융합영상장비의 표준섭취계수 상관관계 분석

김진의(Jin-Eui Kim),김정수(Jung-Soo Kim),최남길(Nam-Gil Choi),한재복(Jae-Bok Han) 한국방사선학회 2018 한국방사선학회 논문지 Vol.12 No.5

최근 핵의학에서 진단가치의 향상을 위해 PET-CT에서 이용하고 있는 반정량지표인 SUV를 SPECT-CT에 도입하여 적용하고 있다. 따라서 두 가지 스캐너의 SUV max 를 팬텀실험을 통해 상관관계를 분석하여 임상 적용 가능성을 평가하였다. 부피가 다른 6개의 구로 제작된 팬텀에 방사성의약품 ( 18 F, 99m Tc)을 배후방사능을 고려하여 8:1과 4:1 비율로 주입하고, 임상 프로토콜을 기반으로 PET-CT와 SPECT-CT 스캐너로 양성상을 획득한 후 관심영역을 ROI와 VOI로 구분하여 SUV max 를 측정하여 분석하였다. 실험결과 두 가지 스캐너로 측정한 SUV max 는 통계적으로 유의한 차이가 없었다 (P>0.05). 따라서 PET-CT와 SPECT-CT의 SUV max 는유의한 수준 내에서 일정한 상관관계를 가지며, 같이 평가되었다. 따라서 SPECT-CT를 이용한 SUV max 정량 분석은 본 연구를 통해 일반화하기에 제한적이지만 임상에 실험적 정보를 제공할 수 있으므로, 임상실험과 같은 관련 실험을 통한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. Recently in nuclear medicine, to improve diagnostic value, SUV, semi-quantitative indicator used in PET-CT, is adopted in SPECT-CT. Therefore, this research analyzed correlation of SUV max of two scanners through phantom test, and evaluated possibility of clinical application. Radiopharmaceuticals ( 18 F, 99m Tc) were injected with the ratios of 8:1 and 4:1, considering background radioactivity, into the phantom manufactured with 6 globes of different sizes, and, based on clinical protocol, positive phases were acquired with PET-CT and SPECT-CT scanners, and interesting areas were divided into ROI and VOI, and SUV max of them were measured, and analyzed. Tests found out no statistically significant difference in SUV max measured with two scanners (P>0.05). Thus, SUV max of PET-CT and SPECT-CT had a certain correlation within significant levels, and were evaluated as the same. Accordingly, it seems that SUV max quantitative analysis using SPECT-CT can provide significant diagnostic information as the case of PET-CT.

Evaluation of the Liver Cancer Diagnosis Function of PET-MRI Based on Decision Matrix Analysis

Jin-Eui Kim(김진의),Jung-Soo Kim(김정수),Nam-Gil Choi(최남길),Jae-Bok Han(한재복) 한국콘텐츠학회 2017 한국콘텐츠학회논문지 Vol.17 No.11

최근 임상에서 활용하고 있는 일체형 PET-MRI의 간암 진단능력을 평가하기 위해 2×2 판정행렬을 이용하여 유용성을 평가하였다. 실험대상의 PET-MRI 검사 결과를 통해 간암 판정 여부 즉 비정상과 정상판정을 받은 경우는 각각 98건, 51건 이었으며, 세포병리학적 결과가 양성과 음성 판정을 받은 경우는 각각 103건, 62건으로 나타났다. 이 중 두가지 검사에서 진양성의 경우는 95건, 위양성은 3건으로 나타났으며, 진음성은 62건, 위음성의 경우는 5건으로 분석되었다. 실험결과 PET-MRI 검사의 예민도는 95.00%, 특이도는 95.38%, 위음성률은 0.05%, 위양성률은 0.05%, 정확도는 95.15%로 분석되었다. 따라서 간암의 진단에 있어 수술 전 병기 결정이나 치료 후 재발 및 원격전이의 발견, 불분명한 원발 림프절 전이 등의 평가등에 활용 가능성이 높을 것으로 판단되며, 특히 병리학적 검사와의 복합적 진단 및 추적검사를 통해 간암 진단을 위한 PET-MRI 임상적 유용성은 충분할 것으로 사료된다. To evaluate the capability of integrated PET-MRI, which has recently been utilized in the clinical practices, on the diagnosis of liver cancer, its utility was assessed by 2×2 decision matrix. The numbers of abnormal and normal decisions on the liver cancer were 98 and 51 cases, respectively, upon PET-MRI scan results of the subjects, and the numbers of positive and negative decisions were 103 and 62, respectively, upon cytopathologic results. Out of the two tests, 95 cases were shown as true-positive and 3 were false positive, while 62 were true negative and 5 were false negative. Upon the results of PET-MRI test, its sensitivity, specificity, false negative rate, and false positive rate were 95.00%, 95.38%, 0.05%, and 95.15%, respectively. Therefore, it is considered to have the high potential to use the determination of the stage before the surgery, detections of recurrence and remote metastasis, assessment of uncertain remote lymph node metastasis, and so on in the diagnosis of the liver cancer, and also for the clinical utility of PET-MRI to be sufficient by integrated diagnosis and follow up scan with pathological studies.

