• 한국방사선학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.679-684
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• 2023

정맥의 천자는 병리학적 검사를 위한 혈액 샘플을 획득하기 위해 널리 사용되고 있다. 바늘을 사용한 침습적인 정맥 천자 방법이 반복되서 시행되면 환자가 받는 고통이 증가되는 문제가 있어 본 연구팀은 사전에 소형 근적외선 (near-infrared, NIR) 영상 시스템을 개발하였다. 획득된 NIR 영상의 화질 개선을 위하여 본 연구에서는 노이즈 제거에 효율적으로 잘 알려진 비지역적 평균 (non-local means, NLM) 알고리즘을 모델링하여 시스템에서의 적용 가능성을 분석하고자 한다. 개발된 NIR 영상 시스템은 dichroic 및 long-pass filter를 적외선 (infrared, IR)이 통과하여 최종적으로 CMOS 센서 모듈로 검출되는 원리를 기반으로 구성하였다. 제안하는 NLM 알고리즘은 노이즈를 제거시키고자 하는 픽셀을 주변 픽셀들간의 거리들을 고려한 값으로 대체하는 원리를 기반으로 모델링하였다. 850 nm의 중심 파장을 가진 NIR 영상을 획득 후 NLM 알고리즘을 적용하여 히스토그램 평활화를 통해 최종 정맥 영역을 분할하였다. 결과적으로 NLM 알고리즘을 적용한 정맥의 NIR 영상의 coefficient of variation은 평균 0.247로 기존의 filtering 방법들과 비교하여 우수한 결과값으로 도출되었다. 또한 NLM 알고리즘의 dice similarity coefficient 값은 기존의 median filter와 total variation 방법에 비하여 각각 62.91 및 9.40% 향상된 값이 획득되었다. 결론적으로 NLM 알고리즘은 NIR 영상 시스템으로 획득한 정맥의 정확한 분할이 가능하게 할 수 있음을 증명하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.693-699
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• 2023

초음파는 의료분야에서 비파괴적 및 비침습적인 질병 진단에 널리 활용되고 있다. 진단의료영상의 질병진단 정확도를 향상시키기 위하여 공간 분해능을 향상시키는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 초음파 영상에서의 초고분해능 합성곱 신경망 알고리즘 (super resolution convolutional neural network, SRCNN)을 모델링하여 적용 가능성을 분석하고자 한다. 연구는 Field II 시뮬레이션과 open source로 제공되는 임상 간 혈관종 초음파 영상을 사용한 실험 연구로 수행되었다. 제안하는 SRCNN 알고리즘은 저분해능 (low resolution, LR)에서 고분해능 (high resolution)으로 end-to-end 방식의 학습이 적용될 수 있도록 모델링하였다. 시뮬레이션 결과 Field II 프로그램을 통한 팬텀 영상에서의 반치폭 값은 SRCNN을 사용하였을 때 LR에 비하여 41.01% 향상되는 것을 확인하였다. 또한, 최대신호대잡음비 (peak to signal to noise ratio, PSNR)와 구조적 유사도 지표 (structural similarity index, SSIM)) 평가 결과는 시뮬레이션과 실제 간 혈관종 영상에서 SRCNN이 가장 우수한 값으로 도출되었다. 결론적으로 SRCNN의 초음파 영상에서의 적용 가능성을 증명하였고, 나아가 다양한 진단의료분야에서의 사용이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.843-849
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• 2023

