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한국 정상인에서 연령에 따른 뇌혈류분포와 혈류예비능의 변화: Tc-99m HMPAO SPECT에 의한 연구 (Change of Cerebral Blood Flow Distribution and Vascular Reserve according to Age in Koreans Measured by Tc-99m HMPAO Brain SPECT)

  • 송호천;범희승;손혜경;정환정;민정준;김지열;이재태;문대혁;이희경
    • 대한핵의학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.247-261
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    • 1999
  • 목적 : Tc-99m HMPAO 아세타졸아미드(이하, ACZ) 부하 뇌관류 SPECT(이하 중재적 SPECT)는 뇌혈관 질환에서 조기진단, 수술 적응증 선별이나 방법 결정, 그리고 수술 효과 판정과 경과 관찰시 매우 유용하게 사용되고 있다. 중재적 SPECT의 정화한 해석과 진단율을 높이기 위해서는 정상인의 CVR 자료가 필요하지만 국내엔 이런 자료가 없다. 본 연구에서는 연령에 따라 뇌혈류분포와 혈류예비능이 차이를 보이는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 정상 지원자 34명을 대상으로 하였고, 남자 20명, 여자 14명이었으며, 평균연령은 $40.3{\pm}24.9$세, 범위는 4세에서 82세였다. 이들은 신경학적 검사상 특이 소견이 없었으며, 뇌혈관질환, 당뇨, 고혈압, 허혈성 심질환, 그리고 두부외상의 병력은 없었다. 중재적 SPECT는 Tc-99m HMPAO와 이중 헤드 회전형 감마카메라를 이용하여 휴식 및 ACZ부하 SPECT를 연속적으로 시행하여 감산영상을 얻는 방법을 사용하였다. Tc-99m HMPAO는 휴식 및 부하 모두 925 MBq을 주사하였다. ACZ(성인: 1 g, 소아: $250{\sim}500 mg$) 주사 후 23분째에 두 번째 Tc-99m HMPAO를 주사하고 10분 후 부하영상을 얻었다. 동일한 관심영역을 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽, 기저핵, 시상, 소뇌반구에 설정하여 평균 방사능계수를 얻었다. 정량적 지표로 R/L, R/Cbll와 R/WB를 사용하였다. 감산영상에서 구한 평균방사능계수를 상응한 휴식기 계수를 기준으로하여 백분율을 구하여 CVR 평가지표로 사용하였다. 모든 통계적 검정에서 통계적 유의성은 P값이 0.05 미만인 경우만 차이가 있다고 인정하였다. 결과: 한국 정상인에서 뇌혈류 분포는 전 연령에서 R/L의 대뇌반구의 평균 1.004에서 1.018로 좌우 대뇌반구간의 차이가 5%미만이었다. 각 연령군 모두에서 소뇌의 측정치가 가장 높았고, 기저핵과 시상은 가장 낮은 혈류분포를 보였다. 연령이 증가할수록 전두엽과 측두엽은 유의하게 감소하였고 후두엽과 시상부는 유의하게 증가하였다. 모든 연령에서 남녀간에 혈류분포의 차이는 없었다. CVR은 $29.9{\pm}12.9%$이었고, 소아에서는 CVR이 연령에 따라 유의하게 증가하여 10대 후반에 가장 높았다. $20{\sim}49$세 사이에는 서서히 감소하는 경향을 보였고, 50세 이상의 연령군에서 양측 전두엽, 좌측 두정엽, 그리고 우측 기저핵에서 나이가 들어감에 따라 의의있게 감소하였다. 평균 CVR이 여자에서 남자보다 높은 경향을 보였으나 통계학적으로 유의한 차이는 없었다. 결론: ACZ와 Tc-99m HMPAO을 이용한 감산법으로 CVR를 정량적으로 평가할 수 있었고, 한국 정상인에서 뇌혈류 분포와 CVR이 연령에 따라 변한다는 사실을 알 수 있었다.

