• Biomedical Engineering Letters
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• 제8권4호
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• pp.383-392
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• 2018

For prompt gamma ray imaging for biomedical applications and environmental radiation monitoring, we propose herein a multiple-scattering Compton camera (MSCC). MSCC consists of three or more semiconductor layers with good energy resolution, and has potential for simultaneous detection and differentiation of multiple radio-isotopes based on the measured energies, as well as three-dimensional (3D) imaging of the radio-isotope distribution. In this study, we developed an analytic simulator and a 3D image generator for a MSCC, including the physical models of the radiation source emission and detection processes that can be utilized for geometry and performance prediction prior to the construction of a real system. The analytic simulator for a MSCC records coincidence detections of successive interactions in multiple detector layers. In the successive interaction processes, the emission direction of the incident gamma ray, the scattering angle, and the changed traveling path after the Compton scattering interaction in each detector, were determined by a conical surface uniform random number generator (RNG), and by a Klein-Nishina RNG. The 3D image generator has two functions: the recovery of the initial source energy spectrum and the 3D spatial distribution of the source. We evaluated the analytic simulator and image generator with two different energetic point radiation sources (Cs-137 and Co-60) and with an MSCC comprising three detector layers. The recovered initial energies of the incident radiations were well differentiated from the generated MSCC events. Correspondingly, we could obtain a multi-tracer image that combined the two differentiated images. The developed analytic simulator in this study emulated the randomness of the detection process of a multiple-scattering Compton camera, including the inherent degradation factors of the detectors, such as the limited spatial and energy resolutions. The Doppler-broadening effect owing to the momentum distribution of electrons in Compton scattering was not considered in the detection process because most interested isotopes for biomedical and environmental applications have high energies that are less sensitive to Doppler broadening. The analytic simulator and image generator for MSCC can be utilized to determine the optimal geometrical parameters, such as the distances between detectors and detector size, thus affecting the imaging performance of the Compton camera prior to the development of a real system.

• 대한핵의학회지
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• 제33권1호
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• pp.65-75
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• 1999

목적: 종양 환자의 평가에 있어서 초고에너지 조준기를 장착하여 511 keV에 적용시킨 감마카메라로 FDG 전신 평면 영상(FDG W/B scan)을 얻어 충분한 정보를 얻을 수 있는지 알아보고 동시에 같은 카메라로 동시계수 회로를 이용한 양전자 방출 단층촬영(FDG CoDe PET)을 실시하여 그 결과를 비교하였다. 대상 및 방법: F-18 FDG를 이용하여 초고에너지 조준기와 동시계수 양전자 방출영상에 대해 각각 팬텀 실험을 실시하였고, 악성종양이 의심되거나 진단된 환자 14명을 대상으로 FDG 전신 평면 영상과 양전자 방출 단층 영상을 얻어 방사선학적 검사, 임상적 추적관찰, 조직학적 검사 등과 비교하였다. 결과: 평면 영상에서는 해상력 13.1 mm, 민감도 2638 cpm/MBq/ml, 동시계수 영상에서는 공간 해상력 7.49 mm, 민감도 5351 cpm/MBq/ml로 측정되었다. FDG CoDe PET에서 14명의 환자 중 8명에서 FDG의 섭취가 있었다. 두 방법 모두에서 FDG 섭취가 없었던 병변은 모두 CT에서 1 cm 이하 였으나 한 예에서 2 cm 크기의 전이성 림프절을 찾지 못하였다. FDG 섭취를 보였던 병변은 모두 CT상 1.5cm 이상이거나 여러 개가 모여 있는 병변이었다. FDG W/B scan은 FDG CoDe PET와 거의 비슷한 결과를 보였으나 위음성과 위양성이 1예씩 더 있었다. FDG CoDe PET에서 보였던 다수의 폐 결절과 간 결절들이 FDG W/B scan에서 한 예를 제외하고는 모두 발견되었다. 결론: 감마카메라에 의한 FDG 영상들은 악성 종양의 감별, 병기 결정, 추적검사 등에 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 간주되며, SPECT 카메라가 널리 보급되어 있으므로 FDG 전신 평면영상과 동시계수 양전자 방출영상은 서로 보완적으로 쓰이면서 FDG의 지역 분배 공급을 통해 기존의 PET를 대신하여 FDG를 이용한 더 많은 임상적 이용 및 영상진단을 가능하게 할 것이다.

