• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권3호
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• pp.245-252
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• 2010

본 연구는 주제인 폴리우레탄(polyurethane, PU)과 새로운 형태의 n-type 산란재를 사용하여 합성한 조직모사물질(tissue mimicking materials : TMM)에 대해 국제표준규격 IEC 60601-2-37(2007)의 Annex D.D가 권고한 인체 연조직(soft tissue)의 음향학적 특성 기준에 준해, 전파속도, 임피던스, 감쇠계수 특성 등을 분석하였으며, 영상특성은 SONOACE 9900C PRIME(MEDESON Co.), 3.5 MHz 컨벡스 프로브(2.5-5.0 MHz)로 초음파 휘도와 최대투과심도를 분석 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 주제인 prepolymer와 polyol mixture를 혼합하고 n-type 산란재를 0~8%로 점차 증가하여 합성하였을 때, 1. 조직모사물질의 전파속도는 산란재가 증가할수록 연조직에 더 가깝게 수렴(convergence)하였다. 2. 음향임피던스는 산란재가 감소할수록 연조직에 더 가깝게 수렴하였다. 3. 감쇠계수는 산란재가 증가할수록 증가하였다. 4. 영상 평균휘도는 산란재가 증가할수록 증가하였으나 역치가 있었다. 5. 최대투과심도는 산란재 6% 조직모사물질에서 연조직에 가깝게 수렴하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권1호
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• pp.37-45
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• 2014

ConeBeam Computed Tomography (CBCT) 영상을 기반으로 한 선량계산에서는 Fanbeam Computed Tomography (FBCT)와 비교하여 산란에 의한 영향이 크고 그 양상이 다양하게 나타나 오차의 주요한 요인으로 작용하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 골반 방사선 치료에서 산란이 CBCT 기반으로 한 선량계산에 미치는 영향을 평가하여 오차를 최소화 할 수 있는 조건에 대하여 연구하였다. 다양한 산란조건에서의 CBCT 영상 취득을 위하여 전자밀도 교정용 팬텀에 크기가 각기 다른 산란물질을 추가하여 "산란부족", "산란과다", 그리고 "산란충분"의 3가지 조건을 정하였다. 산란조건에서 취득된 CBCT 영상에서 팬텀 중심부와 주변부의 위치에 따른 CT number값의 차이와 분포를 분석하여 균질도를 평가하였으며 FBCT 영상 기반의 선량 분포를 기준으로 하여 다양한 산란조건에서의 전자밀도 교정관계를 적용하였을 때 팬텀 및 전립선암 환자 5명의 CBCT 영상에서 계산된 선량분포의 감마합격률 및 상대적 오차를 구하였다. 팬텀 CBCT 영상에 대한 CT number들의 히스토그램에서의 분포에서 물 등가 물질에 해당하는 피크의 폭(FWHM)은 산란부족(685 HU)이나 산란과다(264 HU)보다 산란충분(146 HU)의 조건에서 가장 작게 나타나 균질도가 제일 좋은 것으로 평가되었고 팬텀의 중심부와 주변부에서 동일 성분에 대한 CT number의 차이 역시 같은 결과를 나타내었다. 또한 팬텀의 CBCT 영상을 취득할 때와 동일한 산란조건에서의 교정조건을 적용한 경우 선량계산이 가장 정확하였으며 산란충분의 교정곡선 조건을 적용하였을 때 5명의 전립선암환자(평균 등가지름 27.2 cm)의 CBCT 영상 기반의 선량분포는 FBCT의 경우와 대비하여 1%/3 mm의 감마지표에서 감마합격률 98% 이상을 나타내었다. 이때 FBCT 선량에 대한 CBCT 선량오차는 처방선량 대비 2% 이하(평균 0.2%, -1.3%~1.6%)로 평가되었다. CBCT 골반 촬영을 할 때 일반적인 성인 골반의 원통 등가지름(ECD, Equivalent Cylindrical Diameter)의 산란조건에서 동일 성분에 대한 HU 값이 가장 균질하게 나타나 골반 촬영모드가 최적화되었음을 확인하였으며 일반적인 골반부위와 ECD가 유사한 산란조건, 즉 산란충분조건에서 취득된 전자밀도 교정관계를 적용하여 골반 CBCT 기반에서 선량을 계산하였을 때 최적의 선량 정확성을 확보할 수 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제42권4호
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• pp.197-204
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• 2017

