The effect of source to image-receptor distance(SID) on radiation dose for digital chest x-ray examination

권순무,조재환,박철수 한국자기학회 2014 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.2014 No.5

Computed Radiography에서 Additional Filtration Material에 따른 Radiation Dose와 Image Quality의 변화

권순무(Soon-Mu Kwon),조형욱(Hyung-Wook Cho),강영한(Yeong-Han Kang),김부순(Boo-Soon Kim),김정수(Jung-Su Kim) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2014 방사선기술과학 Vol.37 No.4

필터는 저에너지 X선을 흡수함으로써 평균에너지를 증가시키고, 환자의 피폭선량을 감소시키는 작용을 한다. 본 연구는 Mo과 W 등의 재질이 디지털 방사선영상장치인 CR에서도 사용이 가능한지 SNR, FOM, histogram 등의 영상평가와 선량 측정을 통해 확인하였다. 또한 필터의 재질에 따른 선질측정과 함께 관전압의 변화에 따른 적합한 필터 조합을 찾아보았다. 피부입사선량은 Mo필터가 Cu필터에 비해 42~56%까지 선량 경감효과가 있었고, 투과선량도 Mo필터가 Cu필터보다 1.5배 정도 높게 나타났다. 영상 평가에서 W은 필터로 사용함에 부적절하였으나, Mo은 80 kVp 이상의 관전압에서 영상의 질을 저하시키지 않으면서 선량을 감소시킬 수 있는 필터로 충분히 사용할 수 있음을 확인하였다. 2.0 mmAl+0.1 mmMo은 관전압이 높아질수 록 2.0 mmAl + 0.2 mmCu와 histogram width가 거의 같아서, 비교적 높은 관전압인 80, 100, 120 kVp에서는 Mo필터의 사용이 가능하다. 2.0 mmAl + 0.1 mmMo의 SNR은 2.0 mmAl + 0.2 mmCu와 2.0 mmAl+0.1 mmCu 의 SNR과도 큰 차이가 나지 않았다. 따라서 디지털 방사선 영상 중 80 kVp 이상을 이용하는 일반촬영에서 Cu를 대신하여 Mo을 필터로 사용하면 Cu에 비해 영상의 질을 저하시키지 않으면서 환자의 피폭선량을 크게 감소시킬 수 있으므로, 실제 임상의 흉부 촬영 및 고관전압 촬영 등에 충분히 적용할 수 있다고 본다. Filter absorbs low-energy X-ray to increase the average energy and reduces patient exposure dose. This study investigates if the materials of Mo and W could be used for the digital imaging device CR by con-ducting image assessment and dose measurement of SNR, FOM and histogram. In addition, measurement of beam quality was conducted depending on the material of the filter, and at the same time, a proper combination of filters was examined depending on the change in tube voltage (kVp). In regard to en-trance skin dose, Mo filter showed the dose reduction by 42∼56%, compared to Cu filter. Moreover, Mo filter showed higher transmission dose by around 1.5 times than that of Cu filter. In image assessment, it was found that W was unsuitable to be used as a filter, whereas Mo could be used as a filter to reduce dose without decline in image quality at the tube voltage of 80 kVp or higher. As tube voltage increased, 2.0 mm Al+0.1 mm Mo almost had a similar histogram width to that of 2.0 mm Al+0.2 mm Cu. Therefore, Mo filter can be used at relatively high tube voltage of 80 kVp, 100 kVp and 120 kVp. The SNR of 2.0 mm Al+0.1 mm Mo did not show any significant difference from those of 2.0 mm Al+0.2 mm Cu and 2.0 mm Al+0.1 mm Cu. As a result, if Mo filter is used to replace Cu filter in general radiography, where 80 kVp or higher is used for digital radiation image, patient exposure dose can be reduced significantly with-out decline in image quality, compared to Cu filter. Therefore, it is believed that Mo filter can be applied to chest X-ray and high tube voltage X-ray in actual clinical practice.