본 연구는 임플란트 시술한 환자에 대한 두경부 CT 영상을 4개의 알고리즘(Standard, Soft, Bone, Detail)을 재구성하여 Noise, SNR, CNR 측정값을 정량적으로 분석한 후 최적의 알고리즘을 알아보고자 하였다. 분석방법으로는 Image J 프로그램을 이용하여 재구성한 영상에 관심영역(Region of interest)을 통하여 픽셀값을 계산하였다. Noise, SNR, CNR은 측정부위를 영상에서 인두, 깨물근, 귀밑샘이 있는 지점에 관심영역을 측정하고 mean값과 SD값을 구하였다. SNR과 CNR의 값은 주어진 식에 의거하여 산출하였다. 결과적으로 Standard 알고리즘에서 노이즈는 가장 낮게 나타났으며 SNR 또한 가장 높게 나타났다. CNR은 Soft 알고리즘에서 가장 높게 나타났으나 Standard 알고리즘과는 별 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 두경부 CT검사에서 구강내 임플란트 착용한 환자 검사에서 Standard 알고리즘이 최적의 알고리즘이라고 사료되며 이 연구의 자료가 두경부 CT검사에서 영상 평가하는데 기초자료로 사용되기를 바라며 다양한 알고리즘 변화로 영상의 질을 더 높일 수 있는 계기가 될 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.993-999
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• 2023

피브리노겐 그리고 콜라겐의 생채재료는 조직재생공학에 널리 사용되고 있다. 이번 연구에서는 이 두 가지 재료를 사용하여 새로운 이중구조지지체를 만들고자 한다. 전략적으로 조직재생은 혈관 재생이 우선이기 때문에 혈관형성에 도움을 주는 피브리노겐 지지체를 이중지지체의 외부로 형성시키고 중앙에는 조직재생에 더욱 더 효과 있는 콜라겐을 위치시킴으로써 새로운 조직 재생의 상승효과를 기대하고 한다. 전례 연구에서는 이 두 가지 재료를 혼용해서 사용하고는 있지만 아직까지 중심구조(Core)시스템의 지지체 구조의 형성으로 지지체를 만들어 보고된 바는 없다. 따라서 이번 연구의 핵심인 이중지지체는 내부는 콜라겐 지지체 외부는 피브리노겐을 위치시킨 중심(Core) 구조 제조 방법을 제시하고자 한다. 실험결과는 이중구조지지체의 전략적인 생분해(Biodegradation)에 기인하여 지지체의 외부에 위치한 피브리노겐은 빠른 생분해와 약물방출이 발생했다. 반면 콜라겐 지지체는 상대적으로 피브리노겐지지체 보다는 약물의 방출 시간을 오래 유지할 수 있는 결과를 보았다. 결론적으로 이중 지지체를 만드는 방법을 적용한다면 결손 조직재생에 상승효과가 있을 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1091-1097
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• 2023

볼루스는 방사선치료에서 피부면이 경사지거나 요철이 있는 경우 종양에 균등한 선량을 처방 시 사용된다. 이때, 피부면에 선량은 증가하게 나타난다. 환자의 고유한 신체 구조와 불규칙한 피부로 인해 볼루스와 피부 사이 공극이 발생할 수 있어 치료의 정확성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존 볼루스와 3D 프린팅으로 자체 제작된 볼루스를 비강 부위에 적용하여 치료계획 후 표면선량과 광자극발광선량계(Optically Stimulated Luminescence, OSL)로 직접 측정한 선량과 차이는 기존의 볼루스 97%, PLA 100.33%, ePETELA 75A의 경우 100.53%, ePETELA 85A는 100.36%의 비율로 나타났다. 재질별 측정값과 치료계획값이 오차가 적다는 걸 확인할 수 있었다. 또한, 기존 볼루스를 적용하였을 때와 비교 시 -3%에서 3D 프린팅 볼루스는 +0.5% 이내의 차이를 확인할 수 있어 3D 프린팅을 통해 제작된 맞춤형 볼루스는 기존 볼루스의 단점을 보완할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1157-1164
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• 2023