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안와 주변 방사선 치료 시 수정체 피폭선량 감소를 위한 2차 차폐의 유용성 평가 (Usefulness assessment of secondary shield for the lens exposure dose reduction during radiation treatment of peripheral orbit)

  • 곽용국;홍순기;하민용;박장필;유숙현;조웅
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.87-95
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    • 2015
  • 목 적 : 안와 주변 방사선 치료 시 수정체 피폭선량감소를 위하여 사용된 2차 차폐 block의 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : Human phantom(Alderson Rando Phantom, The Phantom Laboratory, USA)을 사용하여 CT(Somatom Definition AS, Siemens, Germany) 모의촬영 후 전산화치료계획시스템(Pinnacle, PHILIPS, USA)을 통해 실제 치료와 유사한 IMRT치료계획을 실시하였다. 2차 차폐를 위하여 두께 3mm 지름 25 mm의 납판과 3 mm tungsten eye-shield block(Extra small size, Radiation Products Design, Inc, USA)를 사용하였으며, TPS(Treatment Planning System) 상의 lens dose와 모의치료 상의 lens dose를 OSLD로 측정 비교하였다. 또한, 5 cm 두께의 acrylic phantom에 동일한 조건의 2차 차폐물인 3 mm 납판과 tungsten eye-shield block을 사용하여 200 MU(6 MV, SPD(Source to Phantom Distance)=100 cm, $F{\cdot}S\;5{\times}5cm$)를 조사 및 측정하였으며, 조사야 밖의 누설선 및 투과방사선 영향을 제한시키고자 8 cm 납블럭(O.S.B: Outside Scatter Block)을 적용하여 위와 동일한 실험을 시행하였다. 조사야로부터 1 cm 이격하여 phantom 끝 옆면에 OSLD(Optically Stimulated Luminescence Dosimeter)를 부착하였고, eyelid의 두께에 해당하는 bolus 3 mm를 적용하였다. 결 과 : human phantom을 이용하여 IMRT 치료계획 상의 Lens dose와 실 측정치는 각각 315.9, 216.7 cGy가 측정되었고, 3 mm 납판과 tungsten eye-shield block으로 2차 차폐 후 각각 234.3, 224.1 cGy가 측정되었다. acrylic phantom을 이용한 실험 결과는 no block, 3 mm 납판, tungsten eye-shield block을 사용했을 때 5.24, 5.42, 5.39 cGy가 측정되었으며, 조사야 밖에 O.S.B를 적용하여 no block, 3 mm 납판, tungsten eye-shield block을 실험한 결과 각각 1.79, 2.00, 2.02 cGy가 측정되었다. 결 론 : 광자선 조사 시 critical organ을 보호하기 위하여 2차 차폐를 적용할 시에는 field 외부일지라도 헤드 누설방사선 및 collimator & MLC 투과방사선이 존재하므로 치료부위와 beam 방향에 따라 금속과 같은 높은 원자번호의 차폐물질이 critical organ근처에 있다면 선량 증가의 원인이 될 수 있다는 사실을 알 수 있었다. 따라서 피폭선량 감소를 위한 2차 차폐의 시도는 분명 의미가 있었으나 미 검증된 시도는 오히려 역효과를 가져올 수 있다는 사실을 인지하여 QA를 통해 목적에 부합하는 결과가 나오는지를 사전에 알아보아야 할 것이다.

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상악 치열의 치군 후방이동에 관한 3 차원 유한요소법적 연구 (THREE DIMENSIONAL FINITE ELEMENT ANALYSIS OF THE PHENOMENON DURING DISTAL EN MASSE MOVEMENT OF THE MAXILLARY DENTITION)