Digital Chest Radiography에서 방사선량에 대한 Source to Image-Receptor Distance (SID)의 영향

권순무(Soonmu Kwon),박창희(Changhee Park),박정규(Jeongkyu Park),송운흥(Woonheung Song),정재은(Jaeeun Jung) 한국방사선학회 2014 한국방사선학회 논문지 Vol.8 No.4

Chest radiography has been typically performed at SID of 180 cm. Image quality and patient dose were investigated between 180 cm and 340 cm by 20 cm intervals at 120 kVp and 320 mAs with the AEC. VGA was performed for qualitative assessment and SNR was analysed for quantitative assessment on the image of the chest phantom. Patients dose was measured by ESAK and PCXMC was used for effective dose. As a result, when using the standard of SID of 180 cm which is typically used in the clinical practice, in the case of ESAK, 240 cm, 280 cm, and 320 cm were 8.7%, 11.47%, and 13.56% respectively therefore significant reduction was confirmed. In the case of effective dose, 2.89%, 4.67%, and 6.41% in the body and 5.08%, 6.09%, and 9.6% in lung were reduced. In the case of SNR, 9.04%, 8.24%, and 11.46% were respectively decreased especially, by 8.03% between SID of 260 cm and 300 cm, but SNR was 5.24 up to 340 cm. There were no significant differences in VGA thus the image is valuable in diagnosis. It is predicted that increasing SID up to 300 cm in digital chest radiography can reduce patient dose without decreasing image quality. X선을 이용한 chest radiography는 일반적으로 180 cm의 SID에서 실시되고 있다. digital chest radiography에서 AEC를 적용하고 120 kVp, 320 mA에서 SID를 180 cm부터 340 cm까지 20 cm 단위로 증가시켜 가며 영상의 질과 환자선량의 관계를 알아보았다. chest phantom 영상의 정성적인 영상평가를 위해 VGA를, 정량적인 평가를 위해 SNR을 분석하였다. 선량은 ESAK로 측정하고 effective dose는 PCXMC를 이용하였다. 연구결과 일반적으로 시행되는 SID 180 cm를 기준으로 했을 때, ESAK의 경우 240 cm, 280 cm, 320 cm에서 각각 8.7%, 11.47%, 13.56%의 유의한 감소가 있었다. effective dose의 경우 전신에 대해 2.89%, 4.67%, 6.41%의 감소, 폐에서 5.08%, 6.98%, 9.6%의 감소가 관찰되었다. SNR의 경우 각각 9.04%, 8.24%, 11.46%의 감소가 관찰되었으며 특히, SID 260 cm ∼ 300 cm 구간에서 8.03%의 작은 감소가 나타났고 SID 340 cm까지도 5.24로 5이하로 감소되지 않았다. VGA에서는 통계적으로 유의한 차이가 없는 진단적 가치가 높은 영상으로 평가되었다. 따라서 eigital chest radiography에서 SID를 300 cm까지 증가시킴으로 화질의 저하 없이 환자선량을 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

두부 CT에서 차폐기법과 새로운 관전류변조기법에 따른 눈의 선량과 화질평가

권순무(Soon mu Kwon),김정수(Jung su Kim) 한국방사선학회 2015 한국방사선학회 논문지 Vol.9 No.5

두부 CT 검사에서 눈의 수정체는 높은 방사선 감수성으로 보호되어야 할 장기 중에 하나이다. 두부 CT 검사에서 눈의 피폭선량감소 목적으로 사용되는 비스무스 차폐체는 현저한 선량 감소 효과가 있지만 화질저하의 문제점이 있다. 본 연구는 인체팬텀을 이용한 두부 CT 검사에서 피폭 선량을 줄이기 위해 사용되는 관전류변조기법인 new organ based-tube current modulation, longitudinal-TCM, angular-TCM과 차폐기법인 비스무스, 납 안경을 사용하여 눈의 선량과 화질의 변화 정도를 평가하였다. 연구결과, new OB-TCM에서 눈의 선량은 25.88% 감소되었으며 비스무스를 사용한 검사와 비교하여 CT number, 노이즈, SNR의 변화가 작은 것을 확인하였다. 따라서 new OB-TCM을 임상의 두부 CT 검사에 적용할 경우, 눈의 피폭선량을 감소시키면서 영상의 화질 저하를 방지할 수 있을 것으로 기대된다. The eye of human is a radiation sensitive organ and this organ should be shielded from radiation exposure during brain CT procedures. In the brain CT procedures, bismuth protector using to reduce the radiation exposure dose for eye. But protecting the bismuth always accompanies problem of the image quality reduction including artifact. This study aim is the eye radiation exposure dose and image quality evaluation of the new tube current modulation such as new organ based-tube current modulation, longitudinal-TCM, angular-TCM between shielding scan technique using bismuth and lead glasses. As a result, radiation dose of eye is reduced 25.88% in new OB TCM technique then reference scan technique and SNR new OB TCM is 6.05 higher than bismuth shielding scan technique and lower than reference scan technique. In clinical brain CT, new OB TCM technique will contribute to reduction of radiation dose for eye without decrease of image quality.