본 연구는 공간 해상력과 대조도가 우수한 kV X선 기반 OBI (On-Board Imager)와 CBCT (Cone-Beam CT)를 이용한 치료 부위별 추가 선량을 측정하고 영상유도방사선치료의 방사선 관리 측면의 적절성과 안정성을 평가하고자 한다. 실험 대상은 선형가속장치(Clinac IX)에 부착된 OBI와 CBCT, 링 모양의 Halcyon CBCT를 치료 부위별 방사선 촬영 조건으로 조사하여 동중심의 선량을 이온 챔버로 측정하였다. OBI의 1회 분할 피폭선량은 머리 부위 0.77 mGy, 흉부 3.04 mGy, 골반 부위 7.19 mGy로 계측되었다. Clinac IX CBCT와 Halcyon CBCT 두 장비의 피폭선량은 골반 부위에서는 두 장치의 피폭선량이 70.04 mGy, 70.45 mGy로 비슷하게 계측되었다. 흉부 CBCT에서는 Clinac IX 흡수선량(70.05 mGy)이 Halcyon 흡수선량(21.01 mGy)보다 높게 나타났다. 머리 부위에서도 Clinac IX 흡수선량(9.08 mGy) Halcyon의 흡수선량(5.44 mGy)보다 높게 나타났다. kV X선 기반 영상유도방사선치료는 광전흡수에 의한 추가 피폭선량이 치료 부위 전체 체적에 영향을 줄 수 있으며 주의가 필요하다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1025-1031
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• 2023

저선량흉부 CT (Low Dose chest CT, LDCT)에서 Scout 관전압을 변화시키고 scan parameter인 자동노출제어장치(Auto Exposure Control, AEC)와 적응식 반복재구성기법(Adaptive Statistical Iterative Reconstruction, ASIR)등을 적용하여 최적의 프로토콜을 찾음으로써 방사선 피폭선량과 화질을 평가하고자 하였다. Scout 관전압을 80, 100, 120, 140 kV로 변화시키며 LDCT 프로토콜로 5회 반복 측정 후 선량을 비교하기 위해 장비에서 제공된 Dose report를 이용하여 연구 목적에 적합한 관전압을 선택하였다. 120 kV, 30 mAs의 조건으로 기본 LDCT 촬영한 후, 이 조건에 ASIR 50%를 적용하였으며 신호대잡음비와 대조도대잡음비를 평가하기 위해 배경의 노이즈를 측정하였다. 선량 비교를 위해 장비에서 제공되는 CTDI_vol과 선량길이곱(Dose length product, DLP)를 식을 이용하여 비교 분석하였다. 그 결과 S140 + LDCT + ASIR 50 + AEC를 적용한 프로토콜에서 고식적인 LCDT보다 방사선 피폭선량을 감소시키고 영상의 질을 향상시켰으며 최적의 프로토콜을 얻을 수 있었으며 LDCT는 매 검사 시 필요 이상의 피폭선량이 우려되기 때문에 적절한 Parameter를 적용하는 것이 중요하며, 향후 LDCT를 이용한 건강검진에서 국민의 건강에 이바지 하는데 긍정적인 요인으로 작용될 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.633-640
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• 2023

최근 근접 치료에서 방사선 차폐막을 사용하여 선량 분포를 변조하여 선량을 전달하는 정적 및 동적 변조 근접 치료 방법이 개발됨에 따라 새로운 방향성 빔 세기 변조 근접 치료에 적합한 역방향 치료 계획 및 치료 계획 최적화 알고리즘에서 선량 계산에 필요한 파라미터 및 데이터의 양이 증가하고 있다. 세기 변조 근접 치료는 방사선의 정확한 선량 전달이 가능하지만, 파라미터와 데이터의 양이 증가하기 때문에 선량 계산에 필요한 경과 시간이 증가한다. 본 연구에서는 선량 계산 경과 시간의 증가를 줄이기 위해 그래픽 카드 기반의 CUDA 가속 선량 계산 알고리즘을 구축하였다. 계산 과정의 가속화 방법은 관심 체적의 시스템 행렬 계산 및 선량 계산의 병렬화를 이용하여 진행하였다. 개발된 알고리즘은 모두 인텔(3.7GHz, 6코어) CPU와 단일 NVIDIA GTX 1080ti 그래픽 카드가 장착된 동일한 컴퓨팅 환경에서 수행하였으며, 선량 계산 시간은 디스크에서 데이터를 불러오고 전처리를 위한 작업 등의 추가 적으로 필요한 시간은 제외하고 선량 계산 시간만 측정하여 평가하였다. 그 결과 가속화된 알고리즘은 CPU로만 계산할 때보다 선량 계산 시간이 약 30배 단축된 것으로 나타났다. 가속화된 선량 계산 알고리즘은 적응방사선치료와 같이 매일 변화되는 어플리케이터의 움직임을 고려하여 새로운 치료 계획을 수립해야 하는 경우나 동적 변조 근접 치료와 같이 선량 계산에 변화되는 파라미터를 고려해야 하는 경우 치료 계획 수립 속도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.153-159
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• 2024