  • 신수정;장영일
    • 대한치과교정학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.563-580
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    • 1998
  • 치열의 치군 후방이동을 유발하는 교정력에 의해 발생되는 개개 치아의 초기 변위와 응력분포를 평가하고자 본 연구를 시행하였다. 유한요소법을 이용하여 상악 치아와 치근막, 그리고 치조골의 해부학적 형태와 생체적 특성을 컴퓨터로 재현하고 모형화된 브라켓을 부착한 3 차원 유한요소 모델을 형성하였다. 치열의 치군 후방이동에 사용되는 구외력과 II급 악간고무, ideal arch wire와 MEAW(Multiloop Edgewise Arch Wire), 그리고 호선에 부여된 tip back bend 에 의해 야기되는 치아 변위를 비교, 분석하였다 그리고 이러한 치료방법을 상악 제 2 대구치를 발거한 경우와 발거하지 않은 경우에 각각 적용하여 상악 제 2대구치 존재유무에 따른 치아이동 양상의 변화를 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 전치부 헤드기어에 의해 발생되는 치아변위는 후방 치체변위와 후방 경사변위, 그리고 수직변위 모두 치열 전방부에 집중되어 있었다. 2. Ideal arch wire에 II급 악간고무를 적용한 경우, 치아변위가 치열 전방부에 집중되었으나 ideal arch wire에 tip back bend를 부여하면 악간고무에 의한 견인력이 후방으로 전달되었다. 부여하는 tip back bend의 양이 증가할수록 전치부의 후방 치체변위와 설측 경사변위는 감소하였고 구치부의 후방 치체변위와 경사변위는 증가하였으며 II급 악간고무에 의한 전치부 정출이 감소하였다. 3. MEAW와 II급 악간고무를 적용한 결과, 치아변위 경향은 ideal arch wire와 II급 악간고무를 사용한 경우와 유사하였으나 작은 양의 치아변위와 함께 치열내 개개치아의 비교적 균등한 이동양상을 보였다. 4. 상악 제 2 대구치가 존재하는 유한요소 모델에 상악 제 1 대구치까지만 교정장치를 장착하고 후방이동을 시도한 결과 상악 제 1 대구치 치아이동이 감소하는 경향을 보였다.

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XCAT를 이용한 실시간 종양 위치 추적을 위한 비직교 스테레오 엑스선 영상시스템에서의 위치 추정 정확도 분석에 관한 연구 (Analysis on the Positional Accuracy of the Non-orthogonal Two-pair kV Imaging Systems for Real-time Tumor Tracking Using XCAT)

  • 정한성;김영주;오오성;이세호;전호상;이승욱
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제26권3호
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    • pp.143-152
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    • 2015
  • 본 연구에서는 두 개의 치료빔 가속기가 사용되는 구조에서 종양 위치 추적을 하는 두 쌍의 kV 영상시스템의 기하학적 설계 및 종양 위치 추적 정확도 분석을 목표로 하고 있다. 특히, 병변의 위치추적을 위한 수식 및 알고리즘을 수립하였고, 두 쌍의 kV 영상 시스템이 비직교 위치에 놓일 때 검출기 해상도가 종양 위치 추적 오차에 미치는 영향에 대해서 모의실험으로 분석하여 보았다. 병변의 위치추적을 위한 수식 및 알고리즘을 수립하기 위해서 각 엑스선원, 검출기 등의 절대좌표는 동차방정식을 이용하여 설정하였으며, 삼차원 상의 두 직선의 방정식을 통하여 병변의 절대위치를 찾아내도록 하였다. XCAT 프로그램을 이용한 모의실험을 통해서 영상 검출기의 해상도가 미치는 영향을 두 개의 kV 영상시스템의 각도에 따라서 분석하여보았다. XCAT 소프트웨어를 이용하여서 팬텀에 병변 추적을 위한 금속 기점 마커를 삽입하였고, CT projection 프로그램을 이용하여 각 kV 영상시스템의 각도별, 검출기의 해상도별 영상을 획득할 수 있다. 모의실험 결과, 두 kV영상시스템의 각도가 $90^{\circ}$에서 $50^{\circ}$까지는 검출기 해상도가 1.5 mm/pixel보다 고해상도 일 때 약 1 mm 이하의 위치 오차를 보였다. 하지만, 검출기의 해상도가 1.5 mm/pixel 이상으로 나빠질수록 오차가 약 1 mm 이상으로 나타날 뿐만 아니라 각도에 따른 오차의 변동이 컸다. 검출기의 해상도가 개선될 수록 그 각도별 오차의 변동이 줄어들고, $90^{\circ}$에서 가장 적은 오차가 발생 하는 것을 볼 수 있었다. 충분한 해상도의 검출기가 사용된다면 듀얼헤드 겐트리 시스템과 같이 공간적으로 제한된 방사선 치료기기에 두 개의 kV 영상시스템을 예각으로 설치하여도 된다는 결론을 도출할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 모의실험 방법론은 병변의 위치, 검출기의 특성, kV 영상 시스템의 기하학적 배치에 따른 종양추적 위치 추적시스템의 정확도를 분석하는 도구로서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

