• 제목/요약/키워드: Phantom experiment

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Co-60 빔에서 액체 전리함의 이온 수집 효율 결정 연구 (Determining Ion Collection Efficiency in a Liquid Ionization Chamber in Co-60 Beam)

  • 최상현;김찬형
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제25권1호
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    • pp.46-52
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    • 2014
  • 액체 전리함은 공동 전리함과 달리 감응매질이 물 등가물질로 이루어져 있어서, 감도가 매우 높아서 충분히 작게 만들 수 있기 때문에 기준 조사면 뿐만 아니라 소조사면의 선량 평가에 유용하다는 장점이 있지만, 이온 재결합 손실 계산에 있어 초기 재결합과 일반 재결합을 모두 고려해야 하므로, 사용상에 어려움이 따른다. 본 연구에서는 연속 빔인 코발트 60 빔에서 PTW사의 microLion 액체 전리함을 이용하여 Greening 이론식과 이선량률법 및 다른 실험을 이용하여 수집효율을 구하고, 비교하는 연구를 수행하였다. 이는 코발트 장비인 Theratron 780과 물팬톰을 이용하여 수행하였으며, 선량률에 따른 microLion 전리함의 전하량을 측정하기 위해 0.6 cc 공동 전리함을 같은 조건에서 동시에 측정하였다. 이때 선량률의 범위는 0.125~0.746 Gy/min이였으며, 각 선량률에서 +400, +600 및 +800 전압에 대하여 액체 전리함을 이용하여 전하량을 측정하였다. 측정된 데이터를 이용하여 세 가지 방법에 따라 계산된 수집효율은 대체로 1% 이내로 일치하였다. 특히 본 연구에서 실험을 통해 구한 수집효율은 가장 낮은 두 선량률을 제외하고는 0.3% 이내로 잘 일치함을 보였다. 이선량률법의 경우 Greening 이론식과 비교하여 대체로 1% 이내의 차이를 보였지만, 두 선량률의 차이가 적을 때 대략 4% 가까운 차이를 보임을 확인하였다. TRS-398 물흡수선량 프로토콜에서 권고하는 표면과 선원간의 거리가 80 cm이고, 깊이 5 cm에서 Greening 이론법과 이선량률법, 본 연구에서 실험을 통해 얻은 방법에 의한 이온 재결합 보정계수는 각각 1.0233, 1.0239, 1.0316으로, 이 조건에서 대략 3%의 이온 재결합에 의한 손실이 발생함을 확인하였다. 본 연구에서 실험을 통해 이온 재결합 손실을 계산하는 방법은 다른 두 선량률에서 액체 전리함의 보정된 전하량을 이용하여 손쉽게 결정할 수 있기 때문에 연속 빔에서 선량 평가 시에 매우 유용하게 사용될 수 있으리라 판단된다.

3.0T MRI에서 온도변화가 T1 및 T2 이완시간에 미치는 영향 (Effect of Temperature on T1 and T2 Relaxation Time in 3.0T MRI)

  • 김호현;권순용;임우택;강충환;김경수;김순배;백문영
    • 대한디지털의료영상학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.63-68
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    • 2013
  • Purpose : The relaxation times of tissue in MRI depend on strength of magnetic field, morphology of nuclear, viscosity, size of molecules and temperature. This study intended to analyze quantitatively that materials' temperatures have effects on T1 and T2 relaxation times without changing of other conditions. Materials and Methods : The equipment was used MAGNETOM SKYRA of 3.0T(SIEMENS, Erlagen, Germany), 32 channel spine coil and Gd-DTPA water concentration phantom. To find out T1 relaxation time, Inversion Recovery Spin Echo sequences were used at 50, 400, 1100, 2500 ms of TI. To find out T2 relaxation time, Multi Echo Spin Echo sequences were used at 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270 ms of TE. This experiment was scanned with 5 steps from 25 to $45^{\circ}C$. next, using MRmap(Messroghli, BMC Medical Imaging, 2012) T1 and T2 relaxation times were mapped. on the Piview STAR v5.0(Infinitt, Seoul, Korea) 5 steps were measured as the same ROI, and then mean values were calculated. Correlation between the temperatures and relaxation times were analyzed by SPSS(version 17.0, Chicago, IL, USA). Results : According to increase of temperatures, T1 relaxation times were $214.39{\pm}0.25$, $236.02{\pm}0.87$, $267.47{\pm}0.48$, $299.44{\pm}0.64$, $330.19{\pm}1.72$ ms. T2 relaxation times were $180.17{\pm}0.27$, $197.17{\pm}0.44$, $217.92{\pm}0.39$, $239.89{\pm}0.53$, $257.40{\pm}1.77$ ms. With the correlation analysis, the correlation coefficients of T1 and T2 relaxation times were statistically significant at 0.998 and 0.999 (p< 0.05). Conclusion : T1 and T2 relaxation times are increased as temperature of tissue goes up. In conclusion, we suggest to recognize errors of relaxation time caused local temperature's differences, and consider external factors as well in the quantitative analysis of relaxation time or clinical tests.

