• 제목/요약/키워드: Radiation imaging

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뼈 검사 영상과 골반 X선 영상의 결합 유용성 평가 (Evaluation of the combination of Bone Scan Image and Pelvic X-ray Image)

  • 이충운;유연욱;김용근;원우재
    • 핵의학기술
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    • 제22권1호
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    • pp.23-27
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    • 2018
  • [목적] 뼈 검사는 골격계 질환에 대한 예민도와 높은 해상력의 핵의학 영상 검사이다. 본 연구는 추가적인 방사선피폭없이 뼈 검사 영상과 골반 X선 영상의 결합을 시행하고 영상의 해부학적 정보와 관용도를 증가시켜 환자 병변 진단에 도움이 되고자 한다. 2015년 11월에서 2016년 8월까지 본원에서 뼈 검사를 실시한 환자 중 골반 X선 촬영을 시행한 236명을 대상으로 진행하였다.(남자 64명, 여자 172명, 평균연령 $50.96{\pm}15.39$세) 검사장비는 감마카메라 Symbia Ecam(SIEMENS, Germany)을 사용하였고 디지털 엑스레이는 DRS-800(Listem, Korea)을 사용하였다. 영상의 결합 및 분석프로그램은 Osirix version 3.8.1(Osirix, USA), 통계프로그램은 Stata/SE 버전 14.0(StataCorp, USA)를 사용하였다. 환자에게 $^{99m}Tc-DPD$ 740 MBq을 정맥주사한 후 2~4시간이 지난 뒤에 검사를 진행하였다. 감마카메라 영상 획득 조건은 Matrix size $256{\times}1024$, Zoom 1.00, 검사 속도 17 cm/min로 하였다. 디지털 엑스레이는 Collimator size $14^{{\prime}{\prime}}{\times}17^{{\prime}{\prime}}$, 77 kVp(60~97kVp), 평균 30 mAs(20~48)로 전상장골극과 치골결합 사이 수직입사를 하였다. Osirix 상에서 골반 뼈의 윤곽 및 가상의점을 선택하여 결합하고 획득한 영상을 핵의학과 5년 이상 근무한 방사선사 3명에 의해 평가 되었으며, 모두 동일할 경우 일치, 하나라도 동일하지 않을 경우 불일치로 평가하였다. 전체 236명 중 일치하는 대상은 216명 (91.53%) 이다. 연령의 중위수 및 범위(최소값~최대값)는 일치하지 않는 그룹에서 67(46~81)세, 일치하는 그룹에서 52(22~87)세로, 일치하지 않는 그룹의 연령이 더 높은 것을 확인하였고, 두 군 간에 연령이 다른지 Wilcoxon rank-sum test를 수행해 본 결과, 통계적으로 유의하게 두 군 간에 나이가 차이나는 것을 확인할 수 있었다(p < 0.0001). 남자는 64명 중 60명(93.75%), 여자는 172명 중 156명(90.70%)가 일치하였고, 골반 병변이 없던 환자는 54명 중 54명(100.00%), 골반 병변이 있던 환자는 182명 중 162명(89.01%) 일치하였고, 골반 병변 여부에 따른 일치율은 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p = 0.0094). 뼈 검사와 골반 X선 영상을 결합하는데 있어서 여러 가지 변수가 있을 수 있었고 환자의 연령과 골반병변이 영상의 결합에 일부 영향을 줄 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구를 통하여 방사선 피폭 없이 소아의 골반 골육종 진단에 도움이 되리라 사료되고 이와 같은 영상의 결합 연구를 통해서 핵의학 영상발전에 도움이 될 것으로 기대된다.

흉부촬영(胸部撮影)에서 증감지(增感紙)-필름계의 선질변화(線質變化)에 따른 감도(感度)와 화질에 관(關)한 연구(硏究) (Image and Exposure Dose in Accordance with Radiation Quality on Plain Chest Radiography)

