• 디지털융복합연구
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• 제10권2호
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• pp.249-254
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• 2012

인체조직등가 팬텀과 유리선량계를 활용하여 최근 임상에서 사용되고 있는 이용 128채널 MDCT과 4채널 MDCT의 복부 촬영시 피폭선량과 획득영상의 화질을 평가하였다. 복부 CT 검사 시 흡수선량은 4-MDCT에서 $35.8{\pm}0.46mGy$, 128-MDCT에서 $19.03{\pm}0.25mGy$로 나타나 진단에 의미있는 영상을 획득하는데 필요한 방사선량은 128-MDCT가 적게 요구되는 것으로 나타났다(P<0.05). MDCT를 이용한 복부 검사에서 획득한 영상을 Likert 5점 척도로 분석한 결과 4-MDCT 경우가 3.52점의 결과를 보였으며, 128-MDCT경우 4.01점의 결과를 나타내어 128-MDCT의 영상의 질이 높게 평가되었으며 통계적으로도 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 이상의 결과에서 128-MDCT는 방사선피폭량을 줄일 수 있고 높은 영상의 질을 얻을 수 있어 향후 많은 이용이 될 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권1호
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• pp.53-60
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• 2015

목 적 : 본 연구는 3D 프린터를 이용하여 전립샘부위 팬텀을 제작하고 생체내선량측정(In-vivo dosimetry)을 통해 그 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 전립샘암 환자의 3차원 치료체적을 바탕으로 3D 프린터(3D EDISON+, Lokit, KOREA)를 이용하여 전립샘과 직장의 체적을 동일하게 모사한 팬텀을 제작하고, 컴퓨터단층촬영(Lightspeed CT, GE, USA)을 통해 팬텀영상을 획득하였다. 전립샘암 환자의 체적과 팬텀의 체적을 비교 한 후, 전산화치료계획시스템(Eclipse version 10.0, Varian, USA)을 이용하여 치료계획을 설계하였다. 팬텀 내 측정지점인 방광(Bladder), 전립샘(Prostate), 직장 위벽(Rectal anterior wall), 직장 아래벽(Rectal posterior wall)의 임의의 지점에 모스펫검출기(Metal OXIDE Silicon Field Effect Transistor, MOSFET)를 위치시켜 선량 측정값과 치료계획을 비교분석 하였다. 결 과 : 전립샘과 직장풍선의 환자체적은 각각 30.61 cc, 52.19 cc 이고, 팬텀체적은 31.12 cc, 53.52 cc로 각 체적의 차이는 3% 미만으로 확인되었다. 모스펫검출기의 정밀도는 3%이내로 측정되었고 선량의 변화에 따라 상관계수 R2 = 0.99 ~ 1.00 의 선형성을 보였다. 네 곳의 측정 지점을 치료계획된 선량과 비교한 결과 방광 1.4%, 전립샘 2.6%, 직장 위벽 3.7%, 직장 아래벽 1.5%로 나타났고 모스펫검출기의 정밀도를 고려한 선량측정의 정확성은 5% 이내로 평가되었다. 결 론 : 본 실험을 통해 3D 프린터를 이용하여 제작한 전립샘 부위 팬텀은 체적의 차이 3% 미만으로, 인체를 모사하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다. 제작된 팬텀을 이용한 생체내선량측정은 모스펫검출기의 정밀도를 고려하더라도 방광, 전립샘, 직장 위벽, 직장 아래벽의 모든 측정점에서 5% 이내의 정확도로 수행 할 수 있었다. 따라서 3D 프린트를 이용해 제작된 전립샘 부위 팬텀은 생체선량측정을 하는데 있어 매우 유용하였으며 향후 환자에게 직접 적용하기 어려운 부위를 팬텀으로 대체 제작하여 생체내선량측정이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.284-292
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• 2019

