• 한국방사선학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.39-44
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• 2019

Co-60 및 Ir-192 등의 방사성 동위원소가 비파괴 검사(Non-Destructive Test; NDT) 등의 분야에서 널리 쓰임에 따라 방사선 안전관리가 매우 중요시되고 있다. 본 연구에서는 요오드화수은(Mercury(II) Iodide; $HgI_2$)의 선원추적 시스템 적용 가능성을 평가하였다. $HgI_2$로 제작된 Unit cell 센서의 신뢰도 검증을 위한 전기적 특성평가를 수행한 후, 방사선에 대한 센서의 위치의존성을 분석하고, Planning system의 선량 분포와 비교하였다. 평가결과, R-sq>0.99 이상의 선형성과 CV<0.015 이하의 재현성을 보이며 신뢰도가 높은 것으로 나타났다. 또한, 위치의존성 평가에서는 센서의 isocenter에서 최댓값이 측정되었으며, 거리에 따라 점진적 감소를 나타냈다. 그러나 Planning system 상의 선량 분포 데이터와는 최대 30%의 차이를 보였는데, 센서는 단일지점으로부터 데이터를 수집하는 Planning system과 달리 면적으로부터 수집하기 때문으로 사료된다.

• Journal of Gastric Cancer
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• 제21권2호
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• pp.191-202
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• 2021

Purpose: A near-infrared (NIR) fluorescence imaging is a promising tool for cancer-specific image guided surgery. Human epidermal receptor 2 (HER2) is one of the candidate markers for gastric cancer. In this study, we aimed to synthesize HER2-specific NIR fluorescence probes and evaluate their applicability in cancer-specific image-guided surgeries using an animal model. Materials and Methods: An NIR dye emitting light at 800 nm (IRDye800CW; Li-COR) was conjugated to trastuzumab and an HER2-specific affibody using a click mechanism. HER2 affinity was assessed using surface plasmon resonance. Gastric cancer cell lines (NCI-N87 and SNU-601) were subcutaneously implanted into female BALB/c nu (6-8 weeks old) mice. After intravenous injection of the probes, biodistribution and fluorescence signal intensity were measured using Lumina II (Perkin Elmer) and a laparoscopic NIR camera (InTheSmart). Results: Trastuzumab-IRDye800CW exhibited high affinity for HER2 (K_D=2.093(3) pM). Fluorescence signals in the liver and spleen were the highest at 24 hours post injection, while the signal in HER2-positive tumor cells increased until 72 hours, as assessed using the Lumina II system. The signal corresponding to the tumor was visually identified and clearly differentiated from the liver after 72 hours using a laparoscopic NIR camera. Affibody-IRDye800CW also exhibited high affinity for HER2 (K_D=4.71 nM); however, the signal was not identified in the tumor, probably owing to rapid renal clearance. Conclusions: Trastuzumab-IRDye800CW may be used as a potential NIR probe that can be injected 2-3 days before surgery to obtain high HER2-specific signal and contrast. Affibody-based NIR probes may require modifications to enhance mobilization to the tumor site.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제43권5호
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• pp.341-352
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• 2022

