• Imaging Science in Dentistry
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• 제53권1호
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• pp.69-75
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• 2023

Purpose: Maxillofacial trauma predominantly affects young adults between 20 and 40 years of age. Although radioprotection is a legal requirement, the significant potential of dose reduction in computed tomography (CT) is still underused in the clinical routine. The objective of this study was to evaluate whether maxillofacial fractures can be reliably detected and classified using ultra-low-dose CT. Materials and Methods: CT images of 123 clinical cases with maxillofacial fractures were classified by two readers using the AOCOIAC software and compared with the corresponding results from post-treatment images. In group 1, consisting of 97 patients with isolated facial trauma, pre-treatment CT images at different dose levels (volumetric computed tomography dose index: ultra-low dose, 2.6 mGy; low dose, <10 mGy; and regular dose, <20 mGy) were compared with post-treatment cone-beam computed tomography (CBCT). In group 2, consisting of 31 patients with complex midface fractures, pre-treatment shock room CT images were compared with post-treatment CT at different dose levels or CBCT. All images were presented in random order and classified by 2 readers blinded to the clinical results. All cases with an unequal classification were re-evaluated. Results: In both groups, ultra-low-dose CT had no clinically relevant effect on fracture classification. Fourteen cases in group 2 showed minor differences in the classification code, which were no longer obvious after comparing the images directly to each other. Conclusion: Ultra-low-dose CT images allowed the correct diagnosis and classification of maxillofacial fractures. These results might lead to a substantial reconsideration of current reference dose levels.

• 핵의학기술
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• 제18권1호
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• pp.127-133
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• 2014

PET/CT에서 환자피폭 문제로 인해 저 선량의 중요성이 강조되고 있다. 본 연구에서는 기존에 사용되던 CT 데이터를 이용한 감쇠보정법인 CTAC와 새롭게 적용된 Q.AC를 환자실험과 팬텀 실험을 통해 저 선량으로 촬영 시 PET 영상에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다. 실험장비는 GE사의 PET/CT Discovery 710 (GE Healthcare, USA)를 사용하였으며 팬텀실험으로 감쇠보정의 정량적 평가를 위한 NEMA IEC body phantom과 균일성 평가를 위한 Uniform NU2-94 phantom을 사용하였다. 각각의 팬텀 내부에 동위원소 18-F FDG를 70.78 MBq, 22.2 MBq 주입하고 CT조건은 저 선량조건으로 80 kVp, 10 mA로부터 일반선량 조건으로 140 kVp, 120 mA 조건까지 스캔 후 CTAC와 Q.AC 두 감쇠보정법을 적용하여 재구성하였다. PET 영상에서 일반선량 조건을 기준값으로 정하고 horizomtal profile과 vertical profile을 통해 정량평가를 시행하고 기준값과의 상대적 오차를 평가하였다. 또한 환자실험으로 정상체중 환자와 과체중 환자를 구분하여 저 선량과 일반선량으로 비교 촬영한 뒤 CTAC와 Q.AC로 재구성된 PET영상에서 주요장기별 SUV에 대한 상대적 오차와 신호 대 잡음비를 비교분석하였다. 팬텀실험 결과 저선량 조건에서 CTAC와 Q.AC로 각각 재구성한 PET 영상의 profile과 상대적 오차에서 CTAC보다 Q.AC가 기준값과의 오차가 적은 그래프를 얻었다. 환자실험의 경우 일반선량 조건에서는 정상체중 환자와 과체중 환자 모두 감쇠보정법에 따른 상대적 오차값의 변화가 적었으나 저 선량 조건에서는 정상체중 환자보다 과체중 환자에서 감쇠보정법의 변경에 의한 상대적 오차의 감소폭이 커짐으로 기준값과 차이가 감소하였다. 기존의 감쇠보정법인 CTAC는 80 kVp, 10 mA의 저선량 CT를 사용하는데 있어 PET 영상의 선속경화현상이 발생한다. 이로 인해 CTAC를 이용하여 재구성된 PET 데이터는 정량화하는데 문제가 될 수 있음을 확인했다. 반면에 새로운 알고리즘이 적용된 Q.AC는 과체중 환자의 경우 80 kVp, 10 mA 정도까지는 140 kVp, 120 mA 조건으로 촬영하여 재구성한 PET 데이터 결과와 차이가 적음을 확인할 수 있었다. Q.AC를 이용한 경우 기존보다 저 선량의 CT를 이용해 PET의 재구성에 이용할 수 있으므로 환자의 피폭을 줄이는 데 큰 역할을 할 것으로 기대한다.