부분유방 방사선조사 시 저자기장이 선량분포에 미치는 영향 (Effect of Low Magnetic Field on Dose Distribution in the Partial-Breast Irradiation)

  • 김정인;박소연;이양훈;신경환;우홍균;박종민
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제26권4호
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    • pp.208-214
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    • 2015
  • 이 연구 목적은 부분유방 방사선조사 시 저자기장이 선량분포에 주는 영향을 조사하는 것이다. 11명의 초기 유방암 환자들이 뷰레이 시스템에서 38.5 Gy를 10회의 부분유방 방사선 조사 방법으로 치료를 받았다. 모든 치료계획은 저자기장이 있을 때와 없을 때의 선량분포를 각각 계산하고, 각 구조물에 대하여 선량과 용적의 차이값을 평가하였다. 치료계획용적에 대해서는 평균선량, 최소, 최대 선량 그리고 처방선량의 최소한 90%, 95%, 107%를 조사받는 용적을 각각 분석에 포함하였다. 정상조직장기 중 치료와 동일한 방향 폐는 평균선량, 20 Gy를 받는 용적을 평가하고, 반대방향의 폐는 평균선량만 평가하였다. 심장은 평균선량, 최대선량과 20 Gy를 받는 용적을 각각 평가하였다. 내 외각 껍질구조에 대해서는 평균선량, 최소, 최대 선량을 각각 평가하였다. 치료계획용적의 경우 저자기장에 의한 선량 분포의 영향은 최대 2%의 용적 변화, 4 Gy 선량 변화 차이를 보였다. 정상조직 장기에 대해서는 자기장에 의한 선량 분포의 영향은 발견되지 않았다. 내 외각 껍질구조에서 두 선량분포 계산에서 평균값의 차이는 작지만 평균선량의 차이가 유효하게 나타났다. 최소 선량 분석에서는 내 외각 껍질구조에서 차이가 없었다. 자기장에 의한 선량 분포의 영향은 외각 껍질구조에서 최대선량 값 분석에서 $5.0{\pm}10.5Gy$으로 나타났다. Co-60 빔을 이용한 세기조절 방사선치료계획의 부분유방 방사선조사 치료에서 0.35 T 저자기장에 의한 선량 분포 영향은 인체 내부에서는 크게 발견되지 않았다. 다만 인체 외부에서 선량 증가가 관찰되었고, 이는 치료시스템 헤드에서 발생되는 이차전자와 인체 표면 부근에서 산란된 이차전자가 자기장의 방향으로 이동하면서 선량 분포를 형성하고 있다.

게이트 심근관류 SPECT상 운동 유발성 기절심근을 보이는 환자의 운동부하 심전도, 관류 SPECT 및 심혈관 조영술 소견 (Characteristic Findings of Exercise ECG Test, Perfusion SPECT and Coronary Angiography in Patients with Exercise Induced Myocardial Stunning)

