• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.663-669
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• 2017

진단목적의 방사선 의료 영상의 활용의 증가에 따라 환자의 피폭 선량 증가와 의료영상의 진단적 가치 저하에 기여하는 산란선의 관리 및 저감을 위한 연구는 필수적이라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 관전압 증가에 따른 산란선의 증감이 영상 화질에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 ANSI 흉부 팬텀을 이용하여, 관전압 변화에 따른 산란선 발생 비율을 측정하고, 산란선의 발생에 따른 화질 영향을 RMS(Root Mean Square) 입상성 평가, RSD(Relative Standard Deviation) 및 NPS(Noise Power Spectrum) 분석을 통해 고찰하였다. 관전압 증가에 따른 산란선 발생비율은 73 kV 관전압에서 48.8%, 93 kV 관전압 인가시 80.1%로 점차 증가하는 것으로 확인되었다. 관전압 증가에 따른 산란선 증가의 화질 영향을 분석하기 위한 RMS 분석 결과, 관전압 증가에 따른 RMS 값이 증가하는 것으로 나타나 영상의 입상성이 떨어지는 결과로 도출되었다. 공간주파수 2.5 lp/mm에서의 NPS 값 또한 관전압 73 kV 인가에 비해 93kV 관전압 증가시 20% 정도 영상의 잡음이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 관전압 변화에 따른 산란선 발생이 화질에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며, 이러한 연구 결과는 의료영상 품질 개선을 위한 연구의 기초 자료로서 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 핵의학기술
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• 제17권2호
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• pp.67-71
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• 2013

PET/CT검사에서 CT촬영조건의 변화는 영상의 화질 및 환자가 받는 피폭선량에 영향을 미친다. 본 연구는 CT 매개 변수 중 Pitch와 X-선관 회전시간 변화에 따른 선량대비 CT 영상의 질과 이로 인해 PET상에서 SUV에 미치는 영향을 비교 평가하고자 하였다. Discovery STe PET/CT 장비를 이용하여 영상을 획득하였다. QA Phantom과 AAPM Phantom을 이용한 CT 영상 획득 시 Pitch는 0.562, 0.938, 1.375, 1.75:1로 4단계, X-선관 회전시간은 0.5에서 1.0까지 0.1초씩 증가시켜 6단계로 나누어 총 24개 조합을 적용한 영상을 각각 획득하였다. PET 영상은 $^{18}F-FDG$ 5.3 kBq/mL가 채워진 1994 NEMA PET Phantom을 이용하여 프레임당 2분 30초의 방출영상을 획득하였다. 각 조합의 CT 영상에 관심영역을 설정하고 CT number의 표준편차를 측정하였다. 동일한 영상에서 DLP변화에 따른 영상잡음의 예측값을 계산하여 예측값 대비 실측값의 비율을 구해 선량대비 영상잡음 효과를 비교하는 척도로 사용하였다. AAPM Phantom 영상에서 1.0 mm까지 식별이 가능한 지 확인하였다. NEMA PET Phantom의 방출영상에 관심영 역을 설정하고 SUV를 비교 평가하였다. Pitch가 0.562, 0.938, 1.375, 1.75:1로 변화할 때 영상잡음 효과는 QA Phantom에서 1.00, 1.03, 1.01, 0.96, AAPM Phantom에서 1.00, 1.04, 1.02, 0.97로 측정되었다. 회전시간의 증가에 따른 경우 QA Phantom에서 0.99, 1.02, 1.00, 1.00, 0.99, 0.99이었고, AAPM Phantom에서 1.01, 1.01, 0.99, 1.01, 1.01, 1.01로 SPSS Ver. 18을 이용하여 상관관계를 분석한 결과 피어슨 상관계수는 -0.059로 나타났다. 공간분해능에 대한 평가는 24개의 조합 모두에서 1.0 mm까지 육안으로 구별이 가능하였다. SUV의 경우 평균 SUV는 모든 조합에서 1.1로 모두 동일한 값을 나타내었다. Pitch 변화에 따른 CT 영상 평가에서 1.75:1을 적용 시 선량대비 가장 적은 영상잡음 효과를 보이며 공간분해능과 SUV에는 영향을 미치지 않는다. 그러나 회전시간 변화가 영상에 미치는 영향에는 유의한 차이가 없음을 알 수 있다. 결과에서와 같이 각 장비에 따른 선량대비 영상잡음이 적은 Pitch를 사용하고 환자의 체격에 따른 적절한 X-선관 회전시간을 이용한다면 환자의 피폭선량을 줄이면서 최적의 화질을 얻을 수 있는 프로토콜을 구성하는데 도움이 될 것이라 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.211-220
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• 2020

