• 생체재료학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.279-289
• /
• 2018

Background: Cell behavior is the key to tissue regeneration. Given the fact that most of the cells used in tissue engineering are anchorage-dependent, their behavior including adhesion, growth, migration, matrix synthesis, and differentiation is related to the design of the scaffolds. Thus, characterization of the scaffolds is highly required. Micro-computed tomography (micro-CT) provides a powerful platform to analyze, visualize, and explore any portion of interest in the scaffold in a 3D fashion without cutting or destroying it with the benefit of almost no sample preparation need. Main body: This review highlights the relationship between the scaffold microstructure and cell behavior, and provides the basics of the micro-CT method. In this work, we also analyzed the original papers that were published in 2016 through a systematic search to address the need for specific improvements in the methods section of the papers including the amount of provided information from the obtained results. Conclusion: Micro-CT offers a unique microstructural analysis of biomaterials, notwithstanding the associated challenges and limitations. Future studies that will include micro-CT characterization of scaffolds should report the important details of the method, and the derived quantitative and qualitative information can be maximized.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제39권8호
• /
• pp.17-28
• /
• 2023

본 연구에서는 화강암 시편을 대상으로 파쇄 유체의 점성과 주입 속도를 변화시키며 실내 수압 파쇄 실험을 수행하였고, 3D X-ray CT 촬영을 통해 파쇄 후 시편 내부를 관찰하였다. 이미지 처리에 탁월한 성능을 보이는 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN) 기반 Nested U-Net 모델 구조를 활용하여 CT 이미지 내 수압 파쇄 균열 추출을 수행하였고, 복잡한 형상의 미세균열을 정교하게 추출할 수 있었다. CNN 기반 모델로 추출된 균열을 3차원으로 재구성하여 균열의 부피, 두께, 굴곡도, 균열면 거칠기를 분석하였다. 그 결과 파쇄 유체의 점성이 클수록 균열 부피와 두께가 증가하였고, 굴곡도와 균열면의 거칠기가 감소하는 경향을 보였다. 또한 균열면의 굴곡도와 거칠기 이방성이 존재함을 확인할 수 있었다. 본 연구는, CNN 기반의 균열 추출 모델을 활용해 전통적인 이미지 처리 방법보다 정교한 균열 추출을 수행하고, 이를 기반으로 수압 파쇄 균열의 정량 분석을 성공적으로 수행하였다.

• Korean Journal of Radiology
• /
• 제22권8호
• /
• pp.1300-1309
• /
• 2021

Objective: To assess the feasibility and reproducibility of pancreatic surface lobularity (PSL) quantification derived from abdominal computed tomography (CT) in a population of patients free from pancreatic disease. Materials and Methods: This retrospective study included 265 patients free from pancreatic disease who underwent contrast-enhanced abdominal CT between 2017 and 2019. A maximum of 11 individual PSL measurements were performed by two abdominal radiologists (head [5 measurements], body, and tail [3 measurements each]) using dedicated software. The influence of age, body mass index (BMI), and sex on PSL was assessed using the Pearson correlation and repeated measurements. Inter-reader agreement was assessed using the intraclass correlation coefficient (ICC) and Bland Altman (BA) plots. Results: CT images of 15 (6%) patients could not be analyzed. A total of 2750 measurements were performed in the remaining 250 patients (143 male [57%], mean age 45 years [range, 18-91]), and 2237 (81%) values were obtained in the head 951/1250 (76%), body 609/750 (81%), and tail 677/750 (90%). The mean ± standard deviation PSL was 6.53 ± 1.37. The mean PSL was significantly higher in male than in female (6.89 ± 1.30 vs. 6.06 ± 1.31, respectively, p < 0.001). PSL gradually increased with age (r = 0.32, p < 0.001) and BMI (r = 0.32, p < 0.001). Inter-reader agreement was excellent (ICC 0.82 [95% confidence interval 0.72-0.85], with a BA bias of 0.30 and 95% limits of agreement of -1.29 and 1.89). Conclusion: CT-based PSL quantification is feasible with a high success rate and inter-reader agreement in subjects free from pancreatic disease. Significant variations were observed according to sex, age, and BMI. This study provides a reference for future studies.

