이중에너지 CT와 같은 시뮬레이션을 이용한 유효원자번호 추출을 통한 췌장 검출 가능성 연구

손기홍,이수열,정명애,김대홍 한국방사선학회 2022 한국방사선학회 논문지 Vol.16 No.5

The purpose of this simulation study was to evaluate the possibility of pancreas detection through effective atomic number information using dual-energy computed tomography(CT). The effective atomic number of 10 tissue-equivalent materials were estimated through stoichiometric calibration. For stoichiometric calibration, HU values at low-energy (80 kV) and high-energy (140 kV) for 10 tissue-equivalent materials were used. Based on this method, the effective atomic number image of the tissue-equivalent material was extracted through an iterative algorithm. According to the results, the attenuation ratio in accordance with the effective atomic number was estimated to have an R2 value of 0.9999, and the effective atomic number of Pancreas, Water, Liver, Blood, Spongiosa, and Cortical bone was overall within 1% accuracy compared to the theoretical value. Conventional pancreatic cancer examination uses a contrast medium, so there is a possibility of potential side effects of the contrast medium. In order to solve this problem, it is thought that it will be possible to contribute to an accurate and safe examination by extracting the effective atomic number using dual-energy CT without contrast enhancement. Based on this study, future research will be conducted on the detection of pancreatic cancer using the HU value of pancreatic cancer based on clinical images. 본 연구의 목적은 이중에너지 CT를 이용한 유효원자번호 정보를 통한 췌장 검출 가능성 연구이다. 10개의 다양한 인체 등가 물질의 유효원자번호를 Stoichiometric calibration을 통해 추정하였다. Stoichiometric calibration을 위해 저에너지와 고에너지에 해당하는 10개 인체 등가 물질에 대한 HU값을 이용하였다. 이를 바탕으로 반복 알고리즘을 통해 인체 등가 물질에 대한 유효원자번호 영상을 추출하였다. 연구결과에 따르면, 유효원자번호에 따른 감약의 비는 R2값이 0.9999로 추정되었고, Pancreas, water, Liver, Blood, Spongiosa, Cortical bone의 유효원자번호는 이론값과 비교하여 전체적으로 1% 이내의 정확도를 보였다. 췌장암 검사는 조영제를 사용하므로 잠재적인 조영제 부작용 가능성이 있다. 이를 해결하기 위해 조영 증강 없는 이중에너지를 이용한 유효원자번호 추출을 통해 정확하고 안전한 검사에 기여할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구를 바탕으로 향후 연구에서는 임상 영상을 바탕으로 췌장암의 HU값을 이용하여 췌장암 검출에 대한 연구를 수행할 것이다.

철근콘크리트 구조계산서 작성 방법에 관한 연구

손기홍,권오현 계명문화대학 1999 琵瑟論集 Vol.10 No.-

건축물의 안전을 공고히 하는 일은 튼튼하고 내구성 있는 건축물을 축조하는 일이다. 건축계획자, 시공자들이 잘 이해하지 못하고 건축물을 계획하고 시공하는 실예는 얼마든지 많다. 실제 건축설계의 전반을 책임지고 있는 건축사는 공간계획, 설비, 재료, 법규 등에 대하여는 어느 정도 식견을 갖고 있지만 구조에 대해서는 너무나 어둡다. 이러한 허점들을 해결하기 위해서는 설비, 구조만큼은 시공, 계획처럼 상당한 분업이 이루어져야 할 것으로 보인다. 건물을 계획하고 시공하는 과정에서 건축사, 구조설계사, 설비설계사, 조경설계사, 토목 설계사 등이 충분히 독립성을 유지하면서 긴밀히 협조하여 올바른 건축물이 축조될 수 있도록 많은 건축법규를 손질하지 않으면 21세기에 건축사무소가 생존하는 확율을 매우 희박할 것으로 생각된다. 건축설계의 경제화를 잘못 이해하여 설계사무소에서는 꼭 필요한 많은 도면들을 생략하고 있는 잘못된 관습은 빨리 버려야 하며 간단하면서도 이해가 쉬운 구조계산서의 작성은 계속 연구해야 할 과제로 생각된다.

