• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제22권1호
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• pp.37-49
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• 2018

Purpose: The effect of global inhomogeneity on quantitative susceptibility mapping (QSM) was investigated. A technique referred to as Simultaneous Unwrapping Phase with Error Recovery from inhomogeneity (SUPER) is suggested as a preprocessing to QSM to remove global field inhomogeneity-induced phase by polynomial fitting. Materials and Methods: The effect of global inhomogeneity on QSM was investigated by numerical simulations. Three types of global inhomogeneity were added to the tissue susceptibility phase, and the root mean square error (RMSE) in the susceptibility map was evaluated. In-vivo QSM imaging with volunteers was carried out for 3.0T and 7.0T MRI systems to demonstrate the efficacy of the proposed method. Results: The SUPER technique removed harmonic and non-harmonic global phases. Previously only the harmonic phase was removed by the background phase removal method. The global phase contained a non-harmonic phase due to various experimental and physiological causes, which degraded a susceptibility map. The RMSE in the susceptibility map increased under the influence of global inhomogeneity; while the error was consistent, irrespective of the global inhomogeneity, if the inhomogeneity was corrected by the SUPER technique. In-vivo QSM imaging with volunteers at 3.0T and 7.0T MRI systems showed better definition in small vascular structures and reduced fluctuation and non-uniformity in the frontal lobes, where field inhomogeneity was more severe. Conclusion: Correcting global inhomogeneity using the SUPER technique is an effective way to obtain an accurate susceptibility map on QSM method. Since the susceptibility variations are small quantities in the brain tissue, correction of the inhomogeneity is an essential element for obtaining an accurate QSM.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권3호
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• pp.149-155
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• 2004

목적: 전립선암의 세기조절 방사선 치료 시, 조직의 밀도보정 여부가 선량분포에 끼치는 영향을 연구한다. 재료 및 방법: 5명의 전립선 암 환자에 대하여 6 MV와 10 MV의 광자선에 대하여 각각 치료계획을 수립하였다. 각각 의 계획에서 7개의 조사선이 설정되었고, 선량계산 시에는 체조직의 밀도의 불균일성을 무시하였다. 선량 처방점인 회전중심점에서의 흡수선량과 계획표적용적(PTV)의 최대선량, 최소선량, 평균선량과 처방점선량의 95% 이상의 받는 부피(V>$_{p95%}$) 등을 측정하였다. 직장과 방광 내에서의 최대선량, 최소선량, 최방선량의 50%, 75%, 90% 이상을 받는 부피를 측정하였다. 동일한 조건에서 조직의 밀도 불균일성을 포함하여 선량분포를 재계산하고, 측정한 모든 물리량을 재 측정하였다. 결과: 밀도보정을 함으로써, 처방점에서의 흡수 선량은 6 MV에서 평균 4.9% 10 MV에서는 평균 4% 감소하였다. V>$_{p95%}$는 6 MV와 10 MV에서 각각 0.8%와 0.9% 감소하였다. PTV의 평균 흡수 선량은 6 MV와 10 MV에서 각각 4.2% 와 3.4% 감소하였다. 직장과 방광에서의 흡수선량은 약 l～2%의 차이를 보였다 결론: 전립선암의 세기변조 방사선치료시에 밀도보정을 무시하는 것은 표적에는 고려할 만한 선량의 차이를 유발하며, 주위의 위험장기에 미치는 영향은 미미하다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제8권1호
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• pp.55-61
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• 1996

A radiation beam incident on irregular or sloping surface produces an inhomogeneity of absorbed dose. The use of a tissue compensator can partially correct this dose inhomogeneity. The tissue compensator should be made based on experimentally measured thickness ratio. The thickness ratio depends on beam energy, distance from the tissue compensator to the surface of patient, field size, treatment depth, tissue deficit and other factors. In this study, the thickness ratio was measured for various field size of $5cm{\times}5cm,\;10cm{\times}10cm,\;15cm{\times}15cm,\;20cm{\times}20cm$ for 4MV X-ray beams. The distance to the compensator from the X-ray target was fixed, 49cm, and measurement depth was 3, 5, 7, 9 cm. For each measurement depth, the tissue deficit was changed from 0 to(measurement depth-1)cm by 1cm increment. As a result, thickness ratio was decreased according to field size and tissue deficit was increased. Use of a representative thickness ratio for tissue compensator, there was $10\%$ difference of absorbed dose but use of a experimentally measured thickness ratio for tissue compensator, there was $2\%$ difference of absorbed dose. Therefore, it can be concluded that the tissue compensator made by experimentally measured thickness ratio can produce good distribution with acceptable inhomogeneity and such tissue compensator can be effectively applied to clinical radiotherapy.