• 대한핵의학회지
• /
• 제39권3호
• /
• pp.182-190
• /
• 2005

목적: CT기반 감쇠보정 영상의 표준섭취계수(Standard Uptake Value:SUV)가 $^{137}Cs$ 기반 감쇠보정 영상의 SUV보다 높다. 이 연구에서는 이러한 오차가 생기는 원인을 밝히고자 감쇠계수가 정확하게 변환되었는지 여부를 관심영역 분석을 통하여 평가하였다. 대상 및 방법: Philips GEMINI PET/CT는 X-ray CT (평균 40 keV) 혹은 $^{137}Cs$ (662 keV) 투과영상을 감쇠보정에 이용하는데 GEMINI PET/CT에서 사용하는 각각 선원의 에너지는 511 keV에서 얻은 감쇠계수와 틀리기 때문에 스캐너 내부에 장착된 감쇠계수 변환 알고리즘을 이용하여 511 keV에 해당하는 감쇠계수 값으로 변환된 감쇠지도를 사용하므로 감쇠계수의 변환이 정확하게 이루어졌는지 평가하는 것이 중요하다. 각각의 실험과정은 다음과 같다. 먼저 시스템 성능평가 팬텀 CT 투과 영상을 사용하여 Hounsfield units (HU)값을 측정하였다. 다음으로 NEMA 타원형 ECT 팬텀의 CT, $^{137}Cs$ 투과영상을 얻어 $^{68}Ge$ 투과선원을 장착한 Siemens ECAT EXACT 47 PET 스캐너에서 얻은 팬텀 투과 영상과 비교하여 감쇠계수가 511 keV에 해당하는 감쇠계수로 잘 변환되었는지 측정하였고 Gammex 467 electron density CT 팬텀의 CT, $^{137}Cs$ 투과영상에서 관심영역 분석을 하여 다양한 전자밀도 값에 대한 감쇠계수 변환의 정확성을 평가하였다. 또, 재구성한 영상에 미치는 영향을 평가하기 위하여 정상 및 병적 조직에서 CT, $^{137}Cs$ 기반 감쇠계수와 표준섭취계수를 비교하였다. 결과: CT에서 측정한 HU는 신뢰할 수 있는 값임을 확인하였으나 전자밀도와 원자번호가 큰 영역에서 CT 기반 감쇠계수에 오차가 있었는데 NEMA 타원형 ECT 팬텀 실험결과에 의하면 뼈 영역에서 오차는 11%이었다. 임상데이터에서도 마찬가지로 CT를 이용하여 얻은 감쇠계수가 $^{137}Cs$을 이용하여 얻은 감쇠계수보다 낮았고 전자밀도와 원자번호가 큰 영역에서 오차가 컸다. 그러나, 표준섭취계수는 $^{137}Cs$를 사용하여 감쇠보정을 한 영상의 값이 CT를 이용하여 감쇠보정을 한 값보다 오히려 낮았고 표준섭취계수의 백분율 차이는 $6.6{\sim}52.7%$이었다. 결론: CT의 HU가 정확함에도 불구하고 뼈 영역에서 CT 투과영상을 기반으로 한 감쇠계수의 변환이 부정확하고 CT 및 $^{137}Cs$ 투과영상을 기반으로 얻은 표준 섭취계수에 차이가 있으므로 이에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각한다.

