referred to as clinical-qualitative CT feature models) or with the combined ROI radiomics model (referred to as clinical-radiomics models). The area under the curve (AUC) was used to assess and compare the model performance. Results: Clinical N stage, biological subtype, and primary tumor response indicated by imaging were associated with residual nodal metastasis during the multivariable analysis (all P < 0.05). The AUCs of the qualitative CT feature model and radiomics models (intranodal, perinodal, and combined ROI models) according to post-NAC CT were 0.642, 0.812, 0.762, and 0.832, respectively. The AUCs of the clinical-qualitative CT feature model and clinical-radiomics model according to post-NAC CT were 0.740 and 0.866, respectively. Conclusion: CT-based predictive models showed good diagnostic performance for predicting residual nodal metastasis after NAC. Quantitative radiomics analysis may provide a higher level of performance than qualitative CT features models. Larger multicenter studies should be conducted to confirm their performance.

• 대한핵의학회지
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• 제27권2호
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• pp.165-169
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• 1993

Functional cerebral impairments have been verified objectively by brain SPECT and q-EEG (quantitative electroencephalography). Microcerebral circulatory defects without anatomical changes can-not be detected by the brain CT or MRI. Brain SPECT using $^{99m}Tc$-HMPAO (Hexamethyl propyleneamine oxime) as a key radioisotope may be accepted as the useful method for identifying functional cerebral impairments. We studied 25 patients with mild head trauma to define whether the SPECT was helpful in detecting cerebral impairment. Results were as follows: The SPECT was positive in 23 patients out of 25, q-EEG positive in 16 patients and brain CT was positive in 3 cases. SPECT and q-EEG were more sensitive than CT, SPECT would be more useful method than brain CT to investigate cerebral function after head injury.

• 지질공학
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• 제20권4호
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• pp.461-465
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• 2010

암석에서의 풍화 및 투수성은 방사성폐기물 지하동굴처분 및 암반구조물의 안정성 확보 및 장기적 관리측면에서 매우 중요한 역할을 한다. 이들 암석의 풍화 및 투수성은 암석의 내 구조 특성에 따라 크게 영향을 받는다. 즉 암석 내부의 공극, 미소 크랙 등의 양적 정도에 의해 풍화가 빨리 진행되기도 한다. 또한 암석 내부구조의 양적 평가는 그 암석의 풍화 정도를 정량적으로 평가할 수 있는 수단이 되기도 한다. 따라서 암석의 내부구조를 3치원적으로 정확하게 파악한다는 것은 암반구조물의 장기적 관리 측면에서 매우 중요하다고 하겠다. 이 연구는 국내 신선한 화강암과 풍화된 화강암을 대상으로 X선 CT촬영을 실시하여 3차원으로 공극의 분포를 분석하였다. 분석 결과는 암석 내부의 공극의 분포와 공극률을 잘 표현하고 있다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제52권2호
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• pp.171-179
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• 2022

Purpose: The aim of this study was to assess the accuracy of cone-beam computed tomographic (CBCT) images obtained using different voxel sizes in measuring trabecular bone microstructure in comparison to micro-CT. Materials and Methods: Twelve human skull bones containing posterior-mandibular alveolar bone regions were analyzed. CBCT images were obtained at voxel sizes of 0.075mm(high: HI) and 0.2mm(standard: Std), while microCT imaging used voxel sizes of 0.06 mm (HI) and 0.12 mm (Std). Analyses were performed using CTAn software with the standardized automatic global threshold method. Intraclass correlation coefficients were used to evaluate the consistency and agreement of paired measurements for bone volume (BV), percent bone volume (BV/TV), bone surface (BS), trabecular thickness (TbTh), trabecular separation (TbSp), trabecular number (TbN), trabecular pattern factor(TbPf), and structure model index (SMI). Results: When compared to micro-CT, CBCT images had higher BV, BV/TV, and TbTh values, while micro-CT images had lower BS, TbSp, TbN, TbPf, and SMI values (P<0.05). The BV, BV/BT, TbTh, and TbSp variables were higher with Std voxels, whereas the BS, TbPf, and SMI variables were higher with HI voxels for both imaging methods. For each imaging modality and voxel size evaluated, BV, BS, and TbTh were significantly different(P<0.05). TbN, TbPf, and SMI showed statistically significant differences between imaging methods(P<0.05). The consistency and absolute agreement between micro-CT and CBCT were excellent for all variables. Conclusion: This study demonstrated the potential of high-resolution CBCT imaging for quantitative bone morphometry assessment.

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.93-99
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• 2024

디지털 영상, 특히, 전산화 단층촬영 영상은 X선 신호를 디지털 영상 신호로 변환하는 과정에서 노이즈가 필수적으로 포함되기 때문에 노이즈 저감화에 대한 고려가 필수적이다. 최근, 딥러닝 모델 기반의 노이즈 감소가 가능한 연구가 수행되고 있다. 그러므로, 본 연구의 목적은 폐 CT 영상에서의 다양한 종류의 노이즈를 U-net 딥러닝 모델을 이용하여 노이즈 감소 효과를 평가하였다. 총 800장의 폐 CT 영상을 사용하였고, Adam 최적화 함수와 100회의 반복 학습 횟수, 0.0001의 학습률을 적용한 U-net 모델을 이용하였다. 노이즈를 포함한 입력 영상 생성을 위하여 Gaussian 노이즈, Poisson 노이즈, salt & pepper 노이즈, speckle 노이즈를 적용하였다. 정량적 분석 인자로 평균 제곱 오차, 최대 신호 대 잡음비, 영상의 변동계수를 사용하여 분석하였다. 결과적으로, U-net 네트워크는 다양한 노이즈 조건에서 우수한 성능을 나타냈으며 그 효용성을 입증하였다.

• 핵의학기술
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• 제23권2호
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• pp.38-42
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• 2019

관상동맥 석회화 검사에 컴퓨터단층촬영(Comtuted tomography, CT)을 사용하지만 고위험군인 미세석회화 감별에는 어려움이 있다. $^{18}F$-sodium fluoride ($^{18}F-NaF$)가 미세석회화를 진단하는데 매우 유용하다는 연구가 해외에서 보고되고 있다. 본 논문에서는 $^{18}F-NaF$ PET 영상으로 석회화를 정량평가 하고 그 유용성을 알아보고자 한다. 환자는 총 45명($67.1{\pm}6.9$세)으로 $^{18}F-NaF$을 250 MBq 주입하고 1시간 뒤 30분간 영상을 획득하였다. 장비는 Discovery 710 (GE Healthcare, MI, USA)을 사용하였으며 모든 환자는 PET 검사 전 혈관조영CT (CTAngiography, CTA)를 촬영 하였다. 석회화의 SUVmax를 측정하고 좌심방의 배후방사능을 측정하여 Target to Background (TBR) 구한 뒤 정량 분석하였다. ROC 곡선(Receiver Operating Characteristic Curve)을 통하여 고위험군을 분류하였다. 융합영상에서 관상동맥 석회화는 226개로 나왔으며 SUVmax는 $1.15{\pm}0.39$으로 나왔다. 28명(62%)에서 58개가 고위험군으로(TBR>1.25)분류 되었다. 나머지 168개는 $TBR{\leq}1.25$로 나왔다. $^{18}F-NaF$ PET 영상으로 미세석회화의 정량평가가 가능하였고 고위험군을 분류할 수 있었다. 혈관조영CT와 $^{18}F-NaF$ PET을 병행한다면 위험도가 높은 미세석회화를 조기 진단하는 새로운 영상 진단법이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 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.