An Optimal Structure of a Novel Flat Panel Detector to Reduce Scatter Radiation for Clinical Usage: Performance Evaluation with Various Angle of Incident X-ray

Yongsu Yoon(윤용수) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2017 방사선기술과학 Vol.40 No.4

진단용 X선 영상에서 산란선은 화질을 열화시키는 주요한 원인이다. X선 장치는 필름/스크린을 사용한 아날로그 시스템부터 Imaging plate (IP) 및 평판 검출기(Flat panel detector; FPD)를 사용한 디지털 시스템으로 바뀌어가고 있다. 그러나 산란 X선 제거를 위한 Grid는 아날로그 시대에 사용됐던 구조부터 큰 변화가 없다. 본 논문에서는 선행연구에서 고안된 산란선 제거율을 향상시키기 위한 간접변환형 평판검출기의 새로 운 구조를 다양한 입사 X선을 사용하는 임상현장에서의 활용 가능성을 검토했다. 일반적으로 FPD는 3개의 층으로 구성되어 있다. 신호를 검출하는 화소와 화소 사이에는 전압을 거는 voltage line이나 데이터를 전달하는 data line과 같은 X선 불감영역이 존재한다. 선행연구에서는 이 불감영역에 정확히 맞추어 방사선 불 투과성의 납을 그물 모양으로 substrate layer에 삽입함으로서 검출기 자체가 산란선 제거 효과가 있도록 설계하였다. 새로운 구조의 임상 유용성을 평가하기 위해, 삽입된 그물 모양의 납을 입사 X선에 대해 가로, 세로성분으로 나누어 각각의 성능을 확인하였으며, 동시에 납의 높이를 변화시켜 납 높이가 성능에 미치는 영향을 영상 대조도와 grid 노출 인자를 통해 검토했다. 검출기면에 대해 대각선으로 입사한 X선(0°, 15°, 30°)에 대해서, 입사 X선에 대해 평행한 가로성분이 세로 성분에 비해 높은 영상 대조도와 낮은 그리드 노출 인자를 나타냈으며, 세로성분의 납 높이가 높을수록 본 연구에서 고안한 검출기에 악영향을 미치는 것을 확인했다. 그러므로 본 연구에서 고안한 새로운 FPD 시스템은 FPD의 구조를 방사선검사 조건과 목적에 맞추어 최적화함으로써 임상 의료현장에서의 사용 가능성이 확인되었다. In diagnostic radiology, the imaging system has been changed from film/screen to digital system. However, the method for removing scatter radiation such as anti-scatter grid has not kept pace with this change. Therefore, authors have devised the indirect flat panel detector (FPD) system with net-like lead in substrate lay-er which can remove the scattered radiation. In clinical context, there are many radiographic examinations with angulated incident X-ray. However, our proposed FPD has net-like lead foil so the vertical lead foil to the an-gulate incident X-ray would have bad effect on its performance. In this study, we identified the effect of verti-cal/horizontal lead foil component on the novel system s performance and improved the structure of novel sys-tem for clinical usage with angulated incident X-ray. Grid exposure factor and image contrast were calculated to investigate various structure of novel system using Monte Carlo simulation software when the incident X-ray was tilted (0°, 15°, and 30° from the detector plane). More photons were needed to obtain same image quality in the novel system with vertical lead foil only then the system with horizontal lead foil only. An optimal structure of novel system having different heights of its vertical and horizontal lead foil component showed im-proved performance compared with the novel system in a previous study. Therefore, the novel system will be useful in a clinical context with the angulated incident X-ray if the height and direction of lead foil in the sub-strate layer are optimized as the condition of conventional radiography.

사후전산화단층촬영의 법의병리학 분야 활용을 위한 조건부 적대적 생성 신경망을 이용한 CT 영상의 해상도 개선: 팬텀 연구

윤예빈(Yebin Yoon),허진행(Jinhaeng Heo),김예지(Yeji Kim),조혜진(Hyejin Jo),윤용수(Yongsu Yoon) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2023 방사선기술과학 Vol.46 No.4

인터벤션 시술 시 면적선량계를 이용한 환자 방사선 선량 평가

강병삼(ByungSam Kang),윤용수(YongSu Yoon) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2017 방사선기술과학 Vol.40 No.1