단계적 AI 모형 학습을 통한 요금조정 업무 효율화

손기홍,김재인,신우영 한국경영공학회 2023 한국경영공학회지 Vol.28 No.4

Purpose Korea Electric Power Corporation (KEPCO) is actively implementing digital solutions throughout various industries as part of a broader digital transformation initiative. In alignment with this drive for operational efficiency, this study aims to explore the introduction of Artificial Intelligence (AI) technology into the fee adjustment evaluation process, with the goal of enhancing work efficiency. Methods To accommodate these crucial determinants at each stage of the evaluation process, the study developed a Stage-By-Stage (SBS) algorithm. This algorithm progressively learns and adapts according to the assessment measure(precision & recall). Results Through the application of the SBS algorithm, the study achieved an average workload reduction of 84%, a substantial improvement in efficiency. This reduction enabled the evaluation of a significantly lower number of cases (15,417 out of 93,847) compared to the traditional method. Conclusion This research has demonstrated the efficacy of incorporating AI technology, specifically the Stage-By-Stage algorithm, into the fee adjustment evaluation process. This approach allows for a more focused assessment of cases, benefiting both manager and KEPCO in their decision-making processes.

Feasibility Study of the Radiophotoluminescent Glass Dosimeter for High-energy Electron Beams

손기홍,정해조,신상훈,이현호,이성현,김미숙,지영훈,김금배,Son, Ki-Hong,Jung, Hai-Jo,Shin, Sang-Hun,Lee, Hyun-Ho,Lee, Sung-Hyun,Kim, Mi-Sook,Ji, Young-Hoon,Kim, Kum-Bae Korean Society of Medical Physics 2011 의학물리 Vol.22 No.1

본 연구에서는 유리선량계를 이용하여 전자선 치료빔의 선량평가 이용 가능성을 판단하고자 하였다. GD-302M 유리선량계에 선형가속기를 이용한 전자선과 $^{60}Co$ 방사선조사기로부터 감마선을 조사하였다. 유리선량계의 전자선에서의 선량 선형성, 재현성, 방향성, 선량률의존성, 에너지의존성의 총 5개 항목에 대해서 평가를 하였다. 측정은 물팬톰 $40{\times}40{\times}40cm^3$을 이용하여 유리선량계의 흡수선량을 측정하였다. 명목상 전자선에너지 6, 9, 12, 16, 20 MeV에서의 선량 1 Gy부터 15 Gy까지 유리선량계의 반응도를 평가해 본 결과 5개 전자선 에너지에서 같은 $R^2$=0.999의 선형계수를 확인할 수 있었다. 또한 5개의 에너지에서 총 100개의 유리선량계를 판독한 결과, 재현성은 5개 전자선에너지 평균 ${\pm}1.2%$ (1SD) 이내에서 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 유리선량계의 방향성은 유리선량계의 수직방향인 $90^{\circ}$를 기준으로 하였을때 $0^{\circ}$에서 $90^{\circ}$사이에서 빔방향에 따라 1.5% 이내의 차이를 나타내었다. 선량률의존성은 500 MU/min을 기준으로 200 MU/min에서 1,000 MU/min 사이에서 ${\pm}1.5%$의 차이를 나타내었다. 유리선량계의 에너지 의존성은 원통형 전리함으로 측정한 선량과 비교했을때 5개의 명목상 전자선에너지(6 MeV에서 20 MeV) 각각에 대해 $^{60}Co$ 감마선의 반응도로 일반화시킨 결과 1.1%에서 3.5% 사이에서 낮은값을 나타내었다. 본 연구결과를 통하여 측정환경에 따라 결과값을 적절히 환산인자로 활용한다면 유리선량계를 이용한 전자선치료빔 선량평가가 가능하리라 사료된다. Our goal is to assess the suitability of a glass dosimeter on detection of high-energy electron beams for clinical use, especially for radiation therapy. We examined the dosimetric characteristics of glass dosimeters including dose linearity, reproducibility, angular dependence, dose rate dependence, and energy dependence of 5 different electron energy qualities. The GD was irradiated with high-energy electron beams from the medical linear accelerator andgamma rays from a cobalt-60 teletherapy unit. All irradiations were performed in a water phantom. The result of the dose linearity for high-energy electron beams showed well fitted regression line with the coefficient of determination; $R^2$ of 0.999 between 6 and 20 MeV. The reproducibility of GDs exposed to the nominal electron energies 6, 9, 12, 16, and 20 MeV was ${\pm}1.2%$. In terms of the angular dependence to electron beams,GD response differences to the electron beam were within 1.5% for angles ranging from $0^{\circ}$ to $90^{\circ}$ and GD's maximum response differencewas 14% lower at 180o. In the dose rate dependence, measured dose values were normalized to the value obtained from 500 MU/min. The uncertainties of dose rate were measured within ${\pm}1.5%$ except for the value from 100 MU/min. In the evaluation of the energy dependence of the GD at nominal electron energies between 6 and 20 MeV, we obtained lower responses between 1.1% and 4.5% based on cobalt-60 beam. Our results show that GDs have a considerable potentiality for measuring doses delivered by high-energy electron beams.

