• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.350-356
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• 2015

본 연구의 목적은 몬테칼로 모사방법을 이용하여 소동물 전용 양전자방출단층촬영 시스템의 모듈 내 섬광체 배열 수에 따른 특성평가를 하는 것이다. 이 연구에서 제안한 소 동물 전용 양전자방출단층촬영 시스템은 모듈 내 섬광체 수를 1 ~ 8개로 구성하였으며, 섬광체 크기는 $2.0{\times}2.0{\times}10.0mm^3$ 크기의 LSO섬광결정을 사용하였고 스캐너의 직경은 100 mm로 설계하였다. 몬테칼로 시뮬레이션 방법중에 하나인GATE 코드를 이용하여 선원은 511 keV 점선원을 이용하였으며 동시계수 측정된 좌표값을 이용하여 민감도 및 사이노그램을 획득하였다. 모듈 내 섬광체 수가 적을수록 모듈 별 틈새가 줄어들어 민감도가 향상되는 결과를 보였으며, 사이노그램 결과에서도 불완전한 데이터(missing data)가 발생하지 않는 것을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 모듈 안 섬광체 수가 적을수록 민감도 향상 및 불완전한 데이터 획득이 줄어드는 것을 증명함으로써, 소동물 전용 양전자방출단층촬영 시스템의 성능 개선을 위한 새로운 접근법을 제시한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.123-130
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• 2007

본 논문에서는 소동물 생체내 실험시 서로 다른 장비에서 획득된 영상의 융합 및 정합을 위한 방법을 제안한다. 마우스의 꼬리 정맥에 $[[^{18}F]FDG$를 주사하여 60분 섭취후 서로 다른 장비에서 동일한 위치의 영상을 획득하기 위하여 아크릴 재질의 소동물 가이드에 기준마크를 설정하고 microPET과 CT 영상을 획득하였다. MicroPET으로 획득된 리스트모드(list-mode) 데이터는 Fourier Rebinning(FRB) 방법을 사용하여 사이노그램(Sinogram)으로 변환 후 4 번의 반복횟수를 가지는 Ordered Subset Expectation Maximization(OSEM) 알고리즘으로 재구성하였다. MicroPET 영상획득후 PET/CT의 CT를 이용하여 CT영상을 획득하였다. MicroPET 영상에서 폐영역을 정확히 찾아내는 어려움이 있어. 해부학적 정보를 제공하는 CT 영상을 이용하여 폐 영역을 구분하였다. 영상 융합을 위한 불일치 부분을 해결하기 위하여 기준마크의 정보와 폐 영역의 정보를 이용하여 회전과 이동정보를 가지는 어파인 (affine) 변환 행렬 구하여 영상 정합에 사용하였다. 이 방법은 정량적 정확성과 영상 해석의 정확성을 개선할 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.397-403
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• 2015

본 논문은 임펄스 초광대역 레이다를 이용한 ISAR 영상의 기하보정 방법에 대해 서술하였다. 임펄스 초광대역 레이다는 시간영역에서 신호처리를 하므로 다중 경로, 간섭 문제 등이 일어나지 않는 장점이 있다. 안테나와 대상체 사이의 송수신 신호를 평면파라고 가정하면, ISAR 기하 모델에서 회전축의 중심을 점표적을 이용하여 계산한다. 수신 데이터에서 합성을 수행하기 전, 점표적은 최대 점의 위치를 최소 자승법으로 근사하여 회전축의 중심을 알아낼 수 있다. 이 방법은 대조비가 더 뛰어난 영상을 얻을 수 있었고, 엔트로피도 가장 큰 값을 가질 수 있었다. 이러한 방법은 장비를 최초 작동하거나 주기적으로 사용되어서 회전축의 중심을 보상하여 영상 합성을 할 것이다. 의료나 보안 감시와 같은 고정된 기하를 가지는 영상화 장비에서 유용하게 사용될 것이다.