해외 각국에서 발표된 중재적 방사선 영역에서의 환자선량을 조사하였으며, 전국 23개 주요 병원에서 국내에서 많이 시행되는 13개의 주요 중재적 방사선 시술에 대한 환자선량을 DAP meter를 이용하여 측정하였으며, 시술별 피폭선량에 관한 8,415 건의 국내 자료를 확보하고, 각 주요 시술별로 참고 선량치를 제시하였다. 연구결과는 경동맥화학색전술 237.7 Gy•cm2, 투석용 동정맥루 인터벤션시술 17.3 Gy•cm2, 하지 혈관질환의 인터벤션시술 114.1 Gy•cm2, 뇌혈관조영술 188.5 Gy•cm2, 뇌동맥류 코일색전술 383.5 Gy•cm2, 경피경간 담즙 배액술 64.6 Gy•cm2, 담도 스텐트설치술 64.6 Gy•cm2, 요로 폐색에 대한 신루설치술 22.4 Gy•cm, 다목적 중 심정맥 카테터 삽입시술 4.3 Gy•cm2, 항암제 주입 목적의 매몰형 중심정맥 카테터 삽입시술 2.8 Gy•cm2, 혈액 투석 목적의 중심정맥 카테터 삽입시술4.4 Gy•cm2, 카테터를 이용한 배액시술 17.1 Gy•cm2 그리고 장기혈관 색전술 357.9 Gy•cm2이다. 본 연구를 통해 얻은 선량참고치는 방사선 인터벤션 시술에서 환자선량을 줄일 수 있는 최소한의 가이드라인으 로 활용될 수 있을 것으로 생각되며, 참고선량치에 대한 연구는 장비의 발달과 시술방법, 재료의 발전으로 변화될 수 있음을 감안하고 선진국에서는 5년마다 시행되고 있음을 참고할 때, 향후 면적선량을 유효선량으로 변환할 수 있는 국내시술에 적합한 한국형 변환계수가 연구되어야 할 것으로 사료된다. The author investigated interventional radiology patient doses in several other countries, assessed accuracy of DAP meters embedded in intervention equipments in domestic country, conducted measurement of patient doses for 13 major interventional procedures with use of Dose Area Product(DAP) meters from 23 hospitals in Korea, and referred to 8,415 cases of domestic data related to interventional procedures by radiation exposure after evaluation the actual effectives of dose reduction variables through phantom test. Finally, dose reference level for major interventional procedures was suggested. In this study, guidelines for patient doses were 237.7 Gy•cm2 in TACE, 17.3 Gy•cm2 in AVF, 114.1 Gy•cm2 in LE PTA & STENT, 188.5 Gy•cm2 in TFCA, 383.5 Gy•cm2 in Aneurysm Coil, 64.6 Gy•cm2 in PTBD, 64.6 Gy•cm2 in Biliary Stent, 22.4 Gy•cm2 in PCN, 4.3 Gy•cm2 in Hickman, 2.8 Gy•cm2 in Chemo-port, 4.4 Gy•cm2 in Perm-Cather, 17.1 Gy•cm2 in PCD, and 357.9 Gy•cm2 in Vis, EMB. Dose referenece level acquired in this study is considered to be able to use as minimal guidelines for reducing patient dose in the interventional radiology procedures. For the changes and advances of materials and development of equipments and procedures in the interventional radiology procedures, further studies and monitorings are needed on dose reference level Korean DAP dose conversion factor for the domestic procedures.

노출지수를 이용한 요추 X선 촬영의 조사야 유효성 평가

박혜민(Park Hyemin),윤용수(Yoon Yongsu),김정수(Kim Jungsu),정회원(Jeong Hoiwoun) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2021 방사선기술과학 Vol.44 No.3

The field size of the lumbar spine X-ray examination, which belongs to the most frequent examination in general radiography, is 5 times wider than the width of the lumbar spine. Exposure index (EI) as per International Electrotechnical Commission has a proportional relationship with the dose incident on the image receptor for clinical protocols in addition to RQA5, which is a calibration beam quality. In this study, the effectiveness of the set field size was evaluated through the change of EI according to the size of field during lumbar spine X-ray examinations. Lumbar anterior- posterior and lateral examinations was performed using a whole-body phantom, and the national average exposure conditions of Korea investigated in 2017 were introduced for the X-ray exposure. As a result of comparing the EI displayed on the console of digital radiography system for the three field size in ① 18 × 36 cm2 ② 25 × 36 cm2 ③ 36 × 36 cm2, the EI values showed a tendency to increase as the field size increased. Since the patient dose, such as organ dose around the lumbar spine, increases as the field size becomes larger, thus, if the EI obtained from the field size at a level that does not interfere with diagnosis is set as a reference, the effectiveness of the field size can be evaluated through the EI displayed on the console when the lumbar spine X-ray examination is conducted.

디지털 맘모 디텍터 성능평가를 위한 몬테카를로용 산란선 제거 그리드 작성에 관한 연구

김예지(Yeji Kim),조혜진(Hyejin Jo),윤용수(Yongsu Yoon) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2024 방사선기술과학 Vol.47 No.1

In Recent years, there has been a noticeable increase in the global incidence of breast cancer, with approximately 2.3 million cases of female breast cancer reported worldwide in 2020. Numerous studies are currently underway to enhance the accuracy of breast cancer diagnosis through the development of digital mammography detectors. This study aims to create Monte Carlo simulation-based mammographic anti-scatter grids and investigate their utility in evaluating the performance of digital mammography detector. Two types of mammographic anti-scatter grids, MAM-CP and Senographe 600T HF, were created using Monte Carlo simulation software (MCNPX 2.7.0), with grid ratios of 3.7 : 1 and 5 : 1, respectively. The grid physical characteristics (sensitivity, exposure factor, contrast improvement ratio) were calculated based on the KS C IEC60627 in the simulations using two X-ray qualities, RQA-M2 (28 kVp) and MW4 (35 kVp). As the X-ray tube voltage increased from 28 kVp to 35 kVp, sensitivity and exposure factor exhibited a decreasing trend, while contrast improvement ratio demonstrated an increasing trend. With an increase in grid ratio from 3.7 : 1 to 5 : 1, all physical characteristics showed an upward trend. Our results were consistent with a previous study that conducted measurements of physical properties using a real phantom. However, the pattern of change in the contrast improvement ratio with X-ray tube voltage differed from the previous study.