• Radiation Oncology Journal
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• 제7권1호
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• pp.123-132
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• 1989

A radiation beam incident on an irregular or sloping surface produces the non-uniformity of absorded dose. The use of a tissue compensator can partially correct this dose inhomogeneity. The tissue compensator is designed based on the patient's three dimensional contour. After required compensator thickness was determined according to tissue deficit at $25cm\pm25cm$ field size, 10cm depth for 6MV x-rays, tissue deficit was mapped by isoheight technique using laser beam system. Compensator was constructed along the designed model using 0.8mm lead sheet or 5mm acryl plate. Dosimetric verification were peformed by film dosimetry using humanoid phantom. Dosimetric measurements were normalized to central axis full phantom readings for both compensated and non-compensated field. Without compensation, the percent differences in absorbed dose ranged as high as $12.1\%$ along transverse axis, $10.8\%$ along vertical axis. With the tissue compensators in place, the difference was reduced to $0\~43\%$ Therefore, it can be concluded that the compensator system constructed by isoheihnt technique can produce good dose distribution with acceptible inhomogeneity, and such compensator system can be effectively applied to clinical radiotherapy.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제12권1호
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• pp.1-7
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• 2008

목적: 연조직종양의 조직 성분을 자기공명영상으로 평가하는데 MEDIC과 지방억제 T2 영상을 비교하여 더 나은 검사방법을 선택하고자 하였다. 대상 및 방법: 병리조직학적으로 진단된 연조직종양 10예 (신경집종 3예, 혈관종 2예, 지방종 1예, 혈관각화종 1예, 윤활막육종 1예, 지방육종 1예 그리고 악성섬유조직구종 1예)에서 25 조직 성분 (혈관 5예, 신경 4예, 섬유성 4예, 과세포성 4예, 출혈성괴사 2예, 낭성 2예, 지방성 2예, 점액버팀질 1예, 그리고 혈전 1예)을 선택하였다. 병리조직학적 조직 성분과 일치하는 동일 단면상을 가진 MEDIC과 지방억제 T2영상에 동일한 크기의 관심영역을 그려 불균질치를 얻었다. 불균질치는 영상의 불균질성을 나타내는 표준편차 값을 관심영역에서 얻은 신호강도 평균값으로 나눈 값으로 하였다. 결과: 25 조직 성분의 불균질치는 MEDIC 보다 지방억제 T2영상에서 높게 나타났다 (p < .001). 결론: MEDIC 영상은 불균질치가 현저히 낮으므로, 자기공명영상으로 연조직종양의 조직 성분을 평가하는데 지방억제 T2영상 보다 MEDIC 영상이 더 유용할 것으로 사료된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권1호
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• pp.9-18
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• 1998

본 논문은 초음파 의용 영상에서 인체내의 매질의 초음파 속도의 불균일에 의한 focusing의 저하에 대하여 논하였다. simulation환경으로, 인체 내의 매질 중 속도 값이 가장 큰 차이가 나는 지방(fat)을 일정한 두께로 모델링하였다. 그리고 초음파 빔의 굴절에 의한 진행경로의 변화와 속도차이에 따른 시간지연에 의한 해상도 저하를 구하였다. 그리고 이를 보상하는 방법으로, 보상에 계산량이 많이 필요한 굴절을 무시하고, 속도차에 의한 시간지연만 보상하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법을 적용할 경우 현재의 실시간 디지털 focusing 시스템에서 쉽게 구현 가능하다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제32권1호
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• pp.95-99
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• 2009