• 핵의학기술
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• 제21권1호
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• pp.29-33
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• 2017

QA 과정을 통해 30개의 정규화 보정값을 얻고, 1개의 기준 데이터 설정 후 29개의 정규화 보정값과 비교하였다. 또한 각 정규화 보정값을 PET raw data 에 적용시켜 재구성된 영상을 동일한 ROI를 그려 SUV 와 count 로 비교평가 하였다. 30개의 정규화 보정값은 차이가 발생하지 않았으며, 각각의 정규화 보정값을 적용시킨 PET 영상도 크게 차이가 없었다. 핵의학 영상은 정량분석을 위해 불감시간 보정 및 광자의 감쇠 및 산란 등 물리적 현상에 대한 보정이 필요하고, 정규화 보정 또한 무시할 수 없는 보정 과정이다. 따라서 이런 과정을 통해 PET 장비의 균일성이 유지되고 여러 디텍터의 효율도 균등해야 영상의 왜곡을 방지할 수 있고, 질 좋은 영상을 만드는데 꼭 필요한 과정이므로 매일 QA 과정이 필요하다고 사료된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권1호
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• pp.258-265
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• 2021

High levels for noise and a loss of true signal make the quantitative interpretation of nuclear medicine (NM) images difficult. An application of profile optimization using a sigmoidal function in this study was used to acquire the NM images with high quality. And the images were acquired by using three kinds of reconstruction method using each same sinogram: a standard filtered back-projection (FBP), an iterative reconstruction (IR) technique, and the sigmoidal function profile optimization (SFPO). Comparison of image according to reconstruction method was performed to show a superiority of the SFPO for imaging. The images reconstructed by using the SFPO showed an average of 1.49 times and of 1.17 times better in contrast than the results obtained using the standard FBP and the IR technique, respectively. Higher signal to noise ratios were obtained as an average of 12.30 times and of 3.77 times than results obtained using the standard FBP and the IR technique, respectively. This study confirms that reconstruction with SFPO (vs FBP and vs IR) can lead to better lesion detectability and characterization with noise reduction. It can be developed for future reconstruction technique for the NM imaging.

• 핵의학기술
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• 제19권2호
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• pp.55-62
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• 2015

PET/CT 검사 시 피폭 선량 감소를 위한 방법들이 지속적으로 개발되고 있다. 본 논문에서는 사용자에 의해 parameter 변경이 가능한 3가지 방법인 automatic exposure control(AEC), automated dose-optimized selection of X-ray tube voltage(CAREkV), sinogram affirmed iterative reconstruction(SAFIRE) 적용 시 각 방법의 적용 시와 3가지 방법의 조합에 따른 피폭선량 감소효과와 영상의 질 그리고 SUV 변화 유무를 평가하였다. Bograph mCT64 (Siemens, Germany)장비를 사용하여 anthropomorphic head, chest, pelvis phantom을 torso 모형으로 접합하여 스캔하였다. 120 kV, 40 mAs 조건으로 AEC의 적용 유무와 120 kV, 40 mAs AEC 조건으로 CAREkV의 적용 유무에 따른 피폭 선량 감소 효과를 평가 하였다. 120 kV, 25 mAs SAFIRE 조건에서 영상을 획득하여 120 kV, 40 mAs SAFIRE 미적용 시 대비 노이즈와 피폭선량 감소효과가 평가되었다. 120 kV, 40 mAs AEC 적용, 120 kV, 25 mAs 3가지 방법의 조합 조건으로 AAPM perfomance, anthropomorphic, IEC body phantom을 스캔하여 노이즈, 공간 분해능, 피폭선량 감소효과 그리고 PET SUV의 변화 유무를 평가하였다. AEC 적용 시, 미적용 대비 CTDIvol 50.52%, DLP 50.62% 감소하였다. CAREkV 적용 시 100 kV가 적용됨에 따라 mAs가 61.5% 증가하였으나 CTDI 6.2%, DLP 5.5% 감소하였다. Reference mAs를 낮게 지정할수록, strength값을 높게 지정할수록 피폭선량 감소 효과는 증가하였다. SAFIRE의 경우 40 mAs에서 25 mAs로 tube current를 37.5% 감소시켰음에도 불구하고 mean SD 2.2%, DLP 38% 감소하였다. AAPM phantom에서는 3가지 방법의 조합 시 AEC 대비 SD는 5.17% 감소하였으며 공간 분해능의 경우 유의한 차이가 없었다. Torso phantom의 경우 3가지 조합에서 AEC 대비 mean SD 6.7% 증가, DLP 36.9% 감소하였으며 IEC phantom 실험에서 PET SUV는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(P>0.05). 본 논문에서 CT선량 감소를 위한 각 방법들 모두 피폭 선량 감소 효과를 보였으며 3가지 방법의 조합을 통하여 화질 저하와 PET SUV 변화 없이 AEC만 적용 시 대비 36.9%의 선량감소 효과가 있는 것으로 나타났다. 선량 감소 방법들의 최적화를 통하여 환자 피폭선량 저감화를 위한 지속적인 노력이 필요하며 특히 방사선 감수성이 높은 소아 환자에 적극적으로 적용되어야 할 것으로 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제19권2호
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• pp.68-73
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• 2015

