• 핵의학기술
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• 제19권2호
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• pp.87-92
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• 2015

SPECT에서 Uniformity는 균일한 방사능을 갖는 선원에 대하여 균일한 영상을 제공하는 능력이다. 영상에서 다양한 이유로 불균일이 발생하게 되고, 불균일은 artifacts를 발생시켜 임상적으로 진단하는데 영향을 줄 수 있다. Uniformity correction map은 검사에 사용되는 방사성 동위원소를 이용하여 영상에서 Uniformity의 변동폭을 최소화 시켜주는 역할을 한다. 본원에서 시행되고 있는 $^{201}Tl$을 이용한 심근 SPECT에서는 $^{99m}Tc$으로 기본 설정되어 있는 Uniformity correction map을 사용하고 있으며, 이에 따라 본 연구에서는 $^{201}Tl$과 $^{99m}Tc$ 두 가지 핵종으로 Uniformity correction map을 각각 설정하였을 때 영상의 질에 차이가 있는지 비교 분석하고, 영상의 질을 최적화 할 수 있는 방법에 대하여 모색해 보고자 한다. 장비는 GE Ventri Gamma camera, Flood phantom, Jaszczak ECT phantom을 이용하였다. 실험에 앞서 Collimator를 제거한 상태에서 Detector 표면 중심으로부터 2.5 m 떨어진 지점에 1 cc 주사기에 $^{99m}Tc$ 25.9 Mbq, $^{201}Tl$ 14.8 Mbq의 방사성 동위원소를 주입한 point source를 이용하여 장비사에서 권고하는 $6{\times}10^7count$로 $^{99m}Tc$와 $^{201}Tl$ 각각의 방사성 동위원소로 Uniformity Mapping을 실시하였다. Flood phantom에는 $^{201}Tl$ 21.3 kBq/mL, Jaszczak ECT phantom에는 $^{201}Tl$ 33.4 kBq/mL를 주입하여 phantom을 제작하였다. Flood Phantom으로 획득된 데이터는 Xeleris ver 2.05 프로그램을 이용하여 Integral uniformity, Differential uniformity을 두 가지 항목에 대하여 분석하였다. Jaszczak ECT Phantom으로 획득된 데이터를 본원에서 자체 개발한 Interactive Data Language 프로그램에 입력하여 Integral uniformity, Contrast, Coefficient of variation, Spatial Resolution을 4가지 항목에 대하여 분석하였다. Flood phantom test 에서는 $^{99m}Tc$에서의 Flood I.U값은 3.6%, Flood D.U값은 3.0%으로 나타났고, $^{201}Tl$ Flood I.U값은 3.8%, Flood D.U값은 2.1%으로 나타났다. 이를 통해 $^{201}Tl$으로 Uniformity correction map을 설정하였을 때, Flood I.U값은 감소하였으나 Flood D.U은 향상되어 Flood 영상에서는 크게 영상의 질이 개선되었는지는 알 수 없었다. 반면 Jaszczak ECT Phantom test에서는 $^{99m}Tc$에서의 SPECT I.U값은 13.99%, Coefficient of variation값은 4.89%, contrast값은 0.69, $^{201}Tl$에서의 SPECT I.U값은 11.37%, Coefficient of variation값은 4.79%, contrast값은 0.78로 나타났으며, 육안 분석을 실시한 Spatial Resolution 항목에서는 육안으로 큰 차이를 보이지 않았다. 이를 통해 $^{201}Tl$으로 Uniformity correction map을 설정하였을 때, Spatial Resolution 을 제외한 SPECT I.U, Coefficient of variation, Contrast 세 항목에서 각각 18%, 2%, 13%의 향상된 수치를 보였다는 점에서 영상의 질이 개선되었음을 알 수 있었다. Uniformity correction map이 영상의 질을 크게 좌우할 수 없으나, 개선의 효과를 가져다 준다는 점에서 임상적으로 진단에 영향을 주는지 또한 다른 검사에서 또 다른 방사성 동위원소로 Uniformity correction map을 설정했을 경우 영상의 질을 개선시킬 수 있는지에 관하여 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.499-504
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• 2022

