• 핵의학기술
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• 제21권2호
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• pp.74-79
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• 2017

양성자선을 이용한 치료는 기존의 광자를 이용하였을 때 보다 병소 주위 정상 조직에 영향을 거의 주지 않고 암세포를 치료할 수 있는 정밀한 방사선 치료법이다. 양성자선 조사 시 인체 내 조직과의 상호작용으로 양전자 방출 핵종이 발생하며 양전자 방출 단층촬영은 이러한 특성을 이용하여 양성자 치료 후 그 효과를 확인하는데 이용된다. 그러나 이 때 발생하는 소멸복사선은 짧은 반감기로 인하여 영상 획득 시간에 어려움이 발생하게 된다. 본 논문에서는 양성자선 조사 후 영상 획득 시간에 따른 영상의 차이를 비교하여 그 효율성을 알아보고자 한다. 증류수를 가득 채운 2001 IEC body 모형에 37, 28, 22 mm 구체를 삽입하고 구체의 중심에 양성자선이 조사되도록 CT로 치료 계획을 수립하였다. 양성자선은 wobbling technique, gantry $0^{\circ}$, 100 MU, 구체 크기별로 범위는 각각 16.4, 14.7, 9.3 cm로 조사하였다. 조사를 마친 모형은 약 5분의 거리를 이동하여 PET/CT로 1 분씩 50 개의 영상을 획득하여 1에서 10. 11에서 21, 21에서 30, 31에서 40, 41에서 50으로 10개씩 영상을 합산하여 재구성 하였다. 합산된 영상에서 열소 부위와 배후 방사능에 ROI를 그린 후 방사능 농도 값을 산출하고 대조도 잡음비를 계산하여 영상의 질을 평가하였다. 전체 영상의 CNR은 37 mm 구체에서 0.43, 0.42, 0.40, 0.31, 0.21로 나타났으며, 28 mm 구체는 0.36, 0.32, 0.27, 0.19, 0.09로 측정되었다. 22 mm의 구체는 0.25, 0.25, 0.19, 0.11, 0.08로 측정되었다. CNR은 37 mm 구체에서는 30분 이후에 빠르게 감소하였고, 28 mm와 22 mm 에서는 20분 이후에 급격히 감소하였다. 치료 효과 확인을 위한 PET 촬영에서 양성자선 조사 후 데이터의 획득 시점과 총 획득 시간이 매우 중요하다. 실험 결과에서 병소의 크기가 22 mm 이상이라고 가정한다면 영상 획득은 조사 후 25분 내에 완료될 수 있도록 진행하는 것이 바람직하다. 종양의 크기가 작거나 저 선량이 조사될 경우에는 보다 긴 영상 획득 시간을 적용한다면 도움을 될 것으로 사료된다.

• 대한디지털의료영상학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.9-14
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• 2014

Purpose: The purpose of this study has attempted to evaluate and compare the image evaluation and exposure dose by respectively applying Filtered Back Projection(FBP), the existing test method, and Adaptive Statistical Iterative Reconstruction(ASIR) with different values of tube voltage during the Low Dose Computed Tomography(LDCT). Materials and Methods: With the image reconstruction method as basis, Chest Phantom was utilized with the FBP and ASIR set at 10%, 20% respectively, and the change of Tube Voltage (100kVp, 120kVp). For image evaluation, Back ground noise, Signal to Noise ratio(SNR) and Contrast to Noise ratio(CNR) were measured, and, for dose evaluation, CTDIvol and DLP were measured respectively. The statistical analysis was tested with SPSS(ver. 22.0), followed by ANOVA Test conducted after normality test and homogeneity test. (p<0.05). Results: In terms of image evaluation, there was no outstanding difference in Ascending Aorta(AA) SNR and Infraspinatus Muscle(IM) SNR with the different values of ASIR application(p<0.05), but a significant difference with the different amount of tube voltage(p>0.05). Also, there wasn't noticeable change in CNR with ASIR and different amount of Tube Voltage (p<0.05). However, in terms of dose evaluation, CTDIvol and DLP showed contrasting results(p<0.05). In terms of CTDIvol, the measured values with the same tube voltage of 120kVp were 2.6mGy with No-ASIR and 2.17mGy with 20%-ASIR respectively, decreased by 0.43mGy, and the values with 100kVp were 1.61mGy with No-ASIR and 1.34mGy with 20%-ASIR, decreased by 0.27mGy. In terms of DLP, the measured values with 120kVp were $103.21mGy{\cdot}cm$ with No-ASIR and $85.94mGy{\cdot}cm$ with 20%-ASIR, decreased by $17.27mGy{\cdot}cm$(about 16.7%), and the values with 100kVp were $63.84mGy{\cdot}cm$ with No-ASIR and $53.25mGy{\cdot}cm$ with 20%-ASIR, a decrease by $10.62mGy{\cdot}cm$(about 16.7%). Conclusion: At lower tube voltage, the rate of dose significantly decreased, but the negative effects on image evaluation was shown due to the increase of noise. For the future, through the result of the experiment, it is considered that the method above would be recommended for follow-up patients or those who get health checkup as long as there is no interference on the process of diagnosis due to the characteristics of Low Dose examination.