  • 김정민;김동현;임태랑;석전유치;전전미향;앵정달야
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제15권1호
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    • pp.65-78
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    • 1992
  • Routine chest radiography is generally imaged by high voltage technique but some radiological technologists use low voltage for imaging. High voltage is usually said between $120\;kV{\sim}140\;kV$. Some RTs like using heavy filtration but others seldom like using it. However which is better for use calcium tungustate film screen system or ortho system and high contrast film or wide latitude c-type film for the exculusive use of chest radiography. We could not make a decision which is ideal method for use. In my opinion any method is not always exellent for chest radiography. In my experiments that I had at Kaken hospital in Japan last year I expect to keep the balance between image quality and diagnostic range and to reduce radiation dose for patients. My experiments are as follows. 1. We have looked into system characteristics(speed and contrast) in accordance with kVp($80{\sim}140$) and added filter($no{\sim}1/16\;VL$) in three screen film systems(BX3+CRONEX4, SRO750+MGH, SRO750+MGL). 2. We have looked into skin dose and film dose with same D=1.8 lung field density in accordance with kVp($80{\sim}140$) and added filter($no{\sim}1/16\;VL$) in three screen film systems. 3. We have compared with the evaluation between correlation of physical image quality(MTF) and optical diagnostic capability. Result are follows. 1. Speed of BX3+CRONEX4 became higher in accodance with kVp and thickness of filter but speed of ortho system was not as like regular system. Thicker filter diminished the speed over 100 kV range in SRO750+MGL. In case of SRO750+MGH speed of 1/16VL filter was looked into lower than speed of 1/4VL filter. Sensitivity of ortho system depends on tube voltage and added filter. 2. Skin dose has been detected $225\;{\mu}Gy{\sim}66\;{\mu}Gy$ in BX3+CRONEX4 from 80 kV, no filter to 140 kV, 1/16VL filter. SRO750+MGH could reduce the patient dose $1/2{\sim}1/3$ level in comparison to that of BX3+CRONEX4. 3. The higher kV was the worse MTF became the thicker filter was the worse MTF became too. MTF of BX3+CRONEX4 was detected better than MTF of SRO750+MGH but SRO750+MGH's optical detectability of small lesion in lung field came out better than that of BX3+CRONEX4. Conclusion Recently routine chest radiography is generally imaged by high voltage but it seems to be there are some questions in using of film screen combination. In high voltage chest radiography the subject contrast will come down that means latitude become wider. In this case if we select the low contrast film screen system(C or L type) the film contrast will fall down extremly and detectability of small lesion will be deteriorated. Wide latitude C, L type film has a merit of high detectability on mediastinum. Furthermore high contrast film screen system has the advantage to keep the high contrast in low density region as like mediastinum and heart shadow. Therefore in low subject contrast high voltage chest radiography we would rather choose the high contrast film screen system(H type) I think. From a view point of patient dose detectability of mediastinum and lung field. The optimum technical facter was found out 120 kV, 1/16VL filter : BX3+CRONEX4, 140 kV, 1/4VL filter : SRO750+MGH, 100 kV, 1/4VL filter : SRO750+MGL.

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자체 제작한 QA Phantom을 이용한 양성자 PPS (Patient Positioning System)의 정확성 평가 (Evaluation on the Accuracy of the PPS in the Proton Therapy System, Which Uses the Self Made QA Phantom)

  • 이지은;김재원;강동윤;최재혁;염두석
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.115-121
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    • 2012
  • 목 적: 양성자 치료는 DIPS (Digital Imaging Positioning System)를 이용하여 기준이 되는 DRR (Digital Reconstruction Radiography) 영상과 당일 치료 과정에서 얻은 X-ray 영상의 해부학적 구조를 비교하여 교정 값을 얻어 PPS (Patient Positioning System)를 교정 후 치료한다. PPS는 환자 셋업의 정확성을 위해 6방향(X축 Lateral, Y축 Longitudinal, Z축 Vertical, Rotation, Pitch, Roll)의 이동을 기반으로 움직인다. 따라서 DIPS의 교정 값과 PPS 움직임 구현성의 정확성 평가가 필요하다. 이에 자체 제작한 PPS QA 팬텀을 이용하여 PPS의 정확성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 환자의 해부학적 구조를 대신 할 납 볼이 부착된 PPS QA 팬텀을 기준점에 셋업 한다. 임의의 수치 값으로 PPS 6 방향의 움직임을 만들어 PPS QA 팬텀을 이동시킨다. DIPS로 얻은 교정 값을 적용 후 기준점과 기준점으로 돌아온 PPS QA 팬텀과의 교정 값이 허용 범위 내에 들어오는지 평가한다. 결 과: 기준점에 위치한 PPS QA 팬텀의 X축, Y축, Z축의 3개의 좌표를 함께 1 cm에서 5 cm까지 1 cm씩 이동한 후 기준점과의 평균 교정 값은 PPS 6축에서 각각 0.04 cm, 0.026 cm, 0.022 cm, $0.22^{\circ}$, $0.24^{\circ}$, $0^{\circ}$이다. PPS QA 팬텀의 6방향의 이동 좌표계를 모두 1과 2만큼 이동 시켰을 때 평균 교정 값은 1 이동 시 0.06 cm, 0.01 cm, 0.02 cm, $0.1^{\circ}$, $0.3^{\circ}$, $0^{\circ}$이었고, 2만큼 이동 시에 0.02 cm, 0.04 cm, 0.01 cm, $0.3^{\circ}$, $0.5^{\circ}$, $0^{\circ}$이었다. 결 론: 교정 값을 평가한 결과 Lateral, Longitudinal, Vertical의 경우 허용 범위인 0.5 cm Rotation, Pitch, Roll의 경우 허용 범위 $1^{\circ}$ 안에 모두 들어오는 것을 알 수 있었다. 하지만 더욱 정확한 양성자 치료를 위해 DIPS의 이미지 질 개선과 DIPS 매칭 시스템의 발전 노력, 정기적인 장비 관리를 함으로써 현재 발생하는 기계적인 오차를 더욱 줄여나가야 하겠다.