Medical image segmentation is the most important task in radiation therapy. Especially, when segmenting medical images, the liver is one of the most difficult organs to segment because it has various shapes and is close to other organs. Therefore, automatic segmentation of the liver in computed tomography (CT) images is a difficult task. Since tumors also have low contrast in surrounding tissues, and the shape, location, size, and number of tumors vary from patient to patient, accurate tumor segmentation takes a long time. In this study, we propose a method algorithm for automatically segmenting the liver and tumor for this purpose. As an advantage of setting the boundaries of the tumor, the liver and tumor were automatically segmented from the CT image using the 2D CoordConv DeepLab V3+ model using the CoordConv layer. For tumors, only cropped liver images were used to improve accuracy. Additionally, to increase the segmentation accuracy, augmentation, preprocess, loss function, and hyperparameter were used to find optimal values. We compared the CoordConv DeepLab v3+ model using the CoordConv layer and the DeepLab V3+ model without the CoordConv layer to determine whether they affected the segmentation accuracy. The data sets used included 131 hepatic tumor segmentation (LiTS) challenge data sets (100 train sets, 16 validation sets, and 15 test sets). Additional learned data were tested using 15 clinical data from Seoul St. Mary's Hospital. The evaluation was compared with the study results learned with a two-dimensional deep learning-based model. Dice values without the CoordConv layer achieved 0.965 ± 0.01 for liver segmentation and 0.925 ± 0.04 for tumor segmentation using the LiTS data set. Results from the clinical data set achieved 0.927 ± 0.02 for liver division and 0.903 ± 0.05 for tumor division. The dice values using the CoordConv layer achieved 0.989 ± 0.02 for liver segmentation and 0.937 ± 0.07 for tumor segmentation using the LiTS data set. Results from the clinical data set achieved 0.944 ± 0.02 for liver division and 0.916 ± 0.18 for tumor division. The use of CoordConv layers improves the segmentation accuracy. The highest of the most recently published values were 0.960 and 0.749 for liver and tumor division, respectively. However, better performance was achieved with 0.989 and 0.937 results for liver and tumor, which would have been used with the algorithm proposed in this study. The algorithm proposed in this study can play a useful role in treatment planning by improving contouring accuracy and reducing time when segmentation evaluation of liver and tumor is performed. And accurate identification of liver anatomy in medical imaging applications, such as surgical planning, as well as radiotherapy, which can leverage the findings of this study, can help clinical evaluation of the risks and benefits of liver intervention.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권10호
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• pp.63-70
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• 2018

영상을 이용한 생체 신호 측정 기술이 발전하고 있으며, 특히 생명 유지를 위한 호흡 신호 측정기술 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 기존 기술은 사람의 몸에서 방출하는 열을 측정하는 열화상 카메라를 통하여 호흡 신호를 측정하였다. 또한, 실시간으로 사람의 흉부 움직임을 분석하여 호흡률을 측정하는 연구도 진행되었다. 하지만, 적외선 열화상 영상을 이용하여 영상 처리를 하는 것은 외부 환경 요인으로 인해 호흡 기관의 탐색이 어려울 수 있으며, 이에 따라 호흡률 측정의 정확도가 떨어지는 문제들이 발생했다. 본 연구에서는 호흡 기관의 영역 탐색을 강화하기 위해 가시광 및 적외선 열화상 카메라를 이용하여 영상을 취득하였다. 그리고 두 영상을 기반으로 얼굴 인식, 영상 정합 등의 과정을 통해 호흡 기관 영역의 특징을 추출한다. 추출한 특징 값을 통계학적 분류 방법 중 하나인 k-최근접 이웃 분류기를 통해 호흡 신호의 패턴을 분류한다. 분류한 패턴의 특성에 따라 호흡률을 계산하며, 측정한 호흡률의 성능을 확인하기 위해 실제 호흡률과 비교 과정을 통해 분석함으로써, 호흡률 측정의 가능성을 확인하였다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제21권4호
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• pp.431-441
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• 2020

Objective: To compare the diagnostic performance and interobserver variability of strain ratio obtained from one or two regions of interest (ROI) on breast elastography. Materials and Methods: From April to May 2016, 140 breast masses in 140 patients who underwent conventional ultrasonography (US) with strain elastography followed by US-guided biopsy were evaluated. Three experienced breast radiologists reviewed recorded US and elastography images, measured strain ratios, and categorized them according to the American College of Radiology breast imaging reporting and data system lexicon. Strain ratio was obtained using the 1-ROI method (one ROI drawn on the target mass), and the 2-ROI method (one ROI in the target mass and another in reference fat tissue). The diagnostic performance of the three radiologists among datasets and optimal cut-off values for strain ratios were evaluated. Interobserver variability of strain ratio for each ROI method was assessed using intraclass correlation coefficient values, Bland-Altman plots, and coefficients of variation. Results: Compared to US alone, US combined with the strain ratio measured using either ROI method significantly improved specificity, positive predictive value, accuracy, and area under the receiver operating characteristic curve (AUC) (all p values < 0.05). Strain ratio obtained using the 1-ROI method showed higher interobserver agreement between the three radiologists without a significant difference in AUC for differentiating breast cancer when the optimal strain ratio cut-off value was used, compared with the 2-ROI method (AUC: 0.788 vs. 0.783, 0.693 vs. 0.715, and 0.691 vs. 0.686, respectively, all p values > 0.05). Conclusion: Strain ratios obtained using the 1-ROI method showed higher interobserver agreement without a significant difference in AUC, compared to those obtained using the 2-ROI method. Considering that the 1-ROI method can reduce performers' efforts, it could have an important role in improving the diagnostic performance of breast US by enabling consistent management of breast lesions.