  • 안병철;서지형;배진호;정신영;박헌식;이재태;채성철;이규보
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.225-232
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    • 2004
  • 목적 : 관상동맥질환을 가진 환자에서는 운동부하 후 일시적인 심근기절로 인하여 좌심실의 벽운동이상과 좌심실구혈률 감소가 발생될 수 있다. 본 연구는 운동 후 좌심실기능저하를 보이는 환자와 그렇지 않은 환자의 관상동맥조영술과 운동부하 심근관류 SPECT소견을 비교분석 하고자 하였다. 대상 및 방법 : 운동부하심전도, 관상동맥조영술 및 심근관류 SPECT를 시행한 환자 중 게이트 SPECT로 구한 좌심실구혈률이 운동 후 5%이상 감소된 36명 (기절심근군)과 운동부하 후 좌심실구혈률 변화가 1%이하인 16명 (비기절심근군)을 대상으로 하였다. 답차를 이용한 운동부하중 심전도검사를 시행하고, 최대 운동부하시 Tc-99m MIBI 740MBq을 투여한 후 이중헤드 감마카메라(Vertex Plus, ADAC)로 부하 심근관류영상을 얻었다. 심혈관조영술은 위 검사로 부터 1개월내에 시행되었다. 결과 : 기절심근군은 비기절심근군에 비해 고콜레스테롤혈증의 빈도가 유의하게 높았으며(45.5 대 7.1%, p=0.01), 당뇨병의 빈도가 높은 경향을 가졌으며, 고혈압의 빈도는 낮은 경향을 가졌으나 통계적으로 유의하지 않았다. 비기절심근군에 비해 기절심근군에서 SPECT 검사상 관류결손의 범위 (18.2% 대 9.1%, p=0.029)와 정도 (13.5 대 6.9, p=0.04)는 더 컸으며, 가역성정도 (7.9 대 4.8, p=0.09)는 더 큰 경향을 가졌으며, 운동부하심전도상 허혈양성 소견의 빈도가 높은 경향을 가졌다(82.9% 대 64.3%, p=0.095). 심혈관조영술상 중증 ($80{\sim}99%$)의 관상동맥협착의 빈도가 높은 경향을 보였으나 (64.7% 대 35.7%, p=0.064), 다혈관질환의 빈도 (62.5% 대 46.2%, p=0.279), 협착정도 (75.8% 대 66.8%, p=0.468)에는 유의한 차이가 없었다. 기절심근군 중 관류결손이 발견되지 않았던 4명 (11.1%) 모두에서 유의한 관상동맥협착이 있었고 혈관재개통술이 시행되었다. 결론 : 운동부하로 5%이상의 좌심실구혈률의 감소를 보이는 환자는 그렇지 않은 환자에 비하여 심근관류 SPECT상 관류결손 크기와 정도가 크며, 가역성이 더 높은 경향을 나타내었으며, 혈관조영술상 관상동맥협착 정도가 중증인 경향을 가지고 있으며, 비록 관류 SPECT상 결손이 없더라도 관상동맥조영술상 혈관 재개통술이 필요할 정도의 유의한 협착이 있어, 이러한 환자에서는 적극적인 진단과 치료적 개입이 필요할 것으로 생각된다.

Performance Analysis of Implementation on IoT based Smart Wearable Mine Detection Device

  • Kim, Chi-Wook
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제24권12호
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    • pp.51-57
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    • 2019
  • 현재 군에서 운용하고 있는 지뢰탐지 방법은 다양하나 통상 야전에서는 육안탐지, 탐침에 의한 탐지, 탐지기에 의한 탐지, 기타탐지 방법 등으로 지뢰를 탐지하며, 탐지기에 의한 탐지방법은 GPR센서를 이용한 탐지기로 금속탐지는 가능하나 비금속탐지가 곤란하며, 탐지를 실시한 곳과 실시하지 않은 지역을 구분할 수 없고, 많은 인력과 시간이 낭비되는 문제점이 있으며, 사용자가 센서를 일정한 속도로 움직이지 않거나, 너무 빨리 움직이는 경우 지뢰를 정확히 탐지하기가 곤란하다. 따라서 이러한 단방향 초음파 센싱 신호를 이용한 지뢰탐지 오류의 문제점을 개선하고자 Human Body 안테나부, 메인마이크로프로세서 유닛부, 스마트안경부, 바디장착형 LCD모니터부, 무선데이터 송수신부, 벨트형 전원공급부, 블랙박스 카메라부, 보안통신 헤드셋부로 구성한 스마트 웨어러블 지뢰탐지 장치를 연구하였다. 이 연구결과를 토대로 IoT(Internet of Things) 기반으로도 지하에 있는 지뢰를 탐지할 수 있는 가능성을 확인하기 위해 실험을 진행하고자 한다. 본 논문은 서론, 실험환경 구성, 시뮬레이션 분석, 결론 순으로 구성 하였으며, 서론에서는 지뢰, 지뢰 탐지기, 연구진행 등 연구내용을 소개 하고, 실험 환경 구성은 야전과 동일한 환경과 매설방법을 기초로 M14폭풍형 대인지뢰, M16A1파편형 대인지뢰, M15 및 M19대전차 지뢰, 지뢰와 유사한 플라스틱 병, 알루미늄 캔으로 구성하였으며, 시뮬레이션 분석은 지뢰탐지 장치 구현 성능을 분석하기 위해 매트랩을 이용한 시뮬레이션을 진행하여, IoT 신호를 생성 및 전송하고, 각각의 수신된 신호를 분석하여 지뢰의 탐지 성능을 확인한 후 IoT 기반 지뢰탐지 알고리즘 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하여 지하에 있는 지뢰를 탐지할 수 있는 가능성을 IoT기반으로 입증하려고 한다.