PET/CT 검사 시 검사 부위에 따라 적절한 액세서리의 사용이 권고되고 있다. 그 중 brain 검사에서 사용되는 액세서리인 brain holder를 사용하지 않는 경우 CT의 small FOV에 의하여 whole pallet이 AC-CT에 cover되지 않으며, 이에 따른 truncated region에 따라 count loss가 발생된다. 본 논문에서는 brain holder를 사용하지 않았을 경우 발생하는 truncated region에 의한 image quality의 변화를 평가하고자 한다. Siemens사의 biograph truepoint40 장비와 $^{68}Ge$-uniform phantom을 사용하여 $^{68}Ge$ phantom을 pallet위에서 스캔하고 brain holder위에 위치하고 스캔 하였다. brain protocol을 적용하여 holder를 사용하지 않은 경우 pallet이 AC-CT의 FOV에 포함되지 않는 것을 알 수 있었다. 획득된 영상을 FBP, OSEM, TrueX recon method를 이용하여 iteration 4, subsets 21, gaussian 2 mm와 5 mm parameter를 적용하여 재구성 후 Window level : -4200, window width : 1000으로 설정하여 영상의 uniformity를 평가하였으며, vertical profile을 생성하여 count uniformity를 평가하였고, 마지막으로 5장과 20장의 slice를 summation하여 integral uniformity를 평가하였다. AC-CT영상을 통하여 holder를 사용하지 않는 경우 FOV내에 pallet이 모두 포함되지 않는 것을 알 수 있으며, 이에 따른 truncation에 의한 부정확한 attenuation factor가 나타났다 PET corrected sinogram 영상에서 holder를 사용하지 않은 경우 truncated region에 의한 defect 부위를 확인할 수 있으며, holder를 사용한 경우 uniform한 영상을 확인할 수 있었다. Window level : 4200, window width : 1000으로 설정 시 FBP, OSEM, TrueX recon 방법 모두에서 holder를 사용한 경우 uniform한 영상이 획득되었지만, holder를 사용하지 않은 경우 하단에 defect가 관찰되었다. Holder를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우의 영상을 각 5장, 20장씩 summation하여 NEMA method에 따라 integral uniformity를 구하였으며, 5장 slice의 summation에서 holder를 사용하지 않은 경우 11.7% holder를 사용한 경우 7.2%로 나타났다. 20장 slice의 summation에서 holder를 사용하지 않은 경우 11.1% holder를 사용한 경우 76.7%로 나타났다. brain 검사 시 holder를 사용하지 않는 경우 truncated region에 따른 phantom 하단부의 count defect가 확인되었으며, 이는 환자 검사 시 occipital lobe의 count loss를 발생하게 되며 research 검사 시 검사 결과의 오차를 발생하게 됨으로 brain PET/CT 검사 시 정확한 검사결과를 위하여 검사 액세서리가 반드시 적용되어야 할 것이다.