유리선량계의 고선량직선성, 누적선량, 에너지의존성 특성 평가

손기홍,신상훈,이창열,박승우,정해조,이동한,최문식,지영훈,김미숙,김금배 대한방사선방어학회 2009 대한방사선방어학회 학술발표회 논문요약집 Vol.2009 No.11

Comparison of Intensity-modulated Radiation Therapy (IMRT), Uniform Scanning Proton Therapy (USPT), and Intensity-modulated Proton Therapy (IMPT) for Prostate Cancer: A Treatment Planning Study

손기홍,조승룡,김진성,한영이,주상규,안성환,신은혁,신정석,박원,표홍렬,최두호,Son, Kihong,Cho, Seungryong,Kim, Jin Sung,Han, Youngyih,Ju, Sang Gyu,Ahn, Sung Hwan,Shin, Eunhyuk,Shin, Jung Suk,Park, Won,Pyo, Hongryul,Choi, Doo Ho Korean Society of Medical Physics 2013 의학물리 Vol.24 No.3

본 연구는 총 10명의 전립선 암 환자를 대상으로 세기조절방사선치료(IMRT), 균일스캐닝양성자치료(USPT), 그리고 세기조절양성자치료(IMPT)기술을 이용한 치료계획의 결과를 비교, 평가 하였다. 각 치료 계획은 타깃 체적의 95%에 70 Gy가 28회 분할 조사되도록 하였으며 세기조절방사선치료(IMRT)에서는 step-and-shoot 기법을 이용하여 총 7개의 빔을 사용하여 방사선을 조사하였고, 균일세기양성자치료(USPT)와 세기조절양성자치료(IMPT)에서는 동일한 방사선 가중치의 측방향대향조사면(lateral opposing field)를 사용하여 타깃에 처방선량이 전달되도록 하였다. 한편, 세기조절양성자치료(IMPT)의 최적화를 위해 IMRT치료와 유사한 Inverse planning을 수행하였다. 결과 비교를 위해 타깃의 균질성지수(homogeneity index) 및 동형지수(conformity index)와 정상조직의 정상조직합병증확률(NTCP)을 계산하였다. 비록 치료기법간에 균질성지수(homogeneity index), 동형지수(conformity index)차이가 크지 않았지만, 직장의 경우 각 세기조절방사선치료(IMRT), 균일스캐닝 양성자치료(USPT) 및 세기조절양성자치료(IMPT)에서 2.233, 3.326 및 1.707로 계산되었다. 또한 방광의 정상조직합병증확률(NTCP)는 0.008, 0.003, 및 0.002를 나타내었다. 직장과 방광의 NTCP 값이 IMPT을 사용할 때 유의하게 낮은 값을 보이는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 전립선 암의 방사선 치료 시 세기조절방사선치료(IMRT)보다 양성자를 이용한 방사선 치료, 특히 최적화된 세기조절양성자치료(IMPT)가 치료 효과를 높일 수 있는 치료계획이 될 수 있음을 확인할 수 있었다. This study assessed compared photon and proton treatment techniques, such as intensity modulated radiation therapy (IMRT), uniform scanning proton therapy (USPT), and intensity modulated proton therapy (IMPT), for a total of 10 prostate cancers. All treatment plans delivered 70 Gy to 95% of the planned target volume in 28 fractions. IMRT plans had 7 fields for the step and shoot technique, while USPT and IMPT plans employed two equally weighted, parallel-opposed lateral fields to deliver the prescribed dose to the planned target. Inverse planning was then incorporated to optimize IMPT. The homogeneity index (HI) and conformity index (CI) for the target and the normal tissue complication probability (NTCP) for organ at risk (OAR) were calculated. Although the mean HI and CI for target were not significantly different for each treatment techniques, the NTCP of the rectum was 2.233, 3.326, and 1.707 for IMRT, USPT, and IMPT, respectively. The NTCP of the bladder was 0.008, 0.003, and 0.002 respectively. The NTCP values at the rectum and bladder were significantly lower using IMPT. Our study shows that using proton therapy, particularly IMPT, to treat prostate cancer could be beneficial compared to 7-field IMRT with similar target coverage. Given these results, radiotherapy using protons, particularly optimized IMPT, is a worthwhile treatment option for prostate cancer.