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자기공명영상에서 자장세기와 시퀀스에 따른 아티팩트 변화 (Metal Artifact Caused by Magnetic Field Strength and Sequence on T1WI-MRI)

  • 고성진
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제10권9호
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    • pp.302-308
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    • 2010
  • 자기공명영상에서는 체내 금속물에 의한 강자성 인공물(Ferromagnetic artifact)이 발생하여 많은 영상의 왜곡을 초래 한다. 본 연구는 T1 강조영상의 자장 세기와 시퀀스에 따른 수술시 인체 내에 사용되는 금속물의 왜곡을 분석하여 영상 왜곡을 최소화 할 수 있는 시퀀스와 금속물의 종류를 알아보았다. SIEMENS사의 1.5T와 3.0T를 이용하였고, Ti+Al, Stainless, Nitinol 금속물을 팬텀 내에 각각 위치시켜 시퀀스별 SE(Spin Echo), TSE(Turbo Spin Echo), VIBE, Flash T1 강조영상을 획득하였다. 획득된 영상을 통해서 금속물질 주변에서 발생하는 영상의 왜곡 정도를 비교 및 분석하였다. 실험결과 임상에서 사용되는 모든 금속물에서 강자성 허상이 발생 하였는데, 그 중 TSE 시퀀스와 Nitinol 금속물에서 가장 작은 아티팩트가 발생하였다. TSE 시퀀스와 Nitinol이 사용된 1.5T 영상에서 면적 0.97 cm2, 장축 0.76 cm, 단축0.72 cm로 왜곡 정도가 가장 작게 나타났다. 그러므로 금속을 체내에 삽입한 환자의 검사를 위해서 3.0T 보다 1.5T 자기공명영상 장비를 사용하고, TSE 시퀀스를 사용하는 것이 T1 강조영상을 얻는데 가장 적합하다고 사료된다.

변형근치유방절제술 환자의 Ion chamber 변화에 따른 디지털 흉부 영상의 화질 평가 (Evaluation of Image Quality for Diagnostic Digital Chest Image Using Ion Chamber in the Total Mastectomy)

  • 이진수;고성진;강세식;김정훈;박형후;김동현;김창수
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.204-210
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    • 2013
  • 변형근치유방절제술을 시행한 환자는 일반 여성에 비해 수술로 인한 양측 유방의 두께 차이가 나타나게 되고 이에 따른 감약 차가 생기게 된다. 이에 본 연구는 디지털 영상 특성평가의 객관적인 기준이 되는 MTF를 측정하여 변형근치유방절제술을 시행한 환자들의 흉부촬영에서 적합한 Ion chamber 조합의 기준을 제시하고자 하였다. 디텍터에 위치한 chamber에 좌측 1, 우측 2, 가운데 3으로 번호를 지정하고 엣지팬텀을 부착하여 실험 영상을 획득하였다. 획득한 영상의 해상력 특성 평가는 Matlab(R2007a)를 이용하여 50% MTF 공간주파수의 해상력 평가와 흡수선량을 측정하였다. 실험결과에서 1+3과 2+3조합의 평균 노출조건, 공간주파수, 흡수선량은 각각 2.745 mAs, 1.925 lp/mm, 0.668 mGy로 다른 조합과 비교하여 적은 선량으로 높은 해상력 특성과 높은 DQE를 나타내었다. 따라서 변형근치유방절제술을 시행한 환자의 디지털 흉부영상의 촬영에서는 본 연구에서 제시하는 chamber 조합은 피폭선량 감소와 영상 화질의 향상에 대한 보상이 가능하여 향후 임상에서 적용 및 활용 가능한 chamber 기준이 될 것으로 사료된다.

