• 제목/요약/키워드: Medical phantom

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양전자방출단층촬영(PET)에서 회전 핀선원과 투과 및 방출 동시 영상 방법을 이용한 감쇠보정 방법 특성에 관한 고찰 (An Assessment of Post-Injection Transmission Measurement for Attenuation Correction With Rotating Pin Sources in Positron Emission Tomography)

  • 이정림;최용;이경한;김상은;지대윤;신승애;김병태
    • 대한핵의학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.533-540
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    • 1995
  • 정량적인 PET 영상에서는 감쇠보정이 매우 중요하며 가장 정확한 방법은 투과스캔을 관심부위에 실시하여 측정된 감쇠보정영상을 만들고, 이를 같은 부위에서 실시한 방출 영상의 재구성에 적용하는 것이다. 기존의 방법은 투과스캔 후에 추적자가 섭취되기까지 장시간이 경과된 후 방출스캔을 하므로 PET스캐너의 효율적 사용에 제한이 있었다. 따라서, 스캔시간을 단축하고 촬영중 환자가 움직일 가능성을 최소화시켜 영상의 질을 개선하고 PET스캐너의 효율을 높이기 위하여, 추적자를 주사한 후 투과 및 방출스캔을 동시에 실시하여, 투과스캔에서의 측정치를 왜곡시키는 방출계수를 빼주는 T+E 감쇠보정 방법을 실행하였다. 배후에는 F-l8 fluoride ion $0.4{\mu}Ci/cc$의 방사능을 가진 물을 실린더 모형(5750 cc)에 채우고, 목적물을 나다내는 1개의 삽입물 실린더(276 cc)에는 F-18 fluoride ion $4.3{\mu}Ci/cc$의 방사능을 주입하고 공기를 주입한 삽입물 실린더와 테플론으로 이루어진 삽입물 실린더를 사용하여 T+E 방법의 특성을 고찰하였다. 투과용선원으로 Ge-68(10 mCi) 회전 핀선원을 사용하여 5시간 동안에 T+E 스캔을 5분, 10분, 20분, 방출스캔을 20분씩 교대로 5차례 실행하여 투과 및 방출영상이 최종 방출영상에 미치는 오차를 측정하였다. T+E 스캔으로 감쇠보정한 방출영상과 기준 투과영상으로 감쇠보정한 방출영상을 비교하면, 목적물의 방사능이 $1.0{\mu}Ci/cc$일 경우 T+E 감쇠보정 방법의 오차는 2.6%이었으며 이 오차는 목적물의 방사능이 줄어들수록 더욱 감소하였다. 또한, T+E 방법으로 구성된 방출영상의 노이즈는 기준 투과스캔 방법으로 보정된 영상에 비하여 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러므로, 회전 핀선원과 투과 및 방출 동시 영상 방법을 사용하여 정확한 감쇠보정을 할 수 있었으며 이 방법은 임상 PET 영상에서 환자당 스캔시간을 줄임으로써, 환자의 움직임으로 인하여 발생할 수 있는 오차를 최소화하여 PET 스캐너의 효율을 높일 수 있었다.

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환부 부착용 거즈의 Bolus Effect에 관할 고찰 (The Consideration of Bolus Effects of Games Attached on Lesion area)

  • 박주영;주상규;박용철;한영이;신은혁;박영환
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.51-56
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    • 2004
  • 상처 보호를 위해 환부에 부착하는 거즈가 체표 선량(skin dose) 및 심부 선량(최고 선량)에 미치는 영향을 조사하여 표재성 종양의 방사선 치료 시 bolus의 대용으로 이용 가능한지 알아보고자 한다. 4MV Photon(CL600C, Barian, US)을 대상으로 폴리스틸렌 팬톰(25(W) X25(L) X 40(H) cm3)과 평형 평판형 전리함(Markus chamber, PTW, US)을 이용하여 환부 부착용 거즈의 두께와 재질을 변화시키면서 체표선량 및 심부선량을 측정하였다. 거즈의 두께는 5장, 10장, 15장을 대상으로 하였으며 재질은 순수 거즈와 바셀린을 도포한 거즈를 구분하여 측정하였다. 또한 bolus 사용 시와 비교하기 위해 동일한 조건에서 bolus 0.5, 1.0 cm을 대상으로 표면선량 및 심부 선량을 측정하여 비교 분석하였다. 최고 선량점을 기준으로 체표 선량은 open beam일 경우 $34.78\%$, 거즈 5장, 10장, 15장 부착 시 각각 69, 80, $91\%$로 거즈 두께와 함께 증가하였다. 또한 바셀린 거즈 5장, 10장, 15장 부착시 각각 98, 100, $98\%$의 결과치가 나왔다. 한편, 0.5 cm bolus와 5장의 거즈를 조합하였을 때의 체표선량은 $96\%$로 측정되었다. 방사선 치료 시 체표에 부착한 거즈는 산란체로 작용하여 심부 선량의 변화 없이 체표선량을 증가시키는데 크게 기여하였다. 그러나 체표에 최고 선량을 조사하기 위해서는 많은 두께(약 15장 이상)의 거즈를 필요로 한다. 또한 바셀린 및 bolus의 사용으로 이러한 목적은 쉽게 얻을 수 있지만 심부 선량의 변화로 선량 계산 시 이에 대한 보정이 필요하다. 따라서 측정치를 기초로 목표 체표 선량과 환자의 setup효율성을 고려한 적절한 조건을 찾는다면 bolus대용으로 거즈를 이용하는 것이 치료의 효율성을 높이는데 도움이 될 것으로 사료된다.