소아 흉부 CT 검사 시 방사선 피폭을 최소화 하면서 진단적으로 가치가 높은 영상을 얻기 위해서 Helical mode, High-pitch mode, Volume Axial mode를 적용하여서 선량, 검사시간, 화질을 비교하여 유용성을 평가하고자 한다. Revolution(GE Healthcare, Wisconsin USA)을 이용하여 PBU-70팬텀을 Helical mode, High-pitch mode, Volume Axial mode로 각각의 그룹으로 나누어서 관전압 80kVp, 조건으로 30회 검사를 실시하였다. 영상을 획득 한 후에 각각의 영상에 심장(Heart), 뼈(Bone), 폐(Lung), Back-ground air에 ROI를 설정하고 CT number(HU)와 noise(SD)값을 측정하여 평균값을 구하고 SNR과 CNR을 측정하였고, 장비에서 직접 제공하는 DLP값 비교하였다. 통계적인 유의성을 확인해보기 통계 분석은 SPSS 21.0을 사용하여 ONE-WAY-ANAOVA를 시행하였다. 본 실험을 통해 검사 시 volume axial mode 사용 시 가장 적은 선량으로 영상의 화질 저하 없이 빠른 시간에 검사가 가능하였다. 16cm의 detector coverage 가 모든 소아 흉부 CT검사에 적용하기에 제한점이 있으나 가능한 소아환자에 있어 적극적인 활용을 추천하며 volume axial mode의 다른 검사부위 적용에 대한 지속적인 연구가 필요하리라 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권1호
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• pp.7-15
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• 2019

목 적: 본 연구에서는 lung SBRT가 적용되는 작은 계획 표적 용적(PTV)에 처방 선량이 정확히 전달되는지 실험을 통하여 알아보고자 한다. 치료계획 시스템에서 계산된 선량분포와 실험을 통하여 필름에 측정된 선량분포를 비교 분석하여 정확성을 평가해보고, 폐 실질 조직 내에서 계획 표적 용적의 margin 유용성 평가를 하고자 한다. 대상 및 방법: CT 촬영으로 얻은 Rando phantom 3D 영상의 우측 폐에 직경 2, 3, 4, 5 cm인 가상의 구 표적을 만들어 계획 표적 용적에 처방선량의 95 %가 전달될 수 있도록 6MV-FFF VMAT Arc 2개로 치료계획을 수립하였으며, Eclipse TPS와 동일한 위치에서 선량 비교하기 위해서, 필름을 가상 표적의 회전중심점에 횡단면 방향으로 삽입하고 방사선을 조사하였다. Dose profile을 Eclipse에서 획득하고, 측정값과 계산값을 비교하기 위해 Center point에서의 절대 선량값을 계산하였으며, off-axis 선량 분포를 얻어 RMSE, Coverage ratio 등 비교 인자를 통해 상대 선량 및 선량분포를 비교 분석하였다. 결 과: 직경 2, 3, 4, 5 cm 크기별로 center point에서의 %difference 값은 직경 2 cm에서 -4.65 %로 가장 차이가 큰 값을 보였고, 직경 5 cm일 때 -1.46 %로 가장 차이가 작은 값을 보였다. RMSE값은 직경 2 cm일 때 3.43으로 가장 큰 값을 보였고. 직경 5 cm일 때 2.85로써 가장 작은 값을 보였다. 표적 커버리지를 비교하기 위해 처방선량 95 %가 들어가는 용적의 길이($D_{95}$)를 구하였고, 직경 2 cm일 때, TPS와 필름에서 각각 2.02 cm, 1.86 cm로 커버리지 비율이 92 %로 나타났고 가장 큰 차이를 보였다. 또한 계획 표적 용적 100% 이내에 들어가는 평균선량($D_{mean}$)을 비교했을 때, 직경 2 cm 인 경우 측정 평균선량이 95.72 %로 가장 낮은 값을 보였다. 결 론: 본 연구에서는 실험을 통하여 작은 계획 표적 용적에 처방 선량이 충분히 전달되는지 알아보았다. 실험 결과 모든 비교 인자에서 직경 2 cm인 용적이 가장 큰 차이를 보였다. 이는 표적 용적 중심에서의 선량 감소가 주요인이라 판단된다. 따라서 선량계산 시스템에서 저밀도 조직 내의 작은 용적 치료 계획시 2 mm 이상의 마진(margin)을 더 두거나, 치료 계획 최적화(optimization)시 최대선량을 제한하지 않는 방법으로 표적 내 중심 선량을 높일 수 있을 것이라 사료된다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제25권9호
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• pp.833-842
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• 2024

