• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권1호
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• pp.1-9
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• 2009

Many types of small animal imaging modalities, like micro-CT, micro-PET, and micro-SPECT, have been recently developed worldwide. Small animal imaging systems are now recognized as indispensable tools to validate efficacy and safety of new drugs or new therapeutic methods using the animal disease models. With increasing demands for small animal imaging in biomedical research, multimodal small animal imaging systems, like micro-PET/CT or micro PET/MRI, are now also being developed. Small animal imaging with spatial resolution and sensitivity comparable to human imaging is quite challenging since laboratory small animals are much smaller than human beings. Research activities in Korea on small animal imaging systems are reviewed in this paper. In the field of micro-CT and micro-PET, many world-class technologies have been developed successfully in Korea. It is expected that the developed animal imaging system technologies can be used in the development of clinical imaging systems in Korea in the near future.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제4권5호
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• pp.324-329
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• 2015

A decreased number of readout method is investigated to provide precise pixel information for small-animal positron emission tomography (PET). Small-animal PET consists of eight modules, and each module is composed of a $6{\times}6$ array of $2{\times}2{\times}20mm^3$ lutetium yttrium orthosilicate (LYSO) crystals optically coupled to a $4{\times}4$ array of $3{\times}3mm^2$ silicon photomultipliers (SiPMs). The number of readout channels is reduced by one-quarter that of the conventional method by applying a simplified row and column matrix algorithm. The performance of the PET system and detector module was evaluated with Geant4 Application for Emission Tomography (GATE) 6.1 and DETECT2000 simulations. In the results, all pixels of the $6{\times}6$ LYSO array were decoded well, and the spatial resolution and sensitivity, respectively, of the PET system were 1.75 mm and 4.6% (@ center of field of view, energy window: 350-650 keV).

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권8호
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• pp.2646-2651
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• 2021

A rectangular-shaped PET system with an adjustable gantry (AGPET) has been developed for imaging small animals. The AGPET system employs a new depth of interaction (DOI) method using a depth dependent reflector patterns and a new digital time pickoff method based on the pulse reconstruction method. To evaluate the performance of the AGPET, timing resolution, intrinsic spatial resolution and point source images were acquired. The timing resolution and intrinsic spatial resolution were measured using two detector modules and Na-22 gamma source. The PET images were acquired in two field of view (FOV) sizes, 30 mm and 90 mm, to demonstrate the characteristic of the AGPET. As a result of in the experiment results, the timing resolution was 0.9 ns using the pulse reconstruction method based on the bi-exponential model. The intrinsic spatial resolution was an average of 1.7 mm and the spatial resolution of PET images after DOI correction was 2.08 mm and 2.25 mm at the centers of 30 mm and 90 mm FOV, respectively. The results show that the proposed AGPET system provided higher sensitivity and resolution for small animal imaging.

• 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.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.392-403
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• 2020

본 연구는 반려견을 양육하는 소비자를 대상으로 동물등록제에 대한 인식을 구체적으로 확인하고, 반려견에 대한 애착양상에 따라 동물등록제에 대한 인식이나 선호가 달라지는지를 분석하였다. 온라인 설문조사를 통해 250부의 자료를 수집하였고, SPSS 24.0을 이용하여 분석을 실시하였다. 연구결과, 소비자가 반려견과의 관계에서 형성하는 애착의 형태는 동반자적 애착과 정서교감 애착으로 확인되었다. 반려견에 대한 애착양상에 따라 소비자는 단순동거형(25.6%), 친밀동반형(30.4%), 강한유대형(44.0%)의 3개 유형으로 분류되었다. 소비자 유형별로 동물등록제 인지여부 및 등록여부와의 관계에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 그리고 소비자 유형에 따라 동물등록제에 대한 인식 및 선호도에 있어 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 본 연구는 실효성 있는 동물등록제 개선 방안에 대한 소비자의 인식 및 선호를 실증하여 소비자 지향적인 동물등록제 발전 방향을 제언한다는 점에서 의의를 가진다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.44-44
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• 2003

As a basic measurement tool in the areas of animal models of human disease, gene expression and therapy, and drug discovery and development, small animal PET imaging is being used increasingly. An ideal small animal PET should have high sensitivity and high and uniform resolution across the field of view to achieve high image quality. However, the combination of long narrow pixellated crystal array and small ring diameter of small animal PET leads to the degradation of spatial resolution for the source located at off center. This degradation of resolution can be improved by determining the depth of interaction (DOI) in the crystal and by taking into account the information in sorting the coincident events. Among a number of 001 identification schemes, dual layer phsowich detector has been widely investigated by many research groups due to its practicability and effectiveness on extracting DOI information. However, the effects of each crystal length composing dual layer phoswich detector on DOI measurements and image qualities were not fully characterized. In order to minimize the DOI effect, the length of each layer of phoswich detector should be optimized. The aim of this study was to perform simulations using a simulation tool, GATE to design the optimum lengths of crystals composing a dual layer phoswich detector. The simulated small PET system employed LSO front layer LuYAP back layer phoswich detector modules and the module consisted of 8${\times}$8 arrays of dual layer crystals with 2 mm ${\times}$ 2 mm sensitive area coupled to a Hamamatsu R7600 00 M64 PSPMT. Sensitivities and variation of radial resolutions were simulated by varying the length of LSO front layer from 0 to 10 mm while the total length (LSO + LuYAP) was fixed to 20 mm for 10 cm diameter ring scanner. The radial resolution uniformity was markedly improved by using DOI information. There existed the optimal lengths of crystal layers to minimize the variation of radial resolutions. In 10 cm ring scanner configuration, the radial resolution was kept below 3.4 mm over 8 cm FOV while the sensitivity was higher than 7.4% for LSO 5 mm : LuYAP 15 mm phoswich detector. In this study, the optimal length of dual layer phoswich detector was derived to achieve high and uniform radial resolution.

