• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권2호
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• pp.71-80
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• 2012

최신 방사선 치료 및 수술 기법에는 복잡한 3차원적 선량분포를 정확히 측정하는 실용적 선량분석 기기 및 기술이 필요하다. 본 연구에서는 실험실에서 제작한 겔을 방사선 치료 영역에서 선량계로 활용하기 위해 최적화된 자기공명영상 변수 조건에 대해 연구하였다. 이를 위해 각 자기공명영상 획득 조건에서 TE 시간 TR 시간, 영상 두께, 코일 등을 달리하여 조건 별로 획득한 영상을 이용하여 비교 평가하였고, 선량불확도 및 선량 분해능을 도입하여 본 연구에서 찾은 조건에 대해 평가하였다. 8% 젤라틴(300 bloom, Sigma-Aldrich, USA), 8% MAA (Metaacrylic acid, Sigma-Aldrich, USA), 10 mM THPC (tetrakis hydroxymethyl phosphonium, Sigma-Aldrich, USA), 그리고 0.05 mM HQ (Hydroquinone, Sigma-Aldrich, USA) 농도의 조성비를 가진 정상산소 중합체 겔을 실험실에서 합성하였다. 방사선 선량 전달은 Co-60 감마선 조사기 (Theratron-780; AECL, Ottawa, Canada)를 사용하였고 고체 팬텀을 사용하여 중합체 겔에 각각 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 Gy의 선량을 전달하였다. 자기공명영상 장치의 특성상 T2 시간을 얻기 위해서는 fast spin echo 파형을 사용하였다. 일반적으로 Head Coil이 SNR이 Body coil 보다 낮아 선량 불확도가 우수할 것으로 예측하였으나, 일부 문헌에서는 Body coil이 영상 균일도가 우수하다고 하였다. 하지만 본 연구에서는 Head coil이 선량 불확도 및 선량 분해능이 모든 선량 영역에서 Body coil 보다 우수한 것을 확인하였다. TR 시간 연구에서 TR 1,500 ms와 TR 2,000 ms 간의 차이는 선량분해능에서 모두 큰 차이가 없으나 TR 1,500 ms가 조금 낮은 선량 불확도 값을 갖는 것을 보았다. MR 영상 두께가 2.5 mm일 경우 모든 TE 시간에 대해 4 Gy에서 가장 낮은 선량 불확도 값을 가졌다. 특히 TE 12 ms 경우 4 Gy 이후에는 가장 낮은값의 결과를 얻었다. 선량 불확도의 경우 6 Gy까지는 TE 시간에 따른 차이는 없으나 이후에는 TE 12 ms가 가장 나은 결과를 얻었다. 선량 불확도의 겨우 6 Gy까지는 모든 TE 시간에 대해 차이가 미미하나 8 Gy 이상에는 20 ms가 가장 우수한 선량 분해능 값을 가졌다. 선량 분해능 값 역시 NEX 3에서 가장 우수한 값을 가졌고 2 NEX일 때 가장 높은 분해능 값을 가졌다. 본 연구 결과 영상 두께와 NEX의 결과는 영상 두께가 얇은 경우 NEX가 높을수록 우수한 결과를 얻었고 영상 두께가 두꺼워 질수록 NEX가 낮아야 함을 확인했다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권3호
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• pp.143-152
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• 2015

본 연구에서는 두 개의 치료빔 가속기가 사용되는 구조에서 종양 위치 추적을 하는 두 쌍의 kV 영상시스템의 기하학적 설계 및 종양 위치 추적 정확도 분석을 목표로 하고 있다. 특히, 병변의 위치추적을 위한 수식 및 알고리즘을 수립하였고, 두 쌍의 kV 영상 시스템이 비직교 위치에 놓일 때 검출기 해상도가 종양 위치 추적 오차에 미치는 영향에 대해서 모의실험으로 분석하여 보았다. 병변의 위치추적을 위한 수식 및 알고리즘을 수립하기 위해서 각 엑스선원, 검출기 등의 절대좌표는 동차방정식을 이용하여 설정하였으며, 삼차원 상의 두 직선의 방정식을 통하여 병변의 절대위치를 찾아내도록 하였다. XCAT 프로그램을 이용한 모의실험을 통해서 영상 검출기의 해상도가 미치는 영향을 두 개의 kV 영상시스템의 각도에 따라서 분석하여보았다. XCAT 소프트웨어를 이용하여서 팬텀에 병변 추적을 위한 금속 기점 마커를 삽입하였고, CT projection 프로그램을 이용하여 각 kV 영상시스템의 각도별, 검출기의 해상도별 영상을 획득할 수 있다. 모의실험 결과, 두 kV영상시스템의 각도가 $90^{\circ}$에서 $50^{\circ}$까지는 검출기 해상도가 1.5 mm/pixel보다 고해상도 일 때 약 1 mm 이하의 위치 오차를 보였다. 하지만, 검출기의 해상도가 1.5 mm/pixel 이상으로 나빠질수록 오차가 약 1 mm 이상으로 나타날 뿐만 아니라 각도에 따른 오차의 변동이 컸다. 검출기의 해상도가 개선될 수록 그 각도별 오차의 변동이 줄어들고, $90^{\circ}$에서 가장 적은 오차가 발생 하는 것을 볼 수 있었다. 충분한 해상도의 검출기가 사용된다면 듀얼헤드 겐트리 시스템과 같이 공간적으로 제한된 방사선 치료기기에 두 개의 kV 영상시스템을 예각으로 설치하여도 된다는 결론을 도출할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 모의실험 방법론은 병변의 위치, 검출기의 특성, kV 영상 시스템의 기하학적 배치에 따른 종양추적 위치 추적시스템의 정확도를 분석하는 도구로서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 대한핵의학회지
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• 제35권2호
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• pp.100-112
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• 2001

