• 한국방사선학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.895-900
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• 2019

초음파는 인체에 무해하다고 알려져 산부인과에서 태아의 진단 및 발육상태 확인을 위해 널리 이용되고 있다. 진단 초음파의 장시간 사용은 체온 변화를 야기할 수 있지만 초음파로 인한 임신부의 자궁온도 변화에 대한 연구가 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 자체 제작한 자궁모형팬텀을 이용하여 초음파 주사시간에 따른 온도 변화를 알아보고자 하였다. 조직등가 물질인 아크릴과 돼지 자궁을 이용하여 인체 자궁과 유사한 자궁모형팬텀을 자체 제작하였으며 초음파 장비와 4MHz convex probe를 사용하였다. 아크릴 수조 내부, 자궁내부, 대기온도 측정을 위해 3개의 탐침형 온도계를 설치하였고 측정대상의 온도를 분단위로 6시간, 총 361회 측정 한 결과 자궁모형팬텀의 온도가 상승되었음을 확인하였다. 본 연구를 통해 초음파로 인한 인체 체온 상승의 가능성을 확인 할 수 있었고 본 연구가 초음파 열 흡수효과 연구의 기초자료로 활용 될 것이라 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제43권6호
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• pp.443-451
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• 2020

This study is to evaluate absorbed dose from right lung for brachytherapy and to estimate the effects of tissue heterogeneities on dose distribution for Iridium-192 source using Monte Carlo simulation. The study employed Geant4 code as Monte Carlo simulation to calculate the dosimetry parameters. The dose distribution of Iridium-192 source in solid water equivalent phantom including aluminium plate or steel plate inserted was calculated and compared with the measured dose by the ion chamber at various distances. And the simulation was used to evaluate the dose of gamma radiation absorbed in the lung organ and other organs around it. The dose distribution embedded in right lung was calculated due to the presence of heart, thymus, spine, stomach as well as left lung. The geometry of the human body was made up of adult male MIRD type of the computational human phantom. The dosimetric characteristics obtained for aluminium plate inserted were in good agreement with experimental results within 4%. The simulation results of steel plate inserted agreed well with a maximum difference 2.75%. Target organ considered to receive a dose of 100%, the surrounding organs were left the left lung of 3.93%, heart of 10.04%, thymus of 11.19%, spine of 12.64% and stomach of 0.95%. When the statistical error is performed for the computational human phantom, the statistical error of value is under 1%.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제53권4호
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• pp.345-353
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• 2023

Purpose: The objective of this study was to propose a method for developing a clinical phantom to reproduce various diseases that are clinically prevalent in the field of dentistry. This could facilitate diverse clinical research without unnecessarily exposing patients to radiation. Materials and Methods: This study utilized a single dry skull, which was visually and radiographically examined to evaluate its condition. Existing lesions on the dry skull were preserved, and other relevant lesions were artificially created as necessary. These lesions were then documented using intraoral radiography and cone-beam computed tomography. Once all pre-existing and reproduced lesions were confirmed by the consensus of 2 oral and maxillofacial radiologists, the skull was embedded in a soft tissue substitute. To validate the process, cone-beam computed tomography scans and panoramic radiographs were obtained of the fabricated phantom. All acquired images were subsequently evaluated. Results: Most lesions could be identified on panoramic radiographs, although some sialoliths and cracked teeth were confirmed only through cone-beam computed tomographic images. A small gap was observed between the epoxy resin and the bone structures. However, 2 oral and maxillofacial radiologists agreed that this space did not meaningfully impact the interpretation process. Conclusion: The newly developed phantom has potential for use as a standardized phantom within the dental field. It may be utilized for a variety of imaging studies, not only for optimization purposes, but also for addressing other experimental issues related to both 2- and 3-dimensional diagnostic radiography.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권1호
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• pp.49-56
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• 2017