이중에너지 방법을 이용한 가상 단색 영상의 화질 시뮬레이션 연구

손기홍,이수열,김대홍,정명애 한국방사선학회 2022 한국방사선학회 논문지 Vol.16 No.5

The purpose of this work was a simulation study to evaluate the virtual monochromatic (VM) image quality of blood vessels compared to the monochromatic image. Dual-energy images were obtained based on the linear attenuation coefficients of five materials at 50 keV and 80 keV at low- and high-energies, respectively. A weighting factor is required to synthesize the VM image, and the liver and bone were used as basis materials to obtain the weighting factor. VM images were synthesized at energies ranging from 30 keV to 100 keV. Image quality was evaluated by Contrast to noise ratio (CNR) and noise by setting calcium and contrast medium as signals and blood as background. According to the results, the energies with the maximum CNR were 50 keV and 60 keV for calcium and contrast medium, respectively. The energies showing the minimum noise were 70 keV, 70 keV, and 60 keV in calcium, iodine contrast medium, and blood, respectively. The VM image can contribute to the improvement of diagnostic performance in CT examination because it can implement an image at the optimal energy that minimize noise and maximize CNR. 본 연구의 목적은 혈관의 가상단색성 영상 화질을 단색성 영상과 비교하여 평가한 시뮬레이션 연구이다. 이중에너지 영상은 저에너지와 고에너지 각각 50 keV, 80 keV에서 다섯 가지 물질의 선형감약계수를 바탕으로 획득되었다. 가상단색성 영상을 합성하기 위해 가중계수가 필요하며, 가중계수를 획득하기 위해 간과 뼈를 기저 물질로 사용하였다. 가상단색성 영상은 30 keV에서 100 keV 범위의 에너지에서 합성되었다. 영상 평가는 칼슘과 조영제를 신호로, 혈액을 백그라운드로 설정하여 CNR과 noise로 평가되었다. 연구결과에 따르면, 최대 CNR을 가지는 에너지는 칼슘과 조영제에서 각각 50 keV, 60 keV였다. 최소 noise를 보이는 에너지는 칼슘, 요오드 조영제, 혈액에서 각각 70 keV, 70 keV, 60 keV였다. VM 영상은 noise를 최소화하고 CNR을 최대화하는 최적의 에너지에서의 영상을 구현할 수 있으므로 CT 검사에서 진단능 향상에 기여할 수 있다.

수직형 다엽 콜리메이터의 방사선 조사면 크기 결정을 통한 유용성 연구

이창열,손기홍,신상훈,박승우,이동한,정해조,최문식,오원용,김금배,양광모,지영훈,Lee, Chang-Yeol,Son, Ki-Hong,Shin, Sang-Hun,Park, Seung-Woo,Lee, Dong-Han,Jung, Hai-Jo,Choi, Mun-Sik,Oh, Won-Young,Kim, Kum-Bae,Yang, Gwang-Mo,Ji, Young-Hoo 한국의학물리학회 2011 의학물리 Vol.22 No.1