Objective: To assess the effect of a new lung enhancement filter combined with deep learning image reconstruction (DLIR) algorithm on image quality and ground-glass nodule (GGN) sharpness compared to hybrid iterative reconstruction or DLIR alone. Materials and Methods: Five artificial spherical GGNs with various densities (-250, -350, -450, -550, and -630 Hounsfield units) and 10 mm in diameter were placed in a thorax anthropomorphic phantom. Four scans at four different radiation dose levels were performed using a 256-slice CT (Revolution Apex CT, GE Healthcare). Each scan was reconstructed using three different reconstruction algorithms: adaptive statistical iterative reconstruction-V at a level of 50% (AR50), Truefidelity (TF), which is a DLIR method, and TF with a lung enhancement filter (TF + Lu). Thus, 12 sets of reconstructed images were obtained and analyzed. Image noise, signal-to-noise ratio, and contrast-to-noise ratio were compared among the three reconstruction algorithms. Nodule sharpness was compared among the three reconstruction algorithms using the full-width at half-maximum value. Furthermore, subjective image quality analysis was performed. Results: AR50 demonstrated the highest level of noise, which was decreased by using TF + Lu and TF alone (P = 0.001). TF + Lu significantly improved nodule sharpness at all radiation doses compared to TF alone (P = 0.001). The nodule sharpness of TF + Lu was similar to that of AR50. Using TF alone resulted in the lowest nodule sharpness. Conclusion: Adding a lung enhancement filter to DLIR (TF + Lu) significantly improved the nodule sharpness compared to DLIR alone (TF). TF + Lu can be an effective reconstruction technique to enhance image quality and GGN evaluation in ultralow-dose chest CT scans.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.1-9
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• 2023

전산화단층촬영조영술(computer tomography angiography, CTA)의 최적 화질을 위한 서로 다른 요오드 농도와 스캔 매개변수를 적용하여 필터 보정 역투영 (filtered back projection, FBP), 혼합형 반복재구성 (hybrid-iterative reconstruction, hybrid-IR) 및 딥러닝 재구성 (deep learning reconstruction, DLR)의 화질적 특성을 정량적으로 평가하였다. 320행 검출기 CT 스캐너에서 지름 19 cm의 원통형 물 팬텀 가장자리에 있는 다양한 요오드 농도 (1.2, 2.9, 4.9, 6.9, 10.4, 14.3, 18.4 및 25.9 mg/mL)의 팬텀을 스캔하였다. 각각의 재구성 기술을 사용하여 획득한 데이터는 노이즈 (noise), 변동 계수 (coefficient of variation, COV) 및 평균 제곱근 오차 (root mean square error, RMSE)을 통해 영상을 분석하였다. 요오드의 농도가 증가할수록 CT number 값은 증가하였지만 노이즈 변화는 특별한 특성을 보이지 않았다. 다양한 관전류 및 관전압에서 FBP, adaptive iterative dose reduction (AIDR) 3D 및 advanced intelligent clear-IQ engine (AiCE)에 대해 요오드 농도를 증가할수록 COV는 감소하였고 요오드 농도가 낮을 때는 재구성 기술 간의 COV 차이가 다소 발생하였지만, 요오드 농도가 높아짐에 따라 그 차이는 미약한 결과를 보였다. 또한, AiCE에서는 요오드 농도가 높아질수록 RMSE는 감소하지만 특정한 농도 (4.9 mg/mL) 이후에는 RMSE가 오히려 증가 되는 특성을 보여주었다. 따라서 최적의 CTA 영상 획득을 위해 재구성 기술에 따른 요오드 농도의 변화 및 다양한 관전류 및 관전압의 스캔 매개변수의 특성을 고려하여 환자 스캔을 해야 할 것이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.233-242
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• 2014

본 논문에서는 전산화 단층검사 시 방사선 투과 물질로 방사선량을 흡수하여 피폭 선량을 감소시키는 물질로 알려진 차폐용 Bismuth(비스무스)와 CARE kV(Automated Dose-Optimized Selection of X-ray Tube Voltage)을 사용하여 유용성을 평가하였다. 방사선 감수성이 높은 기관인 수정체(안와), 갑상선, 가슴(유방), 생식기의 선량 감소 효과와 각 기관의 심부선량 차폐 효과를 평가하기 위해 Rando Phantom과 유리 선량계를 이용하여 Bismuth 사용 전 후와, CARE kV의 적용에 따른 선량 감소 효과를 비교해 보았다. 그 결과, 뇌혈관 검사 시 CARE kV을 단독 설정한 검사 방법의 선량이 가장 적었으며, CARE kV 사용여부에 따라 63%의 선량 감소 효과가 있었다. 경동맥 검사 시 CARE kV+Bismuth의 설정 방법에서 선량이 13% 증가하였다. 심혈관 검사 시 CARE kV+Bismuth의 설정 방법이 31% 선량 감소 효과가 있었다. 하지 혈관 검사 시 Bismuth 전체의 설정 방법이 가장 선량이 적게 측정되었지만, 영상 평가 기준에 부적합 하였다. CARE kV을 설정한 검사 방법과는 약 9%의 선량 감소 효과가 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권2호
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• pp.137-144
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• 2010