목 적: CT(computed tomography) 영상에서 Metal Artifact로 인해 왜곡된 영상을 보정하는 Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm의 정확성을 평가하고 양성자 치료계획에서 IMAR Algorithm 적용의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: CT simulator를 이용하여 CIRS Phantom 내에 금속을 삽입한 것과 삽입하지 않은 영상을 각각 촬영하였다. Phantom 내의 동일한 위치에 ROI1, ROI2를 설정하여 금속이 없는 경우의 영상과 금속으로 인한 Artifact가 발생한 영상, IMAR Algorithm을 적용한 영상에서 CT Number값의 차이를 비교하였다. 또, 금속 주변에 위치한 조직등가물질의 CT Number값을 비교하였다. 척추에 임플란트 시술을 시행한 환자를 가정하여 Rando 팬텀의 척추 부위에 Titanium 봉을 삽입하여 CT 촬영을 하였다. IMAR Algorithm 적용 전과 후의 영상에서 같은 부위에 ROI 1, ROI 2를 설정하여 CT Number값을 측정하고, 각각의 영상에 동일한 양성자 치료계획을 세워 세 지점에서 양성자선의 비정(Range)의 차이를 비교하였다. 결 과: CIRS Phantom 평가에서 금속이 없는 경우의 평균 CT number값은 ROI 1에서 -6.5 HU, ROI 2에서 -10.5 HU였다. 금속이 있는 경우 Fe, Ti, W 순으로 ROI 1에서 -148.1, -45.1, -151.7 HU였으며 IMAR Algorithm을 적용 하였을 때는 -0.9, -2.0, -1.9 HU로 증가하였다. ROI 2에서는 금속이 있는 경우 171.8, 63.9, 177.0 HU였으며 IMAR Algorithm 적용 후에는 10.0, 6.7, 8.1 HU로 감소하였다. 조직등가물질의 CT Number값은 가장 멀리 위치한 폐를 제외하고 모두 원래의 CT Number값에 가깝게 보정이 되었다. Rando Phantom 평가는 금속이 없는 경우와 금속이 있는 경우, IMAR Algorithm을 적용하였을 때 평균 CT Number값은 각각 ROI 1에서 9.9, -202.8, 35.1 HU였으며 ROI 2에서 9.0, 107.1, 29 HU였다. 치료계획에서 금속이 없을 때와 양성자선의 Range의 차이는 IMAR Algorithm을 적용하였을 때 1번 지점에서 평균 0.26 cm 감소하였으며 2번 지점에서 평균 0.20 cm 감소하였다. 3번 지점에서는 평균 0.12 cm 감소하였다. 결 론: IMAR Algorithm을 적용함으로써 CT Number값은 금속이 없을 때의 원래의 값에 가깝게 보정되었다. 또, 양성자 치료계획의 Beam Profile에서 IMAR Algorithm 적용 후 비정의 차이가 0.01에서 최대 3.6 mm 줄어들었다. Artifact가 존재하지 않는 영상과 비교하여 약간의 차이는 존재하지만 양성자의 비정에 따른 선량의 급격한 변화를 고려한다면 금속이 있는 환자에게 IMAR Algorithm의 적용은 유용할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제8권1호
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• pp.7-15
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• 1990