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치료 장비 별 표면 선량 비교평가 (Evaluation of surface dose comparison by treatment equipment)

  • 최은하;윤보름;박병석;안예찬;박명환;박용철
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제34권
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    • pp.31-42
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    • 2022
  • 목 적: 본 연구는 6MV-FFF(Flattening Filter Free) 에너지를 사용하는 Tomotherapy, Halcyon, True-Beam 장비를 이용하여 가상의 표적 용적에 대한 표면 선량 값을 측정, 비교평가하고자 한다. 대상 및 방법: IMRT 팬텀(IBA, Germany)을 이용하였으며 표면 선량 측정의 정확도를 높이기 위해 without bolus, 0.5 cm bolus, 1 cm bolus 총 세 가지 조건으로 전산화 단층촬영을 시행하였다. 가상의 표적 깊이에 치료 계획 용적(Planning Target Volume, PTV)을 설정하고 1회, 200 cGy로 치료 계획을 각각 수립하였다. 표면 선량 측정은 Gafchromic EBT3 필름을 전산화 치료 계획과 동일한 구간에 위치시켜 10회 반복 측정한 뒤 분석하였다. 결 과: 각 장비 별 실험 결과 without bolus, 0.5 cm bolus, 1 cm bolus 순서로 표면 선량 측정값의 평균은 Tomotherapy에서 115.2±2.0 cGy, 194.4±3.3 cGy, 200.7±2.9 cGy로 확인되었고, Halcyon에서 104.7±3.0 cGy, 180.1±10.8 cGy, 187.0±10.1 cGy로 확인되었으며, TrueBeam에서 92.4±3.2 cGy, 148.6±5.7 cGy, 155.8±6.1 cGy로 확인되었다. 세 가지 조건에서 모두 치료 계획 시스템과 동일하게 Tomotherapy, Halcyon, TrueBeam 순으로 높게 측정되었다. 결 론: Tomotherapy와 Halcyon에서 TrueBeam 장비에 비해 표면 선량이 높게 측정되었다. 치료 부위와 치료 목적에 맞춰 장비 별 특성이 고려된다면 치료 효율성의 증가뿐 아니라 환자의 치료 만족도도 높아질 것으로 사료된다.

인체 표면 통신을 위한 TM31 고차 모드 반원-링 인체 부착형 마이크로스트립 패치 안테나 설계 (Design of a TM31 Higher Order Mode Half Circular-Ring Microstrip Patch Antenna for On-Body Communications)

  • 탁진필;전재성;김선우;최재훈
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.491-503
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    • 2014
  • 본 논문에서는 모노폴과 같은 방사특성을 갖고 인체 표면 간 통신을 위한 $TM_{31}$ 고차 모드 반원-링 마이크로스트립 패치 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 단락 핀을 이용하여 $TM_{31}$ 고차 공진 모드를 형성하였고, 평면형임에도 불구하고 모노폴과 같은 방사특성을 갖는다. 패치안테나의 좁은 대역폭을 확장하기 위해 $TM_{31}$ 모드 C-형 반링 패치를 반원 패치에 인접시켰으며, 소형화를 위해 half mode를 사용하였다. 인체 착용환경을 고려하여 마이크로스트립 라인을 이용하여 급전하였다. 제안된 안테나는 ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 2.45 GHz 대역(2.4~2.485 GHz)에서 $0.25{\lambda}_0{\times}0.46{\lambda}_0{\times}0.025{\lambda}_0$의 크기를 갖고, 2.38~2.49 GHz에서 4.24 %의 10-dB 반사손실 대역폭을 갖는다. 인체의 영향을 고려하기 위해 2/3 근육-등가 반고체형 모의인체를 제작하고, 이를 이용하여 안테나에 미치는 인체의 영향을 분석, 검증하였다. 또한, 실제 인체 상황에서 제안된 안테나를 통해 인체 표면 간 링크의 통신 성능 분석을 위한 실험을 수행하였다.