64 multi-detector computed tomography (MDCT)에서 두개부의 과도한 선량이 문제가 되어 고정관류기법과 관전류 자동노출조절(automatic exposure control, AEC) 기법을 이용하여 선량 감소 정도를 비교 평가하고자 한다. 연구에 사용한 장비는 Siemens사의 SOMATOM Definition 64 multi-detector CT를 이용했으며, Whole body phantom (KUPBU-50, Kyoto Kagaku CO. Ltd)의 두개부를 사용했다. 실험 protocol은 helical scan 방식을 적용하여 120 kVp, rotation time은 1 sec, slice thickness와 increment는 각각 5 mm, FOV는 250 mm, matrix size는 $512{\times}512$, collimation은 $64{\times}0.625\;mm$, pitch는 1로 조사하였다. 선량감소효과의 측정방법은 관전류를 350 mAs로 고정한 방법과 AEC 기법을 적용한 방법으로 나누어 평가하였으며, 영상품질은 CT number의 표준편차를 이용하여 영상의 잡음을 측정하였다. 이 때 두개부(craniofacial bone)는 머리덮개뼈(calvaria) 끝부분에서 눈썹활(superciliary ridge)까지를 1구역, 논썹활 아래부터 코가시점(acanthion)까지를 2구역, 그리고 코가시점 아래부터 턱(mentum)끝까지를 3구역으로 정의하여 측정하였다. 고정관류기법에서 구역별로 CTDIvol은 57.7 mGy였으며, DLP는 $640.2\;mGy{\cdot}cm$로 동일하였다. AEC 기법을 적용한 1구역은 CTDIvol: 30.7 mGy, DLP: $340.7\;mGy{\cdot}cm$, 2구역은 CTDIvol: 46.5 mGy, DLP: $515.0\;mGy{\cdot}cm$, 그리고 3구역은 CTDIvol: 30.3 mGy, DLP: $337.0\;mGy{\cdot}cm$으로 나타났다. 영상품질을 나타내는 CT number의 표준편차는 1구역에서 고정 관류기법은 2.6, AEC 기법은 3.0, 2구역에서 고정 관류기법은 3.1, AEC 기법은 3.4, 3구역에서 고정 관류기법은 2.7, AEC 기법은 3.2으로 측정되었다. 64 MDCT에서의 AEC 기법은 기존의 고정관류법에 비해 안구, 이하선 그리고 갑상선 부위에 대해 큰 선량 감소효과가 나타났으며, 두개부의 방사선량을 감소시키는데 매우 유용한 기법으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.169-176
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• 2018

