• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.157-162
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• 1998

양전자 단층 촬영장치(PET)에 사용되는 주요 양전자 방출 핵종들의 생성 단면적을 평가하였다. 평가한 생성 반응들은 $^{14}$ N(p,$\alpha$)$^{11}$ C,$^{16}$ O(p,$\alpha$)$^{13}$N, $^{14}$ N(d,n)$^{15}$ O,$^{18}$ O(p,n)$^{18}$ F,$^{20}$ Ne(d,$\alpha$)$_{18}$ F 이며, 입사 입자의 에너지 범위는 반응 문턱 에너지부터 약 150 MeV까지이다. 또한 하전입자 범 모니터용 표준 단면적으로서 $^{27}$ Al에 d 및 $^3$He, $\alpha$가 반응하여 $^{22}$ Na가 생성되는 반응의 단면적들을 입사 에너지 약 120 MeV까지 평가하였다. 실험치를 fitting하게나 ALICE95 코드를 이용하여 이론적 계산을 수행하였는데, 평가 단면적의 표준 편차는 10-30%이다 이들 평가 단면적들은 가속기를 이용한 PET용 핵종의 생산율 계산 및 빔 모니터의 표준 단면적으로 사용하기에 적절한 것으로 판단된다.

• 과학과기술
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• 9호통권424호
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• pp.20-22
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• 2004

"이제 미지의 영역은 뇌뿐입니다. 영상장치의 수준에 따라 각국의 연구성과는 달라질 겁니다." PET(양전자 방출 단층촬영 장치)를 세계 최초로 개발, 뇌영상 연구분야의 세계 3대 석학 가운데 한 사람으로 꼽히는 UC어바인 조장희(68) 교수는 쩌렁쩌렁한 목소리에 기백이 넘쳤다. 고희를 앞둔 나이가 무색할 정도였다. 한국과학기술원과 광주과학기술원의 초빙 석좌교수 시절(1978~98년)의 거침없는 성격은 변함이 없었고, 뇌과학의 미래에 대한 그의 확신은 여전했다. 조 교수는 자신의 마지막 연구 인생을 조국에서 불태울 수 있는 기회를 잡았다. 가천의대가 조 교수를 영입해 370억 원을 들여 최첨단 뇌과학연구소를 세우기로 한 것이다. 조 교수에게는 15년간 연봉 30만 달러를 보장하는 파격적인 조건을 제시했다. 조 교수가 맡게 될 뇌과학영상연구소는 뇌 속에서 벌어지는 미세한 현상을 손바닥 보듯 들여다볼 수 있는 방법과 장치를 개발하게 된다. 가장 우선적인 목표는 MRI(자기공명 영상장치)와 PET를 합친 영상장치의 세계 최초 개발이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권3호
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• pp.203-210
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• 2003

양전자방출단층촬영장치는 인체나 실험 동물 생체 내에서 일어나는 생화학적, 생리학적 과정을 정량 분석할 수 있는 장점으로 인해 핵의학에서 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 지속적인 핵의학기기의 발전에도 불구하고 PET은 여전히 분해능이 낮다는 단점이 있으며, 이로인해 부분용적효과가 발생한다. 본 연구에서는 호프만 팬텀 PET영상을 대상으로 MR 영상을 이용해 부분용적효과를 보정한 뒤 복원된 픽셀값이 백질과 회백질간의 글루코즈 흡수비율인 1:3에 근접하는 정도를 알아보고 실제 정상인 환자의 PET 영상을 같은 방법으로 보정하여 임상적용의 가능성을 알아보았다. 먼저 호프만 팬텀의 MR 영상과 PET영상을 registration한 뒤, MR영상을 이용해 백질과 회백질 부위를 추출하여 binary image를 만들었다. 각각의 binary image를 4, 8, 12, 16 mm의 다양한 FWHM 해상도 값으로 convolution과정을 거친 뒤 회백질 부위와 백질 부위를 다시 결합하여 MR 영상과 registration된 PET영상에서 나누고, 이를 다시 뇌 전체 영역을 나타내는 binary image와 곱하여 해부학적으로 정확한 뇌 영역을 갖도록 하였다. 분석방법으로는 MR 영상에서 회백질과 백질 부위에 관심영역을 얻은 뒤, 이를 보정 이전의 영상과 4, 8, 12, 16 mm의 FWHM으로 각각 보정된 영상들에 적용하여 관심 영역내 평균 픽셀 값을 얻고 이를 이용하여 회백질과 백질 간의 평균 픽셀 값 비율을 구하였다. 또한 같은 방법으로 정상인의 PET영상을 보정하였다. 호프만 팬텀의 실험결과, 회백질과 백질 간의 보정 후 비율이 보정 이전의 비율에 비해 증가하였으며, 각각의 FWHM 조건에서도 비율 차이를 나타내었다. 정상인의 경우 역시 보정 이전에 비해 보정 이후 백질과 회백질간의 비율이 증가하는 경향을 나타내었으나, 각각의 FWHM 경우 나타난 회백질과 백질 간의 비율의 증가는 호프만 팬텀실험에 비해 약간 더 낮게 나타났다. 실험을 통해 보정 이후 호프만 팬텀의 경우 실제 백질과 회백질간의 비율인 1:3의 비율에 근접하였으며, 임상적용의 경우 보정 이 후 그 비율이 호프만 팬텀의 실험결과에 미치지는 못하지만 적절한 보정효과를 나타냈다. 또한 각각의 FWHM 값으로 보정된 결과에서 나타난 비율의 증가폭 결과를 통해 4 mm에서 16 m의 FWHM 적용에 따른 부분용적효과의 보정 정도를 알 수 있었으며, 실제 임상적용의 가능성을 제시하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.398-406
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• 2013