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Fiducial Gold Marker가 삽입된 전립선암 양성자 치료 시 Digital Image Positioning System (DIPS)을 이용한 전립선의 위치변화에 따른 보정에 관한 연구 (A Study of the Adjustment and Treatment Depending on the Change of Prostate Location Using DIPS in Proton Beam Therapy for Prostate Gland in which a Fiducial Gold Marker was Inserted)

  • 박준기;김선영;김태윤;최계숙;염두석;강동윤;최승오;박지연
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.25-29
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    • 2008
  • 목 적: Fiducial Gold Marker가 삽입된 전립선암 양성자 치료 시 DIPS를 이용하여 전립선의 위치변화를 관찰하고, 전립선의 움직임에 따른 보정 및 양성자치료에 관한 연구를 하고자 한다. 대상 및 방법: 2008년 4월 이후로 본원에서 양성자치료를 받은 10명의 전립선암환자를 대상으로 하였다. 전립선의 위치변화를 관찰하기위해 치료 전에 전립선에 3개의 Fiducial Gold Marker를 삽입하였고, 전립선의 움직임을 최소화하기 위해 치료 전에 소변을 보고, 매일 정량의 물을 섭취하며, Rectal balloon을 함께 시행하였다. 환자의 처음 치료자세는 CT 모의치료 때와 같고, DIPS (Digital Image Positioning System)를 이용하여 AP, Lat 촬영을 하여 얻은 영상과 치료계획에서 얻은 PA, Lat 영상을 비교하여, Fiducial Gold Marker 위치변화(X, Y, Z) 관찰하였고, 이에 따른 보정 후에 양성자치료를 시행하였다. 결 과: 치료계획에서 얻은 영상과 DIPS를 이용하여 얻은 영상의 각각의 Fiducial Gold Marker의 위치변화 차이는 10명 환자에 있어서 치료 중심을 기준으로 평균 X축: $\pm$0.116 cm, Y축: $\pm$0.19 cm, Z축: $\pm$0.176 cm이었다. 10명의 환자 중 X축으로 최고 RT: 0.24 cm, 최저 RT: 0.04 cm의 위치변화 차이가 나타났고, Y축으로 최고 Sup: 0.42 cm, 최저 Inf: 0.03 cm 위치변화 차이가 나타났고, Z축으로 최고 Ant: 0.35 cm, 최저 Post: 0.05 cm의 위치변화 차이가 관찰되었다. 결 론: 전립선의 움직임을 최소화 하기위해 치료 전에 전처치로 소변을 보고, 매일 정량의 물을 섭취하며, Rectal balloon을 시행하였으나, 모든 환자의 경우에서 전립선에 삽입된 3개의 Fiducial Gold Marker의 매일 움직임을 관찰할 수 있었다. 위 자료를 바탕으로 보다 정확한 치료 중심 설정이 요구되는 양성자치료에서 Gold Marker Matching System의 필요성을 확인할 수 있었으며, 본 연구에서 사용된 DIPS를 이용하여 전립선의 위치변화에 따른 치료 중심을 보정함으로써 보다 정밀한 양성자치료 효과를 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