목 적 : Bolus 적용 유, 무와 치료기에 따른 피부 선량을 측정, 비교하여 Malignant Fungating Wound와 같이 높은 피부 선량을 요구하는 경우 피부 선량 증가 목적으로 Co-60 ViewRay 치료계획의 임상 적용 가능성을 검토하였다. 대상 및 방법 : 표면선량을 측정하기 위해 Rando phantom을 이용하여 좌측유방 중심부를 기준으로 2.5 cm 격자 배열의 9개의 내측 측정지점과, 유방과 피부와 접하는 상하, 좌우 4개의 외측 측정지점을 포함한 총 13개 측정지점을 표시하였다. CT를 촬영을 하여 Eclipse와 ViewRay-TPS를 통해 각각의 치료계획을 수립하였으며, 좌측유방 V2Gy = 95 %가 전달되도록 Fixed beam-IMRT 치료계획을 수립하였다. 측정 전 QED 검출기를 교정하였으며 Phantom에 표시된 13개의 측정지점에 QED 검출기를 위치시켜 각 치료계획 별 표면선량을 True-beam과 View-ray를 이용하여 5 mm Bolus 적용 전과 후, 각각 3회 측정하여 비교하였다. 결 과 : 5 mm Bolus를 적용 전 Co-60 Viewray와 선형가속기의 표면선량은 $76.8%{\pm}5.2%$ vs. $67.3%{\pm}7.5%$로 나타났으며, 5 mm Bolus 적용 후 표면선량은 각각 $87.6%{\pm}8.9%$ vs. $80.3%{\pm}10.2%$로 측정되었다(p<0.001). 결 론 : 각 치료기의 표면선량 측정결과, Co-60 ViewRay는 Bolus를 사용하지 않았음에도 불구하고 표면 선량이 일반 5 mm Bolus를 사용한 6 MV 선형가속기의 95.6 % 수준 달하는 것을 확인하였다(p<0.001). 또한 매 회 치료마다 자기공명영상을 이용하여 피폭 문제없이 치료 부위 변화를 관찰할 수 있어 적응형 치료계획을 수립하기 쉽고 피부 선량 확보가 수월하므로, 크기 변화가 빠르고 높은 피부선량을 요구하는 Malignant Fungating Wound 환자의 경우 Co-60 ViewRay가 선형가속기에 비해 유용할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제16권1호
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• pp.57-65
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• 2004

서론 : 폐암환자의 방사선치료계획 시 불균질 조직 보정(inhomogeneity correction)을 평가하기 위해 폐(lung), (bone) 그리고 뼈를 고정시키기 위해 사용하는 고밀도 물질인 steel 등을 포함한 불균질 조직 보정 팬텀(inhomogeneity correction phantom, ICP)을 자체 제작하였다. 이를 이용하여 방사선치료계획시스템에서 불균질조직 보정 알고리듬에 따른 값들을 비교하고, 또한 실제 측정된 값과 비교, 분석하여 불균질 조직에 따른 선량계산 변화를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : 영상획득은 전산화단층촬영영상장치(CT, Volume zoom, Germany)와 자체 제작한 불균질 조직 보정팬텀(ICP, pig's vertebra, steel(8.21 g/cm3), cork(0.23 g/cm3))을 사용하였다. 방사선치료계획시스템으로는 Marks Plan(2D)과 XiO(CMS, USA, 3D)를 사용하였고, 측정값과의 비교를 위해서는 선형가속기(CL/1800, Varian, USA)와 이온전리함을 사용하였다. 전산화단층촬영영상장치로부터 획득한 영상을 이용하여 방사선치료계획장치에서 관심점(interest point, IP)에서의 점선량(point dose)과 선량분포를 얻고, 이와 동일한 조건에서 측정을 수행한 후 비교, 분석하였다. 그리고 불균질 조직 보정 알고리듬 사용 유무에 따른 차이와 방사선치료계획장치가 가지고 있는 다양한 불균질 조직 보정 알고리듬 간의 차이도 비교하였다. 결 과 : 불균질 조직 보정 팬텀 내 관심지점에 대한 측정치와 방사선치료계획장치에서 얻은 균질과 불균질 보정된 값을 비교한 결과 폐 제1지점에서의 측정치와 불균질 보정값의 오차는 2D에서 $0.8\%$, 3D에서 $0.5\%$, 스틸 제1지점에서의 측정치와 불균질 보정값의 오차는 2D에서 $12\%$, 3D에서 $5\%$의 오차를 보이나 보정을 하지 않은 값과 측정치의 오차는 각각 $16\%,\;14\%$의 오차가 나는 것을 알 수 있었다. 또한 2D에서 보다는 3D에서의 값들이 오차가 적은 것으로 나타났다. 결 론 : 방사선치료계획 시 조직 내 밀도에 따른 보정이 반드시 이루어져야 하며 보다 정확한 치료계획을 위해서는 2차원 방사선치료계획용 시스템보다는 3차원 방사선치료계획용 시스템을 사용하는 것이 정확한 보정이 가능한 것을 알 수 있었다. 그리고 불균질 조직 보정 알고리듬 간에도 차이가 있어 실제 측정을 통해 가장 적합한 불균질 조직 보정 알고리듬을 선택하는 것이 필수적이라 할 수 있다. 향후 열형광선량계와 필름 선량계를 통한 비교, 분석이 추가적으로 수행되어야 할 것으로 사료된다.