양전자방출단층촬영기기(positron emission tomography, PET)는우수한 공간분해능을 달성하기 위해 매우 작은 섬광체를 사용한다. 이에 본 연구에서는 0.8 mm 크기의 섬광체를 사용한 PET 시스템을 설계하여 성능을 평가하였다. 관심 시야(field of view, FOV) 중심에서부터 10 mm 간격으로 외곽에 이르는 위치에서 소멸방사선을 발생시켜 동시계수하였다. 획득한 데이터를 사용하여 영상을 재구성하였으며, 프로파일을 통해 반치폭을 획득하여 공간분해능을 계산하였다. FOV 중심에서 공간분해능은 1.02 mm로 매우 우수한 결과를 보였으며, 외곽에 위치할수록 공간분해능은 저하되는 특징을 보였다. 팬텀 영상을 평가하기 위해 Derenzo 팬텀을 구성하여 영상을 획득하였으며, 프로파일 분석을 통해 선원간 구분 정도를 평가하였다. 각 위치별 선원의 공간분해능에 비해 선원간의 간격이 더 큰 결과를 보였으며, 이를 통해 모든 위치의 선원들이 구분되는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 설계한 PET 시스템을 소동물용 PET에 적용할 경우 매우 우수한 공간분해능을 특성을 통해 우수한 성능을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권2호
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• pp.120-124
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• 2008

본 연구에서는 영상 기반 방사선 치료기기의 영상 QA를 위한 필요한 추가적인 요소를 포함시킨 QA 팬텀 시제품을 개발하였다. 개발된 팬텀은 크게 영상 질 평가 부분과 정합 정확도 평가 부분의 두 가지로 이루어져 있다. 영상 질 평가를 위해 CT number 선형성과 공간 해상도 평가가 가능하게 설계되었고, 정합 정확도 평가를 위하여 간단한 이동 및 회전조절이 가능하게 설계되었다. 제작된 팬텀의 영상은 일반 CT와 Tomotherapy의 MVCT에서 획득되었고, 두 영상 모두 해상도 평가 기준을 충족하였다. 이 팬텀은 일간 영상 QA를 위한 간단하고, 효율적이며, 그리고 영상 정합 평가의 새로운 개념을 제시했다는 데에 큰 의의가 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.473-479
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• 2019

다양한 촬영 조건의 CT 감쇠 지도가 PET 영상에 영향을 미치는지 알아보기 위하여 다양한 kVp와 mA조건에서 Uniformity phantom 영상의 신호 강도(SI; Signal Intensity)와 표준 섭취율 계수(SUV; Standardized Uptake Value)를 측정하고, CTDI (Computed Tomography Dose Index)를 통해 각 조건에 따른 피폭선량을 측정하였다. 또한 동일한 조건에서 Resolution phantom의 반치폭(FWHM; Full Width at Half Maximum)을 측정하여 CT의 kVp와 mA에 따른 PET 영상의 화질 변화에 대하여 정량적으로 알아보고자 하였다. 연구 결과, CT의 촬영 조건은 PET 영상에는 영향을 주지 않는 것으로 나타났으나, CT의 촬영 조건이 감소하게 되면 방사선 피폭이 감소하게 되지만 영상에 영향을 미치게 되므로 향후 진단이 가능한 CT 화질을 유지하면서 방사선 피폭을 최소화할 수 있는 양전자 방출 단층 촬영(PET/CT; Positron Emission Tomography / Computed Tomography)의 촬영 조건에 대한 연구가 지속적으로 되어야 할 것이다.