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홀뮴 및 홀뮴-키토산 복합체가 정상 백서 뇌에 미치는 효과에 대한 연구 (Effects of 166Holmium and 166Holmium-chitosan Complex(166Ho-CHICO) on Normal Brain of Rats)

  • 손경화;조철우;안영환;박찬희;심철;박경배;조경기
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제29권10호
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    • pp.1309-1315
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    • 2000
  • Objectives : We performed an in vivo experiment to investigate the effect of $^{166}Holmium$ and $^{166}Holmium$-chitosan complex($^{166}Ho$-CHICO) on the normal brain of rats and to determine the sublethal dose of $^{166}Ho$-CHICO. Materials and Methods : $^{166}Ho$ is a beta and gamma ray emitter. $^{166}Ho$-CHICO is a novel radio-pharmaceutical complex with chitosan to facilitate the transport of $^{166}Ho$ obtained from Korea Atomic Energy Research Center(Taejon, Korea). It is in acidic form and becomes gel state at alkaline pH. One hundred and seventy consecutive rats were divided into four groups : $^{166}Ho$ treated(n=50), $^{166}Ho$-CHICO treated(n=57), saline treated(n=5) and chitosan treated(n=5) groups. $^{166}Ho$ and $^{166}Ho$-CHICO were injected into the rat brain stereotactically with various doses of 0.1mCi/$20{\mu}l$, 0.2mCi/$20{\mu}l$, 0.3mCi/$20{\mu}l$, and 0.4mCi/$20{\mu}l$ using an automated microinjector. Nuclear imaging, histopathological and hematological studies were performed in 10 rats in each group at 1 day, 3days, 7 days, 1 month and 3 months after the injections. Results : An infiltration of inflammatory cells and necrotic changes were noted in $^{166}Ho$ treated group at 1 week after the injection. A wedge-shaped tissue defect due to necrosis, lined with infiltrated glial cells in $^{166}Ho$ treated group and a cystic defect lined with reactive astroglial cells in $^{166}Holmium$-CHICO treated group at 3 months after the injection were observed. $^{166}Ho$ alone without chitosan leaked out and caused necrotic lesion on the cerebral surface but $^{166}Holmium$-CHICO treated group did not show this feature. As the dose of $^{166}Ho$ increased, the mortality rates were also increased. The mortality rate of the $^{166}Holmium$-CHICO group was higher than the $^{166}Ho$ treated group at a dose of 0.4mCi/$20{\mu}l$/300g. There was no detectable radioactivity due to the leakage or extravasation from the injected site of the brain on the scintigraphy performed at 1 hour, 24 hours and 48 hours after the injection. There was also no detectable activity of $^{166}Holmium$-CHICO in other organs including spleen, liver and kidney. Conclusions : $^{166}Ho$-CHICO did not leak out to the critical cortical surface of the brain from the injection site and induced radiation changes of the parenchyma around the injection site without cortical damage. The sublethal dose of $^{166}Ho$-CHICO for the normal brain in rats was determined to be 0.2mCi/$20{\mu}l$/300g.

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동적신장검사에서 저선량을 사용한 신장검사의 재현성 평가 (Evaluation on Reproducibility of Low-Dose Kidney Scan in Dynamic Kidney Scan)

