• Radiation Oncology Journal
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• 제32권2호
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• pp.84-94
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• 2014

Purpose: To quantify the cardiac dose reduction during breathing adapted radiotherapy using Real-time Position Management (RPM) system in the treatment of left-sided breast cancer. Materials and Methods: Twenty-two patients with left-sided breast cancer underwent CT scans during breathing maneuvers including free breathing (FB), deep inspiration breath-hold (DIBH), and end inspiration breath-hold (EIBH). The RPM system was used to monitor respiratory motion, and the in-house self respiration monitoring (SRM) system was used for visual feedback. For each scan, treatment plans were generated and dosimetric parameters from DIBH and EIBH plans were compared to those of FB plans. Results: All patients completed CT scans with different breathing maneuvers. When compared with FB plans, DIBH plans demonstrated significant reductions in irradiated heart volume and the heart $V_{25}$, with the relative reduction of 71% and 70%, respectively (p < 0.001). EIBH plans also resulted in significantly smaller irradiated heart volume and lower heart $V_{25}$ than FB plans, with the relative reduction of 39% and 37%, respectively (p = 0.002). Despite of significant expansion of lung volume using inspiration breath-hold, there were no significant differences in left lung $V_{25}$ among the three plans. Conclusion: In comparison with FB, both DIBH and EIBH plans demonstrated a significant reduction of radiation dose to the heart. In the training course, SRM system was useful and effective in terms of positional reproducibility and patient compliance.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제43권5호
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• pp.375-382
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• 2020

PET/CT is a medical equipment that detects 0.511 MeV of gamma rays. The radiation workers are inevitably exposed to ionizing radiation in the process of handling the isotope. Accordingly, PET/CT workers use syringe shields made of lead and tungsten to protect their hands. However, lead and tungsten are known to generate very high scattering particles by interacting with gamma rays. Therefore, in this study, we tried to find out the effect on the scattering particles emitted from the syringe shield. In the experiment, first, the exposure dose to the hand (Rod phantom) was evaluated according to the metal material (lead, tungsten, iron, stainless steel) using Monte Carlo simulation. The exposure dose was compared according to whether or not plastic is attached. Second, the exposure dose of scattering particles was measured using a dosimeter and lead. As a result of the experiment, the shielding rate of plastics using the Monte Carlo simulation showed the largest difference in dose of about 40 % in lead, and the lowest in iron, about 15 %. As a result of the dosimeter test, when the plastic tape was wound on lead, it was found that the reduction rate was about 15 %, 28 %, and 39 % depending on the thickness. Based on the above results, it was found that 0.511 MeV of gamma ray interacts with the shielding tool to emit scattered rays and has a very large effect on radiation exposure. However, it was considered that the scattering particles could be sufficiently removed with plastics with a low atomic number. From now on, when using high-energy radiation, the shielding tool and the skin should not be in direct contact, and should be covered with a material with a low atomic number.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권1호
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• pp.28-35
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• 2015