• 한국인공지능학회지
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• 제9권2호
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• pp.1-5
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• 2021

Although CT has an advantage in describing the three-dimensional anatomical structure of the human body, it also has a disadvantage in that high doses are exposed to the patient. Recently, a deep learning-based image reconstruction method has been used to reduce patient dose. The purpose of this study is to analyze the dose reduction and image quality improvement of deep learning-based reconstruction (DLR) on the adult's chest CT examination. Adult lung phantom was used for image acquisition and analysis. Lung phantom was scanned at ultra-low-dose (ULD), low-dose (LD), and standard dose (SD) modes, and images were reconstructed using FBP (Filtered back projection), IR (Iterative reconstruction), DLR (Deep learning reconstruction) algorithms. Image quality variations with respect to varying imaging doses were evaluated using noise and SNR. At ULD mode, the noise of the DLR image was reduced by 62.42% compared to the FBP image, and at SD mode, the SNR of the DLR image was increased by 159.60% compared to the SNR of the FBP image. Based on this study, it is anticipated that the DLR will not only substantially reduce the chest CT dose but also drastic improvement of the image quality.

• Asian Spine Journal
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• 제12권6호
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• pp.1010-1016
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• 2018

Study Design: Retrospective cohort study. Purpose: To report on spinal fusion assessment using computed tomography (CT) after adult spinal deformity (ASD) surgery using ultra-low dose recombinant human bone morphogenetic protein 2 (RhBMP-2). Overview of Literature: The reported dose of RhBMP-2 needed for successful spinal posterolateral fusion in ASD ranges from 10 to 20 mg per spinal level. This study reports the use of ultra-low dose of RhBMP-2 (0.07 mg per facet) to achieve spinal fusion in multilevel ASD surgery. Methods: Consecutive patients who underwent ASD surgery using ultra-low dose RhBMP-2 were recruited. Routine postoperative CT analysis for spinal fusion was performed by two spine surgeons. Inter-observer agreement was calculated for facet fusion (FF) and interbody fusion (IBF) at 6 and 12 months after the procedure. Results: Six consecutive ASD patients with a mean age of 62 years (28-72 years) were examined. Each patient received a total dose of 12 mg with an average dose of $0.69{\pm}0.2mg$ (0.42-1 mg) per single FF and $1.38{\pm}0.44mg$ (0.85-2 mg) for IBF. Total 131 FF and 15 IBF were examined in the study, with 88 FFs and nine IBFs being analyzed specifically at 6 months after the surgery. FF and IBF reported by surgeons A and B at 6 months were 97.7% vs. 91.9% FF, respectively (${\kappa}=0.95$) and 100% vs. 100% IBF, respectively (${\kappa}=1$). Two patients underwent longitudinal follow-up CT at 12 months, and the FF rates reported by surgeons A and B were 100% vs. 95.8%, respectively (${\kappa}=0.96$). Five out of nine facet (56%) non-unions were identified at the cross-links. The remaining four facet pseudarthrosis were noted at 1-2 spinal levels caudal to the cross-links. At the final clinical follow-up, there was no rod breakage, deformity progression, neurological deficit, or symptom recurrence. The Oswestry Disability Index improved by an average of $32.8{\pm}6.3$, while the mental component summary of the 36-item Short-Form Health Survey improved by an average of $4.7{\pm}2.1$, and physical component summary improved by an average of $10.5{\pm}2.1$. Conclusions: To our knowledge, this is the first study to report a CT that defined 92%-98% FF and 100% IBF using the lowest reported dose of RhBMP-2 in multilevel ASD surgery. The use of ultra-low dose RhBMP-2 reduces the RhBMP-2 related complications and healthcare costs.

• Korean Journal of Radiology
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• 제23권9호
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• pp.854-865
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• 2022

Photon-counting detector (PCD) CT is a new CT technology utilizing a direct conversion X-ray detector, where incident X-ray photon energies are directly recorded as electronical signals. The design of the photon-counting detector itself facilitates improvements in spatial resolution (via smaller detector pixel design) and iodine signal (via count weighting) while still permitting multi-energy imaging. PCD-CT can eliminate electronic noise and reduce artifacts due to the use of energy thresholds. Improved dose efficiency is important for low dose CT and pediatric imaging. The ultra-high spatial resolution of PCD-CT design permits lower dose scanning for all body regions and is particularly helpful in identifying important imaging findings in thoracic and musculoskeletal CT. Improved iodine signal may be helpful for low contrast tasks in abdominal imaging. Virtual monoenergetic images and material classification will assist with numerous diagnostic tasks in abdominal, musculoskeletal, and cardiovascular imaging. Dual-source PCD-CT permits multi-energy CT images of the heart and coronary arteries at high temporal resolution. In this special review article, we review the clinical benefits of this technology across a wide variety of radiological subspecialties.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제18권3호
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• pp.134-138
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• 2007