• 전자공학회논문지
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• 제51권12호
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• pp.163-173
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• 2014

CT 표준팬텀을 이용한 대조도 분해능 평가와 공간 분해능 영상 평가 시 평가자의 주관적 판단에 의한 오류를 최소화하기 위한 자동화된 정량적 평가 방법을 제시하고, 그 유용성을 평가하고자 한다. Nuclear Associates사(社) AAPM CT Performance Phantom(Model 76-410)을 사용하여 120kVp와 250mAs, 10mm collimation과 25cm 이상의 SFOV(scan field of view), 25cm의 DFOV(display field of view)의 촬영조건으로, standard reconstruction algorithm을 이용하여 촬영한 24개의 적합 팬텀 영상과 20개의 부적합 팬텀 영상을 대상으로 평가하였다. 대조도 분해능과 공간 분해능 영상을 정량적으로 평가하기 위해 Mathwork사(社) Matlab(Ver. 7.6. (R2008a)) software를 이용하여 자체 개발한 평가 프로그램을 사용하였다. 본 연구에서는 자체 개발한 자동화된 평가 프로그램을 이용하여 평가한 결과, 정성적 평가 항목을 객관적 수치로 평가할 수 있었다. 첫째, 대조도 분해능의 경우 이심률 지수(eccentricity index, EI)가 0.50, 0.51, 0.52, 0.53 일 때 정성적으로 평가한 결과와 정량적으로 평가한 결과가 일치했다. 둘째, 대조도 분해능에서 대조도 대 잡음비(contrast to noise ratio, CNR)이 -0.0018~-0.0010인 경우에 정성적으로 평가한 결과와 정량적으로 평가한 결과가 일치했다. 셋째, 공간 분해능의 경우 영상 분할 기법을 통해 구멍의 외곽선 윤곽을 자동으로 분할 추출한 결과, 정성적으로 평가한 결과와 정량적으로 평가한 결과가 일치했다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.919-926
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• 2021

본 연구는 무릎뼈의 변형된 접선 방향 검사 시 최적의 입사각에 대해 알아보고자 하였다. 실험은 Kyoto Kagaku사의 PBU-50 phantom을 이용하여 바로 누운 자세에서 넙다리뼈-정강뼈 각도(Femur-tibia angle, F-T angle)를 95°, 105°, 115°, 125°, 135°, 145°로 각각에서 X선 중심선과 정강뼈가 이루는 각도가 5~20° 되도록 5°씩 변경하여(62.5°, 67.5°, 72.5°, 77.5°, 82.5°, 87°, 87.5°) 무릎뼈 접선 방향 영상을 획득하였다. 영상분석을 위해 Image J를 이용하여 Congruence angle, Lateral patellofemoral angle, Patellofemoral index, 대조도 잡음비(Contrast to noise ratio, CNR)를 측정하였다. 통계 분석은 SPSS 22를 이용하여 일원배치분산분석과 대응표본 t-검정으로 Merchant method와 비교하였다. 연구 결과 Congruence angle의 경우 무릎 각도-X선 중심선의 입사각도가 105°-72.5°(20° 접선조사), 115°-72.5°, 77.5°(15, 20° 접선조사), 125°-82.5°(20° 접선조사), Lateral patellofemoral angle은 115°-72.5°, 77.5°(15, 20° 접선조사), 125°-72.5°(10° 접선조사), Patellofemoral index는 115°-72.5°(15° 접선조사), 125°-72.5°(10° 접선조사)에서 Merchant method와 유의한 차이가 없었다(p>.05). CNR의 경우 105°-67.5°, 72.5°(15, 20° 접선조사), 115°-67.5°, 72.5°, 77.5°(10, 15, 20°접선 조사)일 때 Merchant method와 차이가 없는 것으로 나타났다(p>.05). 본 연구의 결과를 통해 무릎뼈의 변형된 접선방향 검사 시 무릎 각도와 X선관의 입사각도를 각각 115°-72.5°(15° 접선 조사)로 설정함으로써 진단적 가치가 높은 영상을 획득할 수 있음을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.927-933
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• 2021