본 논문에서는 반복적 구성 기법과 관전류 노출자동조절 기법이 영상의 화질과 방사선량에 미치는 영향을 관상동맥 전산화단층촬영 혈관조영 영상(coronary computed tomography angiography, CCTA)을 대상으로 팬텀 실험에 기반하여 평가하고자 한다. 이를 위하여 미국 의학물리학회(American Association of Physics in Medicine) 표준의 성능 평가 팬텀을 320 다중검출열 CT로써 촬영하였다. 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp의 관전압에 있어서, 관전류 노출자동조절 기법은 저선량 목표 표준편차(SD=44)와 고선량(목표 표준편차=33)의 두 가지 설정으로써 촬영하였다. 재구성 변수로서는 필터보정 역투영(FBP)와 반복적 재구성 방법을 설정하여, 전부 12개의 재구성 영상을 획득하였다(12=3 (80, 100, 120 kVp)${\times}2$ (저선량(목표SD=44), 고선량(목표SD=33))${\times}2$ (필터보정역투영, 반복적 재구성). 영상의 화질은 잡음의 세기(표준편차), 변조전달함수, 대조대잡음비(CNR)에 의하여 평가하였으며, 관전압과 관전류 노출자동조절 기법에서의 목표 선량과 대소 및 재구성 기법의 선택이 화질과 방사선량에 미치는 영향을 관찰하였다. 반복적 재구성 기법은 필터보정역투영 기법보다 영상 잡음을 대폭 감소시켰으며 이는 저선량의 경우 더욱 뚜렷하였다. 즉, 잡음의 세기는 관전류 노출자동조절의 설정이 고선량 (목표SD=33)과 저선량(목표SD=44)인 경우, 각각 평균 38%와 평균 46% 감소하였다. 반복적 재구성 기법에 의하여, 변조전달 함수에 의한 공간적 해상도의 평가에 있어서 미약한 감소를 보였으나, 이로써 잡음 저감과 대조대잡음비(CNR)에 있어서의 현저한 개선을 상쇄할 정도의 영향에는 미치지 못 하였다. 결과적으로, 관상동맥 전산화단층촬영 혈관조영 영상의 획득에서 있어서, 반복적 재구성 기법과 관전류 노출자동조정 기법을 동시에 사용하는 것은 영상의 화질을 개선하면서 공간적 해상도의 저하 등 그 부작용은 최소화함으로써, 합리적으로 획득 가능한 한 최소한의 선량 (ALARA)의 원칙에 충실한 실제 임상적 효과를 의미한다고 기대할 수 있다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제41권3호
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• pp.209-214
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• 2018

The results of CBCT was obtained using image guided radiation therapy for radiation therapy in 5 prostate cancer patients. Using these results, we compared and evaluated the dose changes according to the treatment plan depending on the volume and position of bladder, rectum, and prostate. The 28 images of CBCT were acquired using On-Board Imaging device before radiotherapy. After the outline of bladder, rectum, and PTV, pCT images and CBCT images for radiotherapy were treated respectively. The volume of the bladder was increased by 105.6% and decreased by 45.2%. The volume of the rectum was increased by 30.5% and decreased by 20.3%. Prostate volume was increased by 6.3% and decreased by 12.3%. The mean dose of the rectum was higher in the CBCT than in the pCT, and V40 (equivalent to 40 Gy) of the bladder showed a reduction in all treatment regimens in the CBCT than in the pCT. Conformity treatment and homogeneity index of PTV showed better results in all treatment regimens using pCT than CBCT. It was found that the dose distribution of the pelvic internal organs varied greatly according to the patient 's condition and pretreatment.

• 핵의학기술
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• 제14권2호
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• pp.77-82
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• 2010