원자력병원 치료방사선과에서는 자입온열치료 등을 위한 역동적 조직 등가물을 자체 고안하여 제작된 역동적 조직등가물에서 얻은 결과와 실제 가묘 대뇌실질에 자입온열치료를 시행해서 얻은 결과에서 다음과 같은 결론에 도달하여 향후 인위적으로 유발시킨 가묘 대뇌실질 내 악성종양에 대한 실험적 연구의 기초가 되고 암치료율 향상을 위한 시발로 삼으려 한다. 1, 915MHz 극초단파를 이용한 자입온열기 단말의 치료가능 용적은 $50\%$ S.A.R. (specific absorption rate)에 의하면 $2\;cm\times\;cm\times6\;cm$이었다. 2, 순환이 되지 않는 정적 조직등가물에서는 공기 중 압력분포와 같았고 자입온열치료기 가동후 $5\~10$분 내에 극초단파에 의해 간섭받지 않는 Ga-As fiberoptic thermistor로 측정되지 않는 $55^{\circ}C$ 이상의 온도 이상으로 상승됨이 관찰되었다. 3, 생리식염수를 순환시킨 역동적 조직등가물에서 자입온열치료기 가동 후 5분 이내의 경과기(transit period)를 거쳐 45분 이상의 안정기 (steady peroid)를 얻을 수 있었다. 4, 역동적 조직등가물에서 순환을 차단하면 정적 등가물과 같은 온도 상승이 관촬되었다. 5, 가묘 대뇌실질에 대한 자입온열치료를 5 Watts이하의 출력으로 사용하는 경우 비교적 안정되게 시행 가능했고 순환차단에 의한 급격한 온도상승이 관찰되었고 최고 $55^{\circ}C$ 이상까지 걸리는 시간이 출력 5, 10 및 15 Watts에서 각각 15.2 (SE 0.4), 9.7 (SE 0.3) 그리고 6.3 (SE 0.4)분 이었다. 본 연구는 기초 생물학적 실험이지만, 그 결과는 임상 암치료 방법에 직접 이용되는 것이며 또한 치료수행을 위해 반드시 필요한 과정이다. 따라서 치료방법의 결정, 성적분석, 치료 부작용의 예측 및 대책확립 등에 적용될 뿐만 아니라, 외국의 치료결과와 비교시 본원 온열치료의 특성제시에 활용될 수 있다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제3권1호
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• pp.28-34
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• 2014

Recently, ultrasound therapy has become a new and effective treatment for many brain diseases. Therefore, skull-mimicking phantoms have been developed to simulate the skull and brain tissue of a human and allow further research into ultrasound therapy. In this study, the suitability of various skull-mimicking materials(HDPE, POM C, Acrylic) for studies of brain-tumor treatments was evaluated using focused ultrasound. The acoustic properties of three synthetic resins were measured. The skull-mimicking materials were then combined with an egg white phantom to observe the differences in the ultrasound beam distortion according to the type of material. High-intensity polyethylene was found to be suitable as a skull-mimicking phantom because it had acoustic properties and a denatured-area shape that was close to those of the skull,. In this study, a skull-mimicking phantom with a multi-layer structure was produced after evaluating several skull-mimicking materials. This made it possible to predict the denaturation in a skull in relation to focused ultrasound. The development of a therapeutic protocol for a range of brain diseases will be useful in the future.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제20권1호
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• pp.36-43
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• 2016

Visualization of the tissue loss tangent property can provide distinct contrast and offer new information related to tissue electrical properties. A method for non-invasive imaging of the electrical loss tangent of tissue using magnetic resonance imaging (MRI) was demonstrated, and the effect of loss tangent was observed through simulations assuming a hyperthermia procedure. For measurement of tissue loss tangent, radiofrequency field maps ($B_1{^+}$ complex map) were acquired using a double-angle actual flip angle imaging MRI sequence. The conductivity and permittivity were estimated from the complex valued $B_1{^+}$ map using Helmholtz equations. Phantom and ex-vivo experiments were then performed. Electromagnetic simulations of hyperthermia were carried out for observation of temperature elevation with respect to loss tangent. Non-invasive imaging of tissue loss tangent via complex valued $B_1{^+}$ mapping using MRI was successfully conducted. Simulation results indicated that loss tangent is a dominant factor in temperature elevation in the high frequency range during hyperthermia. Knowledge of the tissue loss tangent value can be a useful marker for thermotherapy applications.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제26권2호
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• pp.93-99
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• 2001

