필터는 저에너지 X선을 흡수함으로써 평균에너지를 증가시키고, 환자의 피폭선량을 감소시키는 작용을 한다. 본 연구는 Mo과 W 등의 재질이 디지털 방사선영상장치인 CR에서도 사용이 가능한지 SNR, FOM, histogram 등의 영상평가와 선량 측정을 통해 확인하였다. 또한 필터의 재질에 따른 선질측정과 함께 관전압의 변화에 따른 적합한 필터 조합을 찾아보았다. 피부입사선량은 Mo필터가 Cu필터에 비해 42~56%까지 선량 경감효과가 있었고, 투과선량도 Mo필터가 Cu필터보다 1.5배 정도 높게 나타났다. 영상 평가에서 W은 필터로 사용함에 부적절하였으나, Mo은 80 kVp 이상의 관전압에서 영상의 질을 저하시키지 않으면서 선량을 감소시킬 수 있는 필터로 충분히 사용할 수 있음을 확인하였다. 2.0 mmAl+0.1 mmMo은 관전압이 높아질수록 2.0 mmAl + 0.2 mmCu와 histogram width가 거의 같아서, 비교적 높은 관전압인 80, 100, 120 kVp에서는 Mo필터의 사용이 가능하다. 2.0 mmAl + 0.1 mmMo의 SNR은 2.0 mmAl + 0.2 mmCu와 2.0 mmAl+0.1 mmCu의 SNR과도 큰 차이가 나지 않았다. 따라서 디지털 방사선 영상 중 80 kVp 이상을 이용하는 일반촬영에서 Cu를 대신하여 Mo을 필터로 사용하면 Cu에 비해 영상의 질을 저하시키지 않으면서 환자의 피폭선량을 크게 감소시킬 수 있으므로, 실제 임상의 흉부 촬영 및 고관전압 촬영 등에 충분히 적용할 수 있다고 본다.

의료기관에서 사용되고 있는 전자파 방사선은 매우 다양한 에너지를 사용하고 있으며 연구자에 따라 고에너지의 전자파 방사선이 납치마와 상호작용을 한 후 차폐효과를 얻을 수 있다는 의견과 차폐가 효과가 없을 뿐만 아니라 오히려 피폭을 가중 시킨다는 상반된 의견이 제시되고 있다. 이에 본 연구에서는 몬테칼로 모사를 이용하여 전자파 방사선의 에너지에 따른 납치마의 차폐효과를 분석하고자 하였다. 몬테칼로 모사를 이용하여 전자파 방사선을 10 keV부터 500 keV까지 10 keV 단위로 1 MBq 방출시켜 납차폐체의 유무에 따른 선량차이를 차폐율로 표현한 결과 납차폐체(0.25 mmPb)를 사용하여 차폐를 실시하였을 때 고에너지 전자파 방사선에서 차폐율이 현저히 떨어져 차폐시 오히려 선량이 증가됨을 알 수 있었다.

Traveling heater method(THM) 방법을 이용하여 성장시킨 CdZnTe(CZT) 단결정 방사선 소자에 대한 고에너지(high energy) 감마선 에너지 분해능(energy resolution)을 평가하고자 $6{\times}6{\times}12mm^3$ 크기의 CZT 소자를 제작하였다. 두꺼운 방사선 소자의 경우, 전자에 비해 상대적으로 이동속도가 느린 정공(hole)으로 인해 발생하는 hole-tailing 효과가 심화되어 고에너지 영역의 에너지 분해능이 저하되는 현상이 발생한다. 전자(electron)와 정공(hole)의 두 개의 전하 운반자(charge carrier) 중에서 하나의 전하 운반자를 선택적으로 수집하여 에너지 분해능을 높이는 것이 가능하다. 가상 Frisch-그리드(virtual Frisch-grid) 소자는 소자 내부의 가중 퍼텐셜(weighting potential)을 조절하여 전자에 의한 유도전류(induced current)만을 선택적으로 이용하는 방법으로써 제작 과정과 적용이 용이하다. 본 연구에서는 THM 방법으로 성장한 큰 부피의 CZT 방사선 소자의 특성과 가상 Frisch-그리드의 효용성을 평가하였다. 가상 Frisch-그리드의 적절한 위치와 너비는 Maxwell ver.14(ANSYS, 미국)를 이용하여 모의실험으로 정하였다. $^{137}Cs$ 동위원소를 이용한 펄스 높이 스펙트럼(pulse height spectrum) 측정에서 가상 Frisch-그리드를 적용했을 때 662 keV 피크에 대해 2.2%의 에너지 분해능을 확인할 수 있었다.