BSF와 PSF를 이용한 TAR 비교

  • 박재홍;지영훈;오영기
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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    • pp.40-40
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    • 2003
  • 목적 : 현재 국내에서 사용중인 Co-60 원격치료용 방사선 조사장치의 경우 tissue air ratio(TAR)는 조사 표면에서 최대 선량을 가지는 back scatter factor(BSF)를 적용하여 구한 값을 사용하고 있는데, 실제로 Co-60 원격치료용 방사선 조사장치의 최대선량 깊이는 조사 표면이 아니라, 조사 표면에서 0.5cm 떨어진 거리에서 최대 선량을 나타내므로, BJR 25 에서 권장하는 값인 peak scatter factor(PSF)를 이용해 구한 값이 더 정확한 값으로 사료되기 때문에 이를 본 실험을 통해 검증하고자 하였다. 대상 및 방법 : 방사선 종양학과에서 치료용으로 사용하고 있는 Co-60 원격치료용 방사선 조사장치를 대상으로 하였다. BSF 는 Khan이 저술한 The Physics of Radiation Therapy의 부록에 제시된 값을 사용하였으며, PSF와 TAR를 구하기 위해 물 팬톰(water phantom), Farmer형 이온 챔버(ion chamber), 전기계(electrometer)를 사용하였다. PSF와 TAR를 구하기 위해서 몇 가지 측정을 하였다. 먼저, 공기 중에서 챔버를 SSD=80.5cm에 고정시킨 후, 방사선을 조사하여 선량을 측정하고, 깊이에 따른 선량을 알아보기 위해, 물 팬톰 내에 챔버를 SSD=80cm 고정시킨 후, 물을 서서히 채워가면서 5$\times$5cm, 10$\times$10cm, 15$\times$15cm, 20$\times$20cm, 30$\times$30cm의 field size에 대해서, 물의 깊이가 0.5cm-2cm 까지는 0.5cm 단위로 선량을 측정하고, 물의 깊이가 2cm-l4cm까지는 1cm단위로 선량을 측정하였다. 측정된 선량을 이용하여 PSF를 구하고 난 후, BJR 25에서 제시한 PSF와 비교를 하였고 TAR은 Khan이 제시한 변환식에 PSF를 대입하여 알아보았다. 기존의 TAR과 PSF를 이용해 구한 TAR을 측정하여 구한 TAR과 비교하였다. 결과 : BJR25에서 제시한 PSF와 본 실험에서 측정하여 얻은 PSF를 비교한 결과, field size가 5$\times$5cm, 10$\times$10cm, 15$\times$l5cm, 20$\times$20cm인 경우, 측정하여 얻은 PSF가 0.8%, 0.2%, 0.4%, 0.2%로 약간 높지만, 두 값은 매우 유사한 것으로 나타났다. 그리고, 기존의 BSF를 이용해 구한 TAR과 BJR 25에서 권고하는 PSF를 이용해 구한 TAR을 비교한 결과 field size 에 따라 약 1%-1.5% 정도로 BSF를 이용하여 구한 TAR보다 PSF를 이용하여 구한 TAR이 1.3% 정도 높게 나타났지만, 이것은 두 값의 절대적인 차이일 뿐, 실제로는 PSF를 이용하여 구한 TAR이 측정해서 구한 TAR과는 매우 유사한 값을 보여주고 있다. 결론 : 기존의 BSF를 이용해 구한 TAR과 PSF를 이용해 구한 TAR을 비교하였을 때, 약 1.3% 정도 높게 내고 있지만, 기존의 TAR보다는 PSF를 이용해 구한 TAR이 BJR 25와 잘 일치하고 있으므로 Co-60 원격치료용 방사선 조사장치를 사용할 경우 BSF보다는 PSF를 사용하는 것이 타당한 것으로 사료된다.