본 연구에서는 제작한 수직형 다엽 콜리메이터를 이용하여 방사선치료에 사용되는 Co-60 감마선 및 6 MV 엑스선의 조사면 크기와 모양을 결정하고 동일한 모양 및 크기의 조사면을 납차폐체로 결정하여 방사선 조사면 내 선량분포 특성을 상호 분석하여 수직형 다엽 콜리메이터의 방사선 조사면 크기 결정에 관한 유용성을 평가하였다. 이를 위해 이온전리함, 유리선량계, 방사선크로믹 필름을 사용하여 선량측정 실험을 수행하였다. Co-60 감마선과 6 MV 엑스선에 대하여 기준조사면의 이온전리함 측정결과 수직형 다엽 콜리메이터의 빔 중심축 선량값이 납차폐체의 선량값보다 각각 5.1%, 4.2% 높게 측정되었다. 그리고 Co-60 감마선에 대한 4개 조사면(기준 조사면, 원형, 삼각형, 십자형)의 유리선량계 측정 결과는 수직형 다엽 콜리메이터의 선량값이 납차폐체의 선량값보다 각각 2.2%, 7.8%, 7.2%, 4.0% 높게 측정되었고, 6 MV 엑스선에 대하여는 수직형 다엽 콜리메이터의 선량값이 납차폐체의 선량값보다 각각 6.7%, 6.2%, 3.8%, 6.2% 높게 측정되었다. 방사선크로믹 필름에서 차폐체의 선량분포곡선 중 최대선량의 80%에서 20%까지의 거리를 나타내는 반음영 크기는 모든 조사면에서 수직형 다엽 콜리메이터의 반음영 크기가 납차폐체보다 Co-60의 경우 2.0~3.5 mm, 6 MV 엑스선의 경우 0.5~1.0 mm 작게 나타났으며 이는 제작한 수직형 다엽 콜리메이터가 임상에 사용되었을 때 반음영의 크기를 납차폐체보다 줄일 수 있음으로써 치료 조사면적 결정시 차폐물의 반음영으로 생기는 방사선치료체적(Treatment Volume, TV)을 최소화시킬 수 있는 장점이 있으리라 판단된다. 아울러 2차원 및 3차원 방사선치료 시 본 다엽 콜리메이터를 이용하여 다양한 방사선치료 조사면을 간편하게 결정하여 사용할 수 있으리라 생각된다. The purpose of this study was to evaluate feasibility of Vertical Multileaf Collimator for determination of irradiation size using Vertical Multileaf Collimator and lead block to determine 4 different irradiation shape in case of Co-60 gamma-ray and 6 MV X-ray. We chose ion chamber, glass dosimeter and EBT chromic film to compare with Vertical Multileaf Collimator results and lead block results. In case of Co-60 gamma-ray and 6 MV X-ray, the central axis point dose normalized at reference field of lead block with ion chamber results for Vertical Multileaf Collimator were estimated higher than lead block about 5.1%, 4.2%. In case of Co-60 gamma-ray, the central axis point dose normalized at reference field of lead block with glass dosimeter results for Vertical Multileaf Collimator were estimated higher than lead block about 2.2%, 7.8%, 7.2%, 4.0% for reference, circle, triangle, cross field, respectively. In case of 6 MV X-ray, the central axis point dose normalized at reference field of lead block with glass dosimeter results for Vertical Multileaf Collimator were estimated higher than lead block about 6.7%, 6.2%, 3.8%, 6.2% for reference, circle, triangle, cross field, respectively. The results of EBT chromic film, Vertical Multileaf Collimator of penumbra size for all irradiation shape was smaller than lead block of those size that 2.0~3.5 mm for Co-60 gamma-ray, 0.5~1.0 mm for 6 MV X-ray. The results from this study, radiation treatment volume that results in shielding block can be minimized. In addition, during radiation treatment for 2, 3-dimensional radiation therapy using a Vertical Multileaf Collimator of this survey can be used to determine variety of irradiation fields.

이온전리함의 선량계산 및 측정 결과에 미치는 영향

이현호,손기홍,신상훈,김희중,신동오,정해조,지영훈,김미숙,김금배 대한방사선방어학회 2010 대한방사선방어학회 학술발표회 논문요약집 Vol.2010 No.11

수직형 MLC를 이용한 방사선 조사면 크기 결정에 관한 유용성 연구

이창열,손기홍,신상훈,박승우,이동한,정해조,최문식,오원용,김금배,양광모,지영훈 대한방사선방어학회 2010 대한방사선방어학회 학술발표회 논문요약집 Vol.2010 No.04