목적: 본 연구의 목적은 NEMA 프로토콜에 따라서 GE $Advance^{TM}$ PET 시스템의 성능을 평가하고 그러한 시스템이 나타낼 수 있는 능력과 한계점을 명확히 이해하는데 있다. 대상 및 방법: 성능평가는 $^{18}FDG$ 선상선윈 및 점선원 그리고 NEMA 팬텀을 사용하여 횡축방향 공간분해능, 축방향 공간분해능, 산란분획, 민감도, 계수율손실, 계수율보정, 산란보정, 균일도보정, 감쇠보정을 대상으로 하였다. 횡축방향 공간분해능과 축방향 공간분해능, 산란분획에서는 선상선원 및 점선원을 사용하여 각각 NEMA 프로토콜에 따라 정해진 위치로 이동시키면서 측정하였고, 산란분획 및 나머지 성능평가 검사에서는 직경 20 cm의 PMMA 재질의 팬텀을 이용하여 측정하였다. 결과: 표준영상 획득 모드에서 시행한 본 성능평가의 결과를 고민감도 모드 및 고분해능 모드에 대하여 얻었다. 고민감도 모드에서 동경방향으로 측정된 횡축방향 공간분해능은 스캐너 시야중심에서 4.8 mm, 20 cm에서 7.03 mm로 감소했으며 축방향 공간분해능은 스캐너 시야중심에서 평균 3.98 mm, 20 cm에서 6.71 mm로 감소하였다. 산란분획은 고민감도 모드에서 평균 9.87%였고, 민감도 측정의 결과는 고민감도 모드, 시스템 전체에 대해서 참동시계수율 $225.8kcps/{\mu}Ci/cc$를 얻었고 계수율손실 측정은 50%의 불응시간을 가지는 방사능 농도가 $4.6{\mu}Ci/cc$였으며 이때의 계수율은 427 kcps였다. 계수율 보정의 오차는 고민감도 모드, $4.60{\mu}Ci/cc$에서 최소 1.49%, 최대 3.83%였고, 산란보정의 오차는 고민감도 모드에서 평균 -0.95%였으며 균일도보정 측정은 영상면들 간의 비균일도가 최소 -1.25%, 최대 1.74%였고 변이계수는 0.74%였다. 감쇠보정의 오차는 공기에서 5.68%, 물 0.04%, 테플론 -6.51%를 얻었다. 결론: NEMA 프로토콜에 근거하여 본 연구에서 실시한 표준 성능 평가 검사는 모두 제조사의 시험지침서에 부합하였다. 결론적으로, 이는 본 GE $Advance^{TM}$ PET 시스템이 임상에의 적용에 적합함을 보여주었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권2호
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• pp.103-112
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• 2001