현재의 PET/CT 시스템은 양질의 CT 영상을 추가함으로 인하여 기존의 PET 만의 시스템에 비하여 정확한 병소 위치의 지정으로 인한 진단적 가치를 높인 뛰어난 장비로 알려져 있다. 대부분의 PET/CT 시스템은 기존의 PET시스템에서 감쇠 지도를 만들기 위하여 사용하던 $^{68}Ge$ 또는 $^{137}Cs$ 등의 투과선원이 아닌 CT data를 감쇠 지도로 사용함으로 인하여 감쇠보정을 위한 획득시간을 획기적으로 줄여주었다. 그러나 이 감쇠 보정용 CT의 사용은 환자의 피폭선량을 증가시키는 결과를 초래하였다. 본 연구의 목적은 PET/CT 시스템에서 PET 영상의 감쇠지도로 쓰이는 CT를 수행할 경우 원하는 화질을 유지할 수 있는 상태에서의 최저의 관전류값을 평가하는 것이었다. 영상 획득을 위한 기기로는 GE DSTe PET/CT 시스템을 사용하였다. 본 연구를 위하여 3D 호프만 팬텀과 원통형 팬텀에 1.190 mCi의 $^{18}F-FDG$를 주입하여 PET 영상 및 CT 영상을 획득하였으며 관전류를 140 kVp, 조사시간을 8초로 고정한 상태에서 CT의 관전류 값을 95 mA, 45 mA, 40 mA, 35 mA, 30 mA, 25 mA, 20 mA, 15 mA, 10 mA로 바꾸어가면서 영상을 획득하여 감쇠지도를 만든 후 그 data를 이용하여 재구성한 각각의 PET 영상의 질을 평가하였다. 영상평가를 위한 지표로는 CT 영상의 표준편차와 PET 영상에서의 회백질과 백질과의 비의 값을 이용하였다. 연구 결과 호프만 팬텀을 이용한 PET 영상에서의 회백질과 백질의 비율은 감쇠지도용 CT의 사용 관전류 95 mA, 45 mA, 40 mA, 35 mA, 30 mA, 25 mA, 20 mA, 15 mA, 10 mA에서 각각 3.79:1, 3.79:1, 3.78:1, 3.78:1, 3.77:1, 3.72:1, 3.72:1, 3.76:1, 3.76:1로 측정되었다. 이를 통하여 GE DSTe PET/CT 시스템의 경우 기기가 수행할 수 있는 최저의 관전류로 영상을 재구성하여도 PET 영상의 질에는 큰 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다. 본 연구는 GE DSTe PET/CT 시스템에 한정되어 수행된 연구로서 본 연구에서 사용된 시스템뿐만 아니라 다른 시스템에서도 지속적인 연구를 하여 환자에 대한 피폭을 최소화하기 위한 영상 획득방식의 최적화가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제27권1호
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• pp.42-48
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• 2009

목적: 영상유도방사선치료(IGRT)와 호흡동조방사선치료(4DRT)의 도입은 치료계획 및 치료부위 확인에서 환자에게 방사선 조사량을 증가시킬 가능성이 있다. 따라서 IGRT/4DRT용 영상장비와 기존 장비에서 영상선량을 측정 및 비교하였다. 대상 및 방법: IGRT 및 4DRT를 위해 새로이 도입된 4DCT (GE, Ultra Light Speed 16)와 모의치료기(Varian Acuity), 그리고 치료기(Varian IX)에 장착된 kVp (OBI)의 영상장비 및 EPID (aSi 1000)를 대상으로, RANDO 팬톰의 표면 선량을 측정하여 기존의 장비들(single slice CT (GE, Light Speed), 모의치료기(Varian, Ximatron), L-gram (Varian 2100C))과 비교하였다. 측정은 열형광선량계를 이용하여 두뇌부, 눈, 갑상선, 흉부, 복부 및 골반부의 표면에서 측정하였다. 결과: 기존 CT와 비교하여 4DCT모드에서는 흉부와 복부에서 10배 이상의 선량증가를 보였다($1.74{\pm}0.34$ vs $23.23{\pm}3.67$ cGy). Acuity에서의 선량은 모든 측정부위에서 Ximatron보다 감소하였다($0.91{\pm}0.89$ vs $6.77{\pm}3.56$ cGy). EPID는 기존 L-gram 선량의 약 50% ($1.83{\pm}0.36$ vs $3.80{\pm}1.67$ cGy)였다. OBI의 투시영상선량은 $0.97{\pm}0.34$ cGy며, CBCT 선량은 $2.3{\pm}0.67$ cGy였다. 결론: 4DCT가 선량증가의 가장 큰 원인이며, OBI와 CBCT에 의한 선량은 적으나 매번 치료에 적용 시 총 선량 증가에 대한 고려가 필요하다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권2호
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• pp.131-136
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• 2013