Clinical Usefulness of<SUP> 99m</SUP>Tc-DMSA Renal SPECT Using High Sensitivity-All Purpose Collimator for Pediatric Patients

Jin-Eui Kim(김진의),Jung-Soo Kim(김정수),Jae-Bok Han(한재복),Nam-Gil Choi(최남길) 한국콘텐츠학회 2016 한국콘텐츠학회논문지 Vol.16 No.3

신장의 기능을 정량분석 할 수 있는 <SUP>99m</SUP>Tc-DMSA 평면 영상은 단층영상에 비해 병소의 위치 정보에 한계가 있다. 따라서 광자 신호에 민감한 범용성 collimator로 교체하여 SPECT 방식으로 임상실험을 시행한 후, 진단의 정확도와 검사 소요시간을 분석하여 임상적용 가능성을 평가하였다. 10명의 실험대상에게 방사성의약품(1.0-1.2 MBq/kg)을 정맥주사하고, 이중 검출기 감마카메라를 이용하여 planar scan (high resolution (HR)-mode, 256×256, 50 kcts/view, 4 image)과 SPECT (HR / high sensitive (HS)-mode, 128×128, step and shoot, 180°, variable sec/angle, total 64 frame, OSEM reconstruction)를 시행하였다. 획득한 데이터를 분석 프로그램을 이용하여 비교한 결과, 실험 방법에 따라서 total counts는 high sensitive-mode SPECT가 대략 1.8-5.6 배 정도 많았고, counts를 이용한 상대신장기능은 모든 실험에서 유의한 수준 범위에서 차이가 없었으며(p=0.96), 검사 소요시간은 39%정도 단축되었다. 그러므로 고감도 범용성 collimator를 이용한 <SUP>99m</SUP>Tc-DMSA renal SPECT는 planar scan에 비하여 신장의 기능을 정량분석 할 수 있고, 병변의 위치에 대한 정보를 보다 정확하게 진단할 수 있으며, 동시에 검사 소요시간을 단축시킬 수 있으므로 임상적으로 유용하게 활용할 수 있을 것으로 사료된다. <SUP>99m</SUP>Tc-DMSA planar scan that can analyze the functions of kidney quantitatively provides less information on a lesion than tomography scanning. Therefore, this study applied a high sensitivity all-purpose collimator that is sensitive to photonic signals to <SUP>99m</SUP>Tc-DMSA and carried out a clinical scan with single photon emission computed tomography (SPECT). And diagnostic accuracy and time requirement of were analyzed to know the clinical usefulness of the applied scanning method. 10 subjects were intravenously injected with radiopharmaceutical product (1.0-1.2 MBq/kg) and scanned by a gamma camera with planar scanner (high resolution (HR)-mode, 256×256, 50 kcts/view, 4 image) and SPECT (HR / high sensitive (HS)-mode, 128×128, step and shoot, 180°, variable sec/angle, total 64 frame, OSEM reconstruction), respectively. The collected data was compared with an analysis program. The results showed that HS-mode SPECT detected total counts 1.8-5.6 times more than planar scan. Relative renal function evaluated based on the counts was not significantly different by two scanning methods (p=0.96) and it turned out that test time was shortened by 39% when HS-mode SPECT was used. Therefore, SPECT using HR, HS-mode collimator could analyze renal function more quantitatively than using planar scan and the former could diagnose the location information of a lesion more accurately than the latter as well as shortened test time requirement, which demonstrated the clinical usefulness of <SUP>99m</SUP>Tc-DMSA renal SPECT using high sensitivity all purpose collimator.

Onco. Flash Processing 적용에 따른 핵의학 영상의 유용성 평가

김정수,김병진,김진의,우재룡,김현주,신희원,Kim, Jung-Soo,Kim, Byung-Jin,Kim, Jin-Eui,Woo, Jae-Ryong,Kim, Hyun-Joo,Shin, Heui-Won 대한핵의학기술학회 2008 핵의학 기술 Vol.12 No.1