10세에서 70세까지 국내 남녀를 7개 연령대별 그룹으로 구분한 후, 치아의 감마선 농도와 각 그룹별 전${\beta}$ 방사능 농도를 측정하였다. 전${\beta}$ 농도는 P10가스(아르곤 90%, 메탄 10%)를 충진한 Tennelec XLB 측정기로 측정하였으며, 감마선은 고순도 게르마늄 검출기를 사용하여 감마선분광분석법으로 측정하였다. 본 실험에서 측정된 여성의 전${\beta}$ 방사능 농도범위는 0.089~0.32 Bq/kg이었으며, 남성의 전${\beta}$ 방사능 농도범위는 0.13~0.26 Bq/kg이었다. 치아의 감마선분광분석 결과 자연방사성동위원소인 $^{40}K$, $^{208}Tl$, $^{228}Ac$ 및 $^{234}Th$가 검출되었으며, 측정된 감마선 방사선 농도는 각각 20.7, 21.9 3.88 및 5.24 Bq/kg 이었다. 본 연구 결과는 향후 후쿠시마 원전사고 등 불의의 방사선 누출 사고 등에 대비하여 정상 환경에서의 인체의 치아에 축적된 방사능 준위 데이터로 활용할 수 있을 것으로 사려된다.

이 연구의 목적은 무증상 여성을 대상으로 폐경 여부에 따라 체질량지수에 따른 유방밀도의 분포양상을 분석하여 선별유방검사방법 선택에 도움을 주는 것이다. 496명의 여성을 대상으로 유방촬영술을 시행하여 유방밀도를 분류해 분석한 결과는 다음과 같다. 40대 이하의 젊은 여성의 경우 치밀유방의 비율이 높은 것으로 나타났으며, 연령이 증가할수록 유방밀도는 감소하는 것으로 나타났다. 체질량지수에 따른 유방밀도 분포는 체질량지수가 증가함에 따라 유방밀도가 감소하는 것으로 나타났다. 폐경여부에 따라 유방밀도에 영향을 미치는 비만관련 요인을 알아 본 결과 폐경 후 여성에서는 연령과 체질량지수가 상관관계가 있는 것으로 나타났으나, 폐경 전 여성에서는 뚜렷한 상관관계가 있는 요인이 나타나지 않았다. 따라서 유방암 선별검사 선택 시 젊은 여성의 유방암의 발생비율과 치밀유방의 비율이 높은 우리나라의 특성을 고려한 개별적인 검진방법을 선택하는 것이 필요하겠으며, 젊고 마른 여성의 경우 유방초음파를 병행한다면 검사의 민감도를 보완할 수 있을 것이다.

골밀도는 골다공증 진단에 중요하게 이용되고 있고, 치료 및 예방에 중요한 지표가 되고 있다. 그러나 골밀도는 피검자의 상태, 골밀도 측정기, 검사자 등에 의해 정밀도의 오차가 발생할 수 있다. 골밀도에 미치는 다양한 요인 중 요추 부위에 실질적인 영향을 일으킬 수 있는 장내가스, 음식, 물을 통하여 환자의 상태에 따라 어떻게 변화하는지 알아보고자 하였다. Aluminium spine phantom(ASP)을 이용하여 수조의 물 높이 변화와 가스의 유무에 따른 골밀도의 변화를 알아보았다. 또한 자원자를 대상으로 물이 증가하거나 음식물 증가에 의한 골밀도의 영향을 알아보았다. Aluminium spine phantom을 통한 골밀도 측정에서 수조의 물 높이가 증가함에 따라 골밀도가 감소하여 통계적으로 유의한 변화를 관찰하였다(p=0.026). 가스의 유무에 따른 골밀도의 유의한 차이가 없었다(p=0.587). 자원자를 대상으로 한 연구에서는 음식물의 유무에 따른 골밀도가 유의한 차이가 없었으며(p=0.812), 물의 유무에 따라서도 골밀도의 유의한 차이가 없었다(p=0.618). 따라서 요추부 골밀도 측정에서 골의 경계를 인지하는데 어려움이 없다면, 환자의 금식여부나 대장 내시경 검사 후에 시행하는 골밀도 검사는 골밀도에 큰 영향을 끼치는 인자가 아님을 알 수 있었다.