Background: X-ray imaging detectors for the nondestructive cargo container inspection using MeV-energy X-rays should accurately portray the internal structure of the irradiated container. Internal and external factors can cause noise, affecting image quality, and scattered radiation is the greatest source of noise. To obtain a high-performance transmission image, the influence of scattered radiation must be minimized, and this can be accomplished through several methods. The scatter rejection method using an anti-scatter grid is the preferred method to reduce the impact of scattered radiation. In this paper, we present an evaluation the characteristics of the signal and noise according to physical and material changes in the anti-scatter grid of the imaging detector used in cargo container scanners. Materials and Methods: We evaluated the characteristics of the signal and noise according to changes in the grid ratio and the material of the anti-scatter grid in an X-ray image detector using MCNP6. The grid was composed of iron, lead, or tungsten, and the grid ratio was set to 2.5, 12.5, 25, or 37.5. X-ray spectrum sources for simulation were generated by 6- and 9-MeV electron impacts on the tungsten target using MCNP6. The object in the simulation was designed using metallic material of various thicknesses inside the steel container. Using the results of the computational simulation, we calculated the change in the scatter-to-primary ratio and the signal-to-noise ratio improvement factor according to the grid ratio and the grid material, respectively. Results and Discussion: Changing the grid ratios of the anti-scatter grid and the grid material decreased the scatter linearly, affecting the signal-to-noise ratio. Conclusion: The grid ratio and material of the anti-scatter grid affected the response characteristics of a container scanner using high-energy X-rays, but to a minimal extent; thus, it may not be practically effective to incorporate anti-scatter grids into container scanners.

• 대한핵의학회지
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• 제39권3호
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• pp.163-173
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• 2005

목적: 삼중에너지창 산란보정 방법(triple energy window method, TEW)을 위해 사용하는 인접된 산란에너지창은 산란을 부적당하게 평가할 수 있다. 본 연구의 목적은 인접된 산란에너치창을 사용하지 않고, TEW의 단점을 보완하는 개선된 삼중에너지창 방법(extended triple energy window method, ETEW)으로 확장하는 것이다. 대상 및 방법: TEW에서 사용하는 인접된 산란에너지창은 주에너지창의 설정에 따라 산란성분을 과소평가하거나 과대평가할 수 있다. 이에 비해 ETEW는 주에너지창에 인접되지 않는 산란에너지창을 사용하여 TEW를 광범위하게 사용할 수 있도록 확장한 방법이다. 본 연구에서는 cold sphere들 또는 hot sphere들을 가진 원통형 물팬텀과 점선원들에 대한 몬테칼로 시뮬레이션을 실행하여 ETEW와 TEW를 비교 평가하였다. 또한 다양한 주에너지창 너비들(10%, 15%, 그리고 20%)을 이용하여 시뮬레이션을 실행하였다. 데이터 분석을 위해서 영상대조도, %회복계수, 정규화된 표준편차를 계산하였다. 결과: TEW와 ETEW 모두 산란보정전보다 영상대조도와 %회복계수를 개선시켰다. 그러나, TEW에 의해 추정된 산란성분들은 10%, 15%, 그리고 20%의 주에너지창 너비들에 대해 시뮬레이션이 된 산란성분들의 참값에 비례하지 않았으나, ETEW는 참값에 직접으로 비례하는 산란성분들을 추정하였다. 결론: 본 연구는 기존의 TEW 산란보정 방법이 가지고 있던 단점을 보완하여 ETEW 방법으로 확장하였다.

• 한국재료학회지
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• 제19권8호
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• pp.432-436
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• 2009

A Cu-Fe-P copper alloy was processed by accumulative roll-bonding (ARB) for ultra grain refinement and high strengthening. Two 1mm thick copper sheets, 30 mm wide and 300 mm long, were first degreased and wire-brushed for sound bonding. The sheets were then stacked on top of each other and roll-bonded by about 50% reduction rolling without lubrication at ambient temperature. The bonded sheet was then cut into two pieces of the same dimensions and the same procedure was repeated for the sheets up to eight cycles. Microstructural evolution of the copper alloy with the number of the ARB cycles was investigated by optical microscopy (OM), transmission electron microscopy(TEM), and electron back scatter diffraction(EBSD). The grain size decreased gradually with the number of ARB cycles, and was reduced to 290 nm after eight cycles. The boundaries above 60% of ultrafine grains formed exhibited high angle boundaries above 15 degrees. In addition, the average misorientation angle of ultrafine grains was 30 degrees.

• 핵의학기술
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• 제14권1호
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• pp.127-132
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• 2010