PACS에서 JPEG2000을 이용한 AAPM CT Performance Phantom영상의 압축에 따른 화질변화

권순무(Soonmu Kwon) 한국방사선학회 2012 한국방사선학회 논문지 Vol.6 No.3

본 연구는 PACS에서 JPEG200을 이용하여 AAPM CT Performance Phantom 영상을 다양한 비율로 압축 한 후 영상의 질 변화를 알아보았다. 원 영상을 기준으로 압축된 영상을 비교했을 때 물의 CT 계수 측정에서는 압축률 15:1에서 1.93%의 변화, 절편 두께 측정에서는 15:1에서 0.81%의 변화를 보였다. 균일도는 규칙적인 변화나 통계적으로 유의한 차이가 나타나지는 않았다. 노이즈 측정의 경우 10:1에서 1.47%의 변화를 보이나 15:1에서 10.99%로 증가한 후 변화율 증가 폭이 확대되어 40:1에서 81.68%의 변화율을 보였다. CT 계수, 균일도, 절편 두께, 공간 분해능, 대조도 분해능의 경우 압축률 증가에 따라 영상의 화질 변화율도 증가하나 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 상대적으로 노이즈는 압축에 따른 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. JPEG2000 압축 기법으로 AAPM CT Performance Phantom 영상을 평가한 결과 CT영상의 압축을 시행하는 경우 10:1정도의 압축률이 적정한 것으로 판단된다. This study examines image quality of medical image after compression using JPEG2000 for AAPM CT Performance Phantom in PACS. The compressed images of 15:1 showed change of 1.93% and 0.81% in the CT number of water and the slice thickness, respectively, compared to the original images. The variation of the uniformity did not give a correlation for each measured area. In noise measurements at compressions of 10:1 and 15:1, changes of 1.47% to 10.99% were observed, respectively. The noise showed incremation tendency as increasing over the compression ratio 15:1, and the noise of 81.68% was measured at a compression of 40:1. CT number, uniformity, slice thickness, spatial resolution and contrast resolution for the compressed images were slightly changed by increasing the compression ratio. However, the noise was seriously changed relatively at the compressed images. Thus the noise was a important factor to determine the compression ration. A compression ratio of 10:1 for the AAPM CT Performance Phantom image was appropriate and could be applied to diagnostic images.

방사선학과 대학생의 비판적 사고성향과 임상실습 만족도와의 관련성

권순무 ( Soon-mu Kwon ),천권수 ( Kwon-su Chon ) 한국방사선학회 2018 한국방사선학회 논문지 Vol.12 No.3

본 연구는 방사선학과 학생들의 비판적 사고성향과 임상실습만족도와의 관련성을 확인하고자 한 서술연구이다. 임상실습 경험이 있는 187명의 방사선학과 학생들을 대상으로 하였다. 자료 수집은 2017년 12월 1 일부터 15일까지 본인이 스스로 기록하는 설문을 실시하였고, SPSS 프로그램을 이용하여 변수들의 기술통계와 평균비교를 위한 t-test, ANOVA, Pearson 상관분석을 실시하였다. 비판적 사고성향 점수는 3.68, 실습만족도 점수는 3.59이었고, 방사선학과에 대한 전공 적응도가 좋고, 전공만족도가 높을수록, 지도교수에 대한 만족도가 높을수록 비판적 사고 성향이 높게 나타났다(p<.05). 또한 비판적 사고성향과 임상실습만족도는 유의한 양의 상관관계가 있었다(r=.522, p<.05). 따라서 방사선학 교육 프로그램을 통해 임상실습만족도와 비판적 사고성향을 더욱 강화하는 것이 필요하다. This study was conducted to identify the relationship between critical thinking disposition and satisfaction of clinical practice in radiology students. The participants were 187 radiology students who were experienced clinical practice. Data was collected from December 1 to 15, 2017 using self-report questionnaires and analyzed through descriptive statistics, t-test, ANOVA and Pearson correlation coefficient with SPSS 16.0. Critical thinking disposition and satisfaction of clinical practice averaged 3.68 and 3.59. Significant positive correlation between Critical thinking disposition and satisfaction of clinical practice were found(r=.522, p<.01). Therefore it is necessary to strengthen critical thinking disposition and satisfaction of clinical practice through effective radiology educational program.