해부학적으로 단순한 수학적인형팬텀의 한계를 극복하기 위한 voxel 머리팬텀을 제작하고 BNCT(Boron Neutron Capture Therapy) 시행 시 선량분포를 계산하였다. 일반목적 몬테칼로 코드인 MCNP4B의 반복구조 알고리즘을 이용하여 voxel 몬테칼로 계산체계를 수립하였고 두 가지 물질로 구성된 예시적 voxel 팬텀과 기하체조합팬텀의 계산값 비교를 통해 계산체계를 검증하였다. 미국 NLM(National Library of Medicine)에서 제공하는 VHP man 인체단층사진에 대한 분할 및 색인작업을 통해 voxel 머리팬텀을 제작하여 AP 및 PA 방향에서 입사하는 넓고 평행한 광자 및 중성자빔에 대한 선량값을 MIRD 팬텀의 계산값과 비교한 결과 중성자빔 AP 방향조사 시 MIRD 팬텀에서는 볼 수 없는 안구로 인한 중성자 감쇠현상을 확인할 수 있었다. 3차원 정밀계산이 필요한 BNCT 시술시 선량분포계산을 위해 뇌 중앙에 직경 5cm의 구형 뇌종양 체적을 정의하고 뇌와 종양의 붕소 함량을 조정하여 10keV 및 40keV 상부입사 중성자에 의한 장기별 흡수선량을 계산한 결과 종양에 $30{\mu}g/g$, 정상세포에 $3{\mu}g/g$의 붕소를 주입한 경우 붕소함량이 없을 때에 비해 2배 가량 큰 선량을 보였다. 본 연구를 통해 voxel몬테칼로기법을 이용한 선량평가체계를 수립하였고 정밀한 선량계산을 필요로 하는 치료방사선분야 선량계산에 실제 인체에 가까운 voxel팬텀의 응용가능성을 제시하였다.

• 대한영상의학회지
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• 제84권5호
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• pp.1110-1122
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• 2023

목적 본 연구는 제작한 팬텀을 사용해 경직장 전단파탄성초음파의 가변성을 알아보았다. 대상과 방법 아가로즈와 실리콘에멀전을 각각 1, 2, 3 cm 크기의 둥근 모양과 사각 모양의 팬텀 물질로 제작하였다. 1, 2, 3 cm의 깊이에 팬텀을 놓고, 크기, 깊이, 모양에 따른 굳기값(coefficient variant)의 차이를 중심부/주변부에서 확인하였다. 두 명의 영상의가 경직장 초음파 탐촉자를 이용해 각각 3회씩, 두 개의 초음파기계로(기계 A, B), 굳기값을 확인하였다. 가변성은 변동계수로 표현하였다. 결과 팬텀의 크기가 커질수록 변동계수는 감소하였다. 크기에 따른 굳기값은, 아가로즈 팬텀은 기계 A 3 cm 깊이(p < 0.001), 기계 B 1 cm 깊이에서(p = 0.010), 실리콘에멀전 팬텀은 2 cm 깊이에서 두 기계 모두 유의한 차이를 보였다(p = 0.047, p = 0.020). 깊이가 깊어질수록 변동계수는 증가하였다. 깊이에 따른 굳기값은, 1 cm 크기 아가로즈 팬텀은 두 기계 모두(p = 0.037, p = 0.021), 2 cm 크기 아가로즈 팬텀은 기계 A에(p = 0.047) 유의한 차이를 보였다. 기계 A 실리콘에멀전에서만 모양에 따른 굳기값의 유의한 차이를 보였고(p = 0.032) 기계 B는 두 물질 모두 관심영역에 따른 굳기값의 유의한 차이가 보였다. 굳기값은 두 기계 간 유의한 차이가 있었고(p < 0.05), 시술자 내/시술자 간 일치도는 높았다(급내상관계수 > 0.9). 결론 팬텀의 크기, 깊이, 사용된 기계가 전단파탄성초음파 가변성에 영향을 주는 요소로 나타났다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제10권4호
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• pp.206-211
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• 2010

In this paper, an implantable planar inverted-F antenna (PIFA) for an artificial cardiac pacemaker is proposed. The antenna has a simple structure with a low profile and is placed on the top side of the pacemaker. The dimensions of the pacemaker system, including the antenna element, are $42{\times}43.6{\times}11$ mm. When the antenna is embedded in pig tissue, its $S_{11}$ value is -10.94 dB at 403 MHz and the -10 dB impedance bandwidth of the antenna is 6 MHz (399~406 MHz). The proposed PIFA in tissue has a peak gain of -20.19 dBi and a radiation efficiency of 1.12 % at 403 MHz. When the proposed antenna is placed in a flat phantom, its specific absorption ratio (SAR) value is 0.038 W/kg (1 g tissue). Performances of the proposed PIFA is sufficient to operate at the MICS band (402 ~ 405 MHz).