GEANT4를 이용한 정위적 사이버나이프 선량분포의 계산과 측정에 관한 연구 (Monte Carlo Study Using GEANT4 of Cyberknife Stereotactic Radiosurgery System)

  • 이충일;신재원;신헌주;정재용;김연래;민정환;홍승우;정수미;정원균;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권2호
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    • pp.192-200
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    • 2010
  • 사이버나이프 치료에서 사용하는 소조사면은 전자평형의 부재와 급격한 선량 경사도(Steep dose gradients), 그리고 광자와 전자들의 스펙트럼 변화 요인으로 인하여 소조사면 광자선 선량 측정은 일반적인 치료의 측정보다 좀더 어렵고 복잡하다. 본 연구에서는 다이오드 검출기를 이용한 측정값과 GEANT4를 이용한 계산값을 비교하고 정확한 선량 전달을 위한 측정 선량의 검증 도구의 한 종류로 GEANT4의 유용성을 입증하고자 한다. 사이버나이프 몬테카를로 모델을 개발하는데 있어 두 단계로 진행하였다. 첫 번째 단계는 선형가속기 헤드(treatment head) 시뮬레이션과 이를 통한 광자 에너지 스펙트럼의 계산이었고, 두 번째 단계는 5, 10, 20, 30, 50, 60 mm의 여섯 개 원형 조사면에 대한 물팬텀속에서의 깊이선량율의 계산이었다. 그리고 출력인수(Relative output factors)에 대한 계산은 5 mm부터 60 mm까지 총 12가지 조사면에 대해 수행되었으며 그 결과를 다이오드 검출기를 이용한 측정값과 비교하였다. 가로선량분포(Profiles)의 경우 5, 10, 20, 30, 50, 60 mm의 6가지 조사면에 대해 계산이 이루어졌고 깊이는 1.5, 10, 20 cm의 세 가지 깊이에 대해 수행되었다. 깊이선량율의 계산값을 측정값과 비교한 결과 평균 2% 미만의 오차를 보여 임상에서 허용 가능한 결과를 얻었다. 조사면 출력인자의 경우에 조사면 직경 7.5 mm 이상에서 3% 이내의 오차를 보였으나 직경 5 mm 조사면에서는 6.9%로 높은 오차를 보였다. 가로선량분포에서 20 mm 이상의 조사면에서는 2% 미만의 오차를 보였고 그 이하의 조사면에서는 3.5% 미만의 오차를 보였다. 본 연구에서는 소조사면 사이버나이프 측정을 위한 선량분포 계산을 GEANT4 코드를 사용하여 다이오드 측정 결과와 비교하였다. 다이오드와의 측정 비교 결과 5 mm 조사면을 제외한 나머지 조사면들에 대해 오차 0.2~0.6% 내의 만족할만한 결과를 얻었다. 향후 소조사면에서 정확성을 가지는 Gafchromic 필름 등 다른 측정기와 비교를 통하여 그 정확성이 평가된다면 이 GEANT4의 선량분포 계산 방법은 소조사면을 이용하는 사이버나이프 방사선치료에서 정확한 선량 전달을 위한 측정 선량의 검증 도구의 한 종류로 사용할 수 있을 것으로 예상한다.