• 대한영상의학회지
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• 제83권1호
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• pp.54-69
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• 2022

심장 돌연사 환자들은 종종 흉통 또는 운동성 호흡곤란 등의 전조증상이 나타나지 않기 때문에 잠재적인 무증상 관상동맥 질환을 조기에 발견하는 것이 매우 중요하다. 관상동맥 전산화단층촬영 혈관조영술은 방사선 노출로 인한 위험성 때문에 무증상 환자에서 스크리닝 검사로 정당화되지 못했었지만 최근에 전산화단층촬영 기술의 비약적인 발전으로 방사선량을 1 mSv 미만으로 최소화함으로써 무증상 환자의 관상동맥 질환 선별 검사의 유용성에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나, 여전히 무증상 정상인 또는 환자의 관상동맥 질환 선별 검사에 대한 관상동맥 전산화단층촬영 혈관조영술의 유용성에 대해서는 다양한 의견들이 있다. 이 종설에서는 무증상 정상인 또는 환자들에게 관상동맥 질환 선별 검사로 관상동맥 칼슘 점수와 관상동맥 전산화단층촬영 혈관조영술 유용성에 대해서 다양한 문헌고찰을 통해서 알아보았다. 관상동맥 전산화단층촬영 혈관조영술상 무증상 정상인의 2.6%에서 70% 이상의 유의한 관상동맥 협착이 발견되었고, 선별 목적의 관상동맥 전산화단층촬영 혈관조영술이 무증상 건강한 사람의 미래의 심혈관 질환 발생을 예측할 수 있다. 그러나 현재 미국국립보건원에서 진행하고 있는 SCOT-HEART 2 연구가 끝나면 관상동맥 전산화단층촬영 혈관조영술이 무증상 성인의 심혈관 예방에 선별 검사로 적절한지 결정을 내릴 수 있을 것으로 생각된다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제25권2호
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• pp.146-156
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• 2024

Objective: Automated breast ultrasound (ABUS) is a relevant imaging technique for early breast cancer diagnosis and is increasingly being used as a supplementary tool for mammography. This study compared the performance of ABUS and handheld ultrasound (HHUS) in detecting and characterizing the axillary lymph nodes (LNs) in patients with breast cancer. Materials and Methods: We retrospectively reviewed the medical records of women with recently diagnosed early breast cancer (≤ T2) who underwent both ABUS and HHUS examinations for axilla (September 2017-May 2018). ABUS and HHUS findings were compared using pathological outcomes as reference standards. Diagnostic performance in predicting any axillary LN metastasis and heavy nodal-burden metastases (i.e., ≥ 3 LNs) was evaluated. The ABUS-HHUS agreement for visibility and US findings was calculated. Results: The study included 377 women (53.1 ± 11.1 years). Among 385 breast cancers in 377 patients, 101 had axillary LN metastases and 30 had heavy nodal burden metastases. ABUS identified benign-looking or suspicious axillary LNs (average, 1.4 ± 0.8) in 246 axillae (63.9%, 246/385). According to the per-breast analysis, the sensitivity, specificity, positive and negative predictive values, and accuracy of ABUS in predicting axillary LN metastases were 43.6% (44/101), 95.1% (270/284), 75.9% (44/58), 82.6% (270/327), and 81.6% (314/385), respectively. The corresponding results for HHUS were 41.6% (42/101), 95.1% (270/284), 75.0% (42/56), 82.1% (270/329), and 81.0% (312/385), respectively, which were not significantly different from those of ABUS (P ≥ 0.53). The performance results for heavy nodal-burden metastases were 70.0% (21/30), 89.6% (318/355), 36.2% (21/58), 97.3% (318/327), and 88.1% (339/385), respectively, for ABUS and 66.7% (20/30), 89.9% (319/355), 35.7% (20/56), 97.0% (319/329), and 88.1% (339/385), respectively, for HHUS, also not showing significant difference (P ≥ 0.57). The ABUS-HHUS agreement was 95.9% (236/246; Cohen's kappa = 0.883). Conclusion: Although ABUS showed limited sensitivity in diagnosing axillary LN metastasis in early breast cancer, it was still useful as the performance was comparable to that of HHUS.

