다중영상기기와 응용 소프트웨어

임기천 ( Ki Chun Im ) 대한핵의학회 2008 핵의학 분자영상 Vol.42 No.2

Molecular Image Using Small Animal PET

Ki Chun Im(임기천) 한국실험동물학회 2007 한국실험동물학회 학술발표대회 논문집 Vol.2007 No.-

핵의학 영상을 상용 PACS에 연동 전송하는 프로토콜 개발

임기천,최용,박장춘,송태용,최연성,이경한,김상은,김병태,Im, Ki-Chun,Choi, Yong,Park, Jang-Chun,Song, Tae-Yong,Choi, Yeon-Sung,Lee, Kyung-Han,Kim, Sang-Eun,Kim, Byung-Tae 대한의용생체공학회 2002 의공학회지 Vol.23 No.6

본 논문에서는 적은 비용으로 핵의학 영상을 상용 PACS에 전송하는 프로토콜을 개발하였다. 핵의학 DICOM gateway를 사용하여 자체 지역 네트워크로 연결되어 있는 PACS 네트워크와 핵의학과 네트워크를 연결하였다. 본원 핵의학 기기에서 사용하고 있는 Interfile 3.3을 PACS에서 사용하는 DICOM 3.0으로 변환하는 DICOM 변환 프로그램을 개발하였다. DICOM 변환 프로그램은 핵의학 영상을 DICOM으로 변환한 후 PACS DICOM gateway에 전송한다. PACS DICOM gateway는 핵의학과에서 전송된 영상 정보와 병원정보시스템 데이터베이스의 환자 정보와 일치 여부를 확인 후 PACS 데이터베이스에 저장한다. 전송방법으로 Interfile, 화면 캡쳐, 스캔 파일 형식, 등을 개발하였다. 핵의학 영상 전송은 성공적으로 이루어졌으며 Interfile로 전송하였을 경우 PACS에서 영상처리가 가능하였고 그래프와 주석 등의 정량적 정보는 화면 캡쳐 방법으로 쉽게 전송할 수 있었다. 필름은 스캐너로 스캔하여 화면 캡쳐와 동일한 방법으로 전송하였다. 핵의학 영상 전송 프로토콜 개발로 적은 비용으로 쉽게 핵의학 영상을 PACS에 전송할 수 있었다. The purpose of this study was to develop an integration protocol of Nuclear Medicine image with a commercial PACS. Two independent local networks. PACS network and Nuclear Medicine network, were connected using a Nuclear Medicine DICOM gateway A DICOM converter Program was developed to convert Interfile 3.3. which is used in nuclear medicine scanners in our hospital. to DICOM 3.0. The Program converts Interfile format images to those of DICOM format and also transfers converted DICOM files to PACS DICOM gateway. PACS DICOM gateway compares and matches the DICOM image information with patient information in Hospital Information System and then saves to PACS database. The transfer protocol was designed to be able to transfer Interfile. screen dumped file. and also scanned file. We successfully transferred Nuclear Medicine images to PACS. Images transferred by Interfile transfer protocol could be further processed using various tools in PACS. The graphs, numerical information and comments could be conveniently transferred by screen dumped file. The image in a hard copy can be transferred after scanning using an ordinary scanner. The developed protocol can easily transfer Nuclear Medicine images to PACS in various forms with low cost.

죽상 동맥 경화성 뇌혈관 폐색 환자에서의 두개외강-내강 우회로술 후의 혈관 영역별 연속 혈류역학 변화

홍일기 ( Il Ki Hong ),김재승 ( Jae Seung Kim ),안재성 ( Jae Sung Ahn ),권순억 ( Sun Uck Kwon ),임기천 ( Ki Chun Im ),이재현 ( Jai Hyuen Lee ),문대혁 ( Dae Hyuk Moon ) 대한핵의학회 2008 핵의학 분자영상 Vol.42 No.1