• 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.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권11호
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• pp.1764-1773
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• 2018

A-PET is a quad-head PET scanner developed for use in small-animal imaging. The dimensions of its volumetric field of view (FOV) are $46.1{\times}46.1{\times}46.1mm^3$ and the gap between the detector modules has been minimized in order to provide a highly sensitive system. However, such a small FOV together with the quad-head geometry causes image quality degradation. The main factor related to image degradation for the quad-head PET is the mispositioning of events caused by the penetration effect in the detector. In this paper, we propose a precise method for modelling the system at the high spatial resolution of the A-PET using a LOR (line of response) based ML-EM (maximum likelihood expectation maximization) that allows for penetration effects. The proposed system model provides the detection probability of every possible ray-path via crystal sampling methods. For the ray-path sampling, the sub-LORs are defined by connecting the sampling points of the crystal pair. We incorporate the detection probability of each sub-LOR into the model by calculating the penetration effect. For comparison, we used a standard LOR-based model and a Monte Carlo-based modeling approach, and evaluated the reconstructed images using both the National Electrical Manufacturers Association NU 4-2008 standards and the Geant4 Application for Tomographic Emission simulation toolkit (GATE). An average full width at half maximum (FWHM) at different locations of 1.77 mm and 1.79 mm are obtained using the proposed system model and standard LOR system model, which does not include penetration effects, respectively. The standard deviation of the uniform region in the NEMA image quality phantom is 2.14% for the proposed method and 14.3% for the LOR system model, indicating that the proposed model out-performs the standard LOR-based model.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권2호
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• pp.145-152
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• 2010

Inveon PET은 최근에 출시된 소동물 전용 PET 시스템이다. 이 연구에서는 Inveon PET 스캐너의 성능을 평가하기 위하여 공간 분해능, 민감도, 산란분획, 잡음등가계수(Noise equivalent count rate: NECR)를 측정하였다. 공간 분해능 측정은 에너지창 350~625 keV, 민감도, 산란분획, NECR 측정은 350~750 keV에서 수행하였고 동시계수창은 3.432 ns였다. 크기 $1\;mm^3$의 F-18 점 선원을 만들어 중심에서부터 5 cm 벗어난 위치까지 공간 분해능을 측정하였다. 민감도를 측정하기 위하여 스캐너의 축방향 길이와 동일한 길이 12.7 cm의 F-18 선 선원을 만들고 두께 2 mm의 알루미늄 관을 1개에서 5개까지 차례로 씌우며 절대 민감도를 계산하였다. 산란분획과 NECR 측정하기 위하여 두 가지 NEMA 산란 팬텀(랫(rat): 지름 50 mm, 길이 150 mm/마우스(mouse): 지름 25 mm, 길이 70 mm)을 이용하였고, F-18 선 선원(랫: 353 MBq, 마우스: 201 MBq)를 만들어 14반감기(25.6시간) 동안 데이터를 획득하였다. F-18의 중심에서 공간 분해능은 반경, 접선, 축 방향에서 각각 1.53, 1.50, 2.33 mm이고, 체적 공간 분해능은 $5.43\;mm^3$이었다. 절대민감도는 6.61%이었다. F-18 최대 NECR은 486 kcps @121 MBq (랫 팬텀), 1056 kcps @128 MBq (마우스 팬텀)이었다. 랫과 마우스의 산란분획은 각각 20.59%, 7.93%이었다. 이 연구에서 최신 소동물용 PET인 Inveon PET의 표준성능을 평가하였고 소동물 PET영상 획득에 유용함 을 보여주었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.262-270
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• 2009

세로토닌 수용체 5-$HT_{1A}$에 대한 방사성추적자로 알려진 $^{18}F$-mefway를 개선된 방법으로 합성하고, 소 동물 뇌 microPET 연구를 통해서 이 수용체에 선택적으로 결합하는 지를 확인하려고 한다. 기존 합성 방법을 수정하여 전구체를 합성하고, $[^{18}F]^-$과 $130^{\circ}C$에서 30분간 교반하여 $^{18}F$-mefway를 합성하여, Solid phase extraction(SPE)과 HPLC를 이용해 정제한 다음, 소동물 뇌의 microPET 다이나믹 영상을 얻었다. Oxalyl chloride와 LAH/diethyl ether을 사용해서 기존 합성수율 9%에서 34%로 $^{18}F$-mefway 전구체를 향상된 수율로 합성할 수 있는 개선된 방법을 확립하였다. 이렇게 합성된 $^{18}F$-mefway는 세로토닌 5-$HT_{1A}$수용체 영상용 방사성 의약품으로서 신경정신질환 연구에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.