• 핵의학기술
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• 제17권2호
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• pp.78-83
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• 2013

SPECT/CT는 SPECT와 CT를 결합하여 감약에 의한 왜곡된 영상을 CT의 감쇠보정을 이용하여 구현할 수 있는 장점이 있다. 감쇠보정을 이용한 SPECT/CT 영상은 우수한 의료 영상 정보를 제공하며 정확한 영상을 비교 및 판독할 수 있어서 영상의 진단적 가치가 높은 것으로 평가된다. 이 연구에서는 phantom 실험 및 환자의 영상을 이용하여 CT 감쇠보정 전후의 차이를 살펴보고자 한다. 2012년 7월부터 9월까지 본원 핵의학과에서 검사를 시행한 환자와 phantom을 이용하여 영상의 대조도와 공간분해능, 심근의 관류 점수를 연구하였다. NEMA IEC, Jaszczak phantom으로 영상의 대조도, triple line phantom으로 영상의 공간분해능, anthropomorphic torso phantom을 사용하여 심근의 관류 점수를 평가하였다. 또한 환자들의 검사 영상을 통하여 CT 감쇠보정 전후를 핵의학 전공의 3명, 5년 이상 근무한 방사선사 5명의 blind test를 통하여 영상을 평가해 보았다. IEC phantom에서 각 구별로 CT 감쇠보정 전후의 대조도 분석 결과 감쇠보정 전보다 최소 33.6%, 최대 89.8% 향상되었고, Jaszczak phantom의 경우 대조도가 최소 9.9%, 최대 27.8%, triple line phantom에서 수평의 경우 분해능이 4.4%, 수직의 경우 분해능이 4.6%로 평균 약 4.5%, anthropomorphic torso phantom의 경우 심근 하벽에서의 관류 점수가 29.4%로 향상된 것을 알 수 있었다. 그리고 환자를 대상으로 한 실험에서는 $^{131}I$, bone SPECT/CT의 blind test 결과 감쇠보정 후 영상의 질이 향상되었음을 알 수 있었다. CT 감쇠보정을 통한 SPECT/CT 영상의 질을 평가한 결과 SPECT 영상에서 대조도와 공간분해능이 향상됨을 알 수 있었다. 따라서 CT를 이용한 감쇠보정은 병소의 해부학적 위치를 정확히 검출할 수 있고, 보다 나은 영상을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권6호
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• pp.663-668
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• 2016

In single-photon-emission computed tomography (SPECT) with a pixelated semiconductor detector (PSD), not only pinhole collimators but also parallel-hole collimators are often used in preclinical nuclear-medicine imaging systems. The purpose of this study was to evaluate and compare pinhole and parallel-hole collimators in a PSD. For that purpose, we paired a PID 350 (Ajat Oy Ltd., Finland) CdTe PSD with each of the four collimators most frequently used in preclinical nuclear medicine: (1) a pinhole collimator, and (2) low-energy high-resolution (LEHR), (3) low-energy general-purpose (LEGP), and (4) low-energy high-sensitivity (LEHS) parallel-hole collimators. The sensitivity and spatial resolution of each collimator was evaluated using a point source and a hot-rod phantom. The highest sensitivity was achieved using LEHS, followed by LEGP, LEHR, and pinhole. Also, at a source-to-collimator distance of 2 cm, the spatial resolution was 1.63, 2.05, 2.79, and 3.45 mm using pinhole, LEHR, LEGP, and LEHS, respectively. The reconstructed hot-rod phantom images showed that the pinhole collimator and the LEHR parallel-hole collimator give a fine spatial resolution for preclinical SPECT with PSD. In conclusion, we successfully compared different types of collimators for a preclinical pixelated semiconductor SPECT system.

• 방사선산업학회지
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• 제17권4호
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• pp.377-384
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• 2023

In this study, the image quality assessment, especially spatial resolution evaluation, for Sparse-view CT reconstructed images was performed. The main goal of the experiment is to evaluate Modulation Transfer Function by using American Standard Method for Measurement of Computed Tomography System Performance(ASTM E1695-95) which uses the edge test object. To compare with the ASTM method, a different method, the radial-type edge profile, to measure MTF using the edge method also performed. Both approaches were tested on the same image acquired by the stationary-gantry sparse-view CT security-screening system using cylindrical test phantom manufactured in accordance with ANSI 42.45. Both of the spatial resolutions at 10% modulation are 0.195, 0.203lp pixel^-1, respectively. The method implemented by ASTM E1695-95 showed higher reliability and had a relatively more accurate spatial resolution result than the radial-type edge profile method.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권2호
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• pp.193-198
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• 2016

