CT의 저 대조도 평가에 이용되는 혼합용액 제조 방법의 최적화에 관한 연구

손범구(Beam Gu Son),이기백(Ki Baek Lee),박상협(Sang Hyub Park) 대한CT영상기술학회 2015 대한CT영상기술학회지 Vol.17 No.2

목적 : AAPM 팬텀을 이용한 컴퓨터단층촬영장치의 품질관리 항목 중, Low contrast resolution 평가에 이용되는 혼합용액의 제조 방법을 최적화 시켜 이를 표준화 하고자 한다. 대상 및 방법 : 장비는 Siemens사의 SOMATOM Definition AS+ 2대와 GE사의 Light Speed VCT 2대, 총 4대를 사용하였으며 팬텀은 AAPM phantom model 76-410을 이용하였다. 실험 방식은 대한의료영상품질관리원에서 제시하는 것과 동일한 표준 방법을 사용하였다. 팬텀 내부에 주입되는 혼합용액 제조과정에서 조영제 양을 단계별로 1cc씩 증가시켜 제조하여 혼합용액의 농도에 따른 hole 내부의 HU 변화값과 Background HU 값을 측정하여 장비 별 정량적인 평가를 시행하였다. 결과 : 혼합되는 조영제를 Ultravist300을 사용하d였을 경우 1cc당 SOMATOM Definition AS+ 장비에서는 평균 7.2 HU값이 증가하였고, Light Speed VCT 장비에서는 펑균 8.1 HU값이 증가하였다. Ultravist370을 사용하였을 경우에는 1cc당 SOMATOM Definition AS+ 장비에서 평균 8.4HU, Light Speed VCT장비에서는 9.46HU 증가하였다. 결론 : 혼합되는 조영제 1cc당 증가하는 HU값이 장비 별로 비교적 일정하기 때문에, background HU값을 이용한 본 논문의 방식을 이용한다면 CT장비의 품질관리에 있어서 유용할 것이라 사료된다. Purpose : To standardize and optimize the way to make solution for low contrast resolution module of AAPM phantom in performing quality assurance of CT Materials and methods : 2 MDCT scanners of Siemens(SOMATOM Definit ion AS+) and 2MDCT scanners of GE(Light Speed VCT) were used in this study. AAPM phantom(Nuclear Associates LTD. Carle Place, NewYork) was scanned as Korean Institute for Accreditation of Medical Imaging suggests. We Quantitively evaluated the change of HU value in the holes and background of low contrast resolution module by adding 1 cc of 2 different concentrations of contrast agent Results : Adding Ultravist 300 by 1 cc, increase value of HU was measured as 7.2 HU in SOMATOM Definition AS+, and 8.1 HU in Light Speed VCT on average. Adding Ultravist370 by 1 cc, increase value of HU was measured as 8.4 HU in SOMATOM definition AS+ and 9.46 HU in Light Speed VCT on average. Conclusion : As 1 cc of contrast media is added to solution, HU value increases at relatively constant rate in all scanners. Therefore, the method tried in this study which uses background HU value is considered useful to perform quality assurance of CT.

유한요소해석을 이용한 국부감육 배관에 대한 응력집중계수

손범구(Beam-Goo Son),김윤재(Yun-Jae Kim),김영진(Young-Jin Kim) 대한기계학회 2003 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2003 No.11

The present work complies the elastic stress concentration factor for a pipe with local wall thinning, based on detailed three-dimensional finite element analysis. To cover practically interesting cases, a wide range of pipe and defect geometries are considered. Four different values of R<SUB>m</SUB>/t are considered, ranging from R<SUB>m</SUB>/t=5 to R<SUB>m</SUB>/t=40, and three different values for a/t, a/t=0.35, 0.50 and 0.75. For ℓ/t, five different values were considered up to ℓ/t=40. The minimum value of ℓ/t was selected for the defect being semi-circle, and thus it equals to the relative crack depth, ℓ/t=a/t. For q/p, on the other hand, four different values were considered up to θ/π=0.5. The minimum value of θ/π was selected for the defect being semi-circle, of which ranges from θ/π=0.003 to 0.053. In terms of loading, internal pressure and pure bending are considered.