본 연구에서는 mDixon 기법과 T2 TSE, T2 SPIR 기법을 비교하여 3번 허리뼈 체부, 등 지방, 척수, 뇌척수액 위치에서 검사 시간, 신호대잡음비, 대조도대잡음비의 차이를 알아보고자 하였다. 성인 30명을 대상으로 신호대잡음비에 영향 인자를 고정하고 요추 시상면을 mDixon검사와 T2 TSE, T2 SPIR 검사를 한 후 비교하였다. mDixon의 검사 시간은 115초, T2 TSE는 60초, T2 SPIR는 60초였다. mDixon T2영상은 T2 TSE 영상보다 3번 허리뼈 체부에서 신호대잡음비가 높았고, 등 지방과 뇌척수액에서는 SNR이 낮았으며(p<0.05), 척수에서는 비슷한 신호대잡음비을 가졌다(p>0.05). 3번 허리뼈 체부와 등 지방의 대조도대잡음비는 mDixon T2영상이 높았으며, 뇌척수액과 척수의 대조도대잡음비는 T2 TSE가 높았다(p<0.05). mDixon T2 FS영상은 T2 SPIR영상보다 3번 허리뼈 체부, 등 지방에서 낮았고, 척수, 뇌척수액에서는 높았다(p<0.05). 3번 허리뼈 체부와 등 지방의 대조도대잡음비는 mDixon T2 FS영상이 높았으며(p<0.05), 뇌척수액과 척수의 대조도 대잡음비는 두 영상이 차이가 없었다(p>0.05). mDixon 기법이 기존의 T2 TSE, T2 SPIR 기법에 비해 검사 시간, 각 부위의 신호대잡음비, 대조도대잡음비에서 보다 우수한 영상이라 하기 어려웠다. 하지만 본 연구는 단순 요추통증환자를 대상으로 제한하였다는 한계로, 기존의 연구에서 보고된 금속물 삽입, 척추 종양, 골절 환자 등 특정 환자군의 설정을 통한 추가 연구들이 필요할 것으로 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권2호
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• pp.261-267
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• 2017

저 선량 흉부 전산화단층촬영(low dose computed tomography; LDCT)검사 시 기존의 검사방법인 필터보정역투영법인 FBP(filted back projection)와 적응식 통계적 반복 재구성법인 ASIR(adaptive statistical iterative reconstruction)의 적용 및 관전압 변화에 따른 영상의 화질과 피폭선량을 비교 평가해 보고자 하였다. 흉부 phantom을 이용하여 재구성방법에 따라 FBP와 ASIR적용(10%, 20%)을 하였고, 관전압(100kVp, 120kVp)에 변화를 주어 실험을 하였다. 화질평가를 위해 back-ground noise와 signal-noise ratio(SNR), contrast-noise ratio(CNR)를 구하였으며, 선량평가를 위해 CTDIvol과 DLP를 구하였다. 화질평가에 있어 kVp에 따른 ascending aorta(AA) SNR과 inpraspinatus muscle(IM) SNR은 AA SNR과 IM SNR은 유의한 차이가 있었다(p < 0.05). 선량평가에 있어 CTDIvol과 DLP는 유의한 차이가 있었으며(p < 0.05), CTDIvol은 120 kVp, FBP가 2.6 mGy, 120 kVp, 10%-ASIR가 2.38 mGy, 120kVp, 20%-ASIR가 2.17 mGy로 0.43 mGy 감소하였고, 100 kVp, FBP가 1.61 mGy, 100 kVp, 10%-ASIR가 1.48 mGy, 100 kVp, 20%-ASIR가 1.34 mGy로 0.27 mGy 감소하였다. 또한 DLP에서는 120 kVp, FBP가 $103.21mGy{\cdot}cm$, 120 kVp, 10%-ASIR가 $94.57mGy{\cdot}cm$, 120 kVp, 20%-ASIR가 $85.94mGy{\cdot}cm$로 $17.27mGy{\cdot}cm$(16.7%) 감소하였고, 100 kVp, FBP가 $63.87mGy{\cdot}cm$, 100 kVp, 10%-ASIR가 $58.54mGy{\cdot}cm$, 100 kVp, 20%-ASIR가 $53.25mGy{\cdot}cm$로 $10.62mGy{\cdot}cm$(16.7%)로 감소하였다. 재구성방법에 따른 FBP와 ASIR 10%, 20%에서는 화질의 변화 없이 선량을 줄일 수 있어 흉부 low dose CT검사 시 ASIR 20%적용하여 검사하는 것이 좋으며, 관전압 변화에 따른 120 kVp와 100 kVp에서는 선량은 크게 줄어들었지만, noise가 증가하여 화질이 떨어지는 것으로 나타났다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제21권4호
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• pp.210-222
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• 2017