본 연구는 뇌의 T2고속스핀에코 3.0T 자기공명영상에서 지방조직의 억제능력을 유지하면서 동시에 지방조직의 불균일성을 최소화할 수 있는 SPAIR의 적정 반전시간(TI)을 찾아보고, 지방억제기법인 STIR기법과도 비교하고자 한다. SPAIR 프로토콜의 반전시간(TI)은 SPAIR TR(420 msec)의 1/2, 1/3, 1/6, 1/12, 즉 210 msec(8명), 140 msec(26명), 70 msec(26명), 35 msec(18명)로 설정하고, STIR의 TI는 250 msec(26명)로 설정하여 뇌의 축방향 영상(104개)을 획득하였다. 출력영상의 지방조직, 근육조직, 백그라운드의 ROI($50\;mm^2$)를 설정하여 신호강도(SI)를 측정하였고, 지방과 근육조직과의 CNR을 산출하고, 지방조직에서 불균일치는 측정된 지방 신호의 평균치(mean)에 대한 표준편차(SD)로서 그 산출은 SD/mean으로 계산하였다. 측정결과는 첫째, SPAIR TI가 70 ms일 때, 지방조직의 신호강도가 TI가 140 ms 보다 낮게 측정되어 지방억제능력이 우수하였다. 둘째, SPAIR TI가 140 ms일 때, 영상의 질 측면에서 지방조직의 불균일치는 70 ms 보다 낮아서 영상의 질은 우수하게 나타났다. 따라서 SPAIR TI의 선택은 TR(420 ms)의 1/3인 140 ms와 1/6인 70 ms에서 결정되어야 하는데 지방조직의 억제능력과 지방조직의 불균일치에서 각각 통계적으로 유의한 차이(p < .001)를 보여 화질 측면에서 TI : 140 ms를 선택하는 것이 바람직하다고 생각한다. 한편, SPAIR(TI : 140 ms)와 STIR의 비교는 지방억제는 통계적으로 유의한 차이가 없으나(p < .252), 화질 측면에서 SPAIR가 STIR보다 우수한 결과를 보였고, 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p < .01).

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권1호
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• pp.45-50
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• 2010

본 연구는 T2고속스핀에코 3.0T 자기공명영상에서 지방조직 소거기법인 SPAIR와 STIR기법의 임상적 유용성에 관한 비교연구를 시행하였다. SPAIR와 STIR 프로토콜을 사용하여 뇌의 축방향 영상(20개), 요추의 시상단면영상(20개), 고관절의 관상단면영상(17개), 무릎관절의 축방향 영상(25개)을 획득하였다. 검사부위별로 지방억제기법의 지방소거능력과 화질을 파악하기위해 지방조직의 신호강도와 불균일성을 측정하였다. 지방조직에서 불균일치는 측정된 지방 신호의 평균치(mean)에 대한 표준편차(SD)로서 그 산출은 SD/mean으로 계산하였다. 수집된 자료는 SPSS(Statistical Package for the Social Science) WIN 13.0 프로그램을 이용하여 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 뇌 검사는 SPAIR가 STIR보다 지방억제능력과 화질면에서 우수한 결과를 나타냈으며, 둘째, 요추, 고관절, 무릎관절 검사는 지방의 신호억제능력은 STIR가 우수하고, 화질면에서는 SPAIR가 우수한 결과를 나타냈다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제22권2호
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• pp.155-163
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• 2004