목적: 최근 국내의 핵의학 계측기기 및 감마카메라의 정도관리 수행현황을 파악하고, 핵의학 계측기기와 감마 카메라의 정도관리를 수행하고자 하였다. 방 법: 최근 국내의 핵의학 계측기기 및 감마 카메라의 정도관리 수행현황은 총 53개 병원을 대상으로 설문조사방법을 이용하여 수행하였다. 이들의 정도관리 연구는 Capintec의 CRC-15 기종의 dose calibrator와 Tc-99m 35.52 MBq을 사용하여 2분 간격으로 정밀도를 측정하였다. Nucleus사의 기종의 Thyroid Uptake system은 Tc-99m 5.14 MBq을 이용하여 1분 간격으로 10초동안 정밀도를 측정하였다. 지름이 15 cm이고 높이가 각각 12 cm, 30 cm인 원통형 팬텀과 TC-99m을 이용하여 저에너지 고해상도 조준기가 부착된 CeraSPECT$^{TM}$의 예민도를 측정하였다. CeraSPECT$^{TM}$와 일반 평면카메라와의 예민도에 대한 특성비교를 위하여 Varicam (Elscint Ltd, Israel) 감마 카메라로 영상을 얻었다. CeraSPECT$^{TM}$로 획득한 자료로 각 슬라이스에 대한 보정상수를 계산하였다. Elscint 사의 Varicam 감마 카메라의 정도관리를 위해 저에너지 고해상도 조준기를 부착하고 140 keV 중심20% 에너지창, 256$\times$256 또는 512$\times$512 메트릭스 크기를 이용하여 시스템의 평면 예민도, 균일도, 계수율 및 공기중과 산란매질에서의 공간 분해능을 측정하였다. 결 과: 핵의학 계측기기 및 감마 카메라의 정도관리 수행율은 dose calibrator와 well counter의 경우 매우 저조한 수행율을 나타내었으며 그 외 감마 카메라 등은 대체로 양호한 수행율을 나타내었다. dose calibrator의 정밀도 측정은 $\pm$1.4%(<$\pm$5%)의 결과를 얻었고, thyroid uptake system의 정밀도 측정은 chi^2=29.7(>16.92)의 결과를 얻었다. Varicam 감마 카메라의 경우 슬라이스들간에 전반적으로 균일한 민감도를 보여주었으나 CeraSPECT$^{TM}$ 의 경우는 위쪽과 아래쪽 부분의 슬라이스들은 민감도가 두드러지게 떨어져 있었고 팬텀의 중심부분 슬라이스들은 민감도가 매우 높은 것으로 나타났다. 계산한 보정 상수를 이용하여 CeraSPECT$^{TM}$로 얻은 환자 자료를 보정하였을 때 보정전에 비하여 전반적으로 균일한 영상을 얻을 수 있었다. 감마 카메라의 시스템 평면 예민도 측정 결과는 4.39 CPM/MBq 이었으며, 시스템 균일도는 첫 번째 검출기와 두번째 검출기가 각각 2.14%, 3.79%로 나타났다. 시스템 계수율 측정의 경우 입력 계수율 R_20%가 각각 102,407 counts/sec (head 1), 113,427 counts/sec (head 2)일 때 20% 계수율 손실이 발생했을 때의 측정된 계수율 C_20%는 각각 81,926 counts/sec (head 1), 90,741 counts/sec (head 2) 이었다. 공기 중에서의 시스템의 공간 분해능은 FWHM이 8.16 m, FWTM이 14.85 mm이었고, 산란매질에서는 시스템의 공간 분해능은 FWHM이 8.87 mm, FWTM이 18.87 mm이었다. 결 론: 정확하고 신뢰도 높은 검사를 위해 정도관리는 필수이며, 이에 대한 명확한 인식과 실질적인 수행이 반드시 뒤따라야 할 것으로 사료되었다

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제26권3호
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• pp.7-11
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• 2003

방사선과에 도입된 새로운 디지털 의료 영상 시스템은 많은 변화를 요구하고 있다. 기존의 F/S 시스템에서 부족하거나, 예측하지 못하는 일부분을 대체로 만족하는 수준에 이르렀다. 하지만, 영상의 질과 환자의 피폭선량에서는 아직도 구체적인 자료가 제시되지 않고 있는 것이 현실이다. 이에 본 연구는 기존의 F/S 시스템의 의료 영상과 디지털 의료 영상을 비교하는데 있어서 환자의 피폭선량의 관점에서 실험을 하였으며, 실험결과 값을 이용하여 보다 우수한 환자 서비스 개선을 위한 DR 시스템의 영상의 질과 피폭선량의 측면에서 자료를 제시하고자 연구하였다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.104-107
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• 2004

본 연구에서는 다중영상 획득용 두뇌팬텀을 사용하여 CT, MR, 그리고 PET영상을 획득하였으며, 이를 정합대상으로 하여 해부학적 영상과 핵의학 기능영상과의 정합을 실시하였다. 정합 알고리즘으로는 현재 널리 사용되고 있는 'Chamfer Matching' 알고리즘과 Mutual Information Maximization' 알고리즘을 이용하였고, 기존 연구에서 타당성이 검증된 정합 프로그램을 사용하였다. 정합 결과, CT-MR, CT-PET, MR-PET세 가지 정합경우에 대하여 두 알고리즘 모두 효과적인 방법임을 알 수 있었으나, 저해상도의 핵의학 영상인 PET과의 정합에선 Mutual Information Maximization'알고리즘이 더 효과적인 방법임을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권5호
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• pp.449-458
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• 2007