핵의학 영상 기기인 양전자 방출 단층 촬영 장치(Positron emission tomography: PET)와 같은 진단기기는 방사성의약품을 인체에 주입하여 질병을 진단한다. 이 때 사용되는 방사성의약품은 안전성을 위하여 적절한 수소 이온농도를 가져야 한다. 일반적으로 방사성 의약품의 수소 이온 농도를 측정하는 과정에서 흔히 사용되는 것이 pH시험지이다. 표본을 pH 시험지에 떨어뜨려 pH 시험지의 변색 정도를 표준색상표(Standard color chart)와 비교하여 표본의 pH를 알 수 있다. 그러나 이 방법은 측정자의 경험 정도에 따라 pH 측정값에 차이가 발생할 수 있다. 또한 pH 메타기는 고감도의 센서를 사용함으로 오염에 주의해야 한다. 이러한 불편함을 고려하여 쉽고 간단하게 정확한 pH를 측정하기 위한 새로운 장치 제작과 영상 기반 알고리즘을 통한 소프트웨어를 개발하였다. 이렇게 개발한 장치는 최종적으로 방사성의약품의 생산 시 품질관리(QC) 통합 제어 시스템으로 사용된다.

• 핵의학기술
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• 제15권1호
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• pp.86-89
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• 2011

최근 들어 양전자방출단층촬영(positron emission tomography, PET) 대표적인 진단검사인 FDG (2-[$^{18}F$]fluoro-2-deoxy-D-glucose)를 이용한 전신암 및 장기별 대사 검사뿐만 아니라 또 다른 양전자 방출 동위원소 탄소-11로 표지 된 다양한 방사성의약품 사용이 증가될 예정이다. 본 논문에서는 현재 국내에 설치 보급되어있는 국산 KOTRON-13 사이클로트론에 냉각 성능이 개선된 탄소-11 표적 장치를 설계, 제작하고, 다양한 생산시험을 통하여 탄소-11의 생산량 증대를 입증 하였다. 성공적으로 기존의 불소-18 타겟과 새로운 탄소-11 타겟 호환장치를 도입하였고, 실험 결과 고효율 탄소-11표적 장치가 내수성이 우수하고, 30분 조사 시 최대 2,000 mCi를 생산하였다. 본 시험결과를 통해 향후 불소-18만이 생산 가능했던 국산 KOTRON-13 사이클로트론에 효율적이고 안정적으로 탄소-11생산 시스템을 도입할 수 있음을 증빙하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.935-942
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• 2021

호흡에 의한 체내 장기의 불수의적 움직임은 방사선 치료 및 진단의 결과에 큰 영향을 주는 요소이다. 본 논문에서는 호흡에 따른 장기 또는 종양의 움직임을 모사하기 위한 움직임 팬텀을 제작하고 다양한 호흡모사 조건에서 ¹⁸F-FDG PET 스캔 영상을 획득하여 호흡에 따른 종양의 움직임 범위와 종양의 크기에 따른 인공물의 수준 및 표준섭취계수 최대값(maximum standardized uptake value, SUVmax)를 분석하였다. 운영체계로 윈도우 CE(Windows CE) 6.0 기반으로 전동액추에이터, 전동액추에이터 포지셔닝 드라이버, PLC(Programmable Logic Controller)을 이용한 위치 및 속도 조절 모듈은 이동거리 0-5 cm와 왕복이동 10회, 15회, 20회에서 정상적으로 동작하였다. 지연시간 100분에서 구의 지름 10, 13, 17, 22, 28, 37mm일 때 각각 80.4, 99.5, 107.9, 113.1, 128.0, 124.8%로 측정되었다. 이동거리가 같을 때 호흡수에 따른 차이는 미미하였다. 호흡수를 20회 하고 이동거리를 1 cm, 2 cm, 3 cm, 5 cm일 때 구의 지름이 10, 13, 17, 22, 28, 37 mm에서 이동거리가 길어질수록 구의 크기가 작은 것 부터영상의 구분 능력이 저하되었다. 정지영상에 비하여 이동거리를 5 cm로 하였을 때, 표준섭취계수의 최대값은 구의 지름이 10, 13, 17, 22, 28, 37 mm에서 각각 18.0%, 23.7%, 29.3%, 38.4%, 49.0%, 67.4%이었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제43권4호
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• pp.259-264
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• 2020