가상현실 기술을 활용한 방사선치료 교육 콘텐츠 제작 구현

권순무 ( Soon-mu Kwon ),심재구 ( Jae-goo Shim ),천권수 ( Kwon-su Chon ) 한국방사선학회 2018 한국방사선학회 논문지 Vol.12 No.3

스마트기기기의 발전으로 일상생활에 큰 변화를 가지고 왔으며, 가장 크게 변화된 영역 중 하나가 가상현실 영역이다. 가상현실이란 디스플레이 장치를 이용해 이미 만들어진 3차원 고해상도 이미지를 마치 자신이 그 속에 존재하는 것과 같은 착각을 일으키는 기술이다. 실습장비가 구축되지 않은 교과목의 경우 시청각 자료에 의존할 수밖에 없어 실습 집중도 및 수업에 대한 질적 저하 발생하고 있는 현실이다. 방사선과 학생들에게 효과적인 교재 개발을 위해 가상 현실을 이용하였다. 가상현실을 이용한 동영상 교보재 제작을 위해 방사선종양학과가 개설된 병원을 선정하여 2017년 7월부터 9월에 촬영을 2회 실시하였다. 방사선종양학과 업무 흐름도를 고려하여 동영상을 제작하였으며, 전산화단층모의치료실 및 선형가속기실 두 군데에서 촬영을 진행하였다. 동영상 촬영에 앞서 각각에 대한 시나리오 및 촬영 동선을 사전 체크하여 동영상 편집을 용이하게 할 수 있도록 사전 작업을 진행하였다. Window XP 운영체제를 사용하는 PC환경에서 모델링과 맵핑 작업을 실시하였다. 대표적인 가상현실 카메라인 고프로 Hero4 2대를 이용하여 화소는 4K UHD: 약 800만 화소 해상도는 3,840 × 2,160 / 4,096 × 2,160 두 개를 사용하였으며, 동영상 제작 후 편집은 프로그램 어도비프리미어 CC, 에프터이펙트, 포토샵, 일러스트를 사용하였다. 총 재생 시간은 가상현실을 이용한 교보재 제작 시 구토 및 어지러움증이 발생하지 않는 시간 5분 내외로 편집을 진행하였다. 동영상 구성은 도입, 시설 설명, 장비 설명, 교과 설명 및 정리로 진행하였으며, 동영상 촬영 후 편집 기간은 약 2주 정도 소요되었다. 현재 개발된 가상현실 방사선과 교육콘텐츠는 다양한 기관에서 활용할 수 있도록 시장을 확보하고 홍보를 확대하는 작업을 추진하고 있다. 향 후 가상현실을 체험한 학습자들을 대상으로 가상현실을 이용한 방사선과 교육 콘텐츠에 대한 만족도 및 학습 효능감에 대해 조사하여 가상현실 기술을 이용한 교보재에 대한 학습 콘텐츠 유용성을 평가하여 효과적인 임상실습 환경을 제공하고자 한다. The development of smart devices has brought about significant changes in daily life and one of the most significant changes is the virtual reality zone. Virtual reality is a technology that creates the illusion that a 3D high-resolution image has already been created using a display device just like it does in itself. Unrealized subjects are forced to rely on audiovisual materials, resulting in a decline in the concentration of practices and the quality of classes. It used virtual reality to develop effective teaching materials for radiology students. In order to produce a video clip bridge using virtual reality, a radiology clinic was selected to conduct two exposures from July to September 2017. The video was produced taking into account the radiology and work flow chart and filming was carried out in two separate locations : in the computerized tomography unit and in the LINAC room. Prior to filming the scenario and the filming route were checked in advance to facilitate editing of the video. Modeling and mapping was performed in a PC environment using the Window XP operating system. Using two leading virtual reality camera Gopro Hero, CC pixels were produced using a 4K UHD, Adobe, followed by an 8 megapixel resolution of 3,840 × 2,160 /4,096 × 2,160. Total regeneration time was performed in about 5 minutes during the production of using virtual reality to prevent vomiting and dizziness. Currently developed virtual reality radiation and educational contents are being used to secure the market and extend the promotion process to be used by various institutions. The researchers will investigate the satisfaction level of radiation and educational contents using virtual reality and carry out supplementary tasks depending on the results.