• 핵의학기술
• /
• 제22권1호
• /
• pp.55-66
• /
• 2018

PET/CT 검사에서 환자의 움직임이나 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물(washed-out artifact)이 발생하여 육안적 판독 및 정량평가의 정확성을 감소시킬 가능성이 있다. GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 영상에 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복시켜주는 알고리즘이다. 본 연구의 목적은 팬텀 실험을 통해 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하였을 때 기존의 정량 값으로 회복 가능한 비방사능의 역치 값을 측정하고, 냉소 인공물이 발생한 임상 환자 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하여 보정 전과 후의 영상을 비교 분석하고자 한다. $^{68}Ge$ 실린더 팬텀 영상에 냉소 인공물을 발생시키기 위해 임의의 $^{18}F$ 선원의 비방사능이 20 ~ 20,000 kBq/ml 가 되도록 20 단계로 분주하고 $^{18}F$ 선원의 CT 영상과 PET 영상간에 불일치(mis-registration) 정도가 없을 때, 불일치가 각각 1, 2, 3, 4 cm 일 때의 영상을 획득하였다. 또한 본원에서 $^{18}F-FDG$ Fusion Whole Body PET/CT 검사를 시행한 환자 중 유치 도뇨관 내에 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 34명의 환자를 대상으로, CT 영상과 PET 영상간의 불일치 정도(cm), 인공물을 발생시키는 원인이 되는 비방사능의 수치(kBq/ml), 인공물이 발생한 단면 내 근육에서의 $SUV_{mean}$, 인공물이 발생한 단면 내 병변에서의 $SUV_{max}$, 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변에서의 $SUV_{max}$를 측정하였다. 통계는 보정 전과 후의 차이를 비교하기 위해 대응 표본 t 검정을 시행하였다. 팬텀 실험에서는 $^{18}F$ 선원의 비방사능이 커질수록 $^{68}Ge$ 실린더 팬텀의 $SUV_{mean}$가 감소하였다. 불일치 거리가 커질수록 $SUV_{mean}$가 급격히 저하 되었지만 반대로 보정 효과는 더 크게 나타났다. 비방사능 50 kBq/ml 이하에서는 모든 조건에서 육안적으로도 냉소 인공물이 발생하지 않았으며 $SUV_{mean}$에도 차이가 없었다. 불일치가 없을 때와 1 cm 차이가 있을 때는 120 kBq/ml 이하부터 산란 제한 보정 알고리즘을 적용 할 때 기존 $SUV_{mean}$(0.95)와 동일하게 회복 되었고, 2 cm와 3 cm 차이에서는 100 kBq/ml 이하부터, 4 cm 차이에서는 80 kBq/ml 이하부터 기존 $SUV_{mean}$와 동일하게 회복 되었다. 임상 환자 34명의 영상을 분석한 결과, 불일치 평균 거리는 2.02 cm 이었고, 냉소 인공물을 발생시키는 평균 비방사능은 490.15 kBq/ml 이었다. 인공물이 발생한 단면 내 근육의 $SUV_{mean}$와 병변의 $SUV_{max}$는 보정 전 후 각각 통계적으로 유의한 차이가 있었지만(t=-13.805, p=0.000) (t=-2.851, p=0.012), 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변의 $SUV_{max}$는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=-1.173, p=0.250). GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 임상 검사에서 환자의 심한 움직임뿐만 아니라 높은 비방사능의 미세한 움직임에 의해 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복해 주는 알고리즘이다. 냉소 인공물이 발생 하였을 때 산란제한 보정 알고리즘 적용 후 그 원인이 되는 비방사능의 수치, CT 영상과 PET 영상의 불일치 거리 등을 감안하여 영상을 분석한다면 냉소 인공물 부위의 재촬영 없이, 육안적 판독 및 정량 값을 더 정확하게 평가 하는데 도움이 될 것으로 사료 된다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
• /
• 제42권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2008