초음파 프로브 소자 결함이 도플러 영상에 미치는 영향 (소자 결함 증가에 따른 영향을 중심으로) (Influence to the Doppler Images by the Defects of Piezoelectric Elements of the Probe of Medical Ultrasonic Scanners (Focusing on the Impact of an Increase in the Defects of Piezoelectric Elements))

  • 이경성
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제37권2호
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    • pp.117-124
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    • 2014
  • 본 연구는 초음파 진단 장치에서 초음파 프로브 소자의 결함이 도플러 영상에 미치는 영향을 평가한 것이다. 초음파 프로브 소자결함의 여러 유형 중에서 동일한 방식으로 단선된 초음파 프로브 소자 수를 변화하면서, 도플러 모드 영상에 미치는 영향을 실험으로 살펴보았다. 실험 결과는 첫째, 소자 결함에 따른 도플러 속도는 도플러 소자군 부분에서 급격히 변화하고 있으며, 혈류 속도에는 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 둘째, 도플러 소자군 주변에서 결함 있을 때 소자의 번호가 높은 쪽 소자의 결함에 의한 효과가 작은 것을 알 수 있었다. 셋째, 팬텀의 혈류 속도가 높을수록 도플러 속도 스펙트럼의 폭은 커지지만 크기는 감소하고 있다. 그리고 결함이 증가할수록 도플러 속도와 영상의 밝기의 분산이 더 커지는 것으로 나타났다. 이는 프로브 소자의 결함이 증가하면 전체적으로 시간 평균 도플러 속도 프로파일(TADVP)의 크기가 감소하며 고주파수 영역에서 더 빨리 떨어지는 것으로 알 수 있다.

파노라마촬영 시 조직등가물질을 이용한 갑상선보호대의 갑상선피폭선량 감소효과 (The Effects of a Thyroid Shield Made of a Tissue-Equivalent Material on the Reduction of the Thyroid Exposure Dose in Panoramic Radiography)

  • 이혜림;김현영;최형욱;이혜미;임창선
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.2278-2284
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    • 2012
  • 파노라마방사선촬영 시 방사선감수성이 높은 갑상선의 방사선 피폭을 최소화하면서 진단에 유용한 영상을 얻기 위하여 조직등가물질인 보루스(bolus)를 차폐체로 사용하여 피폭선량 감소효과를 측정하였다. 실험은 2011. 6. 1일부터 6. 30일까지 두경부팬톰을 이용하여 갑상선 위치의 표면입사선량과 심부흡수선량을 측정하였다. 그 결과 갑상선 부위 입사표면선량은 평균 43.84 ${\mu}Gy$이었고, 10 mm 두께의 보루스로 만든 갑상선보호대에서는 평균 28.39 ${\mu}Gy$로 15.45 ${\mu}Gy$(35.24%)가 감소되었다. 20 mm 갑상선보호대를 착용했을 경우에는 평균 25.38 ${\mu}Gy$로 미착용 시 평균 43.84 ${\mu}Gy$보다 18.46 ${\mu}Gy$(42.10%)가 감소되었다. 그리고 표면에서 20 mm 깊이에서는 10 mm 두께의 갑상선보호대는 선량 감소효과가 없었고, 20 mm 갑상선보호대를 착용했을 경우에는 0.06 mSv (20%)의 선량감소효과가 있었다.

맘모그래피의 화질과 평균유선조직선량에 관한 검토 (A Study on the Image Quality of Mammography and the Average Glandular Dose)

  • 이인자;김학성;김성수;허준
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제25권2호
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    • pp.47-55
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    • 2002
  • 유방촬영에 대한 화질과 평균유선조직선량에 대하여 실험한 결과 반가층은 장치마다 큰 차이를 나타내지 않았으며, 자동노출기구를 사용할 경우 정확성에 문제가 있으므로 확인이 필요하다. 유방촬영에 사용되는 자동현상기 또한 꼭 관리가 필요하며, 유방촬영 시 사용되는 증감지/필름에 따라서 팬톰 촬영 식별능에 많은 영향을 받고 있으므로 선택 시 신중을 기해야 한다. 유방두께 4.2 cm에 대한 평균유선조직 선량은 관전압에 따라 달라지며, ACR기준인 3.0 mGy보다 훨씬 적은 $0.26{\sim}1.39\;mGy$로 나타났다. 이상에서 알 수 있듯이 유방촬영에서는 촬영장치의 성능뿐만 아니라 HVL, AEC, 자동현상기 관리, 증감지/필름 등 모두 관리가 되어야 하며, 이로 인해 평균유선조직선량은 더 줄일 수 있을 것이다.