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몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 X선 의료영상 획득 시 산란선 발생 영향 연구 (The Study on Scattered Radiation Effects According to Acquisition of X-ray Imaging using Monte Carlo Simulation)

  • 박지군;강상식;양승우;허예지;김교태
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.549-555
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    • 2018
  • 방사선 영상 기술은 피사체의 조성 및 두께에 따라 변화되는 X선의 흡수계수 차이를 기반으로 형성되는 대조도를 영상화하는 기술로서 영상 검출기에 입사하는 1차선 뿐 만 아니라 산란선이 영상 품질에 큰 영향을 미친다. 이에 본 연구에서는 피사체 두께, 조사야 변화에 따라 발생하는 산란선이 영상 품질에 미치는 영향을 고찰하고자 몬테카를로 시뮬레이션을 통하여 FSR 및 SPR 분석을 수행하였다. 연구 결과, 피사체 두께에 따른 FSR은 최대 15.3%p, SPR은 2.00 ~ 4.54로 분석되었으나, 조사야 변화에 대해서는 일정한 값을 유지하는 것으로 분석되었다. 이러한 결과를 바탕으로 피사체 두께는 영상 품질에 영향을 미치는 인자로서 고려되어야 하지만, 조사야는 영상 품질에 영향을 미치지 못하는 인자임을 검증하였다. 이러한 본 연구 결과는 영상 품질 개선을 위한 산란선에 대한 기초 자료로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

챔퍼 매칭(Chamfer Matching) 알고리즘을 활용한 모의치료 영상과 포탈(Portal) 영상의 비교, 분석 (The Application of Chamfer Matching Algorithm to the Error Analysis of a Treatment Field between a Simulation Image and a Portal Image)

  • 송주영;나병식;정웅기;안성자;남택근;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제14권3호
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    • pp.189-195
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    • 2003
  • 방사선 치료시 치료계획과 실제 치료가 정확히 일치하고 있는 지를 확인하기 위해 수행하는 모의치료 영상과 포탈 영상과의 비교, 분석은 방사선 치료의 정확도를 보장하기 위한 중요한 과정이다. 본 연구에서는 이와 같은 모의치료 영상과 포탈 영상의 비교 및 오차의 정량적 분석을 위해 영상정합 방법의 하나인 챔퍼 매칭 알고리즘을 적용한 분석 프로그램을 개발하여 그 정확성과 타당성을 분석하였다. 가상의 포탈 영상을 사용하여 분석 알고리즘의 정확도를 분석한 결과, 이동에서 평균 0.64 mm, 회전에서 평균 0.32 $^{\circ}$, 스케일에서 평균 1.61% 이내의 오차를 보여 그 정확성을 입증하였고, 인체 모사 팬텀을 대상으로 한 실제 포탈 영상에서도 이동에서 평균 1.55 mm, 회전에서 평균 0.80 $^{\circ}$, 스케일에서 1.72% 이내의 오차를 보여, 본 연구에서 개발한 분석 프로그램의 타당성을 검증하였다. 본 연구를 통해 모의치료 영상과 포탈 영상의 비교, 분석에 있어 챔퍼 매칭 알고리즘을 적용할 수 있음을 확인하였으며, 개발한 분석 프로그램은 필름을 기반으로 한 모의치료 영상과 포탈 영상의 비교와 오차의 정량적 분석에 효율적으로 사용 될 수 있을 것으로 사료된다.

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자기공명분광에서 비균질 자장보정에 관한 평가 (Evaluations of Inhomogeneous Shimming in $^1$H MR Spectroscopy)

  • Choe, Bo-Young;Baik, Hyeon-Man;Suh, Tae-Suk;Lee, Hyoung-Koo;Chun, Heung-Jae;Shim, Kyung-Sub
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제11권1호
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    • pp.73-83
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    • 2000
  • 본 연구에서는 양성자 자기공명분광법을 이용하여 대사물질의 양적 비율 산출시 비균질한 자장보정의 영향을 정량평가하였다. 점분해분광법과 자극반향 획득법을 사용하여 대사비율의 변화상수를 전신 1.5T 자기공명장비, 기존 분석방법에 의해 평가하였다. 통게학적 분석방법으로 선형계측방법을 사용하여 P d값을 산출하였다. 결과로서 N-acetylaspartate (NAA)/ creatine (Cr)과 NAA/ choline (Cho) 비율은 긴 TE와 짧은 TE 값에 대해 낮은 COV 값은 나타낸 반면 Cho/Cr과 Cr/Cho 비율은 높은 COV 값을 나타냈다. NAA/Cr과 Cho/Cr 그리고 NAA/Cho과 Cr/Cho 비율은 긴 TE와 짧은 TE 값에 대해 상당한 긴밀한 P값을 나타냈다. (P < 0.0001 and P < 0.0001; P = 0.015 and P = 0.005). 반면 Cho/NAA과 Cr/NAA은 통게Gkr적 유의성이 발견되지 않았다. (P = 0.159; P = 0.910). 본 연구 결과에 의해서 NAA/Cr과 NAA/Cho 비율은 자기공명분광 비율산출에서 자기보정에 관계없이 가장 유용한 방법으로 나타났다. 결론적으로 Cr과 Cho는 정확한 정량측정시 가장 유용한 대사물질로 나타났다.