목적: 다양한 algorism에 의한 영상처리기법은 핵의학 영상을 결정짓는 중요한 부분을 차지하고 있다. 이에 새로운 영상처리기법인 SIEMENS (made by pixon)사의 Onco. flash processing reconstruction을 적용하여 기존의 영상처리기법을 이용한 영상과 비교 분석함으로써 그 임상적 유용성을 평가한다. 대상 및 방법: 1) Scan speed의 차이에 의한 whole body bone scan을 시행하고, raw data와 processing data의 imaeg quality를 비교 분석하여 상대 평가한다. 2) Bone static scan을 acquisition count를 달리하여 시행하고, raw data와 processing data의 image quality를 비교 분석하여 상대 평가한다. 3) 4 quadrant - bar phantom을 이용하여 raw data와 processing data와의 육안적 평가를 통한 image quality를 확인한다. 4) LSF을 통한 raw data와 processing data의 FWHM을 구하여 해상력 평가를 확인한다. 결과: 1) Whole body bone scan을 시행하여 본원 핵의학 판독의의 blinding test한 결과 scan speed 20 cm/min의 raw data와 30 cm/min의 processing data에는 임상 판독에 영향을 미칠 수준의 image quality 저하가 없었으나, 40 cm/min processing data는 영상 판독과 진단에 오류의 가능성을 배제 할 수 없는 image quality의 향상을 볼 수 없었다. 2) Bone static scan의 경우 200 kcts processing data는 200 kcts raw data보다 확실한 image quality의 향상을 가져왔으며 400 kcts raw data와 비교한 본원 핵의학 판독의 blinding test 결과 판독과 진단에 무리가 없을 수준의 유사한 image quality를 보였다. 3) 4 quadrant - bar phantom을 이용하여 raw data와 processing data와의 육안적 평가는 processing을 통한 image quality의 향상을 확인할 수 있었다. 4) LSF을 통한 raw data와 processing data의 FWHM 평가 결과, resolution의 뚜렷한 증가나 감소의 확인은 할 수 없었다. 이는 noise level의 감소와 high S/N ratio 때문이라 판단된다. 결론: 기존의 영상과 비교 분석하여 평가한 결과 Onco. flash processing reconstruction을 적용한 경우 일정 수준까지 뚜렷한 image quality의 향상을 보였으며, 이는 장비 가동률의 상승과 환자 대기일수의 단축 그리고 저선량 검사에 따른 방사선 피폭에 대한 적극적 방어의 관점에서 현재 임상 핵의학에 충분한 유용성과 타당성이 있을 것으로 사료된다. Purpose: The image processing method due to the algorism which is various portion nuclear medical image decision is important it makes holds. The purpose of this study is it applies hereupon new image processing method SIEMENS (made by Pixon co.) Onco. flash processing reconstruction and the comparison which use the image control technique of existing the clinical usefulness it analyzes with it evaluates. Materials & Methods: 1. Whole body bone scan-scan speed 20 cm/min, 30 cm/min & 40 cm/min blinding test 2. Bone static spot scan-regional view 200 kcts, 400 kcts for chest, pelvis, foot blinding test 3. 4 quadrant-bar phantom-20000 kcts visual evaluation 4. LSF-FWHM resolution comparison ananysis. Results: 1. Raw data (20 cm/min) & processing data (30 cm/min)-similar level image quality 2. Low count static image-image quality clearly improved at visual evaluation result. 3. Visual evaluation by quadrant bar phantom-rising image quality level 4. Resolution comparison evaluation (FWHM)-same difference from resolution comparison evaluation Conclusion: The study which applies a new method Onco. flash processing reconstruction, it will be able to confirm the image quality improvement which until high level is clearer the case which applies the method of existing better than. The new reconstruction improves the resolution & reduces the noise. This enhances the diagnostic capabilities of such imagery for radiologists and physicians and allows a reduction in radiation dosage for the same image quality. Like this fact, rising of equipment availability & shortening the patient waiting move & from viewpoint of the active defense against radiation currently becomes feed with the fact that it will be the useful result propriety which is sufficient in clinical NM.

1-Day Protocol을 사용하는 Brain Perfusion SPECT에서 LEUR 콜리메이터의 유용성

최진욱,김수미,이형진,김진의,김현주,이재성,이동수,Choi, Jin-Wook,Kim, Soo-Mee,Lee, Hyung-Jin,Kim, Jin-Eui,Kim, Hyun-Joo,Lee, Jae-Sung,Lee, Dong-Soo 대한핵의학기술학회 2011 핵의학 기술 Vol.15 No.1

1-day protocol method는 DIAMOX 영상에서 basal 영상을 감산시키는 방법으로 혈관 예비능을 평가하는데 있어서 매우 유용한 검사지만, 검사시간이 길기 때문에 움직임에 의한 불가피한 재검사율이 높다. 기하학적으로 차이가 있는 fan-beam 콜리메이터와 parallel 콜리메이터 중 임상적으로 1-day protocol method에 가장 효율적인 콜리메이터가 무엇인지 알아보았다. 삼중 헤드 감마카메라인 triad XLT 9 (TRIONIX)와 세 가지 콜리메이터(low energy high resolution-parallel beam: LEHR-par, ultra resolution-fan beam: LEUR-fan, super fine-fan beam: LESR-fan)를 사용하였다. PET/SPECT performance phantom, Hoffman 3D phantom, volunteer 실험을 실시하여 세 가지 콜리메이터의 감도, 대조도, 해상력, 영상의 질을 비교 측정하였다. Pixel size를 fan-beam 콜리메이터와 동일하게 하기 위하여 parallel 콜리메이터 실험 시 zoom factor를 2.0으로 변경하였다. Scan time은 50 kcounts/frame을 만족하게 하였으며 filtered back projection (FBP)의 재구성 방법을 사용하였고 각 콜리메이터 별 최적의 영상을 위하여 cut off 값을 변화하면서 비교 측정하였다. 총 획득 계수가 동일한 조건에서 해상력과 percent background variability는 LESR과 LEUR이 LEHR보다 우수한 결과를 나타내었고, 영상의 육안평가에서 선호도는 LESR, LEUR, LEHR 순이었다. 영상 획득 시간은 LESR이 낮은 감도로 인하여 LEUR과 LEHR보다 약 2배 더 길게 소요됐다. Volunteer 실험의 결과 LESR을 사용할 때보다 LEUR 또는 LEHR을 사용 할 때 약 10-14분 정도 시간이 감소했다. 1-day protocol method는 단 한 번의 움직임에도 재검사가 불가피하기 때문에 적절한 분해능뿐만 아니라 높은 감도의 유지를 위해 적절한 검사 방법의 확립이 중요하다 할 수 있다. 본 연구에서 동일한 계수를 획득할 경우 LEUR은 LESR보다 2배의 시간을 감소시킬 수 있었고 영상의 육안평가나 해상력도 LESR과 임상적으로 큰 차이를 보이지 않았으므로 Brain SPECT의 1-day protocol method에 가장 적합할 것으로 사료된다. Purpose: Basal/Acetazolamide-challenged brain perfusion SPECT is very useful to assess cerebral perfusion and vascular reserve. However, as there is a trade off between sensitivity and spatial resolution in the selection of collimator, the selection of optimal collimator is crucial. In this study, we examined three collimators to select optimal one for 1-day brain perfusion SPECT. Materials and Methods: Three collimators, low energy high resolution-parallel beam (LEHR-par), ultra resolution-fan beam (LEUR-fan) and super fine-fan beam (LESFR-fan), were tested for 1-day imaging using Triad XLT 9 (TRIONIX). The SPECT images of Hoffman 3D brain phantom filled with 99mTc of 170 MBq and a normal volunteer were acquired with a protocol of 50 kcts/frame and detector rotation of 3 degree. Filterd backprojection (FBP) reconstruction with Butterworth filter (cut off frequencies, 0.3 to 0.5) was performed. The quantitative and qualitative assessments for three collimators were performed. Results: The blind tests showed that LESFR-fan provided the best image quality for Hoffman brain phantom and the volunteer. However, images for all the collimator were evaluated as 'acceptable'. On the other hand, in order to meet the equivalent signal-to-noise ratio (SNR), total acquisition time or radioactivity dose for LESFR-fan must have been increased up to almost twice of that for LEUR-fan and LEHR-par. The volunteer test indicated that total acquisition time could be reduced approximately by 10 to 14 min in clinical practice using LEUR-fan and LEHR-par without significant loss on image quality, in comparison with LESFR-fan. Conclusion: Although LESFR-fan provides the best image quality, it requires significantly more acquisition time than LEUR-fan and LEHR-par to provide reasonable SNR. Since there is no significant clinical difference between three collimators, LEUR-fan and LEHR-par can be recommended as optimal collimators for 1-day brain perfusion imaging with respect to image quality and SNR.