PET allows non-invasive, quantitative and repetitive imaging of biological function in living animals. Small animal PET imaging with $[^{18}F]$FDG has been successfully applied to investigation of metabolism, receptor-ligand interactions, gene expression, adoptive cell therapy and somatic gene therapy. Experimental condition of animal handling impacts on the biodistribution of $[^{18}F]$FDG in small animal study. The small animal PET and CT images were registered using the hardware fiducial markers and small animal contour point. Tumor imaging in small animal with small animal $[^{18}F]$FDG PET should be considered fasting, warming, and isoflurane anesthesia level. Registered imaging with small animal PET and CT image could be useful for the detection of tumor. Small animal experimental condition of animal handling and registration method will be of most importance for small lesion detection of metastases tumor model.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
• /
• 제56권5호
• /
• pp.400-404
• /
• 2014

Objective : Clip artifacts limit the visualization of intracranial structures in CT scans from patients after aneurysmal clipping with cobalt alloy clips. This study is to analyze the parameters influencing the degree of clip artifacts. Methods : Postoperative CT scans of 60 patients with straight cobalt alloy-clipped aneurysms were analyzed for the maximal diameter of white artifacts and the angle and number of streak artifacts in axial images, and the maximal diameter of artifacts in three-dimensional (3-D) volume-rendered images. The correlation coefficient (CC) was determined between each clip artifact type and the clip blade length and clip orientation to the CT scan (angle a, lateral clip inclination in axial images; angle b, clip gradient to scan plane in lateral scout images). Results : Angle b correlated negatively with white artifacts (r=-0.589, p<0.001) and positively with the angle (r=0.636, p<0.001) and number (r=0.505, p<0.001) of streak artifacts. Artifacts in 3-D images correlated with clip blade length (r=0.454, p=0.004). Multiple linear regression analysis revealed that angle b was the major parameter influencing white artifacts and the angle and number of streak artifacts in axial images (p<0.001), whereas clip blade length was a major factor in 3-D images (p=0.034). Conclusion : Use of a clip orientation perpendicular to the scan gantry angle decreased the amount of white artifacts and allowed better visualization of the clip site.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제9권6호
• /
• pp.767-776
• /
• 1985

본 연구에서는 초기 조건(입구 R$_{i}$수)의 변화에 따른 속도 분포, 온도 분 포, 확산율, 계면의 변화등을 연구하며, 난류 혼합과 계면의 불안정에 기인한 속도장 과 온도장의 변화과정을 가시화 사진과 비교 분석한다.다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제17권6호
• /
• pp.81-85
• /
• 2017

본 연구는 컴퓨터단층촬영을 이용한 요로결석 검사에서 저선량 CT(Low dose Computed Tomography) 프로토콜의 적용에 따른 유용성을 평가하였다. 연구대상은 2016년 6월-12월까지 부산지역 일개 의료기관을 내원한 비뇨기계 환자이며 연구에 이용된 프로토콜은 통계적 반복 재구성법(Adaptive Statistical Iterative Reconstruction, ASIR)을 50% 적용한 저선량 CT 프로토콜이다. 정량적 분석 결과 횡단면상(Axial image)의 신장의 관심 영역(region of image. ROI) 내 평균 화소 값과 표준편차는 복부촬영 프로토콜 $26.21{\pm}7.08$, 저선량 CT 프로토콜 $20.03{\pm}8.16$이며 관상면(Coronal imalge) 영상에서 신장의 관심영역 내 평균 화소 값과 표준편차는 복부촬영 프로토콜 $22.07{\pm}7.35$, 저선량 CT 프로토콜 $21.67{\pm}6.11$이었다. 정성적 분석결과 인공물에 대한 4명의 관찰자 평균값은 복부촬영 프로토콜 $19.14{\pm}0.36$, 저선량 CT 프로토콜 $19.17{\pm}0.43$이며 해상도 및 대조도의 평균값은 복부촬영 프로토콜 $19.35{\pm}0.70$, 저선량 CT 프로토콜 $19.29{\pm}0.58$이었다. 피폭선량 분석 결과 복부촬영 프로토콜의 CTDIvol 평균값은 18.02 mGy, DLP 평균값은 $887.51mGy{\cdot}cm$이며 저선량 CT 프로토콜 CTDIvol 평균값은 7.412 mGy, DLP 평균값은 $361.22mGy{\cdot}cm$이었다. 이로 인한 선량의 감소율은 각 58.82%, 59.29% 이었다.