고화질의 전산화단층촬영상을 통해 정확한 병변 검출과 진단을 할 수 있다. 이와 같은 장점 때문에 전산화단층촬영 시 방사선량을 줄이면서 영상 화질을 개선하기 위해 많은 연구가 수행되었다. 최근 전산화단층촬영상 화질을 향상시키기 위한 딥러닝 기반 기술이 개발되었고, 기존의 기술에 비해 우수한 성능을 보이고 있다. 본 연구에서는 전산화단층촬영상의 공간분해능을 향상시키기 위해 초고해상도 합성곱 신경망 모델을 사용하였으며, 초고해상도 합성곱 신경망 모델의 성능을 결정하는 초 매개 변수 변화에 따른 영상 화질을 평가하여 초고해상도 합성곱 신경망 모델에 대한 초 매개 변수의 효과를 검증하였다. Profile, 구조적 유사성 지수, 최대신호 대 잡음비 및 반치폭을 측정하여 초 매개 변수 변화에 따른 초고해상도 합성곱 신경망 모델의 성능을 평가하였다. 연구결과, 초고해상도 합성곱 신경망 모델의 성능은 epoch와 training set이 증가함에 따라 향상되었으며, 전산화단층촬영상 화질을 향상시키기 위해 learning rate 최적화가 필요하다는 사실을 확인하였다. 따라서 최적의 초 매개 변수와 함께 구현된 초고해상도 합성곱 신경망 모델은 전산화단층촬영상의 품질을 향상시킬 수 있다.

• 핵의학기술
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• 제14권1호
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• pp.83-89
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• 2010

UltraSPECT사의 Wide Beam Reconstruction (WBR)은 노이즈(Noise)와 조준기의 광속 확산 함수 효과(Beam spread function effect)를 제거하고 환자와의 거리를 자동적으로 보상하여 높은 해상도와 대조도를 제공할 수 있어 영상 획득 시간을 짧게 할 수 있고 상당한 영상 질 향상에 도움을 준다고 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 핵의학 분야에서 가장 흔히 이용되는 전신 뼈 스캔에 대해 WBR의 임상적 적용에 대한 유용성을 알아보고자 한다. XpressBone (WBR)의 성능 실험을 위하여 NEMA에서 제공하는 방법에 의하여 선원(Line source)과 SPECT Phantom을 이용하여 공간 분해능을 측정 분석하였다. 실험방법은 선원의 총 계수치를 200 kcps에서 300 kcps로 변화시켜 측정하였으며, SPECT Phantom은 매트릭스 크기를 변화시켜 측정하여 공간분해능에 대한 분석을 하였다. 또한 2009년 1월부터 2009년 9월까지 본원을 내원하여 뼈 스캔을 시행 받은 환자 40명을 두 군으로 나누어 임상 연구를 시행하였다. 1군은 $^{99m}Tc$-HDP 740 MBq (20mCi)를 투여하고 검사속도(20, 30 cm/min)를 변화시켰고, 2군은 동일한 검사속도에서 $^{99m}Tc$-HDP의 투여량을 변화시켜 영상을 획득하여 Standard data와 WBR기법으로 재구성한 영상을 비교 평가하였다. 분석방법은 대퇴골체부에서 뼈와 연부조직간 섭취비(Femur to tissue ratio: FTR)를 측정한 정량적인 분석과 핵의학과 전문의와 5년 이상의 실무경험을 가진 방사선사가 육안적인 분석을 하여 비교 평가하였다. 성능 실험에서 선원을 사용하여 실험한 결과 Planar WBR data는 Standard data에 비하여 분해능이 약 10% 향상되었으며, WBR 반치폭(Full-Width at Half-Maximum)은 16% 향상되었다(Standard data 8.45, WBR data 7.09). SPECT Phantom에서는 약 50%의 분해능이 향상되었으며, WBR 반치폭은 50% 향상되었다(Standard data 3.52, WBR data 1.65). 임상 연구에서는 $^{99m}Tc$-HDP 투여량을 고정시키고 검사속도를 20cm/min과 30 cm/min로 변화시킨 1군에서 Standard data와 WBR data의 전신 뼈 스캔 전면 영상에서 뼈 대비 연부조직간 섭취비는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다 (p=0.07). 검사속도를 고정하고 $^{99m}Tc$-HDP 투여량을 변화시킨 2군에서는 Standard data와 WBR data간의 전신 뼈 스캔전면 영상에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다 (p=0.458). 영상의 육안적 분석에서도 두 군 간 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05). NEMA test 결과 WBR 기법의 영상에서 분해능이 향상되는 결과를 나타내었고, 임상 실험에서는 기존 재구성 방법에서의 동일한 해상도를 가지면서도 검사시간을 단축시킬 수 있었으며 방사성의약품의 투여량도 줄일 수 있었다. 이미 알려진 바와 같이 WBR은 노이즈를 감소시켜 신호 대 잡음비를 증강시키는 새로운 영상 재구성 방법임을 확인 할 수 있으며 동일한 검사속도에서 투여량을 감소시킬 수 있어 수신자의 피폭선량 경감과 검사시간을 단축할 수 있었으며 임상 현장에서 유용하게 이용되리라 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제14권1호
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• pp.67-72
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• 2010