• 대한핵의학회지
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• 제35권6호
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• pp.398-400
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• 2001

The authors report a case of unsuspected myocardial ischemia detected during CoDe FDG PET (coincidence detection fluorodeoxyglucose positron emission tomogram) which was performed for the evaluation of a solitary pulmonary nodule. Camera-based FDG PET without attenuation correction often reveals false defect in the inferior wall of the left ventricle in normals due to excessive attenuation. However, this asymptomatic patient had increased uptake in the inferior wall suggesting ischemic myocardium. The scan finding was confirmed by Tl-201 myocardial SPECT and coronary angiogram. The patient then underwent successful PTCA of mild RCA and right ventricular branch followed by right upper lobectomy for small cell lung cancer.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제47권5호
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• pp.642-649
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• 1999

연구배경: 비소세포폐암의 림프절의 병기 결정은 치료 및 예후 결정에 매우 중요하나 정확한 병기 결정에는 많은 어려움이 있다. 야에 저자들은 최근에 개발된 CoDe PET의 림프절 병기 결정에 대한 유용성을 알아보고자 하였다. 방 법: 1998년 2월부터 1999년 6월까지 아주대학교병원에 내원하여 원발성 비소세포폐암으로 진단되어 치료를 시행하였던 환자 21예를 대상으로 하였다. 수술적 술전 폐암의 병기 결정을 위하여 흉부 전산화단층촬영, 복부 초음파검사, 전신 골주사 촬영, CoDe PET를 시행하였다. 대상 환자들의 수술후 병리학적 병기를 기준으로 하여서 CoDe PET로 결정된 림프절 병기의 민감도, 특이도, 양성 예측도, 음성 예측도, 정확도를 분석하였다. 결 과: 21예의 비소세포폐암중 20예에서 원발 종괴에 $^{18}FDG$가 섭취되었으며 위음성이 1예가 있었다. 림프절 병기에 있어 전체 21예중 13예에서는 병리학적 병기와 일치하였다. 병리학적 N0는 14예이었으며 CoDe PET의 N0에 대한 특이도는 64.3%이었다. N1 림프절에 대한 민감도는 83.3%, 특이도는 73.3%, 양성 예측도는 55.6%, 음성 예측도는 91.7%, 정확도는 76.2%이였다. N2 림프절에 대한 민감도는 60.0%, 특이도는 87.5%, 양성 예측도는 60.0%, 음성 예측도는 87.5%, 정확도는 90.0%이었다. 병리학적으로 그 크기가 측정된 림프절 29개중 암세포의 침윤이 있었던 림프절은 6개이었으며 이중 3개의 림프절은 CoDe PET에 국소 섭취로 나타났다. 위음성으로 나타난 3개의 림프절은 그 크기가 모두 1cm 이하였으며, 양성으로 나타난 림프절의 크기는 각각 1.1cm, 1.0cm, 0.5cm이었다. 크기가 1cm 이상이나 암세포의 침윤이 없었던 12개의 림프절중 1예에서만 위양성으로 나타났다. 5예에서는 위양성 소견을 보였는데 이중 1예는 폐결핵에 의한 육이종을 관찰할 수 있었으며, 1예는 pneumoconiosis, 1예는 anthracosis이었다. 결 론: CoDe PET는 크기가 1.5cm 이상의 림프절에 대한 음성 예측도가 비교적 높기 때문에 N3 림프절의 확대가 있는 비소세포폐암에서 CoDe PET를 시행하여 국소 섭취가 없는 경우에는 수술적 치료를 고려해 볼 수 있으리라 생각된다. 또한 CoDe PET는 아직 개발 단계에 있어서 향후 보다 더 발전된 영상을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.