방사선원과 감마카메라 사이에 위치한 산란매질이 소형 감마카메라 영상에 미치는 영향 연구

서현관,최용,임기천,우상근,이준수,송태용,최연성,이경한,김병태,최영일,Seo, Hyun-Kwan,Choi, Yong,Im, Ki-Chun,Woo, Sang-Geun,Lee, Jun-Soo,Song, Tae-Yong,Choi, Yeon-Sung,Lee, Kyung-Han,Kim, Byung-Tae,Choi, Young-Il 한국의학물리학회 2002 의학물리 Vol.13 No.1

방사선원과 감마카메라 사이에 위치한 산란매질의 종류, 두께 그리고 조준기 종류가 감마카메라 영상에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 실험과 시뮬레이션을 수행하였다. 감마카메라는 조준기, NaI(T1) 섬광결정(60$\times$60$\times$6 ㎣), 위치민감형 광전자증배관(PSPMT), NIMs, 제어용 컴퓨터를 사용하여 개발하였다. 시뮬레이션은 산란매질(아크릴매질/공기)의 두께 변화(0~8 cm)와 조준기의 종류(평행구멍형조준기/확산형조준기) 변화에 따라 계산하였으며 실험 역시 시뮬레이션과 같은 조건으로 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 보면, 매질의 두께가 0 cmn에서 8 cm로 증가하면, 계수율은 평행구멍형조준기의 경우 17%(공기), 60%(아크릴) 감소하였으며 확산형 조준기의 경우 감소율이 더 심하여 각각 86%(공기), 98%(아크릴)의 계수율 감소를 보였다. 실제 실험 결과도 시뮬레이션 결과와 비슷하게 매질의 두께가 0 cm에서 8 cm로 증가하면 평행구멍형조준기의 경우 계수율은 10%(공기), 54%(아크릴) 감소하였으며 확산형조준기의 경우 36%(공기), 63%(아크릴)의 계수율 감소를 보였다. 영상의 공간분해능 역시 매질의 두께가 증가할수록 저하되었다. 연구결과 소형 감마카메라를 임상적으로 사용하고자 할 때 감마카메라를 질환 부위에 최대한 밀착시키고 산란매질 두께를 최소화해야 고효율, 고분해능 영상을 얻을 수 있음을 확인하였다. Effect of scatter media materials and thickness, located between radioactivity and small gamma camera, on imaging characteristics was evaluated. The small gamma camera developed for breast imaging was consisted of collimator, NaI(T1) crystal(60$\times$60$\times$6 ㎣), PSPMT(position sensitive photomultimplier tube), NIMs and personal computer. Monte Carlo simulation was performed to evaluate the system sensitivity with different scatter media thickness(0~8 cm) and materials(air and acrylic) with parallel hole collimator and diverging collimator. The sensitivity and spatial resolution was measured using the small gamma camera with the same condition applied to the simulation. Counts was decreased by 10%(air) and 54%(acryl) with the parallel hole collimator and by 35%(air) and 63%(acryl) with the diverging collimator. Spatial resolution was decreased as increasing the thickness of scatter media. This study substantiate the importance of a gamma camera positioning and the minimization of the distance between detector and target lesion in the clinical application of a gamma camera.

제25차 대한핵의학회 연수교육 : 해부학적, 기능적영상의 정합과 융합 ; 소프트웨어 방법 : 연수교육 ; 신경핵의학에서의 영상 정합과 융합의 이용

김재승 ( Jae Seung Kim ),임기천 ( Ki Chun Im ) 대한핵의학회 2003 핵의학 분자영상 Vol.37 No.2

소형 감마카메라 제작에 사용되는 NaI(TI)- 광전자증배관 검출기의 민감도와 위치 분해능 특성 연구를 위한 몬테카를로 시뮬레이션

김종호,최용,김준영,임기천,김상은,최연성,주관식,김영진,김병태,Kim, Jong-Ho,Choi, Yong,Kim, Jun-Young,Im, Ki-Chun,Kim, Sang-Eun,Choi, Yeon-Sung,Joo, Kwan-Sik,Kim, Young-Jin,Kim, Byung-Tae 한국의학물리학회 1997 의학물리 Vol.8 No.2