유방암 환자의 외과적 수술과 방사선 및 화학적 치료 전 후의 골밀도 수치를 비교함으로써 암 치료에 의한 골소실 문제의 심각성을 도출하여 고 위험군선별 및 골다공증예방을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 2007년 3월부터 2013년 9월까지 유방암으로 진단을 받고 수술 및 치료를 받은 후 골밀도 검사를 시행한 환자 254명을 대상으로 하였다. 이중 폐경에 이르렀거나 자궁적출술을 받아 폐경된 84명을 제외한 171명을 최종 분석의 대상으로 하였다. 방사선흡수법에 의한 골밀도 영상(요추부위와 대퇴골부위)에서 치료 전 후 측정된 골밀도 수치를 분석하였다. 치료 전 후의 전체적인 골밀도 변화량과 치료유형별 변화량을 비교하였으며, 환자의 결혼 유무, 자녀수, 수유유무, 초경나이, 유방암 치료형태 등을 변수로 하여 세부적인 차이점 및 연관성을 분석하였다. 측정된 자료는 SPSS for Windows Program(Version 18.0)을 사용하여 통계 분석하였다. 요추에서는 치료 후 평균 7.1% 감소하였고, 대퇴골에서는 평균 3.1% 감소하였으며, 통계적으로 매우 유의한 차이를 보였다(p<.01). 또한 화학적 치료를 시행한 환자군의 대퇴골 부위에서 치료 및 수술 후 $0.067g/cm^2$의 상대적으로 큰 골밀도 수치의 감소량을 보였으며 통계적으로 유의하였다(p<.05). 그 외 결혼 유무, 자녀수, 수유 유무, 초경 나이 등에 따라서는 감소량의 차이가 있었지만 통계적 수준에서 유의성은 없었다. 폐경 전 유방암 환자의 치료 후 골밀도 수치 감소를 보임에 따라 감소량이 상대적으로 큰 환자를 고 위험군에 포함시켜야 할 것이며, 이를 토대로 적극적인 예방 정책이 필요하리라 사료된다.

담석은 담도계의 가장 흔한 질환으로 최근 우리나라에서 콜레스테롤 담석의 비율이 증가하고 있으며 그 대표적인 위험인자로는 연령, 여성, 비만 등이 거론되고 있다. 본 연구는 건강검진자를 대상으로 최근 3년간의 담석의 유병률 및 위험인자를 알아보고자 하였다. 2011년 1월에서 2013년 12월까지 대구지역 종합검진전문병원에서 건강검진을 받은 4,696명을 대상으로 성별과 연령별 분표를 조사하고 키와 몸무게, 공복혈당과 간기능 및 기본 지질 검사를 하였고, 초음파 검사를 통해 담낭의 담석을 진단하였다. 체질량 지수에 따라 저체중, 정상체중, 과다체중, 비만 집단으로 나누었고, 공복혈당 수치는 미국 당뇨 협회에서 제시한 당뇨병의 진단 기준에 따라 분류하였다. 간기능 수치는 본원에서 사용하는 간기능 정상치를 참조하여 대상군을 나누고 지질 수치는 NCEP APTIII에 따라 분류하였다. 분석결과 담석이 발견된 경우는 148명(3.15%)으로 남자 84명(1.79%), 여자 64명(1.36%)으로 남자에서 더 높았으나 성별 간 유병률은 차이는 없었다. 연령별 유병률은 40대 이하 1.84%, 40대 3.38%, 50대 이상 4.66%로 담석이 없는 집단에 비해서 유의하게 높았다(p<0.003). 또한 담낭 담석으로 판명된 대상자의 신체검사 상 고지혈분류 항목에서 비정상군은 Total-cholesterol 52명으로 가장 많았고, LDL-cholesterol 39명, Triglyceride가 36명, HDL-cholesterol 19명이였다. 단변량 분석을 시행한 결과 연령, 공복혈당, 체질량지수는 담석의 유병률과 의미 있는 상관관계를 보였고, 다중 로지스틱 회귀분석에서도 연령, 체질량지수가 담석증의 독립적인 위험인자로 선정되었다. 결론적으로 비록 담석이 대사증후군과의 관계에서 나타나지 않았지만 이를 규명하기 위해서는 건강검진 대상자뿐만 아니라 일반 국민을 대상으로 한 추가적인 연구가 필요하다고 사료된다.