Myocardial SPECT시 COR에서 위치변화에 따른 Image Uniformity 비교

임현진,김중현,김재일,임정진,김진의,김현주,이재성,이동수,Lim, Hyun-Jin,Kim, Joong-Hyun,Kim, Jae-Il,Lim, Jung-Jin,Kim, Jin-Eui,Kim, Hyun-Joo,Lee, Jae-Sung,Lee, Dong-Soo 대한핵의학기술학회 2012 핵의학 기술 Vol.16 No.1

SPECT 검사는 여러 가지 물리적인 요소들에 의해서 영향을 받기 때문에 정확한 데이터를 획득하는 것이 중요하다. 본 실험은 여러 가지 요인 중 COR에서 심장의 위치를 달리하여 두 중심이 일치할 때와 일치하지 않았을 때 영상의 균일도에 대해서 알아보고자 하였다. Philips사의 Cardio MD장비를 이용하여 cylindrical uniform phantom (직경 6.7 cm, 높이 9 cm), heart insert phantom을 COR과 각각 상 하 좌 우 100 mm 위치에서 실험하였다. Cylindrical uniform phantom과 heart insert phantom에서 획득한 영상은 line profile을 이용하여 phantom과 심장 양쪽 벽에 대한 계수 차이를 비교하였다. 육안평가는 heart insert phantom과 volunteer test를 하였다. Heart insert phantom 실험은 COR과 상 하 좌 우 100 mm 위치에서 수평으로 T-A curve를 나타내면 계수 차가 2.6%, 12.1%, 6.7%, 13.8%, 1.4%로 나타났고, 수직에서는 3.9%, 21.9%, 3.5%, 23.9%, 14.0%로 나타났다. Cylindrical phantom 실험은 수평에서 계수 차가 4.3%, 0.3%, 3.3%, 2.6%, 0.7%로 나타났고, 수직에서는 2.7%, 3.0%, 1.0%, 0.3%, 3.4%로 나타났다. Heart insert phantom과 volunteer test에서 획득한 영상의 육안평가는 COR 위치에서 가장 균등하였고, COR 제외한 위치에서는 약간의 왜곡현상이 나타났다. Phantom 종류에 따라 결과의 차이가 있었지만 육안평가와 종합해보면 심장과 COR 위치가 일치할 때 영상이 가장 균일하였다. 따라서 myocardiac SPECT 검사 시 심장과 COR의 두 중심을 일치시킴으로써 심근관류의 감쇠 또는 증가되는 왜곡현상을 예방하여 진단의 정확성을 높일 수 있을 것이다. Purpose: It is important to acquire accurate data because the SPECT scan affected by various physical factors. The aim of this study was to compare the uniformity when both centers were matched or mismatched differed from position of heart in COR. Materials and methods: The images were acquired with cylindrical uniform phantom (6.7 cm diameter, 9 cm length) and heart insert phantom using Cardio MD SPECT system (Philips, USA). The phantoms were positioned on COR as well as four different points which were 10 cm above, below, left and right side from the COR. The counts from the both edge of cylindrical uniform phantom and those from the both wall of heart insert phantom were compared by using vertical and horizontal line profile. In addition, the qualitative evaluation was performed with heart insert phantom images and volunteer test. Results: In heart insert phantom study, the differences of counts between COR and 10 cm above, below, left and right point of COR were 1.1, 4.1, 4.9, 2.2 and 0.9% using T-A curve for horizontal view. In case of vertical view of COR 3.9, 21.9, 3.5, 23.9, 14.0% were shown. In cylindrical phantom study, the differences of counts between COR and 10 cm above, below, left and right point of COR were 4.3, 0.3, 3.3, 2.6 and 0.7% using T-A curve for horizontal view. In case of vertical view of COR 2.7, 3.0, 1.0, 0.3, 3.4% were shown. For qualitative evaluation, the images at COR were the most uniform for both of heart insert phantom and volunteer test, whereas other four positions showed somewhat distorted images. Conclusion: It showed the most uniform images when COR is matched with the heart. Therefore, we can expect that distortion which increased or decreased of myocardial perfusion will be prevented by matching the heart and COR when positioning. Furthermore, the accuracy of diagnosis will be improved as well.