본 연구에서는 유방암 진단용 감마카메라 제작 시에 고려되어야 하는 섬광체의 크기와 섬광체 면의 적절한 표면처리가 카메라의 민감도와 위치 분해능에 미치는 영향을 연구하기 위하여 섬광의 광학적 특성을 몬테카를로(Monte Carlo) 시뮬레이션 방법을 이용하여 고찰하였다. 섬광체는 NaI(TI) 결정체로 크기가 60 mm $\times$ 60 mm $\times$ 6 mm이며, 발생한 섬광이 광전자증배관의 광음극에 도달할 때까지를 시뮬레이션 하였다. 섬광체 표면 처리를(5가지 : Ground,. Polished, Metal-0.95RC(반사계수), Polished-0.98RC, Painted-0.98RC) 변화시켜 민감도를 계산하였다. 섬광체와 광전자증배관 (photomultiplier tube, PMT)의 접합면에 사용되는 물질의 굴절률 변화에 따른 민감도와 NaI(TI) 섬광체 창으로 많이 사용되고 있는 유리의 두께 변화에 따른 민감도를 조사하였다. 또한 섬광 결정체의 내인성 위치 분해능(intrinsic position resolution)을 섬광이 발생된 후 섬광 퍼짐(light spread) 정도를 시뮬레이션 함으로써 고찰하였다. 감마선의 입사면을 각각 Ground, Polished, Metal-0.95RC, Polished-0.98RC, Painted-0.98RC로 표면처리 하였을 때 민감도가 70.9%, 73.9%, 78.6%, 80.1%, 85.2%로 나타나 Painted-0.98RC일 때 민감도가 가장 우수하였다. 섬광체와 광전자증배관의 접합에 사용된 물질의 굴절률이 증가할수록 민감도가 증가하였으며 매질이 두꺼울수록 민감도는 저하되었다. 디자인된 검출기의 내인성 위치분해능은 수직, 수평 방향으로 약 1.2 mm로 예측되었다. 이 연구에서는 감마카메라의 성능에 직접적인 영향을 미치는 NaI (Tl)-PMT의 민감도와 위치 분해능을 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 예견할 수 있었으며, 본 연구결과 NaI(TI)-PMT를 이용한 검출기가 고민감도ㆍ고해상력이 요구되는 유방암 진단용 소형 감마카메라 제작에 적합하다고 판단된다. We studied optical behavior of scintillation light generated in NaI(TI) crystal using Monte Carlo simulation method. The simulation was performed for the model of NaI(TI) scintillator (size: 60 mm ${\times}$ 60 mm ${\times}$ 6 mm) using an optical tracking code. The sensitivity as a function of surface treatment (Ground, Polished, Metal-0.95RC, Polished-0.98RC, Painted- 0.98RC) of the incident surface of the scintillator was compared. The effects of NaI(TI) scintillator thickness and the refractive index of light guide optically coupling between the NaI(TI) scintillator and photomultiplier tube (PMT) were simulated. We also evaluated intrinsic position resolution of the system by calculating the spread of scintillation light generated. The sensitivities of the system having the surface treatment of Ground, Polished, Metal-0.95RC, Polished-0.98RC and Painted-0.98RC were 70.9%, 73.9%, 78.6%, 80.1% and 85.2%, respectively, and the surface treatment of Painted-0.98RC allowed the highest sensitivity. As increasing the thickness of scintillation crystal and light guide, the sensitivity of the system was decreased. As the refractive index of light guide increases, the sensitivity was increased. The intrinsic position resolution of the system was estimated to be 1.2 mm in horizontal and vertical directions. In this study, the performance of NaI(TI)-PMT detector system was evaluated using Monte Carlo simulation. Based on the results, we concluded that the NaI(TI)-PMT detector array is a favorable configuration for small gamma camera imaging breast tumor using Tc-99m labeled radiopharmaceuticals.