• 핵의학기술
• /
• 제22권1호
• /
• pp.35-42
• /
• 2018

양전자 방출 단층촬영에서 정량적 평가에 통상적으로 쓰이는 표준섭취계수(SUV : Standardized Uptake Value)는 종양의 병소와 병기의 진단 그리고 치료 성적 평가에 있어서 사용되고 있는 유용한 지표이다. 하지만 SUV는 환자의 체격, 검사까지의 시간, 부분용적 효과, 관심영역의 설정, 검사장비, 영상재구성 차이 등에 따라 변화 되므로 다양한 인자의 영향을 고려하여야만 한다. 그 중에서도 PET/CT 장비와 영상의 재구성 방법의 차이에 의한 SUV의 차이를 SIEMENS 사의 EQ PET을 이용하여 방사능의 차이를 보정 할 수 있게 되었다. 그러므로 본 연구에서는 phantom 실험과 FDG PET 임상영상의 SUVmax를 비교 하여 EQ PET을 적용함으로써, SUV의 변화를 평가 하고 EQ PET의 유용성에 대해서 검증해보고자 하였다. 본원의 3대의 PET/CT 장비인 Biograph true point 40, Biograph mCT 40, Biograph mCT 64 장비를 이용하여 $^{18}F-FDG$를 주입 한 NEMA IEC body phantom 영상을 획득 한 후 OSEM3D+PSF, OSEM3D+TOF, OSEM3D+PSF+TOF의 알고리즘을 이용하여 영상을 재구성 하였다. 각각 재구성된 영상에서 관심영역의 방사능 농도를 측정한 후, EARL에서 권고하는 NEMA IEC body phantom의 방사능 농도의 회복계수 값을 비교하여 서로 다른 PET system 간에 방사능 농도의 차이를 줄일 수 있는 EQ filter 값을 산출 하였다. 산출한 EQ Filter 값을 장비와 영상 재구성에 따라 적용하여 팬텀의 회복계수와 61명의 폐암환자의 FDG PET 영상에서 종양의 SUVmax를 비교 분석 하였다. 3대의 PET/CT 장비에서 영상의 재구성 알고리즘을 달리하여 획득한 phantom의 영상의 6개구의 평균 변동계수는 EQ PET 적용 전 후의 값은 OSEM3D 재구성 영상에서 각각 0.05, 0.04 OSEM3D+TOF 재구성 영상에서는 각각 0.04, 0.03, OSEM3D+PSF 재구성 영상에서는 각각 0.04, 0.03, OSEM3D+PSF+TOF 재구성 영상에서는 각각 0.03, 0.02 값을 보여 EQ PET 적용 후 팬텀의 6개 구의 평균 변동계수는 감소하였다. 임상 영상 비교 에서는 폐암환자 종양의 SUVmax는 OSEM3D, OSEM3D+TOF, OSEM3D+PSF, OSEM3D+PSF+TOF 순으로 증가하였으며, EQ PET 적용 후 재구성 영상에 대한 SUVmax는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p=1.000). PET/CT 영상에서 서로 다른 PET/CT 장비와 영상의 재구성 방법의 차이에 의해 발생하는 방사능 농도의 차이를 EQ PET을 이용하여 측정함으로서 장비와 영상 재구성별 방사능 농도의 편차가 감소되었다. PET 영상에서 정량적 평가에 이용되는 SUV의 편차를 줄일 수 있어 종양의 병소와 병기의 진단, 그리고 치료 성적평가의 정량적 평가 신뢰도가 향상 될 것으로 사료된다.