• Korean Journal of Radiology
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• 제23권4호
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• pp.413-425
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• 2022

Objective: We compared appendiceal visualization on 2-mSv CT vs. conventional-dose CT (median 7 mSv) in adolescents and young adults and analyzed the undesirable clinical and diagnostic outcomes that followed appendiceal nonvisualization. Materials and Methods: A total of 3074 patients aged 15-44 years (mean ± standard deviation, 28 ± 9 years; 1672 female) from 20 hospitals were randomized to the 2-mSv CT or conventional-dose CT group (1535 vs. 1539) from December 2013 through August 2016. A total of 161 radiologists from 20 institutions prospectively rated appendiceal visualization (grade 0, not identified; grade 1, unsure or partly visualized; and grade 2, clearly and entirely visualized) and the presence of appendicitis in these patients. The final diagnosis was based on CT imaging and surgical, pathologic, and clinical findings. We analyzed undesirable clinical or diagnostic outcomes, such as negative appendectomy, perforated appendicitis, more extensive than simple appendectomy, delay in patient management, or incorrect CT diagnosis, which followed appendiceal nonvisualization (defined as grade 0 or 1) and compared the outcomes between the two groups. Results: In the 2-mSv CT and conventional-dose CT groups, appendiceal visualization was rated as grade 0 in 41 (2.7%) and 18 (1.2%) patients, respectively; grade 1 in 181 (11.8%) and 81 (5.3%) patients, respectively; and grade 2 in 1304 (85.0%) and 1421 (92.3%) patients, respectively (p < 0.001). Overall, undesirable outcomes were rare in both groups. Compared to the conventional-dose CT group, the 2-mSv CT group had slightly higher rates of perforated appendicitis (1.1% [17] vs. 0.5% [7], p = 0.06) and false-negative diagnoses (0.4% [6] vs. 0.0% [0], p = 0.01) following appendiceal nonvisualization. Otherwise, these two groups were comparable. Conclusion: The use of 2-mSv CT instead of conventional-dose CT impairs appendiceal visualization in more patients. However, appendiceal nonvisualization on 2-mSv CT rarely leads to undesirable clinical or diagnostic outcomes.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제9권1호
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• pp.43-49
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• 2005