동적 영상 획득 방식을 이용한 정적 영상의 움직임 보정

윤석환,승종민,김계환,김재일,이형진,김진의,김현주,Yoon, Seok-Hwan,Seung, Jong-Min,Kim, Kye-Hwan,Kim, Jae-Il,Lee, Hyung-Jin,Kim, Jin-Eui,Kim, Hyun-Joo 대한핵의학기술학회 2010 핵의학 기술 Vol.14 No.1

정적 영상 획득 시 기존의 정적 영상 획득 방식 대신 동적 영상 획득 방식을 이용하여 움직임에 의한 motion correction을 적용함으로써 정적 영상 획득 시 발생되는 움직임에 의한 문제점을 해결하고자 하였다. 실험은 capillary tube와 IEC body phantom을 이용하여 움직임이 없을 때 정적 영상 획득 방식으로 얻은 영상과 동적 영상 획득 방식으로 얻은 각각의 frame을 더한 영상에 대해 resolution, frequency, total counts, blind test를 비교 분석하였으며 임의로 최소한의 움직임과 과도한 움직임을 주어 motion correction 전후의 영상에 대해서도 resolution, frequency, total counts, blind test를 비교 분석 하였다. 기존의 정적 영상 획득 방식으로 얻은 영상과 동적 영상 획득 방식으로 얻은 각각의 frame을 더한 영상의 resolution, frequency, total counts, blind test의 결과 값의 차이가 없었다. 또한 최소한의 움직임과 과도한 움직임을 준 영상에 대해 motion correction 적용 전후의 비교 결과 값은 motion correction 후 resolution, frequency, blind test의 결과 값이 움직임이 없을 때의 정적 영상과 거의 차이가 없었다. 하지만 과도한 움직임에 대한 보정 시 frame당 흐림 현상이 많이 발생 하였으므로 좌표 보정이 어려워 frame을 제외하는 방법을 적용하였기 때문에 과도한 motion correction 후 삭제한 frame 수만큼 total counts에서 차이를 보였다. 정적 영상 획득 시 움직임이 예상되는 환자에게 기존의 정적 영상 획득방식이 아닌 동적 영상 획득 방식을 이용하여 움직임 발생시 좌표 보정과 흐림 현상이 심한 frame 제외 방법을 이용하여 정적 영상에서 움직임에 의해 발생되었던 영상의 질 저하와 정량적 분석의 신뢰도 감소, 재검사에 대한 문제점을 해결할 수 있을 것이라고 생각되며 motion correction에 제공되는 다양한 프로그램 개발과 임상 적용에 대한 광범위한 연구가 현실적으로 필요하며 향후 지속적인 연구가 기대되는 바이다. Purpose: The static image of nuclear medicine study should be acquired without a motion, however, it is difficult to acquire static image without movement for the serious patients, advanced aged patients. These movements cause decreases in reliability for quantitative and qualitative analysis, therefore re-examination was inevitable in the some cases. Consequently, in order to improve the problem of motion artifacts, the authors substituted the dynamic acquisition technique for the static acquisition, using motion correction. Materials and Methods: A capillary tube and IEC body phantom were used. First, the static image was acquired for 60 seconds while the dynamic images were acquired with a protocol, 2 sec/frame${\times}$30 frames, under the same parameter and the frames were summed up into one image afterwards. Also, minimal motion and excessive motion were applied during the another dynamic acquisition and the coordinate correction was applied towards X and Y axis on the frames where the motion artifact occurred. But the severe blurred images were deleted. Finally, the resolution and counts were compared between the static image and the summed dynamic images which before and after applying motion correction, and the signal of frequency was analysed after frequency spatial domain was transformed into 2D FFT. Supplementary examination, the blind test was performed by the nuclear medicine department staff. Results: First, the resolution in the static image and summed dynamic image without motion were 8.32 mm, 8.37 mm on X-axis and 8.30 mm, 8.42 mm on Y-axis, respectively. The counts were 484 kcounts, 485 kcounts each, so there was nearly no difference. Secondly, the resolution in the image with minimal motion applying motion correction was 8.66 mm on X-axis, 8.85 mm on Y-axis and had 469 kcounts while the image without motion correction was 21.81 mm, 24.02 mm and 469 kcounts in order. So, this shows the image with minimal motion applying motion correction has similar resolution with the static image. Lastly, the resolution in the images with excessive motion applying motion correction were 9.09 mm on X-axis, 8.83 mm on Y-axis and had 469 kcounts while the image without motion correction was 47.35 mm, 40.46 mm and 255 kcounts in order. Although there was difference in counts because of deletion of blurred frames, we could get similar resolution. And when the image was transformed into frequency, the high frequency was decreased by the movement. However, the frequency was improved again after motion correction. In the blind test, there was no difference between the image applying motion correction and the static image without motion. Conclusion: There was no significant difference between the static image and the summed dynamic image. This technique can be applied to patients who may have difficulty remaining still during the imaging process, so that the quality of image can be improved as well as the reliance for analysis of quantity. Moreover, the re-examination rate will be considerably decreased. However, there is a limit of motion correction, more time will be required to successfully image the patients applying motion correction. Also, the decrease of total counts due to deletion of the severe blurred images should be calculated and the proper number of frames should be acquired.