목 적: 비인두암(Nasopharyngeal cancer) 환자를 세기조절 방사선치료(IMRT)시 영상유도 촬영(MVCT & kV-CBCT)에서의 수정체 흡수선량(absorbed dose)을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 인체모형팬텀(Anderson rando phantom, Alderson Reserch Laboratories Inc., USA)을 대상으로 전산화 단층촬영(lightspeed ultra 16, General Electric, USA)을 실시하였고 획득되어진 이미지를 비인두암 환자의 치료계획에 동일한 조건으로 토모세라피 치료계획장치(Tomotherapy, Inc, USA)와 선형가속기 치료계획장치(Pinnacle 8.0, philips Medicle System)로 동일하게 수립하였다. 열형광선량계(TLD100 Harshaw USA)를 수정체 위치에 위치시키고 토모세라피 MVCT를 세 가지 조건(fine, normal, coarse)에서 촬영, kV-CBCT를 두 가지 조건(low dose head, standard dose head)에서 각각 좌우 3번씩 반복 측정하였다. 결 과: 토모세라피와 선형가속기를 이용하여 실시한 MVCT와 kV-CBCT 촬영 시 수정체의 흡수선량을 측정한 결과 토모세라피 MVCT에서 coarse의 경우 RT 0.8257 cGy, LT 0.8137 cGy, normal의 경우 RT 1.089 cGy, LT 1.188 cGy, fine의 경우 RT 2.154 cGy, LT 2.082 cGy라는 결과를 얻을 수 있었다. 선형가속기 kV-CBCT에선 standard mode의 경우 RT 0.2875 cGy, LT 0.1676 cGy, Low-dose mode의 경우 RT 0.1648 cGy, LT 0.1212 cGy로 나타났다. MVCT와 kV-CBCT의 최대 차이는 약20배 이상인 것을 알 수 있다. 결 론: kV-CBCT가 MVCT을 통해 영상유도 이미지를 얻는 것보다 수정체 흡수선량만으로 고려하였을 때 세기조절 방사선 치료 시 환자가 치료 이외에 받는 선량을 줄일 수 있다고 판단된다. 또한 동일한 치료 장비라 하더라도 다양한 촬영조건에 따라 선량차이가 있다는 것을 알 수 있다.

• Hip & pelvis
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• 제36권1호
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• pp.26-36
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• 2024

Total hip arthroplasty (THA) is a frequently performed procedure; the objective is restoration of native hip biomechanics and achieving functional range of motion (ROM) through precise positioning of the prosthetic components. Advanced three-dimensional (3D) imaging and computed tomography (CT)-based navigation are valuable tools in both the preoperative planning and intraoperative execution. The aim of this study is to provide a thorough overview on the applications of CT scans in both the preoperative and intraoperative settings of primary THA. Preoperative planning using CT-based 3D imaging enables greater accuracy in prediction of implant sizes, leading to enhancement of surgical workflow with optimization of implant inventory. Surgeons can perform a more thorough assessment of posterior and anterior acetabular wall coverage, acetabular osteophytes, anatomical landmarks, and thus achieve more functional implant positioning. Intraoperative CT-based navigation can facilitate precise execution of the preoperative plan, to attain optimal positioning of the prosthetic components to avoid impingement. Medial reaming can be minimized preserving native bone stock, which can enable restoration of femoral, acetabular, and combined offsets. In addition, it is associated with greater accuracy in leg length adjustment, a critical factor in patients' postoperative satisfaction. Despite the higher costs and radiation exposure, which currently limits its widespread adoption, it offers many benefits, and the increasing interest in robotic surgery has facilitated its integration into routine practice. Conducting additional research on ultra-low-dose CT scans and examining the potential for translation of 3D imaging into improved clinical outcomes will be necessary to warrant its expanded application.