  • 이재상;이규찬;이승환;배성복;박종엽
    • 핵의학기술
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    • 제20권1호
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    • pp.59-65
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    • 2016
  • 동적신장검사는 신장기능을 영상화하는 대표적인 방법이다. 동적신장검사에서 저선량 방사성의약품의 사용으로 기존 동적신장검사와 저선량을 사용한 신장검사의 비교를 통한 동적신장검사의 재현성을 평가해 보기로 했다. 본 비교실험을 통해 재현성이 우수할 경우 환자에 투여하는 방사선량을 줄인 동적신장검사법을 활용하고 환자의 피폭을 줄이고자 한다. 감마카메라 장비로는 Orbiter, SymbiaE (Siemens, Germany)를 사용하였고, 2013년 1월부터 2014년 2월까지 370 Mbq (10mCi)을 사용한 환자와 동일 환자 중 2014년 3월부터 2015년 7월까지 185 Mbq (5 mCi)을 사용한 환자를 대상으로 $^{99m}Tc-DTPA$사용 검사 21명과 $^{99m}Tc-MAG_3$사용 검사 20명 총 41명을 대상으로 데이터를 선별하였다. 결과 영상의 Renogram에서 Peak 지점의 프레임을 선택하여 신장의 관심영역과 배후방사능의 관심영역을 설정하고 K/B ratio를 구하여 비교하였다. $^{99m}Tc-DTPA$를 사용한 검사에서 370 Mbq을 사용하였을 때의 K/B ratio는 평균 $5.67{\pm}0.8$이었고, 185 Mbq을 사용하였을 때는 평균 $5.62{\pm}0.87$로 큰 차이를 보이지 않았다. $^{99m}Tc-MAG_3$를 사용한 검사에서도 신장/배후방사능 비는 370 Mbq을 사용 시 평균 $14.95{\pm}2.58$과 185 Mbq을 사용 시 평균 $14.56{\pm}2.02$로 큰 차이를 보이지 않았다. Paired sample t-test결과 p-value는 $^{99m}Tc-DTPA$ 0.566, $^{99m}Tc-MAG_3$ 0.363로 같은 비교집단 간 차이점이 없음을 확인하였다. 동일 환자를 대상으로 선량을 370 Mbq에서 185 Mbq로 줄였을 때의 동적신장검사의 재현성은 우수한 것으로 확인 되었다. 저선량 동적신장검사는 기존 감마카메라의 성능 개선 없이 재현성이 우수한 결과를 얻을 수 있고 환자의 피폭 또한 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

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광도전체 필름 상부 전극크기에 따른 전기적 신호 특성 비교 (Comparison of Electrical Signal Properties about Top Electrode Size on Photoconductor Film)

  • 강상식;정봉재;노시철;조창훈;윤주선;전승표;박지군
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제5권2호
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    • pp.93-96
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    • 2011
  • 현재 광도전체 물질을 이용한 직접변환방식의 방사선 검출기 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 광도전체 물질 중 상용화된 비정질 셀레늄(a-Se)에 비해 요오드화수은($HgI_2$) 광도전체 화합물은 고에너지에 대한 높은 흡수율과 민감도를 가지는 것으로 보고되고 있다. 또한 이러한 광도전체 필름은 발생된 신호의 검출효율은 상하부 전극크기에 의한 전기장의 세기 및 기하학적 분포에 많은 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 이에 본 연구는 $HgI_2$ 광도전체 필름에서 상하부 전극의 크기에 따른 X선 검출특성을 조사하였다. 시편제작은 기존의 진공 증착법이 두꺼운 대면적 필름제조가 어렵다는 문제점을 해결하고자 페이스트 인쇄법을 이용하여 인듐전극이 코팅된 유리기관위에 제작하였으며, 시편의 두께를 $150{\mu}m$, 면적크기를 $3cm{\times}3cm$ 크기로 제조하였다. 상부전극은 마그네틱 스퍼터링법을 이용하여 $3cm{\times}3cm$, $2cm{\times}2cm$, $1cm{\times}1cm$의 크기로 ITO(indium-tin-oxide)를 진공 증착하였다. 특성평가를 위해 X선 선량에 대한 민감도와 누설전류, 신호대잡음비를 측정하여 필름의 전기적 검출 특성을 정량적으로 평가하였다. 그 결과 상부전극의 크기가 증가함에 따라 검출된 신호의 크기가 다소 증가하는 경향을 보였다. 하지만, 전극크기의 증가에 따른 누설전류 또한 증가함으로써 신호대잡음비는 오히려 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터 향후 광도전체를 적용한 X선 영상검출기 개발에 있어 상부전극의 최적크기와 구조설계가 고려되어야 할 것으로 사료된다.

분화 갑상선암으로 갑상선전절제술 후 고용량 방사성요오드 치료와 Helicobacter pylori 감염과의 임상적 유용성 (Clinical Usefulness between High Dose Radioiodine Therapy and Helicobacter Pylori Infection after Total Thyroidectomy due to Well Differentiated Thyroid Cancer)