Purpose: To develop a novel combination of controlled aliasing in parallel imaging results in higher acceleration (CAIPIRINHA) with integrated SSFP (CAIPI-iSSFP) for accelerated SSFP imaging without banding artifacts at 3T. Materials and Methods: CAIPI-iSSFP was developed by adding a dephasing gradient to the balanced SSFP (bSSFP) pulse sequence with a gradient area that results in $2{\pi}$ dephasing across a single pixel. Extended phase graph (EPG) simulations were performed to show the signal behaviors of iSSFP, bSSFP, and RF-spoiled gradient echo (SPGR) sequences. In vivo experiments were performed for brain and abdominal imaging at 3T with simultaneous multi-slice (SMS) acceleration factors of 2, 3 and 4 with CAIPI-iSSFP and CAIPI-bSSFP. The image quality was evaluated by measuring the relative contrast-to-noise ratio (CNR) and by qualitatively assessing banding artifact removal in the brain. Results: Banding artifacts were removed using CAIPI-iSSFP compared to CAIPI-bSSFP up to an SMS factor of 4 and 3 on brain and liver imaging, respectively. The relative CNRs between gray and white matter were on average 18% lower in CAIPI-iSSFP compared to that of CAIPI-bSSFP. Conclusion: This study demonstrated that CAIPI-iSSFP provides up to a factor of four acceleration, while minimizing the banding artifacts with up to a 20% decrease in the relative CNR.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제15권1호
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• pp.22-31
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• 2011

목적: 이 연구의 목적은 간 병변 발견에 있어 1.5-T 자기공명영상에서 자유 호흡 확산강조 영상과 호흡 유발 확산강조 영상의 유용성을 비교하는데 있다. 대상 및 방법: 47명의 환자(평균 57.9세, 남성:여성 = 25:22)가 한번의 간 자기공명 영상검사에서 자유호흡 확산 강조 영상과 호흡유발 확산 강조 영상을 동시에 시행하였다. 이를 두 명의 영상의학과 의사가 호흡유발 이미지 세트(B50, B400, B800 확산강조 영상과 ADC map)와 자유호흡 이미지 세트를 2주간의 시간 간격을 두고 무작위로 후향적 분석을 시행하였다. 영상분석을 위하여 특정영역(ROI)를 설정한 후에 간의 신호대 잡음비 (signal-to-noise ratio, SNR)와 대조도(contrast-to-noise ratio, CNR)를 계산하였다. 결과: 32개의 낭종, 13개의 혈관종, 7개의 간세포암, 6국소 호산구성 간질환, 2개의 전이, 1개의 초점성 결절성 과증식과 글리슨막의 가성지방종을 포함하는 총 62개의 병변이 두 명의 평가자에 의하여 분석되었다. 비록 통계적 유의성을 없었으나, 전체적인 병변 발견의 sensitivity는 호흡유발 확산강조 영상이 [평가자 1:평가자 2, 47/62(75.81%):45/62(72.58%)] 자유호흡 확산강조 영상보다 [44/62(70.97%):41/62(66.13%)] 더 높은 수치를 보였다. 특히 1 cm보다 작은 국소 간 병변 발견의 sensitivity는 호흡유발 확산강조 영상이 [24/30(80%): 21/30(70%)] 지유호흡 확산강조 영상보다 [17/30(56.7%):15/30(50%)] 더 우월하였다. 진단적 정확도활 계산하기 위하여 ROC curve (Az value)를 구하였으며 자유호흡 확산강조 영상과 호흡유발 확산강조 영상간에는 통계적 차이는 없었다. 간의 신호대 잡음비 (SNR)와 대조도 (CNR)는 호흡유발 확산강조 영상이 ($87.6{\pm}41.4$, $41.2{\pm}62.5$) 자유호흡확산강조 영상보다 ($38.8:{\pm}13.6$, $24.8{\pm}36.8$) 높았으며 통계적인 유의성이 있었다. (p value < 0.001). 결론: 1.5-T자기공명 시스템서 1 cm보다 작은 간 병변발견에 있어서 호흡유발 확산강조 영상이 자유호흡 확산강조 영상보다 좋으며 이는 호흡유발 확산강조 영상이 높은 신호대 잡음비 (SNR)와 대조도(CNR)를 보이기 때문이다.