Radiation causes radiation hazards in the human body. In Korea, a case of radiation necrosis occurred in 2014. In this study, the scatter and shielding efficiency according to lead shielding were classified into epidermis and dermis for 0.511 MeV used in nuclear medicine. In this study, experiments were conducted using the slab phantom that represents calibration and the dose of human trunk. Experimental results showed that the shielding rate of 0.25 mmPb was 180% in the epidermis and 96% in the dermis. Shielding at 0.5mmPb showed shielding rates of 158%in the epidermis and 82% in the dermis. As a result of measuring the absorbed dose by subdividing the thickness of the dermis into 0.5 mm intervals, when the shielding was carried out at 0.25 mmPb, the dose appeared to be about 120% at 0.5 mm of the dermis surface, and the dose was decreased at the subsequent depth. Shielding at 0.5 mmPb, the dose appeared to be about 101% at the surface 0.5 mm, and the dose was measured to decrease at the subsequent depth. This result suggests that when lead aprons are actually used, the scattering rays would be sufficiently removed due to the spaces generated by the clothes and air, Therefore, the scattered ray generated from lead will not reach the human body. The ICRU defines the epidermis (0.07), in which the radiation-induced damage of the skin occurs, as the dose equivalent. If the radiation dose of the dermis is considered in addition, it will be helpful for the evaluation of the prognosis for radiation hazard of the skin.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.96-99
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• 2004

본 연구는 전신 GSO PET 스캐너를 사용하여 Cs-137 투과 선원을 이용한 감쇠보정기법들을 평가하는 것이다. 이를 위하여, 4개의 모양이 다른 팬텀들을 사용하여 감쇠보정기법들을 검사하였다. 뇌영상을 위하여 256 mm의 시야가 사용되었고, 약 110MBq의 F-18 선원이 팬텀실험을 위해 사용되었다. 감쇠를 보정하기위해서, 방출선원이 팬텀에 주입된 후, Cs-137점선원의 투과 스캔 데이터가 획득되었다. 방출선원 데이터는 산란보정을 하였고, 4가지 종류의 감쇠보정기법을 이용하여 감쇠보정을 하였다. 재구성된 팬텀 영상들이 비교평가되었고, 임상 뇌영상은 핵의학 의사들이 평가를 하였다. 결과적으로 균일성 평가를 위한 원형팬텀의 영상에서, 측정감쇠보정기법을 이용시 가운데 부분이 떨어져 보였으나, 나머지 감쇠보정 기법들에서는 균일하게 보였다. 임상 뇌 데이터의 경우, 두개골에 대한 감쇠 효과를 볼 수 있었고, 두개골에 대한 감쇠보정이 적용되지 않은 영상에서는 인공산물이 발생하는 것을 보여주었다. 결론적으로, 정량적 뇌영상에 대한 정확도를 높이기 위해서, 두개골에 대한 감쇠보정이 적용된 개선된 감쇠보정 방법이 요구되어진다. 본 연구는 앞으로 Cs-137 점선원을 이용한 감쇠보정기법이 포함된 뇌 PET 영상 장치를 개선하는데 유용할 것으로 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제26권2호
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• pp.15-19
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• 2022