PET/CT에서 재구성 프로그램의 성능 평가

임정진,윤석환,김종필,남궁식,신성화,윤상혁,김영석,이형진,이홍재,김진의,우재룡,Lim, Jung Jin,Yoon, Seok Hwan,Kim, Jong Pil,Nam Koong, Sik,Shin, Seong Hwa,Yoon, Sang Hyeok,Kim, Yeong Seok,Lee, Hyeong Jin,Lee, Hong Jae,Kim, Jin Eui,Woo, 대한핵의학기술학회 2012 핵의학 기술 Vol.16 No.2

암의 조기검진 및 수술 전후 추적검사에 유용하게 이용되고 있는 PET/CT는 영상의 질을 향상시키기 위하여 기계적인 성능 향상과 더불어 영상 재구성방법도 발전되어 왔다. 본 연구는 Time of Flight (TOF)를 기반으로 한 재구성 프로그램들에 대하여 영상의 질을 평가하고자 한다. Gemini TF, Biograph mCT, Discovery 690을 이용하여 phantom 영상을 동일한 조건으로 2분 동안 영상을 획득 후 Astonish TF, ultraHD PET, SharpIR을 적용한 것과 적용하지 않은 것에 대하여 영상을 재구성하였다. Flangeless Esser PET phantom 의 내부에는 $^{18}F$-FDG 1.11 kBq/ml (30 ${\mu}Ci/ml$)를 채우고 4개의 열소 원통(8, 12, 16, 25 mm)에는 8.88 kBq/ml (240 ${\mu}Ci/ml$)를 채워서 배후 방사능과 열소 원통 방사능의 비율이 1:8이 되도록 제작하였고 triple line phantom의 내부에는 $^{18}F$-FDG 37 MBq (1 mCi)를 채우고 세 개의 line에는 0.37 MBq/ml (100 uCi)를 주입하여 제작하였다. Flangeless Esser PET phantom을 사용한 재구성 영상에서 contrast ratio와 background variability를 구하였고, triple line phantom을 사용한 재구성 영상에서 resolution을 측정하였다. Phantom lid 크기가 8, 12, 16, 25 mm에서의 contrast ratio는 Astonish TF를 적용하지 않은 영상에서 8.69, 12.28, 19.31, 25.80%, 적용한 영상에서는 6.24, 13.24, 19.55, 27.60%, ultraHD PET를 적용하지 않은 영상에서 4.94, 12.68, 22.09, 30.14%, 적용한 영상에서는 4.76, 13.23, 23.72, 31.65%, SharpIR를 적용하지 않은 영상에서 13.18, 17.44, 28.76, 34.67%, 적용한 영상에서는 13.15, 18.32, 30.33, 35.73%로 나타났다. Background variability는 Astonish TF를 적용하지 않은 영상에서 5.51, 5.42, 7.13, 6.28%, 적용한 영상에서는 7.81, 7.94, 6.40, 6.28%, ultraHD PET를 적용하지 않은 영상에서 6.46, 6.63, 5.33, 5.21%, 적용한 영상에서는 6.08, 6.08, 4.45, 4.58%, SharpIR를 적용하지 않은 영상에서 5.93, 4.82, 4.45, 5.09%, 적용한 영상에서는 4.80, 3.92, 3.63, 4.50%로 나타났다. Phantom line 위치가 upper, center, right에서의 resolution은 Astonish TF를 적용하지 않은 영상에서 10.77, 11.54, 9.34 mm, 적용한 영상에서는 9.54, 8.90, 8.88 mm, ultraHD PET를 적용하지 않은 영상에서 7.84, 6.95, 8.32 mm, 적용한 영상에서는 7.51, 6.66, 8.27 mm, SharpIR를 적용하지 않은 영상에서 9.35, 8.69, 8.99 mm, 적용한 영상에서는 9.88, 9.18, 9.00 mm로 나타났다. TOF를 기반으로 하여 영상의 질을 향상시키기 위한 재구성 프로그램 사용 시 전반적으로 영상의 질적 향상이 이루어짐을 알 수 있었다. 또한 제조사별 재구성 프로그램 비교에 대해서는 어느 정도의 결과 값의 차이를 보였지만 이는 제조사별 장비의 특성과 재구성 알고리즘의 차이로 인한 결과라고 생각된다. 따라서 각 병원에서는 영상의 질을 향상시키기 위해 사용되는 재구성 프로그램을 이용함에 있어서 프로그램에 맞는 적절한 재구성 조건을 찾기 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다. Purpose : PET/CT is widely used for early checking up of cancer and following up of pre and post operation. Image reconstruction method is advanced with mechanical function. We want to evaluate image quality of each reconstruction program based on time of flight (TOF). Materials and Methods : After acquiring phantom images during 2 minutes with Gemini TF (Philips, USA), Biograph mCT (Siemens, USA) and Discovery 690 (GE, USA), we reconstructed image applied to Astonish TF (Philips, USA), ultraHD PET (Siemens, USA), Sharp IR (GE, USA) and not applied. inside of Flangeless Esser PET phantom (Data Spectrum corp., USA) was filled with $^{18}F$-FDG 1.11 kBq/ml (30 Ci/ml) and 4 hot inserts (8. 12. 16. 25 mm) were filled with 8.88 kBq/ml (240 ${\mu}Ci/ml$) the ratio of background activity and hot inserts activity was 1 : 8. Inside of triple line phantom (Data Spectrum corp., USA) was filled with $^{18}F$-FDG 37 MBq/ml (1 mCi). Three of lines were filled with 0.37 MBq (100 ${\mu}Ci$). Contrast ratio and background variability were acquired from reconstruction image used Flangeless Esser PET phantom and resolution was acquired from reconstruction image used triple line phantom. Results : The contrast ratio of image which was not applied to Astonish TF was 8.69, 12.28, 19.31, 25.80% in phantom lid of which size was 8, 12, 16, 25 mm and it which was applied to Astonish TF was 6.24, 13.24, 19.55, 27.60%. It which was not applied to ultraHD PET was 4.94, 12.68, 22.09, 30.14%, it which was applied to ultraHD PET was 4.76, 13.23, 23.72, 31.65%. It which was not applied to SharpIR was 13.18, 17.44, 28.76, 34.67%, it which was applied to SharpIR was 13.15, 18.32, 30.33, 35.73%. The background variability of image which was not applied to Astonish TF was 5.51, 5.42, 7.13, 6.28%. it which was applied to Astonish TF was 7.81, 7.94, 6.40 6.28%. It which was not applied to ultraHD PET was 6.46, 6.63, 5.33, 5.21%, it which was applied to ultraHD PET was 6.08, 6.08, 4.45, 4.58%. It which was not applied to SharpIR was 5.93, 4.82, 4.45, 5.09%, it which was applied to SharpIR was 4.80, 3.92, 3.63, 4.50%. The resolution of phantom line of which location was upper, center, right, which was not applied to Astonish TF was 10.77, 11.54, 9.34 mm it which was applied to Astonish TF was 9.54, 8.90, 8.88 mm. It which was not applied to ultraHD PET was 7.84, 6.95, 8.32 mm, it which was applied to ultraHD PET was 7.51, 6.66, 8.27 mm. It which was not applied to SharpIR was 9.35, 8.69, 8.99, it which was applied to SharpIR was 9.88, 9.18, 9.00 mm. Conclusion : Image quality was advanced generally while reconstruction program which is based on time of flight was used. Futhermore difference of result compared each manufacture reconstruction program showed up, however this is caused by specification of instrument of each manufacture and difference of reconstruction algorithm. Therefore we need further examination to find out appropriate reconstruction condition while using reconstruction program used for advance of image quality.