본원에서는 비심장 수술환자의 수술 전후 심장사건의 위험도 평가를 위해 심근관류 SPECT를 시행하고 있다. 암환자의 경우 수술 전에 전신 뼈 검사 혹은 전신 PET 검사로 암 전이 여부 확인 후 심근관류 SPECT를 시행하여 불필요한 검사 처방을 막고 있다. 하지만 단기 병동 입원 환자의 경우 재원 일수를 줄이고자 전신 뼈 검사 후 최소 16시간의 간격을 두고 $^{201}Tl$ 심근관류 SPECT를 시행하는 경우가 있지만 아직까지 서로 다른 동위원소 투여로 인한 crosstalk contamination의 영향에 대한 평가가 제대로 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 anthropomorphic torso phantom을 이용한 실험과 실제 환자 데이터를 이용하여 이에 대한 유효성 검정을 시행하고자 한다. 2009년 8월부터 9월까지 서울아산병원 핵의학과에서 $^{201}Tl$ 심근관류 SPECT를 시행한 87명의 환자를 대상으로 연구 분석하였다. $^{201}Tl$ 심근관류 SPECT 시행 전날 전신 뼈 스캔 시행 여부에 따라 환자를 분류하였고 $^{201}Tl$ 심근관류 SPECT 촬영 시 이중 에너지 창을 이용하여 영상을 획득하였다. 획득한 영상에서 $^{201}Tl$ 창과 $^{99m}Tc$ 창에서 계수된 카운트의 비율을 전날 전신 뼈 검사의 시행 유무에 따라 비교 분석하였다. 실험에는 anthropomorphic torso phantom을 사용하였으며 심근($^{201}Tl$)과 심근 이외의 부분($^{99m}Tc$)에 각각 14.8 MBq, 44.4 MBq를 투여 하였다. 영상획득은 시간 간격을 두고 게이트 법 적용 없이 $^{201}Tl$ 심근관류 SPECT를 시행하여 얻었고 Xeleris ver 2.0551를 이용하여 공간 분해능을 측정 분석하였다. 수집한 환자 데이터에서 $^{201}Tl$ 창과 $^{99m}Tc$ 창에서 계수된 카운트 비율 비교 결과 전날 전신 뼈 스캔을 시행한 경우 Bone tracer 주입 후 12시간에서 24시간까지의 비율이 Ventri에서는 1:0.411 에서 1:0.114, Infinia에서는 1:0.249에서 1:0.079로 지수함수적으로 감소하며 시간 경과에 따라 유의한 차이(Ventri p=0.0001, Infinia p=0.0001)를 나타내었다. 또한 전신 뼈 스캔을 시행하지 않은 경우의 비율은 Ventri에서 평균 1:$0.067{\pm}0.006$, Infinia에서 1:$0.063{\pm}0.007$로 나타났다. Phantom 실험 후 공간 분해능 측정 결과는 $^{99m}Tc$의 첨가 여부와 시간 경과에 따라서 FWHM의 유의한 변화는 나타나지 않았다 (p=0.134). Anthropomorphic torso phantom을 이용한 실험과 환자 데이터 분석을 통해 bone tracer 주입 16시간 이 후에 시행된$^{201}Tl$ 심근관류 SPECT 영상은 $^{99m}Tc$에 의해 공간 분해능에 유의한 영향을 받지 않는다는 것을 확인하였다. 하지만 이는 영상의 질적 평가만 이루어진 것으로 환자의 피폭과 검사의 정밀도 및 정확도에 관한 연구가 추가로 필요한 실정이다. 추후 서로 다른 동위원소 사용에 따른 crosstalk contamination의 영향에 대한 정확하고 표준화된 유효성 검정으로 검사 간격에 대한 정확한 가이드라인 제시가 이루어져야 할 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.193-200
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• 2015