PET/CT 기기의 설치가 증가함에 따라 PET/CT 검사 시감쇄 보정을 위한 CT 검사 역시 증가하여 검사 과정에서 피폭 선량이 증가 되고 있어 의료 피폭의 저감 대책을 포함한 방사선 안전 관리의 체계적인 구축이 필요하다. 본 연구에서는 PET/CT 검사에서의 환자 선량 데이터베이스를 구축하여 환자 선량 저감을 위한 초석을 세우기 위해 CT 선량 측정 프로그램을 사용하여 CT를 사용한 투과 스캔 시 환자가 받는 CT의 예측 유효 선량을 비교 분석하였다. BIO40, BIO16, DSTe8 에서 $^{18}F$-FDG PET/CT 검사를 시행한 180명을 대상으로 하였다. 각 기기 별로 남, 여 30명씩 선량의 평균을 분석하였다. 자동 노출 제어 시스템으로 선량 조절 시 가장 큰 영향을 줄 수 있는 환자의 체중 별로 50 kg미만, 50-60 kg 미만, 60 kg 이상 세 집단으로 나누어 선량의 평균을 분석하였다. CT-Expo v1.7과 ImPACT v1.0을 사용하여 선량 측정을 한 값을 비교 분석하고 체중과 유효 선량의 상관관계를 분석하였다. BIO40에서 검사한 환자의 유효 선량을 CT-Expo v1.7과 ImPACT v1.0을 사용하여 예측하였을 때, 남자 환자 30명은 각각 $6.46{\pm}1.18$ mSv, $6.54{\pm}1.21$ mSv, 여자 환자 30명은 각각 $6.29{\pm}0.97$ mSv, $5.87{\pm}1.09$ mSv 이었다. BIO16 에서 검사한 환자의 유효 선량은 남자 환자 30명은 각각 $9.36{\pm}1.96$ mSv, $8.36{\pm}1.69$ mSv 여자 환자 30명은 각각 $10.02{\pm}2.42$ mSv, $8.43{\pm}1.89$ mSv 이었다. DSTe8에서 검사한 환자의 유효 선량은 남자 환자 30명은 각각 $9.36{\pm}1.96$ mSv, $9.74{\pm}2.55$ mSv, 여자 환자 30명은 각각 $9.05{\pm}2.27$ mSv, $9.19{\pm}2.29$ mSv 이었다. 각 기기에서 검사를 시행한 환자의 체중에 따른 환자의 선량을 비교하기 위해, BIO40에서 검사를 시행한 환자를 대상으로 하여 50 kg 미만, 50~60 kg 미만, 60 kg 이상으로 체중별로 세 개의 집단으로 나누어 환자 선량을 측정하였다. CT-expo v1.7로 측정을 하였을 때 각각 $6.05{\pm}1.77$ mSv, $6.18{\pm}1.05$ mSv, $6.80{\pm}1.06$ mSv이었고 ImPACT v1.0으로 측정했을 때 각각 $5.06{\pm}1.46$ mSv, $5.72{\pm}0.86$ mSv, $6.42{\pm}0.96$ mSv이었다. BIO16에서 검사를 시행한 환자를 대상으로 하여 50 kg 미만, 50-60 kg 미만, 60 kg 이상으로 체중 별로 나누어 환자 선량을 측정하였다. CT-Expo v1.7로 측정을 하였을 때 각각 $7.74{\pm}0.66$ mSv, $8.58{\pm}0.93$ mSv, $10.88{\pm}1.32$ mSv이었고 ImPACT v1.0으로 측정했을 때 각각 $6.60{\pm}0.54$ mSv, $7.45{\pm}0.69$ mSv, $9.43{\pm}1.11$ mSv이었다. DSTe8에서 검사를 시행한 환자를 대상으로 하여 50 kg 미만, 50-60 kg 미만, 60kg 이상으로 체중 별로 나누어 환자 선량을 예측하였다. CT-Expo v1.7로 측정했을 때 각각 $5.03{\pm}0.95$ mSv, $8.25{\pm}1.66$ mSv, $10.33{\pm}1.68$ mSv 이었고 ImPACT v1.0으로 측정했을 때 각각 $5.20{\pm}1.01$ mSv, $8.51{\pm}1.53$ mSv, $10.9{\pm}1.87$ mSv이었다. 체중과 유효 선량의 상관관계를 분석하였을 때 CT-Expo v1.7과 ImPACT v1.0에서 Pearson 정률 상관계수가 각각 0.743, 0.692으로 매우 강한 양의 상관관계가 있었다. 피폭 선량의 예측이 필요할 경우 이와 같은 상용화된 선량 평가 프로그램을 사용하면 Phantom 연구를 시행하지 않더라도 유효 선량의 예측 및 평가가 가능하고, CT 선량 관리를 위한 기초 자료를 수집하는데 활용 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한임상독성학회지
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• 제15권2호
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• pp.122-130
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• 2017

Purpose: To evaluate the effects of low-dose intravenous N-acetylcysteine on the prevention of contrast-induced nephropathy (CIN) in patients undergoing computed tomography (CT). Methods: All patients presenting to our emergency department and undergoing CT with intravenous contrast media between August 2014 and April 2016 were retrospectively enrolled. We included hospitalized patients with renal dysfunction [estimated glomerular filtration rate (GFR) between 30 and $89mL/min/1.73m^2$]. A 600-mg injection of N-acetylcysteine was given to patients once before and once immediately after CT, depending on the preference of physician. The primary outcome was CIN defined as an increase in creatinine level of ${\geq}25%$ or ${\geq}0.5mg/dL$ from the baseline within 48 to 72 hours after CT. A trained person blindly reviewed all medical records. Results: Of the 1903 admitted patients, CIN occurred in 9.8% of patients who received 1200 mg intravenous N-acetylcysteine (24/244) and 6.8% of patients who did not (113/1659, p=0.090). In a multivariable regression analysis, N-acetylcystine was not relevant to the prevention of CIN (odds ratio=1.42 [95% CI, 0.90-2.26]). Even in the stratified analysis using the propensity score matching, N-acetylcysteine was irrelevant (GFR 30-59: odds ratio=1.06 [95% CI, 0.43-2.60]; GFR 60-89: odds ratio=1.76 [95% CI, 0.75-4.14]). After adjustment, crystalloids were significantly associated with the reduction in CIN compared with dextrose water (odds ratio=0.60 [95% CI, 0.37-0.97]). Conclusion: No effect was found when low-dose intravenous N-acetylcysteine was used to prevent CIN. However, there seems to be an association between crystalloids and reduction in CIN.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.707-712
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• 2018