초음파장비는 인체 병변의 유무를 검사하는 의료장비로서 정확한 의료영상정보를 제공해야 한다. 의료용 초음파장비 성능측정을 위해 초음파팬텀(ATS-539)의 측정방법과 기준으로 대구지역 의료기관의 초음파장비 성능의 실태를 알아보고, 초음파팬텀을 이용한 장비성능검사의 기본 자료를 제시하고자 한다. 초음파팬텀의 측정방법과 기준인 불응영역, 수직거리정확성측정, 수평거리정확성측정, 축방향/측 해상도, 민감도, 회색조 및 동적범위를 사용하였다. 그리고 국소영역, 기능적 해상도를 추가해서 총 8개 항목으로 측정하고 평가하였다. 결과분석을 위해 평균, 표준편차, 빈도 및 백분율을 제시하였고, Mann-Whiney test와 t-test를 실시하였으며, 유의수준은 0.05로 하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 초음파팬텀 측정결과는 총 35대 중 합격은 31대 88.6%, 불합격은 4대 11.4%였다. 2. 합격기준이 제시되지 않은 국소영역과 기능적 해상도 4 mm가 통계적으로 유의하게 합격군과 불합격군간의 평균의 차이가 있었다. 3. 불합격한 장비의 평균 사용연수는 7.25년으로 합격한 장비 4.13년보다 차이가 있었다. 대구지역내 임상에 실제 사용되는 의료용 초음파장비의 성능 실태를 파악해 보았고, 합격기준이 제시되지 않은 2항목에 대한 기초자료를 제시하였다. 초음파장비 사용연한이 장비성능과 관계가 있었다. 의료용 초음파장비 성능검사를 위한 초음파팬텀측정은 장비의 최적의 성능 유지를 위하여 제도적인 대책 마련이 필요하다.

본 연구는 bolus tracking method을 이용한 관상동맥전산화단층조영검사(coronary artery CT angiography, 이하 coronary CTA)에서 조영제 주입 전 생리식염수(normal saline) 투여를 통해 변화되는 심박동수(heart rate) 특성을 고려한 촬영방법 변환으로 영상의 질과 선량에 미치는 관계를 보고자 하였다. 연구대상자는 건강검진을 목적으로 건강검진센터에 내원하여 coronary CTA을 시행한 200명의 사람을 대상으로 평가하였다. 그 결과 선량평가에서는 전향적 동조화가 후향적 동조화보다 유효선량이 $6.0{\pm}1.0mSv$(54.1%) 감소되었다. 평균 심박동수는 심장혈관확장제 니트로글리세린(nitroglycerin, 이하 NTG) 섭취 후 변화된 평균 심박동수와 생리식염수 투여 후 변화된 평균 심박동수 비교에서 $4.8{\pm}0.3bpm$의 유의한 차이의 감소를 보였고 심박동수 변화의 폭(heart rate area)에서는 평균 $4.7{\pm}2.0bpm$의 감소를 보였다. 영상평가에서는 SNR과 CNR, 그리고 blurring 정도의 평가에서 모두 심박동수가 감소됨에 따라 유의한 차이를 보였다. 임상에서 coronary CTA에서 피폭선량 감소와 영상의 질 향상을 위해 조영제 주입 전에 생리식염수 투여를 통한 심박동수 특성관찰이 요구된다.