비인강암 환자의 예후에서 2-[18F] Fluoro-2-Deoxy-D-Glucose PET 영상에서 계산되는 Standardized Uptake Value의 의의

이상욱(Sang-wook Lee),임기천(Ki Chun Im),남순열(Soon Yuhl Nam),김재승(Jae Seung Kim),최은경(Eun Kyung Choi),안승도(Seung Do Ahn),신성수(Seong Soo Shin),류진숙(Jin Sook Ryu),김상윤(Sang Yoon Kim),이봉재(Bong-Jae Lee),최승호(Seung-Ho C 대한방사선종양학회 2005 Radiation Oncology Journal Vol.23 No.1

목 적: 원격장기의 전이가 없는 비인강암에서 동시항암화학방사선치료를 시행 받은 환자에서 진단 당시 시행한 양전자단층촬영의 fluorodeoxyglucose (FDG) 섭취정도가 예후에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 원격장기의 전이가 없는 비인강암으로 진단 받고 진단 당시 [18F]FDG-PET을 시행한 환자는 총 41명이었다. PET 검사는 모두 항암방사선치료 전에 시행되었다. FDG 섭취 정도를 알아보기 위해서 종양 내에서 측정된 최대 standardized uptake value (SUV)를 측정하였다.결 과: 항암화학방사선치료 후 모든 환자는 완전반응을 보였다. 전체 41명 중에서 10명이 재발하였는데 재발하지 않은 환자의 SUVmax 중앙값은 6.48 (range: 2.31∼26.07)이었고 재발한 환자의 중앙 SUVmax는 8.55 (2.49∼14.81)이었다. 양 군 간의 SUV의 차이는 p값이 0.0505로 통계적 차이가 관찰되지 않았다. SUVmax를 중앙값을 기준으로 나누어 보았을 때 SUVmax가 높은 환자의 3년 생존율이 통계적으로 유의하게 저조하였다(51% ν 91%, p=0.0070).결 론: 원격전이가 없는 비인강암에서 항암화학방사선치료를 시행 받은 환자에서 진단 당시 시행한 FDG 섭취 정도는 예후를 예측하는데 유용할 것으로 생각되었다. 따라서 진단 당시 시행한 FDG-PET에서 SUV가 높은 경우(8 이상)에는 좀더 적극적인 치료가 필요할 것으로 생각하였다. Purpose: To prospectively evaluate the use of positron emission tomography with the glucose analog fluorodeoxyglucose (FDG-PET) to predict disease-free survival (DFS) after concurrent chemo-radiotherapy (CCRT) in patients with non-disseminated nasopharyngeal carcinoma (NPC). Materials and Methods: We studied 41 patients with non-disseminated NPC scheduled to undergo platinumbased CCRT were eligible for this study. Patients were studied by FDG-PET prior to the CCRT. FDG uptake of tumors were measured with the maximal standardized uptake value (SUV). Results: Complete response rate was 100%. In ten patients who presented with any component of treatment failure, the median SUVmax was 8.55 (range: 2.49∼14.81) in any component of failure and the median SUVmax was 6.48 (range: 2.31∼26.07) in the remaining patients without any such failure. Patients having tumors with high FDG uptake had a significantly lower 3-year DFS (51% ν 91%, P=0.0070) compared with patients having low uptake tumors. Conclusion: FDG uptake, as measured by the SUV, has potential value in predicting DFS in NPC treated by CCRT. High FDG uptake may be a useful parameter for identifying patients requiring more aggressive treatment approaches.

두경부종양에서 방사선조사량에 따른 FDG-PET의 변화양상

이상욱(Sang-wook Lee),김재승(Jae-Seung Kim),임기천(Ki Chun Im),류진숙(Jin Sook Ryu),이희관(Hee Kwan Lee),김종훈(Jong Hoon Kim),안승도(Seung Do Ahn),신성수(Seong Soo Shin),윤상민( Sang Min Yoon),송시열(Siyeol Song),박진홍(Jin-hong Pa 대한방사선종양학회 2004 Radiation Oncology Journal Vol.22 No.2