Optimization of Radiation Dose and Image Quality using ADMIRE Algorithm and Quantitative Evaluation

Bumgu Son(손범구),Kibaek Lee(이기백),Heeseok Yoon(윤희석) 대한CT영상기술학회 2019 대한CT영상기술학회지 Vol.21 No.1

목적: 최신 반복적 재구성법인 ADMIRE 알고리즘을 물질의 종류, 검사 조건, 적용 단계에 관하여 정량적으로 평가하고 이를 활용하여 환자 피폭선량과 영상의 질을 최적화 하고자 한다. 대상 및 방법: 증류수와 조영제의 혼합용액으로 밀도가 다른 네 종류의 물질 A(30~40 HU), B(60~70 HU), C(100~110 HU), D(200~210 HU)를 제작하여 AAPM phantom의 저 대조도 측정 부위에 주입하였다. 100, 120 kVp 두 종류의 관전압과 250~ 50 mAs 관전류로 선량을 50 mAs 단위로 감소시켜 영상을 획득하고 FBP와 1~5단계의 ADMIRE를 적용하여 CT number, SNR, CNR을 정량적으로 평가하였다. 결과: CT number(HU)값은 FBP와 ADMIRE의 적용 단계에 따라서는 차이가 없었고(P>0.05), 120 kVp와 비교하여 100 kVp를 사용하였을 경우 23±2%(P<0.05) 증가하였다. SNR은 ADMIRE를 1~5단계까지 순차적으로 적용하였을 경우 각각 10%, 23%, 38%, 60%, 98% 증가하였고, CNR은 10%, 22%, 36%, 58%, 97% 증가하였다. 120 kVp, 200 mAs, FBP영상을 기준으로 선량이 150 mAs(75%), 100 mAs(50%), 50 mAs(25%)로 감소하였을 때, 영상의 질을 유지하기 위해서는 1, 3, 5단계 이상의 ADMIRE 적용을 필요로 하였다. 결론: ADMIRE를 적용할 경우 영상의 질 저하 없이 최대 75%의 선량감소 효과를 기대할 수 있으며, 50%이상의 선량을 감소시켰을 경우에는 3단계 이상의 ADMIRE적용을 필요로 한다. Purpose: The ADMIRE algorithm which is the latest iterative reconstruction (IR) was quantitatively evaluated depending on the type of substances, scan parameter, and the stages of application to optimize patient exposure dose and image quality. Material and method: The four different types of substances; A(30~40 HU), B(60~70 HU), C(100~110 HU), and D(200~210 HU), were manufactured by using mixture of water and contrast medium and injected into the hole of the low contrast measuring part of AAPM phantom. The signal to noise ratio (SNR) and contrast to noise ratio (CNR) were quantitatively evaluated with CT numbers depending on the two types of tube voltage(100, 120 kVp), the five types of tube current by reducing the dose to 50 mAs(250, 200, 150, 100, 50 mAs), and the five types of algorithms (FBP, 1 to 5 steps in ADMIRE). Result: There were no significant differences of CT number (HU) among images depending on the application phase of FBP and ADMIRE algorithms(p>0.05); however, HUs with 100 kVp were increased up to 23±2% compared to 120 kVp(p<0.05). SNR was increased by 10%, 23%, 38%, 60%, and 98% when ADMIRE algorithms were applied sequentially to steps 1 to 5. Also, CNR was increased by 10%, 22%, 36%, 58%, and 97% in the same ADMIRE algorithm condition. Equal quality of filtered back projection (FBP) image taken with 120 kVp and 200 mAs, was maintained by applying more than 1, 3, and 5 strengths of ADMIRE in case of 150 mAs(75%), 100 mAs(50%), and 50 mAs(25%) patient dose reduction. Conclusion: ADMIRE can reduce patient dose up to 75% without degradation of image quality. In addition, the application of ADMIRE more than 3 strengths are required if the patient dose reduced by more than 50%.