본 연구에서는 CT 장비의 국내에서의 보급률과 이용률이 증가되고 있는 흐름과 증가의 변화와 장치의 변화가 검사부위에 나타나는 빈도 등을 정량적으로 파악하기 위하여 현재 우리나라의 의료기관 종별 및 시기별의 의료영상 진단 장비인 CT장치의 보유현황, 검사료 등을 조사하였다. 최근 10년간의 우리나라 의료기관 종별(상급종합병원, 종합병원, 병원, 의원, 치과병원, 보건의료원, 한방병원) 및 연도별(2003~2012)에 따른 CT장치 보유현황, 연도별 CT검사료를 의료기관 종별의 분포를 조사하였다. 우리나라 CT장치는 상급종합병원과 종합병원급 의료기관에서 보유한 총 비율은 2003년에 25.6%, 2011년에 32.5%정도인 반면, 병원과 의원급 의료기관에서 보유한 비율은 2003년에 73.5%와 2009년에 67.5%로 약 70%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 2011년도를 기준으로 하였을 때 상급종합병원과 종합병원에서 총 검사료의 82.4% 정도인 반면, 병원과 의원에서는 총 검사료의 17.6%로 나타났다. CT장비는 병원급은 증가하고 있는 추세이나 의원급은 감소하고 있는 것으로 나타났다. CT검사료 대부분은 80% 이상이 상급종합병원과 종합병원에서 청구하는 것으로 나타났다. 의료기관 종별 CT장비 보유현황과 검사료간의 상관관계가 유의미함을 알 수 있다. 그 중에서도 상급종합병원의 CT보유대수와 검사료간의 상관관계가 높았으며(p<.001), CT보유대수가 많아질수록 검사료 청구액도 높아진 것으로 나타났다.

컴퓨터단층촬영에서 영상 재구성은 가장 중요한 과정 중 하나다. 그 중에서도 빠른 주사시간과 낮은 조사량을 위하여 반복적 재구성(iterative reconstruction)은 점점 중요시 되고 있다. 그리고 이러한 반복적 재구성을 적용하기 위해서 투사 및 역투사 과정은 필수적인 과정이 된다. 그로 인하여 최근 distance-driven approach가 투사 및 역투사 방법으로 제안되었고 주목받고 있다. 본 연구에서는 이 distance-driven approach의 특성을 이해하기 위한 여러 가지 시뮬레이션을 수행하였고 다른 두 가지의 투사 및 역투사 방법과 비교하였다. 우선, 정사각형 팬텀을 이용하여 한 각도에서 투사 및 역투사를 통한 기본적인 특성을 비교 및 분석하였다. 그 후, Shepp-Logan 팬텀을 이용하여 세 가지 투사 및 역투사 방법이 최종 재구성 영상화질에 미치는 영향을 분석하였다. 영상재구성법은 여과 후 역투사와 반복적 재구성(SART)의 두 가지 방법에 대하여 각각 세 가지 투사 및 역투사를 적용하였다. 시뮬레이션 결과 distance-driven approach는 투사 및 역투사시 최소의 아티팩트가 생가는 것을 정사각형 팬텀 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다. 그리고 이를 이용하여 Shepp-Logan 팬텀의 영상재구성 결과에 적용한 결과 여과 후 역투사와와 반복적 재구성 두 가지 방법 모두에서 distance-driven approach를 통한 재구성영상의 화질이 다른 방법에 비하여 가장 우수함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해서 distance-driven approach의 투사 및 역투사의 성능을 비교 분석 확인하였다.