  • 윤국노;임석태;문은하;김진숙;정영진;김동욱;정환정;손명희
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제43권6호
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    • pp.572-576
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    • 2009
  • 목적: 분화 갑상선암으로 갑상선전절제술 이후 고용량 방사성요오드치료(HD-RIT)를 시행하는 환자에서 Helicobacter (H) pylori 감염에 대한 유병률을 알아보고 HDRIT가 H. pylori 제균에 영향을 미치는 지를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2008년 6월부터 2009년 2월까지 분화 갑상선암으로 갑상선전절제술과 중앙과 주변 림프절제 거술 후 최초 HD-RIT를 시행한 환자 199명(남:녀=33:166, 나이 $46.7{\pm}12.3$세)과 건강검진을 목적으로 요소호기검사(UBT)를 시행한 건강한 156명(남:녀=57:99, 나이 $48.7{\pm}14.3$세)을 대상으로 하였다. HD-RIT를 받기 위하여 입원한 환자에서 H. pylori 감염 유무를 확인하기 위하여 방사성요오드 투여 1시간 전에 UBT를 시행하였다. HDRIT 시행전 UBT에서 양성을 보인 환자에서는 HD-RIT 시행 후 4주 경과시에 추적 UBT를 시행하였다. HD-RIT 시행전과 추적 UBT 측정치의 변화는 paired Student's t test를 이용하여 p값이 0.05 미만인 경우를 통계적으로 유의 하다고 판정하였다. 결과: 건강한 대조군 156명에서 시행된 UBT에서 115명(73.7%)에서는 양성이었고, 41명(26.8%)은 음성이었다. 분화 갑상선암으로 갑상선절제술을 시행받은 대상환자 199명 중에서 103명(51.8%)이 치료전 UBT에서 양성이었고, 96명 (48.2%)이 음성으로 대조군에 비하여 H. pylori 유병율이 낮았다. 양성을 보인 103명 중 80명에 대해서 HD-RIT 후 추적 UBT를 시행하였고 76명(95.0%)에서는 여전히 양성을 보였고, 4명(5.0%)만이 음성으로 변하였다. 지속적으로 추적 UBT에서 양성을 보인 76명 중 26명 (34.2%)에서는 HD-RIT 후에 측정값이 증가하였으며 증가정도는 $66{\pm}66.1\;dpm$ 이었다. 반면에 49명(64.5%)에서는 HD-RIT 후에 측정값이 감소하였으며 감소정도는 $153.3{\pm}157.1\;dpm$ 이었고, 1명(1.3%)은 방사성 요오드 치료전후 같은 값을 보였다. 결론: 갑상선암 환자에서 H. pylori 유병률은 건강한 성인에 비하여 높지 않으며, HD-RIT가 H. pylori의 제균에 의미있는 효과는 없으나 H. pylori 감염의 정도나 분포에 영향을 줄 수 있을 것으로 생각된다.

스퍼터링 코팅기법을 이용한 중성자 검출용 B4C 박막 개발 (Development of B4C Thin Films for Neutron Detection)

  • 임창휘;김종열;이수현;조상진;최영현;박종원;문명국
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제40권2호
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    • pp.79-86
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    • 2015
  • 헬륨-3는 높은 반응효율, 장시간 사용가능성, 감마선에 대한 낮은 반응확률 등과 같은 장점들을 가지고 있기 때문에 대부분의 중성자 검출기의 반응물질로 사용되어 왔다. 그러나 지난 몇 년 사이 전세계적인 헬륨-3의 부족으로 인해 기체의 수급이 어려워지고 있고 이에 따라 가격이 급격히 증가하게 되었다. 이러한 이유로 헬륨-3 대체 물질들을 이용한 고효율의 중성자 검출기의 개발에 대한 연구가 많은 연구그룹에 의해 활발히 진행되기 시작하였다. 이러한 연구에서는 다양한 물질들을 이용하고 있으며, 이 중에서 붕소-10은 다른 대체물질과 비교할 때 상대적으로 높은 중성자 반응확률, 낮은 감마반응효율, 물질의 안정성, 가격적 이점 그리고 기존 헬륨-3를 이용한 검출기의 계측회로의 재활용 가능성 등과 같은 장점들 때문에 많은 연구그룹에서 붕소-10을 이용한 중성자 검출기 개발을 진행하고 있다. 본 논문에서는 중성자 검출기에 사용될 수 있는 붕소-10 박막을 개발하고 이에 대한 성능평가를 수행하였다. 중성자 검출기의 반응물질로 붕소-10을 사용하기 위해서는 중성자와 붕소-10이 반응하여 생성되는 이차방사선을 측정할 수 있어야 한다. 본 연구에서 활용한 기체충진형 중성자 검출기의 경우 붕소-10을 얇은 박막 형태로 제작하여 중성자와 반응하여 생성된 이차방사선이 기체를 이온화 시켜서 생성되는 이온쌍을 측정하는 방법을 이용한다. 그러므로 중성자 반응효율과 이차방사선의 재흡수율을 고려한 붕소-10(탄화붕소)의 적절한 두께를 선정할 필요가 있다. 이를 위해서 본 논문에서는 몬테칼로 기법을 이용하는 MCNP6를 이용하여 다양한 두께에 따른 중성자신호수집효율의 변화를 계산하였다. 또한, 스퍼터링 기법을 이용하여 다양한 두께의 박막을 제작하고 이를 이용하여 중성자 반응신호를 측정하였다. 그리고 제작된 박막의 2차원 모니터링을 위한 다중선 비례계수기의 적용가능성을 타진하기 위해 제작된 붕소박막이 설치된 2차원 다중선 비례계수기를 제작하고 중성자 응답 특성을 평가하였다.