양측균열인장(DE(T))평판의 J-적분 시험을 위한 소성 η 계수

심도준,김영진,손범구,김윤재 대한기계학회 2004 大韓機械學會論文集A Vol.28 No.3

유한요소해석을 이용한 국부 감육배관에 대한 응력집중계수 제시

김영진,김윤재,손범구 대한기계학회 2004 大韓機械學會論文集A Vol.28 No.7

진공유리의 단열 성능과 건물 에너지 절감 효과

송수빈(Song, Su-Bin),손범구(Son, Beom-Goo),정승문(Jung, Seong-Mun) 한국태양에너지학회 2012 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11

VIG(Vacuum Insulation Glass) is made for maintaining vacuum in the gap between glass panes and its U-value is 3~5 times higher than double glazing. Insulation performance was examined by U-value and anti-fogging tests. Especially, U-value of hybrid vacuum glazing(Low-e glass + Kr gas + VIG) obtained in this study was 0.6 W/m<SUP>2</SUP>K. Heating and cooling energy performance was evaluated by simulation. Compared with double glazing, 40% and 36% of energy performance were reduced at Apartment building and at Office building, respectively.

참조응력법에 입각한 표면균열배관의 파괴역학 해석

김윤재,김영진,심도준,손범구 대한기계학회 2004 大韓機械學會論文集A Vol.28 No.5

표면균열배관의 파괴역학 해석을 위한 참조하중의 영향 분석

심도준(Do-Jun Shim),손범구(Beom-Goo Son),김윤재(Yun-Jae Kim),김영진(Young-Jin Kim) 대한기계학회 2003 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2003 No.11

To investigate relevance of the definition of the reference stress to estimate J and C<SUP>*</SUP> for surface crack problems, this paper compares FE J and C<SUP>*</SUP> results for surface cracked pipes with those estimated according to the reference stress approach using various definitions of the reference stress. Pipes with part circumferential inner surface crack and finite internal axial crack are considered, subject to internal pressure and global bending. The crack depth and aspect ratio are systematically varied. The reference stress is defined in four different ways using (ⅰ) the local limit load, (ⅱ) the global limit load, (ⅲ) the global limit load determined from the FE limit analysis, and (ⅳ) the optimised reference load. It is found that the reference stress based on the local limit load gives overall excessively conservative estimates of J and C<SUP>*</SUP>. Use of the global limit load clearly reduces the conservatism, compared to that of the local limit load, although it can provide sometimes non-conservative estimates of J and C<SUP>*</SUP>. The use of the FE global limit load gives overall non-conservative estimates of J and C<SUP>*</SUP>. The reference stress based on the optimised reference load gives overall accurate estimates of J and C<SUP>*</SUP>, compared to other definitions of the reference stress. Based on the present finding, general guidance on the choice of the reference stress for surface crack problems is given.

경부 CT 검사에서 Beam hardening artifact를 감소시키기 위한 최적의 어깨뼈 각도에 관한 연구:자체 제작 어깨 팬텀 평가

윤희석(Hee-Seok Yoon),이기백(Ki-Baek Lee),손범구(Bum-Gu Son) 대한CT영상기술학회 2017 대한CT영상기술학회지 Vol.19 No.2