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MV X선의 방사선 선량 증강 현상에서 물리적 특성과 이차입자의 발생 (Characterization of Physical Processes and Secondary Particle Generation in Radiation Dose Enhancement for Megavoltage X-rays)

  • 황철환;김정훈
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.791-799
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    • 2019
  • 선량 증강 현상에서 발생하는 물리적 특성과 증강 물질과의 상호 작용으로부터 발생하는 이차입자 생성을 평가하였다. Geant 4, MIRD 두부 팬텀을 이용한 몬테카를로 전산 모사를 진행하였으며, 선형가속기에서 발생되는 4, 6, 10, 15, 18, 25 MV X선을 선원으로 적용하였다. 10, 20, 30 mg/g의 금(aurum), 가돌리늄(gadolinium) 증강 물질을 팬텀 내부 종양에 모사하였으며, 물리적 상호작용의 변화와 이차입자 발생에 따른 입자플루언스와 초기 에너지로부터 방사선가중인자를 고려하여 등가선량을 평가하였다. 방사선 선량 증강 물질에 의한 상호작용은 고 원자번호에서 기인하여 광전효과에 의한 에너지 흡수를 높이는 것으로 나타났으며, 10 MV 이상의 에너지에서는 광핵반응의 증가를 나타내었다. 이로 인해, 팬텀 내부에서 양성자, 중성자와 같은 이차입자 발생의 증가를 보였으며, 중성자에 의한 등가선량이 최대 424.2배 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구는 선량 증강 현상에서의 에너지 전달, 흡수의 물리적 과정을 모사하여, 증강 현상에서 발생하는 물리적 특성을 분석하고자 하였다. 이러한 결과는 향후 in-vivo, in-vitro 선량 증강 실험을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

소아 흉부 CT 검사에서 관전압 80 kVp 조건으로 스캔 모드별 방사선량 감소와 화질 평가 (The Evaluation of Dose Reduction and Quality of Images According to 80 kVp of Scan Mode Change in Pediatric Chest CT)

  • 김구;김경립;이은숙;조희정;성순기;문슬지아;곽종혁
    • 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.

Incremental Bundle Adjustment와 스테레오 영상 정합 기법을 적용한 무인항공기 영상에서의 포인트 클라우드 생성방안 연구 (A Study on Point Cloud Generation Method from UAV Image Using Incremental Bundle Adjustment and Stereo Image Matching Technique)

  • 이수암;황윤혁;김수현
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권6_1호
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    • pp.941-951
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    • 2018
  • 3차원 도시모델의 생성을 위한 무인항공기의 활용 및 수요가 증가하고 있다. 본 연구에서는 3D 도시 모델 생성의 선행 연구로 불완전한 자세에서 취득된 무인항공기의 위치/자세 정보를 보정하여 포인트 클라우드를 추출하는 연구를 수행했다. 포인트 클라우드의 추출을 위해서는 정밀한 센서모델의 수립이 선행되어야 한다. 이에 무인항공기의 위치/자세 보정을 위해 무인항공기 영상에 기록된 위치정보의 연속성을 이용하여 회전각을 산출하고, 이를 초기값으로 하는 사진 측량 기반의 IBA(Incremental Bundle Adjustment)를 적용하여 보정된 위치/자세 정보를 획득했다. 센서모델 정보를 통해 스테레오 페어 구성이 가능한 영상들을 자동으로 선별하고 페어간의 타이포인트 정보를 이용해 원본 영상을 에피폴라 영상으로 변환했으며, 변환된 에피폴라 스테레오 영상은 고속, 고정밀의 영상 정합기법인 MDR (Multi-Dimensional Relaxation)의 적용을 통해 포인트 클라우드를 추출했다. 각 페어에서 추출된 개별 포인트 클라우드는 집성 과정을 거쳐 하나의 포인트 클라우드 혹은 DSM의 최종 산출물 형태로 출력된다. 실험은 DJI社 무인항공기에서 취득된 연직 및 경사 촬영 영상을 사용했으며, 실험을 통해 건물의 난간, 벽면 등이 선명하게 표현되는 포인트 클라우드 추출이 가능함을 확인하였다. 향후에는 추출된 포인트 클라우드를 이용한 3차원 건물 추출 연구를 통해 3차원 도시모델의 생성을 위한 영상 처리기술을 계속 발전시켜나가야 할 것이다.