• 핵의학기술
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• 제16권1호
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• pp.86-90
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• 2012

Rb-82를 이용한 PET 검사는 심근 관류의 임상적 평가에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 그러나 PET/CT의 dead time 때문에 count value와 방사능농도 사이의 직선성이 유지되지 않는다면 데이터를 획득할 때 좌심실 입력 함수가 과대평가되어 심근관류가 과대평가될 수 있다. 본 연구에서는 리스트 모드에서 획득한 PET data에서 방사능농도에 따른 count value의 직선성을 평가하였다. Biograph 40 True Point PET/CT를 이용하여 직경 12 cm, 길이 10.5 cm의 cylindrical phantom에 F-18 333 MBq과 물 800 mL를 채우고 7반감기동안 10min frame/bed로 리스트 모드를 이용하여 획득하였다. Raw data는 OSEM (order: 4, subsets: 8)과 FBP (Gaussian filter FWHM 5 mm) 알고리즘을 이용하여 재구성하였다. Sinogram 정보에서 prompt counts, net true counts, random counts를 측정하였다. 재구성 된 phantom 영상에 ROI를 설정하여 총 계수와 background를 측정하고 background correction을 사용하여 count value를 측정하여 직선성을 평가하였다. 리스트 모드를 이용하여 sinogram에서 측정된 prompt counts는 방사능농도에 비례하여 증가하였다. 낮은 방사능농도에서 net true counts와 random counts는 방사능농도에 따라 증가하였다. 높은 방사능농도에서는 net true counts의 증가율이 점차 감소되었고, 반면에 random counts의 증가율은 증가하였다. 그리고 OSEM과 FBP 알고리즘으로 재구성된 영상에서 측정한 count value의 차이는 없었고 방사능농도에 비례하여 count value가 증가하고 직선성이 유지되었다. Biograph 40 True Point PET/CT scanner는 재구성된 영상에서 낮은 방사능농도뿐만 아니라 높은 방사능농도(~416.25 kBq/mL)에서도 측정 된 count value와 방사능농도 사이의 직선성이 유지되는 것을 보여주었다. 따라서 실험에서 사용한 PET/CT scanner는 Rb-82, N-13, O-15, F-18을 이용한 heart dynamic PET study에서데이터의 정량적 분석에 유용할 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권4호
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• pp.309-316
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• 2012

다중영상화기술은 진단 및 치료 반응평가의 성능향상을 위하여 활발히 연구되고 있으며 하드웨어의 통합에도 불구하고 기기간의 획득방법의 차이에 따라 영상간의 불일치와 계수부족으로 인하여 정합도를 떨어뜨린다. 이에 본 연구에서는 소동물 PET 리스트모드 데이터의 저장형식을 분석하고 잡음 및 통계적 특성을 향상시키기 위하여 이벤트 데이터를 재추출하여 정량적으로 개선된 PET 영상을 획득하고자 하였다. 소동물 리스트모드 Inveon PET 데이터는 소동물에 37 MBq/0.1 ml를 꼬리정맥에 주사하고 60분 후 10분 동안 정적데이터를 획득하였다. 생체신호와 같이 획득된 리스트모드 데이터형식은 48 비트의 패킷크기로 이루어져 있으며 패킷 내에서는 8 비트의 헤더와 40 비트의 payload 영역으로 나누어져 있다. 사이노그램 생성은 그레이코드로 각 패킷의 순서와 흐름을 평가하고 각 패킷의 순서를 CPU에서 검출기위치 변환과 단순 증가 그리고 비모수 부트스트랩 기법을 이용하여 재추출하여 새로운 사이노그램을 생성하였다. 영상은 3 span과 31 ring difference로 설정하여 생성된 사이노그램은 산란 및 감쇠보정을 고려하지 않고 16부분 집합으로 4회 반복하는 OSEM 2D 알고리즘을 이용하여 재구성하였다. 획득된 PET 데이터의 헤더정보에서의 동시계수의 총수는 1,394만 계수였으며, 리스트-이벤트 데이터의 패킷을 분석한 동시계수의 총수는 1,293만 계수였다. PET 데이터의 단순 증가는 최대값이 1.336에서 1.743으로 향상되었으나 잡음이 같이 증가됨을 확인하였다. PET 데이터 재추출 성능은 순차적인 패킷의 payload 값을 시프트연산을 통해 데이터의 위치를 이동시킴으로써 특정 잡음이 제거되거나 대조도가 향상되는 영상을 획득할 수 있었다. 부트스트랩 재추출 기법은 영상의 잡음과 통계적 특성이 개선된 PET 영상을 제공하여 다중영상화시 정합도를 향상시켜 질환의 조기 진단 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권3호
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• pp.140-147
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• 2011