3D OSEM 재구성 법에서 반복연산(Iteration) 횟수와 부분집합(Subset) 개수 변경에 따른 영상의 질 평가 (The Evaluation of Reconstructed Images in 3D OSEM According to Iteration and Subset Number)

  • 김동석;김성환;심동오;유희재
    • 핵의학기술
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    • 제15권1호
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    • pp.17-24
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    • 2011
  • 현재 핵의학 분야에서는 디지털 컴퓨터의 급속한 발전 및 응용으로 인해 FBP 법의 대용으로 OSEM 알고리즘과 같은 고속 영상 재구성 알고리즘이 널리 이용되고 있다. 그 동안 여러 연구에서 파라미터 변경에 따른 OSEM 재구성 영상 질 변화에 대한 평가가 이루어져 왔으나, 어떠한 파라미터를 적용할 지에 관해서는 명확하게 정해진 것은 없다. 본 연구에서는 3D beam modeling을 적용한 3D OSEM 재구성 법에서 iteration 횟수와 subset 개수 변경에 따른 영상의 질 변화를 팬텀 실험과 환자 데이터을 통해 확인하고자 한다. 환자 데이터는 2010년 8월부터 9월까지 본원 핵의학과에서 Brain SPECT를 시행한 환자 5명을 대상으로 연구 분석하였다. 영상은 물과 $^{99m}Tc$ (500 MBq)을 균등하게 혼합한 Jaszczak 팬텀을 이용하여 Siemens사의 이중 헤드 감마 카메라 Symbia T2에서 획득하였다. 환자 데이터는 영상 재구성 시 환자 데이터와 팬텀 데이터 모두 iteration 횟수는 1, 4, 8, 12, 24, 48회, subset 개수는 2, 4, 8, 16, 32개로 변화를 주며 각각의 영상을 재구성하였다. 재구성된 각각의 영상에서 대조도와 영상의 잡음 정도를 가늠하기 위한 변이계수, FWHM을 산출하여 비교하였다. 팬텀 데이터와 환자 데이터에서 영상의 대조도와 공간해상력은 iteration 횟수와 subset 개수의 증가에 따라 모두 선형적으로 증가하는 경향을 나타냈으나 변이계수는 두 파라미터의 증가에 따라 향상되는 경향을 보이지 않았다. Projection 시간에 따른 비교에서도 Projection 당 10초, 20초, 30초 영상에서 모두 영상 대조도와 FWHM은 iteration 횟수와 subset 개수 증가에 따라 선형적으로 향상되는 결과를 나타냈으나 변이계수는 향상되는 경향을 보이지 않았다. 본 실험을 통해 3D beam modeling을 적용한 3D OSEM 재구성 법 영상에서도 기존의 1D와 2D OSEM 재구성 법과 같이 iteration 횟수와 부분집합 개수 증가에 따라 향상하는 영상 대조도의 선형적 관계를 확인할 수 있었다. 하지만 이는 단순한 팬텀 실험과 일부 환자 데이터 만으로 얻은 결과이고, 실제 임상에서는 보다 구조적으로 복잡한 대상과 다양한 변수들이 존재 가능하기 때문에 본 실험의 데이터만을 바탕으로 이를 일반화하기에는 무리가 있으며 차후 실험들을 통해 3D OSEM 재구성 법에 대한 평가가 추가로 이루어져야 할 것이다.

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1-Day Protocol을 사용하는 Brain Perfusion SPECT에서 LEUR 콜리메이터의 유용성 (The Usefulness of LEUR Collimator for 1-Day Basal/Acetazolamide Brain Perfusion SPECT)

  • 최진욱;김수미;이형진;김진의;김현주;이재성;이동수
    • 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.

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