기능적 자기공명영상기법(functional MRI: fMRI)을 통해서 인간의 뇌에 대한 연구가 지난 수년 동안 활발하게 진행되어 왔다. 이러한 기능적 자기공명영상기법의 파라다임에는 Block-diagram 방법과 최근에 개발되어 이용되는 Event-related 방법이 있다. Block-diagram 방법은 여러 블록으로 구성하여 피험자들에게 자극을 인가하여 뇌의 반응신호들을 통해 뇌의 기능을 설명해 주는 데, 이러한 뇌의 기능이 얼굴인식과 관련하여 여러 조건을 포함한 자극인 경우 뇌의 인지 시스템을 설명을 해 주는 데 한계가 있다. 따라서 Event-related 방법을 이용하여 얼굴인식에 관여하는 뇌의 인지시스템에 관련된 부분을 설명하고, 또한 그 영역에서 인종구별과 같은 의식적으로는 관찰되지 않지만 무의식적으로 관찰되는 뇌의 생리적인 현상을 보여주고자 한다. 본 연구는 Event-related 방법에 대한 이해와 얼굴인식에 적용되는 파라다임 알고리즘을 개발하여 피험자들을 통해 해당조건들은 (유명한국인, 무명한국인, 유명 백인 미국인, 무명 백인미국인) 각 Event로 구성하여 한 블록인 Event-related 파라다임으로 변경하여 얼굴을 인식하는데 주로 담당하는 영역인, Ventral occipital-temporal cortex 내의 fusiform face area(FFA)를 확인하고 그 영역에서 의식적으로 반응하는 뇌의 활동과 무의식적으로 반응하는 뇌의 활동을 생리학적 또는 심리학적으로 해석하는데 용이하도록 여러 파라미터들 (즉 Event 간격 , Event의 수, Null Event, TR 간격 등)을 최적화하였다. 자기공명영상기법을 이용한 이러한 뇌 기능 연구는 의학적인 응용연구로서 신경 과학분야와 정신의학적인 측면에서 널리 이용될 것으로 보이며 더 나아가 심리학적측면의 기초 연구로서 발전의 토대가 될 것으로 사료된다.다. 불가능하여 차나무 재배지 부적합한 것으로 나타났다.35\%$일 경우 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창을 가장 효과적으로 방지할 수 있는 것으로 판단된다.는 accessory 개발과 보급이 중요하다.에 대하여 500MU 조사 후 방사선량의 측정결과 Field size의 영향은 거의 존재하지 않았으며, beam off 후 $1{\sim}2$분 뒤 측정 시작 시점에서 대략 $1{\mu}Sv/hr$를 나타냈으며, 반감기는 약 $3{\sim}4$분인 것으로 측정되었다. Primus 15MV의 경우 S병원에서 측정을 수행하였으며, $25{\times}25cm^2$ Field size에 대하여 500MU 조사 뒤 방사선량을 측정한 결과, beam off후 $1{\sim}2$분 뒤 측정시점에서 대략 $3.26{\mu}Sv/hr$를 나타냈으며 10MV X선보다 대략 3.3배 큰 값을 나타내었다. 결과 : 일일 치료환자가 $20{\sim}50$명이고, 환자 1인당 Wedge filter의 교체작업이 $1{\sim}2$회일 때 10MV의 경우 연간선량이 $0.08{\sim}0.4mSv$로 평가되었으며, 15MV의 경우 $0.27{\sim}1.36mSv$로 평가되어 작업종사자의 연간 허용선량인 20mSv에 비해 안전한 것으로 평가되었다.서 정상조직이 적게 조사되었다. 결과 : 기존의 ICRU계획은 그 효과 및 안전성이 입증되었음에도 불구하고 CT를 이용한 CTV계획 등을 적용 한다면 잔류종양이 적은 경우 정상조직에 대한 조사를 줄이면서 잔류종양에 목표선량을 조사할 수 있을 것이다. 다만 잔류종양이 큰 경우는 정상조직에 대한 조사선량을 줄이기 위한 효과적 치료계획에

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제18권1호
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• pp.1-6
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• 2014

목적: $T_2{^*}$이완시간은 조직의 고유한 특징을 반영하는 자화율 정보를 내재하고 있다. 본 연구는 3테슬러 자기공명영상 기기에서 유방의 정상 유선조직과 지방조직의 $T_2{^*}$이완시간을 알아보고자 하였다. 대상과 방법: 52명의 여자환자에서 (나이, $49{\pm}12 $세; 범위, 25세~75세) 삼차원 경사에코연쇄를 이용하여 각 일곱 개 에코 자기공명영상들을 얻었다. 에코시간은 3.91 ms단계에서 2.28 ms에서 25.72 ms사이 범위였다. 화적소를 기초로 $T_2{^*}$이완시간과 $R_2{^*}$이완율 지도는 각 개체에서 선형곡선맞춤을 이용하여 계산되었다. $T_2{^*}$값과 $R_2{^*}$값을 얻기 위하여 유방의 정상 유선조직과 지방조직에 삼차원 관심영역을 표시하였다. 모든 개체에서 이러한 변수들의 평균치를 계산하였다. 결과: 유방의 정상 유선조직과 지방조직에 삼차원 관심영역 크기는 각각 $4818{\pm}4679$ 화적소와 $1455{\pm}785$ 화적소 였다. 평균 $T_2{^*}$ 값은 유방의 정상 유선조직과 지방조직에서 각각, $22.40{\pm}5.61ms$ 와 $36.36{\pm}8.77ms$였다. 평균 $R_2{^*}$값은 유방의 정상 유선조직과 지방조직에서 각각, $0.0524{\pm}0.0134/ms$와 $0.0297{\pm}0.0069/ms$ 였다. 결론: 유방의 정상 유선조직과 지방조직에서 $T_2{^*}$값과 $R_2{^*}$값을 측정하였다. 유방의 정상 유선조직의 $T_2{^*}$값은 지방조직의 $T_2{^*}$값보다 짧게 나타났다. $T_2{^*}$이완시간의 측정은 유방암과 정상 유방조직에서의 자화율 효과를 이해하는데 도움을 줄 것이다.