목적 : 경부 CT 검사 시 조직 밀도가 두꺼운 어깨 구조에서 X선 흡수 차이가 많이 발생하여 선속 경화 현상(Beam hardening artifact)이 발생한다. 이러한 아티팩트는 영상의 질을 저하시키고, 미세부분의 관찰 능력을 방해한다. 이에 본 연구에서는 경부 CT 검사 시 환자의 어깨뼈(Scapula) 각도의 차이로 변화되는 최적의 어깨 자세를 구현하여 아티팩트를 감소시키고자 한다. 대상 및 방법 : 두 제조사의 장비(G사, S사)를 사용하여 팬텀 실험을 진행하였다. 자체 제작한 돼지 뼈 팬텀(Pig bone Phantom, 이하 P-Phantom)으로 어깨의 구조를, 3개의 물 팬텀(Water Phantom, 이하 W-Phantom)으로 thyroid, apex 위치의 neck anatomy를 재현하였다. 테이블 수평면에 어깨뼈가 이루는 각도를 기준으로, 10, 20, 30, 40, 50도의 총 5개의 각도를 200, 300, 400 mA 의 고정 mA 와 AEC 모드로 스캔하였다. 20~40도는 평균적인 환자의 자세, 어깨를 최대한 뒤로 젖힌 자세를 10도, 최대한 모은 자세를 50도로 설정하여 아티팩트 발생 정도를 Image noise로 측정하여 평가하였다. 팬텀 실험 결과에 따른 최적의 어깨뼈 각도의 조건으로 Volunteer 영상 평가를 실시하여 육안적 평가하였다. 결과 : 각도 변화에 따른 3개의 각 W-Phantom의 평균 노이즈 결과 값은 두 장비 모두 유의한 차이를 보이며(P=0.000) 10도에서 40도까지는 증가하고, 50도에서부터는 감소하는 패턴을 보였다. 10도에서 최소값, 40도에서 최대값을 나타냈고, 50도에서는 30~40도와 비슷한 수치를 보이며 감소했다. 모든 검사 조건에서도 각도별 노이즈 수치 결과는 비슷하며 thyroid 위치의 W-Phantom 평균 노이즈 값을 측정하였다. G사의 10도~50도의 평균 노이즈 값은 각각 6.08, 7.9, 10.76, 14.79, 12.85이며, S사는 6.99, 15.76, 18.56, 20.73, 18.04로 측정되었다. 10도에서 가장 작은 평균 노이즈 값의 결과를 보이며, 이에 따른 최적의 자세를 구현하기 위한 device를 제작하여 Volunteer 영상 평가를 진행하였다. 그 결과 팬텀 실험과 동일하게 어깨를 최대한 뒤로 젖힌 자세(10도)에서 아티팩트 발생을 감소시킬 수 있었다. 결론 : 경부 CT 검사에서 양 팔을 내리고, 양 쪽 어깨를 최대한 등 쪽으로 젖힌 상태(10도)의 자세에서 Beam hardening artifact를 감소시킬 수 있다. Purpose : During taking neck CT, there is a large difference of X-ray absorption in the shoulder structures with a thick tissue density, resulting in a beam hardening artifact. These artifacts degrade image quality and interfere with the ability to observe fine details. The purpose of this study is to reduce the artifact by implementing the optimal shoulder posture, which varies with the angle of the shoulder bone (Scapula) of the patient during CT scan. Materials and Methods : Phantom experiments were performed with using equipment from two manufacturers (G and S Corps). Neck pig bone phantom (P-Phantom) and Water phantom (W-Phantom) were used to reproduce anatomical positions of thyroid and apex. We performed scan with 5 angles at 10, 20, 30, 40 and 50 degrees with fixed mA of 200, 300 and 400 mA and AEC mode which based on the angle between the shoulder bones (scapula) and the horizontal plane of the table. The degree of artifact generation was evaluated using image noise and setting the average posture at 20 ~ 40 degrees on patients which includes the shoulder posture tilted back to 10 degrees and the maximum posture at 50 degrees. Volunteer image evaluation was performed under the condition of optimal shoulder bone angle according to the results of phantom experiment. Results : The mean index with noise figure of the three W-Phantoms was significantly different (P = 0.000) from 10°to 40°and decreased from 50°. The minimum value at 10 degrees, the maximum value at 40 degrees and the decrease at 50 degrees which is similar to 30 ~ 40 degrees. The average noise level of the W-Phantom at the thyroid position was measured under the conditions of 400 mA in both instruments. The average noise values of 10 to 50 degrees of G were 6.08, 7.9, 10.76, 14.79 and 12.85, respectively. And that of S was 6.99, 15.76, 18.56, 20.73 and 18.04. The result of the smallest average noise value was obtained at 10 degrees and the device for the optimal posture was produced and evaluated the volunteer image. As a result, it was possible to reduce the occurrence of artifacts at the maximum posture (10 degrees) of the shoulder as in the phantom experiment. Conclusion : In neck CT scan, both arms are lowered and beam hardening artifact decreases in posture with both shoulders tilted as far as possible (10 degrees).