목 적: 두경부종양에서 근치적 목적의 방사선치료를 시행하는 경우 종양의 방사선 반응도를 예측하는 것은 방사선치료 계획을 세우는 데 있어서 매우 중요하다. 따라서 본 저자들은 방사선치료 46 Gy 시점과 종료 시점에서 FDG-PET을 시행하여 방사선치료 반응성을 예측할 수 있는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2002년 10월부터 2003년 5월까지 서울아산병원 방사선종양학과에서 두경부종양으로 진단 받고 근치적 목적의 방사선치료를 시행 받은 22명에 대한 전향적 분석을 시행하였다. 본 연구계획서는 본원 임상윤리위원회를 통과하였고, 자발적으로 참여한 환자들에서 서면으로 동의를 받고 연구대상에 포함하였다. 모든 환자는 1차 FDG-PET을 방사선치료 시작 4주 이내에 시행하고 방사선치료 46 Gy 시점에서 제 2차 FDG-PET을 촬영하였고, 처음 계획된 선량이 모두 조사되는 시점에서 제 3차 FDG-PET을 시행하였다. 모든 환자는 최소한 방사선치료 종료 후 3개월 이상 추적하여 방사선치료 반응을 평가하였다. 결 과: 연구대상에 포함된 환자 중에서 남자는 19명이었고 여자는 3명이었다. 이들의 연령은 25세에서 70세까지 분포하였고, 중앙연령은 56세였다. 종양의 발생 부위에 따라 나누어 보면 비인강암이 13명이었고, 후두암이 6명이었고, 설암, 하인두암, 접형동암이 각각 1예였다. 방사선치료 46 Gy 시점에서 FDG- PET의 섭취가 변화 없는 경우는 1예였고 방사선치료 종료 시점에서 FDG-PET상 완전반응을 보인 경우는 20예였고 1예는 부분반응을 보였다. FDG-PET상 완전반응을 보인 20예 중에서 2예는 국소재발하였고 1예는 국소재발과 경부림프절에 동시에 재발하여 현재까지 3명이 재발하였다. 결 론: 방사선치료 46 Gy 시점에서 FDG-PET의 FDG섭취 감소가 현저한 경우는 방사선에 반응을 보이는 것으로 생각되었고 FDG 섭취의 변화가 전혀 없거나 방사선치료 종료 시점에서 FDG-PET 촬영상 완전반응을 보이지 않는 경우 잔존종양의 가능성이 매우 높다고 생각되었다. Purpose: To evaluate whether positron emission tomography (PET) with 2-[F-18]fluoro-2-deoxy-D-glucose (FDG) can be used to predict of early response to definitive aim radiotherapy (RT) in squamous cell carcinoma of the head and neck using response rate and locoregional control as study endpoints. Materials and Methods: Twenty-two patients with head and neck cancer underwent a FDG-PET study before RT, after a first dose of 46 Gy, and after a second dose of more than 70 Gy. Standard uptake value (SUV) was calculated for primary tumor (n=22) and neck lymph node (n=10). Attenuation corrected PET scans acquired 60 min after tracer injection were used for evaluation of FDG uptake in tumors. A quantitative FDG uptake index was expressed as SUVlean (corrected for lean body mass). The follow-up time was at least 5 months (range 5-15 months). Results: A total of 22 primary tumors and 10 metastatic lymph nodes were analyzed in FDG-PET. In the first PET study the mean SUV in the primary tumors and nodes were 6.4 (SD, 2.6) and 4.6 (SD, 2.3), respectively. In the second PET, study performed after 46 Gy RT the mean SUV in primary tumor and node decreased to 2.9 (SD, 1.9, p<0.001) and 1.7 (SD, 1.3) respectively. In the third PET study performed at the full dose (more than 70 Gy), RT the mean SUV in the primary tumors and nodes decreased to 2.3 (SD, 1.5, p<0.001) and 1.5 (SD, 1.1) respectively. Conclusion: FDG uptake in tumors showed a significant decrease after the 46 Gy and more than 70 Gy of RT for squamous cell carcinoma of the head and neck. Reduction of metabolic activity after 46 Gy of radiotherapy is closely correlated with radiation response.