본 연구는 뷰레이 시스템의 커미셔닝 결과에 대한 보고이다. 먼저, 시스템 안전장치의 적절한 작동을 확인했다. 영상시스템에 대한 평가를 위해 신호 대 잡음비와 영상의 균질도, 공간적 무결성을 확인했다. 카우치 동작의 정확성 및 축교점의 일치성을 평가했다. 미국의학물리학회 특별업무단51규약 프로토콜에 따라 절대선량을 측정했다. BJR supplement 25에서 제공하는 심부선량백분율과 측정한 값의 차이, 치료계획에서 계산한 값과 측정한 심부선량백분율의 차이를 확인했다. 더불어, 출력인수에 대하여, 측정값과 계산값의 차이를 구했다. 최종 검증 단계로, 8개의 세기변조방사선치료계획을 사용하여 감마평가를 수행하였다. 커미셔닝을 수행한 결과, 모든 안전장치는 적절히 구동함을 확인했다. 신호 대 잡음비 값과 영상 균질도 값은 허용범위 이내임을 확인했다. 공간적 무결성 확인 결과, 반지름 10 cm 및 17.5 cm 안의 모든 지점에 대하여 각각 1 mm 및 2 mm 이내의 오차를 확인했다. 카우치는 x, y, z 방향으로 각각 0.2 mm, 0.1 mm, 0.2 mm의 오차를 보였다. 방사선 축교점과 가상 축교점 사이에는 x, y, z 방향으로 0 mm, 0 mm, 0.3 mm의 오차를 보였다. 영상 시스템의 축교점과 가상 축교점 사이에는 0.6 mm, 0.5 mm, 0.2 mm의 오차를 보였다. 다엽콜리메이터의 평균적 구동 오차는 0.6 mm였다. 측정한 출력의 오차는 0.5% 이내, 심부선량백분율 오차는 1% 이내, 출력인수 오차는 2% 이내였다. 세기조절방사선치료 감마평가 결과값이 $99.9%{\pm}0.1%$였다.

• 핵의학기술
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• 제15권1호
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• pp.94-100
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• 2011

1-day protocol method는 DIAMOX 영상에서 basal 영상을 감산시키는 방법으로 혈관 예비능을 평가하는데 있어서 매우 유용한 검사지만, 검사시간이 길기 때문에 움직임에 의한 불가피한 재검사율이 높다. 기하학적으로 차이가 있는 fan-beam 콜리메이터와 parallel 콜리메이터 중 임상적으로 1-day protocol method에 가장 효율적인 콜리메이터가 무엇인지 알아보았다. 삼중 헤드 감마카메라인 triad XLT 9 (TRIONIX)와 세 가지 콜리메이터(low energy high resolution-parallel beam: LEHR-par, ultra resolution-fan beam: LEUR-fan, super fine-fan beam: LESR-fan)를 사용하였다. PET/SPECT performance phantom, Hoffman 3D phantom, volunteer 실험을 실시하여 세 가지 콜리메이터의 감도, 대조도, 해상력, 영상의 질을 비교 측정하였다. Pixel size를 fan-beam 콜리메이터와 동일하게 하기 위하여 parallel 콜리메이터 실험 시 zoom factor를 2.0으로 변경하였다. Scan time은 50 kcounts/frame을 만족하게 하였으며 filtered back projection (FBP)의 재구성 방법을 사용하였고 각 콜리메이터 별 최적의 영상을 위하여 cut off 값을 변화하면서 비교 측정하였다. 총 획득 계수가 동일한 조건에서 해상력과 percent background variability는 LESR과 LEUR이 LEHR보다 우수한 결과를 나타내었고, 영상의 육안평가에서 선호도는 LESR, LEUR, LEHR 순이었다. 영상 획득 시간은 LESR이 낮은 감도로 인하여 LEUR과 LEHR보다 약 2배 더 길게 소요됐다. Volunteer 실험의 결과 LESR을 사용할 때보다 LEUR 또는 LEHR을 사용 할 때 약 10-14분 정도 시간이 감소했다. 1-day protocol method는 단 한 번의 움직임에도 재검사가 불가피하기 때문에 적절한 분해능뿐만 아니라 높은 감도의 유지를 위해 적절한 검사 방법의 확립이 중요하다 할 수 있다. 본 연구에서 동일한 계수를 획득할 경우 LEUR은 LESR보다 2배의 시간을 감소시킬 수 있었고 영상의 육안평가나 해상력도 LESR과 임상적으로 큰 차이를 보이지 않았으므로 Brain SPECT의 1-day protocol method에 가장 적합할 것으로 사료된다.