이 연구에서는 폐종양의 정량적 개선을 위하여 분자체를 이용하여 내부 움직임을 측정하고 평가된 데이터를 기반으로 소동물 PET 영상내의 폐종양을 국소화하고자 하였다. 소동물 폐 영역의 내부 움직임은 방사성물질을 흡착한 분자체를 이용하여 소동물 폐 영역에 부착함으로써 구현하였다. 폐 영역의 내부 움직임 표적으로 사용된 분자체는 약 37 kBq의 Cu-64를 흡착시켜 폐종양을 모사하였다. 소동물 PET 영상은 Siemens Inveon 스캐너를 이용하여 획득하였으며 외부 움직임 데이터는 트리거 생성 장치인 BioVet을 이용하였다. SD-Rat PET 영상은 $^{18}F$-FDG 37 MBq/0.2 mL을 미정맥으로 주사하고 60분 후 20분간 데이터를 획득하였다. 리스트모드 데이터의 각 선응답은 외부 트리거 장치에 의해 획득된 트리거신호를 이용하여 2 bin에서 16 bin으로 사이노그램을 획득하였다. 획득된 사이노그램 데이터는 OSEM 2D 알고리즘을 이용하여 4회의 반복으로 재구성하였다. 종양의 정량적 분석을 위한 PET 영상은 종양을 묘사한 분자체 영역에 관심영역을 설정하고 계수와 SNR 그리고 FWHM을 이용하여 평가하였다. 움직임 표적으로 사용된 분자체의 크기는 $1.59{\times}2.50mm$이었으며, 기준 영상으로 획득한 체외 분자체 수직 및 수평 FWHM은 $2.91{\times}1.43mm$이었다. 정적영상과 4 bin 그리고 8 bin 영상에서의 수직 FWHM은 각각 3.90 mm, 3.74 mm, 3.16 mm이었으며 수평 FWHM은 각각 2.21 mm, 2.06 mm, 1.60 mm이었다. 정적영상, 4 bin, 8 bin, 12 bin 그리고 16 bin의 계수 값은 각각 4.10, 4.83, 5.59, 5.38, 5.31이었다. 정적영상, 4 bin, 8 bin, 12 bin 그리고 16 bin의 SNR은 4.18, 4.05, 4.22, 3.89, 3.58이었다. FWHM은 게이트 수의 증가에 따라 계속 향상됨을 확인하였다. 그러나 계수 값과 SNR은 게이트 수의 증가에 따라 계속 향상되지 않고 특정 bin 수에서 가장 높은 값을 보여 소동물 폐 영역에서의 종양 영상화시 SNR의 손실을 최소화하면서 향상된 계수 값을 얻을 수 있는 게이트 수를 획득하였다. 내부 움직임 측정은 최적화된 종양 국소화 영상을 획득할 수 있으며 외부 움직임 모니터링 시스템을 사용하지 않고 장기별 움직임 예측 모델링을 위한 유용한 방법이 될 것으로 기대된다.