전립선암 환자의 전이성 질환 진단을 위해 사용되는 양전자 방출 단층촬영용 [⁶⁸Ga]PSMA-11 주사액은 자동화 생산 방법을 통해 높은 재현성과 우수한 방사화학적 수율 및 순도를 얻을 수 있으며 제조 시 작업자의 방사선 피폭을 최소화할 수 있다. 이를 위해 적용한 비 카세트 방식과 카세트 방식의 자동 합성 방법을 소개하고 비교하고자 한다. [⁶⁸Ga]PSMA-11 주사액의 자동화 생산을 위해 ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga generator 50 mCi(iThemba LABS, Johannesburg, South Africa), 주사기 펌프 NE-1000(New Era Pump System, New York, USA)을 사용하였으며, 자동 합성 장치는 비 카세트 방식의 TRACERlab FXN pro(GE Healthcare, Liege, Belgium)와 카세트 방식의 BIKBox(BIK THERAPEUTICS Inc., Seongnam-si, Republic of Korea)를 사용하였다. 0.6 N 염산 용액 6 mL의 주사기가 장착된 실린지 펌프를 ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga generator의 inlet-line과 연결하고 outlet-line은 자동 합성 장치와 연결한 후 자동 합성장치와 동시에 작동하였으며, 2 mL/min의 속도로 ⁶⁸Ga을 용출하였다. 초기 약 1.7 mL은 waste vial로 용출 시켰고, 그 후 2.5 mL은 반응용기로 용출하여, 방사능 농도가 높은 2.5 mL의 용액만 표지 과정에 이용하였다. 반응 용액의 pH를 HEPES buffer 용액으로 조절한 후 전구체와 95 ℃에서 15분간 반응하였으며, C18 light 카트리지를 이용, 분리·정제 하였다. 50% 에탄올/생리식염수 희석액으로 최종 화합물을 용출하고 생리식염수를 추가한 후 멸균 필터 함으로써 제조를 완료하였다. 각각의 자동 합성 장치에서 제조된 [⁶⁸Ga] PSMA-11 주사액의 품질관리를 시행하고 장단점을 비교하였다. 총 합성 시간은 각각 25±3분(비 카세트 방식), 23±3분(카세트 방식)이 소요되었으며, 방사화학적 수율은 멸균 필터 후 비 카세트 방식이 65.5±5.7%(n=45, non-decay corrected), 카세트 방식이 61.6±4.8%(n=98, non-decay corrected)였다. 비 카세트 방식은 장비 세척과 시약 준비 시간으로 인해 합성 전 준비 시간이 약 120분 소요되었고, 카세트 방식은 세척과 시약 준비 과정이 없어 합성 전 준비 시간은 약 20분 소요되었다. 비 카세트 방식 자동 합성 방법은 방사화학적 수율과 비용적 측면에서 카세트 방식 대비 높은 장점을 가지나, 제조 준비 단계에서의 편의성과 장비 유지 보수 측면에서는 카세트 방식이 장점을 가진다.

• 대한핵의학회지
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• 제32권4호
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• pp.332-343
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• 1998

목적 : 폐 FDG PET 동적영상을 분석하는 다양한 분석 방법을 개발하고 표준섭취계수, 패트랙 도표 분석법, 3구획 추적자 역학 모형(5매개변수 모형, 6매개변수 2관심영역 모형)으로 얻은 매개변수 값을 서로 비교, 분석하여 각 분석 방법들의 종양 진단 정확성과 유용성에 대해 고찰하였다. 대상 및 방법 : 22명의 폐종양 환자(9명: 양성 종양 환자(과오종: 1, 활동성 염증: 8), 13명: 악성 종양 환자(기관지 세포암: 5 포함))에게 약 370 MBq (10 mCi)의 FDG를 정맥 주사한 후, GE Advance 양전자방출단층촬영장치를 이용하여 56분 동안 PET 동적영상을 얻은 후, 감쇠보정하여 횡단면 영상을 얻었다. 환자의 몸무게와 혈장 포도당 농도로 규격화된 SUVglu를 계산하였으며, 패트랙 도표 분석법과 3구획 5매개변수 모형과 3구획 6매개변수 2관심영역 모형을 이용하여 FDG 섭취상수($K_{pat},\;K_{5p},\;K_{6p}$)와 당대사율($MR_{pat},\;MR_{5p},\;MR_{6p}$)을 구하였다. 다양한 분석 방법들로 얻은 매개변수들을 수신자판단특성곡선으로 분석하였으며 곡선 아래 면적을 구하였다. 결과: 다양한 분석방법으로 측정한 악성과 양성 병변의 섭취상수와 당대사율은 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 각 방법으로 구한 수신자판단특성곡선 아래 면적은 다음과 같다: $SUVglu:\;0.73,\;K_{pat}:\;0.66,\;MR_{pat}:\;0.77,\;K_{5p}:\;0.71,\;MR_{5p},\;0.73,\;K_{6p}:\;0.70,\;MR_{6p}:\;0.78.\;K_{pat} $와 $MR_{pat}$의 곡선 아래 면적은 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 결론: FDG PET 동적영상을 이용한 다양한 추적자 역학 분석 방법을 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 개발하였다. 표준섭취계수, 패트랙 도표 분석법, 3 구획 모형 분석법 둥에 의한 정략적 매개변수의 정확성은 유사헌 것으로 관찰되었다. 추적자 역학 분석 방법으로 얻어진 정량적 매개변수는 객관적 수치정보를 제공하므로써 FDG PET의 유용성을 증가시킬것으로 기대되며, 정량적 매개변수의 임상적 유용성을 밝히기 위해서는 활동성 염증, 과오종이나 기관지 세포암 확률이 낮은 환자군을 대상으로 한 추가 연구가 필요한 것으로 판단된다.