현재 상용화되어 있는 양성자치료의 치료계획장비를 이용하여 방사선회전조사와 같은 치료계획을 양성자치료에 사용하여 대동맥 주위 림프절 종양에 대해 양성자회전치료와 양성자치료, 세기조절방사선치료를 이용하여 선량 평가를 하였다. 대동맥주위 림프절 종양 환자 9명을 대상으로 양성자회전치료, 양성자치료, 세기조절방사선치료의 방사선치료계획을 세워 각각의 선량 체적 히스토그램을 이용하여 선량 평가를 하였다. 양성자회전치료의 치료계획방법으로는 250~120까지 5도 간격으로 48개의 빔을 사용하였으며, 양성자치료와 세기조절방사선치료는 각각 2~3, 4~5개의 빔을 사용하였다. 모든 방사선 치료계획 시스템은 Eclipse planning system(Varian Medical system, Inc., Palo Alto, CA, USA)을 사용하였으며, 양성자회전치료는 아직 개발이 안된 치료장치이므로 치료계획방법에서 기계적, 물리적인 요소를 양성자치료계획과 동일하게 시행하였다. 선량분석방법으로는 정상장기(간, 신장, 소장, 위, 십이지장)와 종양의 선량 체적 히스토그램(dose-volume histogram: DVH)을 이용하여 생물학적 인자인 normal tissue complication probabilities(NTCP), organ equivalent dose(OED)와 mean dose를 각각의 치료계획방법을 비교 분석 평가하였다. 그 결과 양성자회전치료가 복부에 위치한 small bowel, duodenum, stomach의 볼륨 90%가 받는 선량에서의 결과는 다른 치료계획에 비해 높은 결과를 나타내고 있다. NTCP의 결과에서 양성자회전치료가 liver를 제외한 나머지 장기에서 가장 낮은 결과를 보여주고 있다. 하지만 복부에 위치한 정상장기에 받는 선량이 다른 치료계획에 비해 높아 치료계획 시 주위가 요하며, 물리적, 기계적인 요소는 양성자치료와 동일하다는 전제조건으로 양성자회전치료와 유사한 장비가 제작되어 상용화 되었을 때에 본 연구의 결과와는 다를 거라 사료된다. 현실적으로 아직 불가능한 치료방법이지만 앞으로 추가적인 양성자회전치료의 연구와 기술개발이 되어 상용화가 되면 기존의 특수방사선치료인 세기조절방사선치료, 양성자치료, 세기조절회전치료보다 효과적이고 안전한 치료방법이 될 거라고 사료된다.

쐐기필터는 고선량 부분의 선량분포를 균등하게하기 위해서 사용된다. 금속쐐기필터와 기능강화 동적쐐기필터가 광자선과 상호 작용으로 표면과 선량강화영역 조사면내, 외에 선량변화를 평가하였다. 본 논문에서는 2차원적 조직등가물질로 공간 선량분포가 우수하고, 흡수선량에 따라 현상 없이 실시간으로 광학농도가 변하는 가프크로믹 EBT3 필름을 사용하여 선량평가를 실시하였다. 선형가속기 광자선 에너지는 6 MV, SSD 100 cm, 조사면 $10{\times}10cm^2$으로 고정하고 최대선량점에 400 cGy로 조사하였다. 선량분포는 열린 조사면과 $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, 그리고 $45^{\circ}$ 금속쐐기필터와 기능강화 동적쐐기필터를 사용 하였을 때 비교 평가 하였다. $15^{\circ}$ 금속쐐기필터를 사용하면 조사면내 표면선량과 선량증가영역 선량은 기능강화 동적쐐기필터보다 증가하였다. $30^{\circ}$ 금속쐐기필터를 사용하면 조사면내 표면선량과 선량증가영역 선량은 기능강화 동적쐐기필터 보다 감소하였다. $45^{\circ}$ 금속쐐기필터를 사용하면 조사면내 표면선량과 선량증가영역 선량은 많은 차이로 감소하였다. 조사면 주변 반음영 영역에서는 두꺼운 방향은 증가하고 얇은 방향은 감소하였다. 선량분포를 변화하고자 하는 치료 부위에 금속쐐기필터를 적절히 사용하고 유방암 치료와 같이 표면과의 거리가 가까워지지 않으면 표면 및 선량증가영역 선량이 감소하리라 사료된다.