물리학적인 측면에서 감마카메라를 이용한 SPECT 검사에서 산란보정을 하였을 때 영상대조도와 분해능이 개선되어 진다고 흔히들 알고는 있지만 임상에서의 산란보정 적용은 영상의 획득과 처리, 방법과 처리시간 등의 이유로 인해 쉽게 이루어지지 못하는 것이 사실이다. 본원에서는 새로운 감마카메라 기종의 도입으로 간단하게 산란보정이 가능해져 임상의에게 보정영상을 제공할 수 있게 되었다. 이에 산란보정 전후 영상의 질을 지표를 통해 평가함으로써 객관적인 비교를 해보고자 하였다. GE Infinia Hawkeye 4 감마카메라를 이용한 호프만 뇌팬텀 SPECT 영상과 1 mm 선 선원팬텀의 SPECT영상을 각각 18회씩 획득하였다. 먼저, 물을 채운 호프만 뇌팬텀의 산란보정 전과 후의 단축단면상으로부터 대조도를 구하였으며, 다음으로는 1 mm 선 선원팬텀에 물을 채워 산란보정 전과 후의 단축단면상의 선프로파일로부터 수평과 수직의 반치폭(FWHM)을 구하였다. 그리고 구해진 산란보정 전후의 대조도와 분해능 값들을 SAS system을 이용하여 t-test 검정을 시행하여 분석하였다. 호프만 뇌팬텀 SPECT 영상의 산란보정 후 대조도 평균은 0.3979로 보정전 0.3509에 비해 향상되었으며, 물을 채운 1 mm선 선원팬텀의 수평과 수직 반치폭 평균은 보정 후 3.4822로 보정 전 3.6375로, 보정 후에 향상되었다. p값은 대조도에서 0.0097, 분해능에서 <0.0001로 나타났다. 대조도 분해능 모두의 경우 산란보정 이후에 다소 개선됨을 알게 되었으며, p값 또한 유의하다는 결과를 얻었다. 기존처럼 어렵고 복잡한 산란보정방법을 이용하지 않더라도 장비제조사에서 제공하는 기본적인 설정변경만으로 산란보정된 SPECT 영상을 얻을 수 있었다. 간편하게 시행할 수 있는 산란보정방식이 등장함에 따라, 대조도와 분해능이 개선된 영상을 임상의에게 제공할 수 있음은 물론, 영상의 질적 향상을 기대할 수 있을 것으로 사료가 된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권4호
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• pp.224-230
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• 2010

목적: 본 연구에서는 콘빔 CT에서 산란선 제거를 위한 aft-multple-slit (AMS) 시스템을 설계하였다. 예비 연구로서 본 시스템의 효용성을 검증하기 위해 MC 시뮬레이션을 수행하였다. 대상 및 방법: 가상 시뮬레이션은 산란선과 산란선+일차선을 계산할 수 있는 MCNPX의 radiography tally 5를 이용하였다. AMS는 빔의 발산성을 고려한 각이 동일한 아크 형태이고, 길이 방향에서의 산란선을 막는다. AMS의 효용성을 위한 평가는 AMS를 사용하지 않았을 때의 일차선과 산란선을 비교함으로써 수행되었다. 2D projection 영상을 얻기 위해 전체의 AMS는 한번의 캔트리 회전 후 AMS에 의해 가려진 부분의 영상 획득을 위해 다시 한 번 회전하는 구조이다. 결과: 일차선의 2D projection 영상은 모든 AMS의 폭에서 그리고 AMS를 사용하지 않았을 때에도 동일하였으나 일차선+산란선의 2D projection 영상은 slit의 폭에 따라 결과가 변했다. Slit의 폭을 5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm로 하였을 때 평균 산란성 제거율은 29%, 15%, 9%, 8%였다. 결론: 본 연구에서는 AMS를 이용한 콘빔 CT의 산란선 제거 효과를 평가하였다. MC 시뮬레이션을 이용한 본 시스템의 사전 연구에서는 상당한 산란선 제거 효과를 보여주었다.

• 핵의학기술
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• 제16권2호
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• pp.44-48
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• 2012

PET/CT 검사에서 환자의 움직임으로 인해 영상에서 냉소 인공물이 발생한다. 본 연구는 Discovery 600 PET/CT 장비의 산란제한보정법을 이용하여 영상을 평가하고 환자의 움직임으로 인한 냉소 인공물의 개선을 연구했다. Discovery 600 PET/CT 장비로 산란보정법과 산란제한보정법의 방사능 섭취와 표준섭취계수의 차이를 평가하기 위해 1994 NEMA Phantom$^{TM}$을 사용하였다. 또한 움직임에 의한 인공물을 재현하여 산란제한보정법을 적용한 방사능의 섭취 차이와 표준섭취계수의 차이를 비교 평가하였다. 산란제한보정법은 산란보정법과의 방사능 섭취, 표준섭취계수의 평가에서 큰 차이를 나타내지 않았다(p<0.05). 그리고 환자의 움직임으로 인한 PET/CT 영상에서의 산란보정법을 적용한 영상은 방사능 섭취가 최대 3.1 kBq/ml에서 0.04 kBq/ml로 약 98.7% 과소평가되었다. 그러나, 산란제한보정법을 적용한 영상은 방사능 섭취가 최대 3.0 kBq/ml에서 2.11 kBq/ml로 약 30%만 과소평가되었다. 표준섭취계수는 1.05에서 0.006으로 약 98% 과소평가 되었으나, 산란제한보정법을 적용 후 0.67로 측정되어 약 25%만 과소평가되었다. 방사능의 섭취와 표준섭취계수에서 산란제한보정법은 산란보정법에 비해 약 60% 이상 개선 효과가 있었다. PET/CT 검사 시 환자의 움직임에 의한 냉소 인공물이 발생한 환자에서 산란제한보정법을 적용한다면, 정확한 진단에 도움을 줄 것으로 사료 된다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제9권3호
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• pp.97-105
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• 2009