양성자 치료 시 Intensity 기반의 영상 정합을 이용한 환자 자동화 Set up 적용 방법 (Automated patient set-up using intensity based image registration in proton therapy)

  • 장훈;김호식;최승오;김은숙;정종휘;안상희
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제30권1_2호
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    • pp.97-105
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    • 2018
  • 목 적 : Proton Therapy는 Bragg-peak를 이용해 종양에는 최대의 선량, 정상조직에는 최소의 선량을 줄 수 있는 특징을 가지고 있기 때문에 환자의 위치변화나 치료부위의 위치 변화를 정량화 할 수 있는 의료영상 분석 시스템은 양성자 치료에 있어서 무엇보다도 중요하다. 본 연구 목적은 Matlab 기반의 In-house Registration code를 제작하여 기존 DIPS program을 통한 Set-up과 In-house code를 통한 영상정합을 비교하여 Algorithm의 유용성을 평가하고 DIPS와 DRR간의 오차 값을 확인하여 기존 치료의 정확성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 양성자 치료를 받은 13명의 뇌종양, 두경부암 환자를 대상으로 하였으며 영상비교에 필요한 DIPS Program System(Version 2.4.3, IBA, Belgium)와 환자의 치료계획을 위해 Eclipse Proton Planning System(Version 13.7, Varian, USA)을 사용하였다. Registration 방법에 대한 Validation을 위해 Test image를 인위적으로 회전 및 이동하여 기존 Image와 영상정합 하였고, 기존 Set up 방식의 DIPS program의 환자 일별 초기 Set up image를 plan DRR과 영상정합 하여 각각 오차 값을 얻어 Algorithm의 유용성을 평가하였다. 그리고 기존 Set up 방식의 정확성을 평가하기 위해 환자 일별 최종 Set up image와 DRR image를 영상정합하여 오차 값을 확인하였다. 결 과 : Test image를 left와 right 방향으로 각각 0.5, 1, 10 cm를 이동시켰을 때 평균 0.018 cm의 오차 값을 보였으며 시계와 반시계방향으로 각각 1, $10^{\circ}$씩 회전시켰을 경우에는 평균 $0.0011^{\circ}$의 오차를 나타냈다. 4명의 환자 일별 초기 image를 영상정합 하였을 때는 x, y, z 방향 순으로 평균 0.056, 0.044, 0.053 cm의 오차 값을 나타냈으며 Rotation, Pitch 순으로 0.190, $0.206^{\circ}$의 차이를 나타냈다. 13명의 환자 일별 최종 image를 영상 정합 하였을 때는 x, y, z 방향 순으로 평균 차이는 0.062, 0.085, 0.074 cm이였고 Vector 값으로는 평균 0.120 cm의 차이를 보였다. Rotation, Pitch 순으로는 평균 0.171, $0.174^{\circ}$의 차이 값을 나타냈다. 결 론 : 본 연구를 통해 제작된 Matlab 기반의 In-house Registration code는 단순한 Image 뿐만 아니라 해부학적 구조에서도 Intensity 기반의 정확한 영상정합을 나타냈다. 또한 기존 치료방식의 DIPS program을 통한 Set-up 오차는 매우 미미한 차이를 보임으로써 이는 양성자치료의 정확성을 확인할 수 있었다. 앞으로 임상적용을 위해 추가적인 프로그램 개발과 향후 Intensity 기반의 Matlab In-house code 연구가 필요하다고 사료된다.

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