일반 X-선 촬영에서 경험이 없는 비숙련자의 경우, 검사 실패의 경험을 통해 숙련되는 과정을 겪는다. 이것은 불필요한 의료 피폭 가중의 문제를 유발한다. 본 연구에서는 배치 전 비숙련 방사선사가 임상 숙련도를 높일 수 있는 방안으로, 시각적, 공간적 보조 장치를 이용한 두개골 측방향 촬영 실습을 통해, 촬영 보조장치 사용에 따른 정확도와 유용성을 평가하였다. 육안적 관찰과 학습에 의존해서 촬영한 경우 영상 왜곡을 나타내는 회전 이격도 7.85 ± 1.45 mm, 기울임 이격도 4.84 ± 0.5 mm였다. 시각적 보조 장치를 이용해서 실습한 경우 회전 이격도 4.4 ± 0.76 mm, 기울임 이격도 3.01 ± 0.87mm였다. 공간적 보정 기구를 이용해서 실습한 경우 회전과 기울임 이격도는 5.2 ± 0.69 mm, 3.33 ± 0.61 mm로 나타났다. 배치 후 작업 환경과 동일한 조건에서 경험적 촬영 실습에 의한 영상 왜곡은 5.4% 감소하였으나, 기울임에 의한 영상 왜곡은 1.2% 증가하였다. 시각적 보조 장치를 이용해서 실습한 경우, 경험적 촬영 실습보다 회전이격도 40.1% 기울임 이격도 30.7% 감소하였다. 공간적 보정 기구를 사용할 경우, 기존의 경험적 실습 방식보다 회전 이격도 41.7%, 기울임 이격도 23.7% 감소하였다. 따라서 비숙련 방사선사의 배치 전 시각적, 공간적 촬영 보조 기구를 이용한 실습은 배치 후 검사 정확도 향상과 재촬영률 감소에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제39권4호
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• pp.250-259
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• 2023

임플란트를 이용한 고정성 보철 치료에 있어 디지털 기술의 활용은 환자의 임상적, 방사선학적 정보를 통합하여 진단 및 가상 수술을 통해 예지성 있는 치료를 가능하게 한다. 기존의 디지털 스캐닝 방법은 치유지대주 제거 및 스캔 바디 연결 등 여러 번의 구성요소 착탈이 필요하다. 이러한 점을 고려하여 개발된 스캔 가능한 치유지대주는, 스캐닝이 치유 지대주상에서 직접 수행되어 연조직 봉쇄가 유지되며 스캐닝이 간소화된다. 악간관계 채득시에도 디지털 기술을 활용할 수 있는데, 최근에는 수술 가이드, 환자 맞춤형 스캐닝 장치 또는 임시의치 내면 스캔 등을 이용해 무치악 환자들의 악간 관계를 채득하는 여러 디지털 기술들이 보고되고 있다. 본 증례에서는 스캔가능한 치유지대주 및 임시의치 내면 스캐닝을 통한 악간 관계 채득을 통해 고정성 임플란트 수복치료를 시행함으로써 치료과정을 간소화하고 심미적, 기능적으로 우수한 임상 결과를 얻었기에 보고하고자 한다.