산화된 다공질 폴리실리콘 전계방출 소자의 픽셀별 구동 및 특성

유성원,김진의,최시영,You, Sung-Won,Kim, Jin-Eui,Choi, Sie-Young 대한전자공학회 2007 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.44 No.8

본 논문에서는 산화된 다공질 폴리실리콘을 이용하여 전계 방출 소자를 제작하여, 각각의 픽셀에 따른 전기적 특성과 형광체의 발광 특성을 조사하였다. 실제 대면적 디스플레이 소자에 적용하기 위해서 PM 방식을 이용해서 소자를 픽셀별로 동작하였고, 상부금속 전극의 어레이에 따른 두께와 폭의 공정조건을 확립하였다. 산화된 다공질 폴리실리콘의 미세 구조를 분석하고, 각각의 픽셀에 따른 전계방출 특성을 조사해 보았다. 상부금속 전극의 두께와 폭에 따른 전자방출 특성을 조사해 본 결과 Ti/pt(2nm/7nm)가 가장 적절한 두께라는 것을 확인 할 수 있었고, 2.5 mm 이상 폭에서 전자방출 효율이 증가하는 모습을 확인 할 수 있었다. 각 픽셀에 따른 소자의 전기적 특성은 픽셀마다 조금씩의 차이는 있지만 거의 동일한 누설 전류와 방출 전류가 나타남을 확인할 수 있었고, 동일한 크기의 효율도 관찰할 수 있었다. 누설 전류와 방출 전류는 시간이 증가함에 따라 감소하는 모습이 나타나긴 하였으나, 모든 픽셀이 거의 동일하게 감소하였다. 각각의 픽셀에 따른 휘도는 큰 차이가 없음을 확인할 수 있었고, 20 V에서 $700cd/m^2$ 이상의 높은 휘도를 나타내었으므로 실제 디스플레이 소자로도 응용이 가능할 것이다. In this paper, we fabricated the field emitter display using oxidized porous polysilicon(OPPS). Their field emission characteristics and the brightness were investigated for each pixel. The OPPS emitter was operated to each pixel using passive matrix for application of large panel display. We set up the proper thickness and width of upper electrode. The fine structure of OPPS was analyzed and the field emission characteristics of each pixel were investigated. As a result of field emission characteristics of different upper electrode thickness and width, we confirmed that the most efficient thickness was 2nm/7nm and increased the emission efficiency over the width of 2.5 mm. Even if field emission characteristics of each pixel was a little different but we confirmed the same leakage current and emission current, emission efficiency at each pixel. The leakage current and emission current was decreased according to the time increases but all of each pixel were uniformly decreased. We confirmed that the brightness of each pixel was not different and the brightness of OPPS field emitter was 700 cd/m2 at the Vps=20 V. Accordingly, the patterned OPPS field emitter can be applied to high quality field emission display devices.