• 핵의학기술
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• 제20권2호
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• pp.49-53
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• 2016

최근 Cadmium-zinc-telluride (CZT) 반도체를 이용한 심장전용 감마카메라가 심장 핵의학 검사에 사용되고 있다. 본 연구는 기존 NaI(Tl) 신틸레이터를 사용한 감마카메라와 성능을 비교해 보고자 한다. CZT반도체를 사용한 심장전용 감마카메라(DSPECT, Spectrum-dynamic)와 범용 신틸레이터 SPECT 감마카메라(Infinia, GE)를 사용하여 연구를 진행했다. 방사성 동위원소는 $^{99m}TcO^{-4}$를 사용하고, 일반 임상 심장핵의학 검사에 사용된 조건을 실험 조건으로 설정 했다. NEMA 2001, 3 line phantom을 사용하여 반치폭(full width at half maximum, FWHM)을 측정하여 공간분해능(Spatial resolution)을 비교했다. 심장 팬텀을 사용하여 대조도대잡음비(Contrast to noise, CNR)를 비교하여 영상을 평가했다. 그리고 팬텀의 시간 당 MBq당 계수를 측정하여 민감도도 평가했다. NaI (Tl) 신틸레이터를 사용한 범용SPECT 감마카메라와 CZT 반도체를 사용한 심장 전용 감마카메라의 영상평가에서 감도는 $52.83counts{\cdot}sec^{-1}{\cdot}MBq^{-1}$과 $195.83counts{\cdot}sec^{-1}{\cdot}MBq^{-1}$로 나왔고, 공간분해능은 16.90 mm과 9.47 mm로 나왔다. 그리고 대조도대 잡음비는 3.6 과 4.2 로 나왔다. 기존 카메라를 이용한 심장 핵의학 영상과 비교하여 CZT를 사용한 심장 전용 감마카메라는 감도 및 공간분해능, 대조도대잡음비가 기존 감마카메라와 비교하여 월등하여 임상에서 환자의 피폭선량 저감과 검사 시간 단축, 높은 분해능의 영상으로 환자 만족도에 큰 영향을 줄 것으로 사료 된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권4호
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• pp.776-780
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• 2017

To avoid imaging artifacts and interpretation mistakes, an improvement of the uniformity in gamma camera systems is a very important point. We can expect excellent uniformity using cadmium zinc telluride (CZT) photon counting detector (PCD) because of the direct conversion of the gamma rays energy into electrons. In addition, the uniformity performance such as integral uniformity (IU), differential uniformity (DU), scatter fraction (SF), and contrast-to-noise ratio (CNR) varies according to the energy window setting. In this study, we compared a PCD and conventional scintillation detector with respect to the energy windows (5%, 10%, 15%, and 20%) using a $^{99m}Tc$ gamma source with a Geant4 Application for Tomography Emission simulation tool. The gamma camera systems used in this work are a CZT PCD and NaI(Tl) conventional scintillation detector with a 1-mm thickness. According to the results, although the IU and DU results were improved with the energy window, the SF and CNR results deteriorated with the energy window. In particular, the uniformity for the PCD was higher than that of the conventional scintillation detector in all cases. In conclusion, our results demonstrated that the uniformity of the CZT PCD was higher than that of the conventional scintillation detector.