목적 : 두경부에 방사선 치료를 받는 환자에서 투과선량측정시스템을 적용하여 시스템의 재현성과 선량 계산 알고리즘의 정확도를 확인하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 대상 및방법 : 2001년 9월 5일부터 9월 18일까지 괴 MV선형가속기를 이용하여 두경부에 방사선치료를 시행한 환자를 대상으로 하였으며, 3회 이상의 측정을 시행하고 조사야의 중심이 차폐되지 않은 35명의 환자를 대상으로 분석을 시행하였다. 매일 환자의 치료 시작 전과 치료 중 한 시간 간격으로 10$\times$10 cm$^{2}$개방 조사야에 100 MU을 조사하고 측정을 시행하여 시스템의 안정성 및 재현성을 확인하였다. 투과선량 계산 알고리즘의 정확도를 평가하기 위하여 두경부 방사선치료 환자에서 투과선량의 예상치를 구하고 측정치와 비교하였다. 투과선량 예상치는 환자의 CT 또는 MR 영상과 모의치료 시의 X-선 필름을 사용하여 방사선 투과 부위의 골조직, 공기, 지방조직의 두께를 측정하고 이에 대한 불균질 조직의 영향을 보정하였다. 결과 : 10$\times$10 cm$^{2}$개방 조사야에 100 MU을 조사하여 측정을 시행하였을 때 측정치의 일 중의 오차가 $\pm$0.5$\%$ 이내이고 일간의 오차가 $\pm$1.0$\%$ 이내로 시스템의 안정성 및 재현성을 확인할 수 있었다. 투과선량 예상치와 실제 측정치 간의 평균 오차는 뇌 부위 치료 환자에서는 $\pm$5$\%$ 이하, 두부 치료 환자에서는 $\pm$2.5$\%$ 이하, 경부 치료 환자에서는 $\pm$5$\%$ 이하이었다. 결론 : 투과선량측정시스템의 안정성과 재현성을 확인할 수 있었고, 외부 형태가 불규칙하고 불균질 조직이 포함되는 부위에 대하여 CT, MR 등의 영상을 이용하여 불균질 조직에 대한 보정을 함으로써 정확한 예상치를 구할 수 있음을 확인하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제16권1호
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• pp.57-65
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• 2004

서론 : 폐암환자의 방사선치료계획 시 불균질 조직 보정(inhomogeneity correction)을 평가하기 위해 폐(lung), (bone) 그리고 뼈를 고정시키기 위해 사용하는 고밀도 물질인 steel 등을 포함한 불균질 조직 보정 팬텀(inhomogeneity correction phantom, ICP)을 자체 제작하였다. 이를 이용하여 방사선치료계획시스템에서 불균질조직 보정 알고리듬에 따른 값들을 비교하고, 또한 실제 측정된 값과 비교, 분석하여 불균질 조직에 따른 선량계산 변화를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : 영상획득은 전산화단층촬영영상장치(CT, Volume zoom, Germany)와 자체 제작한 불균질 조직 보정팬텀(ICP, pig's vertebra, steel(8.21 g/cm3), cork(0.23 g/cm3))을 사용하였다. 방사선치료계획시스템으로는 Marks Plan(2D)과 XiO(CMS, USA, 3D)를 사용하였고, 측정값과의 비교를 위해서는 선형가속기(CL/1800, Varian, USA)와 이온전리함을 사용하였다. 전산화단층촬영영상장치로부터 획득한 영상을 이용하여 방사선치료계획장치에서 관심점(interest point, IP)에서의 점선량(point dose)과 선량분포를 얻고, 이와 동일한 조건에서 측정을 수행한 후 비교, 분석하였다. 그리고 불균질 조직 보정 알고리듬 사용 유무에 따른 차이와 방사선치료계획장치가 가지고 있는 다양한 불균질 조직 보정 알고리듬 간의 차이도 비교하였다. 결 과 : 불균질 조직 보정 팬텀 내 관심지점에 대한 측정치와 방사선치료계획장치에서 얻은 균질과 불균질 보정된 값을 비교한 결과 폐 제1지점에서의 측정치와 불균질 보정값의 오차는 2D에서 $0.8\%$, 3D에서 $0.5\%$, 스틸 제1지점에서의 측정치와 불균질 보정값의 오차는 2D에서 $12\%$, 3D에서 $5\%$의 오차를 보이나 보정을 하지 않은 값과 측정치의 오차는 각각 $16\%,\;14\%$의 오차가 나는 것을 알 수 있었다. 또한 2D에서 보다는 3D에서의 값들이 오차가 적은 것으로 나타났다. 결 론 : 방사선치료계획 시 조직 내 밀도에 따른 보정이 반드시 이루어져야 하며 보다 정확한 치료계획을 위해서는 2차원 방사선치료계획용 시스템보다는 3차원 방사선치료계획용 시스템을 사용하는 것이 정확한 보정이 가능한 것을 알 수 있었다. 그리고 불균질 조직 보정 알고리듬 간에도 차이가 있어 실제 측정을 통해 가장 적합한 불균질 조직 보정 알고리듬을 선택하는 것이 필수적이라 할 수 있다. 향후 열형광선량계와 필름 선량계를 통한 비교, 분석이 추가적으로 수행되어야 할 것으로 사료된다.