본 논문에서는 감마선을 이용하여 석유화학 공정설비 내부의 단면영상을 복원하였다. 감마 CT 영상 복원을 위해 $5\;mm{\phi}$ 감마선을 팬텀에 조사하여 NaI(T1) 섬광검출기로 스캔하였으며 반복적인 영상복원 방법인 EM 기법으로 가중치 함수를 비교하였다. 감마 CT 영상이 정확히 복원되었는지 확인하기위하여 3가지 가중치 함수에 대해 히스토그램의 명암값 분포를 비교하였다. 실험 결과를 통해 빔 면적에 의한 가중치 함수로 복원할 경우, 원 영상에 가장 가깝게 복원되는 것을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제10권3호
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• pp.253-260
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• 1989

시간 영역에서의 초음파 강쇄계수 추정방법은 일반적으로 감쇄매절을 통과하면서 반사된 초음파 신호의 통계적인 특성의 해석을 기초로 한다. 따라서 선뢰할 수 있는 추정결과를 얻기 위해셔는 대게 충분히 많은 초음파 신호의 샘플을 펼요로 하게 된다. 감쇄계수를 추정하는 문제에 있어서, 이것은 감쇄계수 영상의 공간 해상도 체적내에서 통계적으로 다른 특성을 갖는 많은 스렉클 패턴이 필요하다는 것을 의마한다. 이 논문에서는 스펙클 패턴이 초음파 빔의 정확산함수에 따라 다른 통계적인 특성을 갖는다는 성질을 이용하여 초음파 선행변환자플 회전시키면서 각 회전각도에서 측방향 스캔을 함으로써 통계적 상관이 적은 다수의 샘플틀을 얻는 방법을 제안하였다. 이 방법은 최근에 우리가 제안한초음파 감쇄계수의 추정을 위한 엔트로피 방법과 결합되어 감쇄계수추정의 정확성을 증가시카고 공간해상도를 줄얼 수 있다. 인체의 연조직과 유사한 특성을 갖는 팬텀을 제작한 후 실험을 통하여 제안한 방법의 타당성을 검증하도록 하겠다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.260-262
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• 2002

An accurate measurement of dose distribution is indispensable to perform radiation therapy planning. A measurement technique using a radiographic film, which is called a film dosimetry, is widely used because it is easy to obtain a dose distribution with a good special resolution. In this study, we tried to develop an analyzing system for the film dosimetry using usual office automation equipments such as a personal computer and an image scanner. A film was sandwiched between two solid water phantom blocks (30 ${\times}$ 30 ${\times}$ 15cm). The film was exposed with Cobalt-60 ${\gamma}$-ray whose beam axis was parallel to the film surface. The density distribution on the exposed film was stored in a personal computer through an image scanner (8bits) and the film density was shown as the digital value with NIH-image software. Isodose curves were obtained from the relationship between the digital value and the absorbed dose calculated from percentage depth dose and absorbed dose at the reference point. The isodose curves were also obtained using an Isodose plotter, for reference. The measurements were carried out for 31cGy (exposure time: 120seconds) and 80cGy (exposure time: 300seconds) at the reference point. While the isodose curves obtained with our system were drawn up to 60% dose range for the case of 80cGy, the isodose curves could be drawn up to 80% dose range for the case of 31cGy. Furthermore, the isodose curves almost agreed with that obtained with the isodose plotter in low dose range. However, further improvement of our system is necessary in high dose range.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제4권2호
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• pp.120-127
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• 2000

최근에 해상도의 손실없이 신호대잡음비를 개선시킬 수 있는 적응 템플릿 필터링이 제안되었다. 적응 템플릿 필터링은 다중 템플릿들 중에서 현재 복셀의 주변 구조와 가장 잘 매칭이 되는 템플릿을 선택하여 적응필터 링을 적용하는 방법이다. 적응 템플릿 필터링을 자기공명영상에 적용할때 기존의 필터링 방법들에 비하여 향상된 결과를 얻을 수 있으나, $T_1$ 영상과 같이 비교적 작은 동적 범위를 가진 영상에서는 에지에서 계단모양의 artifact가 발견되곤 한다. 이것은 자기 공명영상에서 복셀의 부분적인 볼륨 효과에 기인하는 것으로 여러 조직의 성분을 포함하고 있는 경계면의 복셀들에 적응 템플릿 필터링이 적용될 경우 다중성분을 가진 복셀들의 그레이레벨이 인접한 단일성분의 그레이레벨 값에 가까워져 에지가 강조되기 때문이다 본 논문에서는 다중 성분을 갖는 복셀들을 선별하여 이들에 대해서는 가장 큰 크기의 템플릿을 할당함으로써 artifact를 제거하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법을 $T_1$ 자기공명영상과 팬텀 영상에 적용한 결과 에지 artifact가 사라지는 것을 확인할 수 있었으며, 최대 신호대잡음비 면에서도 향상된 결과를 얻을 수 있었다.