CT의 검사 건수는 크게 증가하고 있으며, 이에 따른 방사선 피폭도 늘어나고 있는 실정이다. 반복된 두부 CT검사는 수정체 및 갑상선에 영향을 줄 수 있다. 대부분의 병원에서는 두부 CT검사로 영상 정보 증가와 영상 질 향상에 대한 관심에 비해 주요장기 방사선 피폭에 대한 관심은 부족한 경향이 있다. 사용 프로토콜은 병원마다 다른 경향이 있고 업무과중으로 피폭선량을 고려할만한 여건은 부족한 편이다. 피폭감소를 고려한 저관전압 CT를 사용할 경우 임펄스 잡음이 발생한다. 본 연구에서는 잡음이 발생한 CT 영상에 대해 제안한 방법을 적용하여 화질 개선 정도를 분석하였다. 제안하는 영상개선 방법은 임펄스잡음후보 화소에 대해서만 총변량 최적화 방법을 적용하였다. 실험결과 에지 정보가 잘 보존되는 특징이 있었고 임펄스 잡음을 효과적으로 제거 할 수 있었다. 관전압과 회전시간에 따라 획득된 영상들에 대해서 매우 잘 작동하였다. 본 연구에서 제안하는 방법을 적용한다면 화질 걱정 없이 검사 프로토콜을 피폭 최저조건으로 설정하여 사용할 수 있고 CT에 적용시 도움이 될 것으로 판단한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.191-197
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• 2014

목 적 : CT simulation 시 고 밀도 인공물에 의해 발생된 metal artifact는 주변조직의 관찰능력 감소 및 CT number 변화에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 CT 촬영 시 Metal Artifact Reduction for Orthopedic implants(O-MAR)의 유용성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법 : CT simulator를 이용하여 Gammex phantom과 Rando phantom의 original 영상, 고 밀도 인공물을 삽입 후 획득한 non O-MAR 영상과 O-MAR 적용 영상을 획득하였다. CT 영상 평가를 위해 Gammex phantom CT 영상 내 5개 조직과 artifact 영향을 직접 받는 3개 지점에 관심영역(region of interest, ROI)을 각각 설정하고, CT number와 노이즈(standard deviation, SD)를 평균값으로 비교, 분석하였다. 고 밀도 인공물 주변조직의 CT number 변화에 따른 선량변화 확인을 위해 전산화치료계획시스템 Eclipse를 이용하여 Rando phantom CT 영상 3곳에 원기둥 체적을 형성하였다. 치료계획은 6 MV 광자선, 7개 조사면, 조사야 $15{\time}15cm$, 1회당 처방선량 100 cGy를 적용하여 수립하고 평균선량을 비교, 분석하였다. 두 실험 모두 original 영상을 기준으로 분석하였다. 결 과 : Gammex phantom을 이용한 영상평가 실험에서 각 영상별 5개 조직의 CT number 차이는 작았으며, artifact 영향을 직접 받는 3개 지점은 O-MAR 적용 시 original 영상과 유사하게 나타났다. 그리고 O-MAR 적용 시 8개 지점의 SD는 non O-MAR 영상보다 모두 감소되었다. Rando phantom을 이용한 선량변화 실험 또한 O-MAR 적용 시 original 영상과 유사하게 나타났다. 결 론 : O-MAR 적용 시 고 밀도 인공물 artifact로 인한 영상 왜곡 및 SD 감소로 영상의 질이 향상되었으며 CT number 보정에 유용하였다. 이는 체표윤곽도(contour) 생성 및 치료계획 수립에 이점이 있을 것이라 사료된다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제23권4호
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• pp.402-412
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• 2022