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표피로 부터 buildup 영역까지 흡수되는 암치료용 방사선의 선량분석 (Analysis of dose from surface to near the buildup region in the therapeutic X-ray beam)

  • Vahc, Young-Woo
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제6권2호
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    • pp.41-50
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    • 1995
  • 암치료용 방사선 (15 MV의 에너지를 갖는 광자선) 속에 있는 흡수선량과 불순전자 또는 산란 광자에 관한 분포를 광자선 면적 크기에 따른 변화와 광자선 면적을 반만 차폐시킨 선속에 대하여 연구 조사하였다. 광자선의 에너지를 15MV로 주어질때 광자선 최대 흡수깊이 $d^{max}$ 값은 광자선의 면적을 증가시키면 시킬수록(5$\times$5 에서 30$\times$30$\textrm{cm}^2$)d$_{max}$ 값은 감소된다. 이는 광자선 즉 방사선을 발생시키는 가속기 기계 속에 있는 여러 부품 (flattening filter, collimator jaws, tray holder,……)과 상호작용하여 형성된 불순전자로 인하여 d$_{max}$ 값이 표피쪽으로 이동되어 buildup 영역에 높은 선량흡수를 갖게 된다. 최대 흡수깊이 값을 계산할 때 이러한 현상을 고려하지 않으면 그릇된 data 값을 갖는다. 대부분의 불순 전자는 광자선 중심에 주로 분포하며 그 진행거리는 30.0mm 이하의 짧은 거리를 갖는다. 이 불순전자가 30.0mm이내(즉 buidup 영역)에 전부 흡수되므로 buidup 영역은 높은 선량흡수를 갖게되어 해를 주게된다. 그러므로 이러한 불순전자를 제거시키므로서 buidup 영역에 낮은 선량 흡수를 갖을 뿐 아니라 d$_{max}$ 값도 역시 깊은 곳까지 이동시켜 치료에 효과적인 방법 이 창출된다.

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방사선수술을 위한 노발리스 품질관리 프로토콜 개발 (Development of Novalis Quality Assurance Protocol for Radiosurgery)

  • 이동준;이경남;이석;이상훈;김대홍
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권1호
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    • pp.99-112
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    • 2010
  • 국내에서 방사선치료를 위한 선형가속기 품질관리 프로토콜은 많이 개발되어 왔지만 선형가속기를 기반으로 하는 방사선수술장비의 품질관리 프로토콜 개발은 현재까지 거의 이루어져 있지 않고 있다. 이에 본 연구는 선형가속기 기반 일체형 방사선수술장비인 노발리스의 정확도 및 정밀도를 유지하기 위하여 일간, 주간, 월간, 연간에 주기적으로 시행하여야 하는 노발리스 품질관리 프로토콜을 개발 하고 품질관리 상태의 종합적 확인을 할 수 있는 해부학적 팬텀을 제작하였다. 이를 위하여 국내외의 선형가속기를 이용하는 방사선수술 품질관리 프로토콜의 수집 및 분석을 통해 필수적인 품질관리항목과 각 항목의 허용치를 정하였다. 노발리스 품질관리 항목은 기계적 정확도 부분과 방사선 전달 부분의 2가지로 분리하고 기계적 정확도 부분은 방사선발생 장치부, 보조장치부, 그리고 미세다엽 시준기부의 3가지 부분으로 방사선 전달부분은 치료 중심점 평가와 선량학적 평가의 2가지 부분으로 나누어 작성하였다. 최종적으로 노발리스 품질관리 유지를 위하여 시행하여야 하는 일간, 주간, 월간, 연간의 노발리스 품질관리 항목 표를 완성하였다. 완성된 노발리스 품질관리항목 표는 노발리스가 방사선수술에 적합한 정확도 및 정밀도를 유지하는데 필요한 지표로서 기여 할 수 있을 것이라 생각된다.