임상적으로 computed tomography (CT)에서 정기적인 quality assurance (QA)는 요구되는 사항이다. 본 논문에서는 CT 검사에서 공간분해능에 대해서 AAPM Phantom을 이용하여 정확한 성능 분석을 위해 변조전달함수를 평가하고자 한다. CT장비는 dual source somatom definition flash (siemens healthcare, forchheim, Germany), brilliance 64 (phili ps m edi cal system N etherlands), a qui li on 64 (toshiba m edi cal system, Japan)를 사용하였으며, l mage J (wayne rasband national institutes of health, USA)프로그램을 실행하여 변조전달함수의 측정 방법인 chart method를 이용하여 영상에 대해서 정량적인 평가방법을 시행하였다. 변조전달함수를 이용하여 평가한 결과, 공간주파수를 이용한 데이터 값이 높아짐에 따라 변조전달함수는 감소됨을 알 수 있었다. 그리고 CT 장비에서 변조전달함수는 공간주파수(50%)에 있어서는 0.58, $0.28\;0.59mm^{-1}$으로 나타났으며, 변조전달함수 공간주파수(10%)에 있어서는 1.63, $0.89\;1.21mm^{-1}$으로 나타났다. 본 연구에서는 chart method를 이용하여 변조전달함수의 공간해상력에 대한 특성을 확인하고, 정량적인 평가방안을 제시하였다는 점에서 학술적 의의를 둘 수 있다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제32권2호
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• pp.158-164
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• 2011

Breast cancer is the most frequently appearing cancer in women, these days. To reduce mortality of breast cancer, periodic check-up is strongly recommended. X-ray mammography is one of powerful diagnostic imaging systems to detect 50~100 um micro-calcification which is the early sign of breast cancer. Although x-ray mammography has very high spatial resolution, it is not easy yet to distinguish cancerous tissue from normal tissues in mammograms and new tissue characterizing methods are required. Recently ultrasound elastography technique has been developed, which uses the phenomenon that cancerous tissue is harder than normal tissues. However its spatial resolution is not enough to detect breast cancer. In order to develop a new elastography system with high resolution we are developing x-ray elasticity imaging technique. It uses the small differences of tissue positions with and without external breast compression and requires an algorithm to detect tissue displacement. In this paper, computer simulation is done for preliminary study of x-ray elasticity imaging. First, 3D x-ray breast phantom for modeling woman's breast is created and its elastic model for FEM (finite element method) is generated. After then, FEM experiment is performed under the compression of the breast phantom. Using the obtained displacement data, 3D x-ray phantom is deformed and the final mammogram under the compression is generated. The simulation result shows the feasibility of x-ray elasticity imaging. We think that this preliminary study is helpful for developing and verifying a new algorithm of x-ray elasticity imaging.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제30권4호
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• pp.160-166
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• 2019

This study examined the clinical use of two newly installed computed tomography (CT) simulators in the Department of Radiation Oncology. The accreditation procedure was performed by the Korean Institute for Accreditation of Medical Imaging. An Xi R/F dosimeter was used to measure the CT dose index for each plug of the CT dose index phantom. Image qualities such as the Hounsfield unit (HU) value of water, noise level, homogeneity, existence of artifacts, spatial resolution, contrast, and slice thickness were evaluated by scanning a CT performance phantom. All test items were evaluated as to whether they were within the required tolerance level. CT calibration curves-the relationship between CT number and relative electron density-were obtained for dose calculations in the treatment planning system. The positional accuracy of the lasers was also evaluated. The volume CT dose indices for the head phantom were 22.26 mGy and 23.70 mGy, and those for body phantom were 12.30 mGy and 12.99 mGy for the first and second CT simulators, respectively. HU accuracy, noise, and homogeneity for the first CT simulator were -0.2 HU, 4.9 HU, and 0.69 HU, respectively, while those for second CT simulator were 1.9 HU, 4.9 HU, and 0.70 HU, respectively. Five air-filled holes with a diameter of 1.00 mm were used for assessment of spatial resolution and a low contrast object with a diameter of 6.4 mm was clearly discernible by both CT scanners. Both CT simulators exhibited comparable performance and are acceptable for clinical use.