Objective: To evaluate the image quality and lesion detectability of lower-dose CT (LDCT) of the abdomen and pelvis obtained using a deep learning image reconstruction (DLIR) algorithm compared with those of standard-dose CT (SDCT) images. Materials and Methods: This retrospective study included 123 patients (mean age ± standard deviation, 63 ± 11 years; male:female, 70:53) who underwent contrast-enhanced abdominopelvic LDCT between May and August 2020 and had prior SDCT obtained using the same CT scanner within a year. LDCT images were reconstructed with hybrid iterative reconstruction (h-IR) and DLIR at medium and high strengths (DLIR-M and DLIR-H), while SDCT images were reconstructed with h-IR. For quantitative image quality analysis, image noise, signal-to-noise ratio, and contrast-to-noise ratio were measured in the liver, muscle, and aorta. Among the three different LDCT reconstruction algorithms, the one showing the smallest difference in quantitative parameters from those of SDCT images was selected for qualitative image quality analysis and lesion detectability evaluation. For qualitative analysis, overall image quality, image noise, image sharpness, image texture, and lesion conspicuity were graded using a 5-point scale by two radiologists. Observer performance in focal liver lesion detection was evaluated by comparing the jackknife free-response receiver operating characteristic figures-of-merit (FOM). Results: LDCT (35.1% dose reduction compared with SDCT) images obtained using DLIR-M showed similar quantitative measures to those of SDCT with h-IR images. All qualitative parameters of LDCT with DLIR-M images but image texture were similar to or significantly better than those of SDCT with h-IR images. The lesion detectability on LDCT with DLIR-M images was not significantly different from that of SDCT with h-IR images (reader-averaged FOM, 0.887 vs. 0.874, respectively; p = 0.581). Conclusion: Overall image quality and detectability of focal liver lesions is preserved in contrast-enhanced abdominopelvic LDCT obtained with DLIR-M relative to those in SDCT with h-IR.

• Korean Journal of Radiology
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• 제22권6호
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• pp.983-993
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• 2021

Objective: To investigate the image quality of ultralow-dose CT (ULDCT) of the chest reconstructed using a cycle-consistent generative adversarial network (CycleGAN)-based deep learning method in the evaluation of pulmonary tuberculosis. Materials and Methods: Between June 2019 and November 2019, 103 patients (mean age, 40.8 ± 13.6 years; 61 men and 42 women) with pulmonary tuberculosis were prospectively enrolled to undergo standard-dose CT (120 kVp with automated exposure control), followed immediately by ULDCT (80 kVp and 10 mAs). The images of the two successive scans were used to train the CycleGAN framework for image-to-image translation. The denoising efficacy of the CycleGAN algorithm was compared with that of hybrid and model-based iterative reconstruction. Repeated-measures analysis of variance and Wilcoxon signed-rank test were performed to compare the objective measurements and the subjective image quality scores, respectively. Results: With the optimized CycleGAN denoising model, using the ULDCT images as input, the peak signal-to-noise ratio and structural similarity index improved by 2.0 dB and 0.21, respectively. The CycleGAN-generated denoised ULDCT images typically provided satisfactory image quality for optimal visibility of anatomic structures and pathological findings, with a lower level of image noise (mean ± standard deviation [SD], 19.5 ± 3.0 Hounsfield unit [HU]) than that of the hybrid (66.3 ± 10.5 HU, p < 0.001) and a similar noise level to model-based iterative reconstruction (19.6 ± 2.6 HU, p > 0.908). The CycleGAN-generated images showed the highest contrast-to-noise ratios for the pulmonary lesions, followed by the model-based and hybrid iterative reconstruction. The mean effective radiation dose of ULDCT was 0.12 mSv with a mean 93.9% reduction compared to standard-dose CT. Conclusion: The optimized CycleGAN technique may allow the synthesis of diagnostically acceptable images from ULDCT of the chest for the evaluation of pulmonary tuberculosis.