Resolution Recovery 기반의 Astonish 영상 재구성 기법의 평가

승종민,이형진,김진의,김현주,김중현,이재성,이동수,Seung, Jong-Min,Lee, Hyeong-Jin,Kim, Jin-Eui,Kim, Hyun-Joo,Kim, Joong-Hyun,Lee, Jae-Sung,Lee, Dong-Soo 대한핵의학기술학회 2011 핵의학 기술 Vol.15 No.1

SPECT 영상에서의 resolution recovery를 기반으로 하는 3D 재구성 기법은 detector면으로부터 거리에 의한 공간적 blur를 보상하여 높은 spatial resolution과 contrast를 가지는 특징이 있다. 본 논문에서는 이러한 재구성 기법 중의 하나인 Philips사의 Astonish 프로그램을 phantom 실험을 통하여 기존의 재구성 기법과 비교, 평가하고 임상적 유용성을 높이고자 하였다. Skylight SPECT system (Philips)에서 NEMA IEC PET body phantom과 Flanges Jaszczak phantom (Data Spectrum corp.)을 이용하여 시간과 거리에 따른 4가지의 다른 입력 조건에서 실험을 실시하였다. 가까운 거리와 먼 거리 (짧은 거리보다 10 cm 더해진 거리)에서 각각 full time (40 kcts/frame)과 half time (full time의 절반)을 적용하여 영상을 얻고, iteration 수에 변화를 주어 MLEM, 3D-OSEM, Astonish로 영상을 재구성하였다. NEMA IEC PET body phantom의 각 sphere에서 background variability에 따른 contrast ratio의 변화양상을 확인하고 각 재구성 기법에서의 최적의 iteration 수를 찾아보았다. 이로부터 얻은 최적의 iteration 수를 Jaszczak phantom 영상의 재구성에 적용하여 비교해보고 실제 환자의 myocardial SPECT data에 대하여 육안적 평가를 실시하였다. 전반적인 contrast ratio는 Astonish가 MLEM과 3D-OSEM보다 높았다. 직경 37 mm의 가장 큰 hot sphere에서 짧은 거리에서는 Astonish가 MLEM과 3D-OSEM보다 각각 27.1%와 17.4%의 더 높은 contrast ratio를 보였고, 먼 거리에서는 40.5%와 32.6%로 더 높았다. 그러나 시간에 따른 변화의 차이는 크게 나타나지 않았다. 또한, 육안적 평가에서 Astonish가 다른 두 재구성 기법에 비하여 더 좋은 영상을 보였다. 이 실험에서는 정량적 분석 및 육안적 평가를 통하여 Astonish가 기존의 영상 재구성 기법인 MLEM과 3D-OSEM에 비하여 시간을 단축시켜 업무의 효율성을 높일 뿐만 아니라 질적으로도 우수한 영상을 구현하여 임상적으로 신뢰성이 높은 검사 결과를 제공할 수 있음을 확인하였다. Objective: The 3-dimensional reconstruction method with resolution recovery modeling has advantages of high spatial resolution and contrast because of its precise modeling of spatial blurring according to the distance from detector plane. The aim of this study was to evaluate one of the resolution recovery reconstruction methods (Astonish, Philips Medical), compare it to other iterative reconstructions, and verify its clinical usefulness. Materials and Methods: NEMA IEC PET body phantom and Flanges Jaszczak ECT phantom (Data Spectrum Corp., USA) studies were performed using Skylight SPECT (Philips) system under four different conditions; short or long (2 times of short) radius, and half or full (40 kcts/frame) acquisition counts. Astonish reconstruction method was compared with two other iterative reconstructions; MLEM and 3D-OSEM which vendor supplied. For quantitative analysis, the contrast ratios obtained from IEC phantom test were compared. Reconstruction parameters were determined by optimization study using graph of contrast ratio versus background variability. The qualitative comparison was performed with Jaszczak ECT phantom and human myocardial data. Results: The overall contrast ratio was higher with Astonish than the others. For the largest hot sphere of 37 mm diameter, Astonish showed about 27.1% and 17.4% higher contrast ratio than MLEM and 3D-OSEM, in short radius study. For long radius, Astonish showed about 40.5% and 32.6% higher contrast ratio than MLEM and 3D-OSEM. The effect of acquired counts was insignificant. In the qualitative studies with Jaszczak phantom and human myocardial data, Astonish showed the best image quality. Conclusion: In this study, we have found out that Astonish can provide more reliable clinical results by better image quality compared to other iterative reconstruction methods. Although further clinical studies are required, Astonish would be used in clinics with confidence for enhancement of images.