저온온열치료에 의한 종양 내 저산소상태 개선효과를 18F-Fluoromisonidazole의 섭취 변화를 이용한 평가

이상욱(Sang-wook Lee),류진숙(Jin Sook Ryu),오승준(Seung Joon Oh),임기천(Ki Chun Im),천기정(Gi Jeong Chen),이소령(Ryung Lee),송도영(Do Young Song),임수정(Soo Jeong Im),문은숙(Eun Sook Moon),김종훈(Jong Hoon Kim),안승도(Seung Do Ahn),신 대한방사선종양학회 2004 Radiation Oncology Journal Vol.22 No.4

목 적: 종양 내에서 산소공급 부족현상으로 발생하는 저산소증 조직에서 저온온열치료(42oC)와 nicotinamide 에 의한 perfusion limited 저산소증의 개선 효과를 마우스 종양 모델을 이용하여 종양 내 [18F]FMISO 섭취변화 를 이용하여 증명할 수 있는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: C3H 마우스에 [18F]FMISO를 정주하고 11개 장기에서 %ID/g을 구하여 biodistribution을 관찰하였다. 또한 같은 마우스에 동종 종양세포인 SCC7을 이식하여 종양모델을 만들고 저온온열치료(42oC)와 nicotinamide를 투여한 마우스와 대조군 마우스에서 [18F]FMISO의 섭취정도 차이를 %ID/g, autoradiography, PET scan을 시행하여 비교하고자 하였다. 결 과: 대조군에서 종양의 FMISO의 섭취는 5.1+/-2.28 %ID/g였고, 종양/근육, 종양/혈액의 섭취비는 2.2와 1.8이었다. 실험군에서는 각각 2.4+/-0.64 %ID/g, 1.4와 1.2를 나타내어 대조군보다 유의하게 낮았다(p<0.021). Autoradiography에서 대조군의 종양 내부에 FMISO가 섭취됨을 확인하였고, 저온온열치료와 nicotinamide를 투여한 실험군에서는 섭취가 감소된 것을 관찰하였다. 결 론: C3H 마우스와 동종 종양세포인 SCC-VII을 이용한 종양모델에서 [18F]FMISO가 종양내에 섭취가 되어 자산소증 종양모델로 적절함을 확인하였고, 저온온열치료(42oC)와 nicotinamide에 의한 perfusion limited 저산소증 개선효과를 [18F]FMISO의 종양 내 섭취가 감소하는 것을 통하여 확인할 수 있었다. Purpose: The aims of this study were to evaluate the change of [18F]fluoromisonidazole ([18F]FMISO) uptake in C3H mouse squamous cell carcinoma-VII (SCC-VII) treated with mild hyperthermia (42oC) and nicotinamide and to assess the biodistribution of the markers in normal tissues under similar conditions. Methods and Materials: [18F]FMISO was producedby our hospital. Female C3H mice with a C3H SCC-VII tumor grown on their extremities were used. Tumors were size matched. Non-anaesthetized, tumor-bearing mice underwent control or mild hyperthermia at 42oC for 60 min with nicotinamide (50 mg/kg i.p. injected) and were examined by gamma counter, autoradiography and animal PET scan 3 hours after tracer i.v. injected with breathing room air. The biodistribution of these agents were obtained at 3 h after [18F]FMISO injection. Blood, tumor, muscle, heart, lung, liver, kidney, brain, bone, spleen, and intestine were removed, counted for radioactivity and weighed. The tumor and liver were frozen and cut with a cryomicrotome into 10-μm sections. The spatial distribution of radioactivity from the tissue sections was determined with digital autoradiography. Results: The mild hyperthermia with nicotinamide treatment had only slight effects on the biodistribution of either marker in normal tissues. We observed that the whole tumor radioactivity uptake ratios were higher in the control mice than in the mild hyperthermia with nicotinamide treated mice for [18F]FMISO (1.56±1.03 vs. 0.67± 0.30; p=0.063). In addition, autoradiography and animal PET scan demonstrated that the area and intensity of [18F]FMISO uptake was significantly decreased. Conclusion: Mild hyperthermia and nicotinamide significantly improved tumor hypoxia using [18F]FMISO and this uptake reflected tumor hypoxic status.