본 논문에서는 빛이 옷감 내부에서 산란되어 나타나는 패턴을 측정하고 이를 이용해 옷감을 표현하는 새로운 형태의 렌더링 방법을 제안한다. 지금까지는 BTF(Bidirectional Texture Function)가 옷감과 같은 구조를 표현할 수 있는 최적의 방법으로 생각되어져 왔다. 하지만 BTF에 의한 재질 복원은 그 품질이 측정된 데이터의 양에 비례하고, 측정된 데이터를 각종 빛의 현상이 통합된 상태로 사용해야 한다는 단점을 지닌다. 우리는 옷감 구조 내에서의 빛의 산란현상이 옷감의 색감을 드러내는데 중요한 역할을 하고 있음을 확인하였다. 이러한 사실을 이용하여 어떤 지점에 입사된 단위광선이 옷감 내부의 메소구조와 섬유를 통과하면서 외부로 나타나는 산란패턴(산란이미지:Scatter Image)을 샘플의 충분히 많은 지점에서 획득하고, 각 임의의 지점의 밝기는 그 주변 지점에서 현 픽셀까지 도달하는 빛의 양을 합하여 결정한다. 본 논문은 제안하는 방법은 옷감의 각 지점에 입사되는 광선을 개별적으로 조절 가능케 하여 옷감과 같이 내부 산란이 불규칙한 패턴을 보이는 재질을 더욱 사실적으로 표현할 수 있도록 하는 단서를 제공한다.

• 핵의학기술
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• 제19권2호
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• pp.93-101
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• 2015

SPECT영상에서 산란계수는 정량적 계수오차와 영상품질 저하의 요인이다. 이에 다양한 산란보정(Scatter Correction, SC)방법이 연구되어 왔으며, 본 연구에서는 기존의 에너지창(Energy Window, EW) 기반 SC(EWSC)와의 비교로 SPECT/CT에서 사용되는 CT 기반 SC(CTSC)의 정확성을 평가하고자 한다. 중앙에 열소막대(hot rod, 74.0 MBq)를 설정한 Triple line insert 팬텀의 내부에 산란계수의 영향이 없는 기준영상의 획득을 위하여 공기를 채운 후 SPECT /CT영상을 획득하였고, 같은 조건에서 산란계수의 영향을 유도하기 위하여 공기대신 물을 채운 후 SPECT/CT영상을 각각 별도로 획득하였다. 두 조건 모두 Astonish(iterative : 4, subset : 16) 재구성 방법과 CT감쇠보정을 공통 적용하였고, 물을 채운 영상에 비산란보정(NSC), EWSC, CTSC 3가지 유형의 산란보정방법을 사용하였다. EWSC를 위하여 주(=peak) 에너지창(140 keV, 20%) 이외에 보조 에너지창 9개를 추가 설정한 후 영상을 동시 획득하였고, EWSC의 종류는 DPW(dual photopeak window) 10%, DEW (dual energy window)20%, TEW(triple energy window)10%, TEW5.0%, TEW2.5% 5가지를 사용하였다. 일차(primary)계수의 변동이 없는 조건하에, 두 조건의 영상에 VOI를 그려 총계수를 측정한 후 총계수 중 산란계수의 비를 %SF(percent scatter fraction)로 구하고, 공기를 채운 영상을 기준으로 물을 채운 영상과의 계수차이를 %NMSE (per cent normalized mean-square error)로 평가하였다. 공기를 채운 영상을 기준으로 각 산란보정방법이 적용된 물을 채운 영상의 %SF는 NSC 37.44, DPW 27.41, DEW 21.84, TEW10% 19.60, TEW5% 17.02, TEW2.5% 14.68, CTSC 5.57로 CTSC에서 제거된 산란계수가 가장 많았으며, %NMSE는 NSC 35.80, DPW 14.28, DEW 7.81, TEW10% 5.94, TEW5% 4.21, TEW2.5% 2.96, CTSC 0.35로 CTSC에서 가장 낮게 나타났다. SPECT/CT영상에서 실험에 사용된 각 산란보정 방법의 적용은 산란계수의 영향으로 발생된 정량적 계수오차를 개선시킬 수 있었다. 특히, CTSC의 경우 기존의 EWSC방법들과 비교하여 가장 낮은 %NMSE (=0.35)를 보여 비교적 정확한 산란보정이 가능하였다.