개발한 진단용 다엽조리개 성능평가 및 X선영상과 적외선체열영상의 융합영상 구현

권순무(Soon-Mu Kwon),심재구(Jae-Goo Shim),천권수(Kwon-Su Chon) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2019 방사선기술과학 Vol.42 No.5

We have developed and applied a diagnostic Multi-Leaf Collimator (MLC) to optimized the X-ray field in medical imaging and the usefulness evaluated through the fusion of infrared image and X-ray image acquired by infrared camera. The hand and skull radiography with multi-leaf collimator(MLC) showed significant area dose reductions of 22.9% and 31.3% compared to ARC and leakage dose was compliant with KS A 4732. Also scattering doses of 50 cm and 100 cm showed a significant decrease to confirm the usefulness of MLC. It was confirmed that the fusion of infrared images with an adjustable degree of transparency was possible in the X-ray images. Therefore, fusion of anatomical information with physiological convergence is expected to contribute and improvement of diagnostic ability. In addition, the feasibility of convergence X-ray imaging and DITI devices and the possibility of driving MLC with infrared images were confirmed.

Variation of Image Quality and Dose by Applying Multi-Leaf Collimator for Digital Mammography

권순무(Soon Mu Kwon),김부순(Boo Soon Kim),박형준(Hyung Jun Park),강영한(Yeong Han Kang) 한국방사선학회 2015 한국방사선학회 논문지 Vol.9 No.7

X선 조사야(X-ray beam field)는 X선관 앞에 부착된 선속제한기구(beam limiting device)인 조리개(collimator)에 의해 조절된다. 조리개는 1차 X선을 조절하여 환자의 피폭선량을 감소시키고 산란선량을 감소시켜 영상의 화질을 향상시키는 중요한 기능을 한다. 그러나 유방촬영장치의 조리개에 대해서 따로 규정되어 있지 않으며 상업화된 장치에서는 조사야가 사각형으로 조절되는 조리개를 사용하고 있다. 최근 디지털 유방촬영장치의 보급이 확대되고 있으나 film/screen방식에서부터 적용되던 사각형으로 조사야가 조절되는 조리개가 사용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 디지털 유방촬영에서 조사야 조절 사용에 대한 실태조사 후 유방의 크기와 모양에 따라 조사야를 조절할 수 있는 다엽조리개를 제작 후 적용했을 때 영상의 화질변화와 평균유선선량, 면적선량 값의 변화를 알아보았다. 사각형으로 조사야가 조절되는 조리개와 비교하여 다엽 조리개를 적용한 영상에서 통계적으로 유의한 차이가 없었으며 DAP값 또한 50.72% 감소되었다. 따라서 디지털 유방촬영장치에서 조사야를 최적화하기 위한 자동조사야조절장치 개발이 환자 피폭선량 감소에 도움이 될 것으로 판단된다. Collimator has important functions with control primary X-ray that decrease radiation exposure dose for patients and reduce scatter ray and make better quality of image. But there are no regulations for X-ray mammography device of collimator, so widely used device adopt rectangularly controlled collimator. Though digital X-ray mammography device expand supply recently, rectangularly controlled collimator of film/screen mode still used. After searching for real condition of beam field with digital mammography, we made a multi-leaf collimator which is able to adjust the beam field in accordance with size and shape of breast, and we measuring up the transitions of image quality, average glandular dose(AGD) and, Dose area product(DAP). There are no significant differences between rectangularly controlled collimator and multi-leaf collimator, and DAP value decreased by 50.72%. As conclusion, there needs to expand the use of multi-leaf collimator for optimum adoption of beam field in digital mammography, and also need to develop an automatic regulation of beam field for reduce of exposure dose to patients.

두부 CT에서 차폐기법과 새로운 관전류변조기법에 따른 눈의 선량과 화질평가

권순무,김정수 한국방사선학회 2015 한국방사선학회 논문지 Vol.9 No.5

두부 CT 검사에서 눈의 수정체는 높은 방사선 감수성으로 보호되어야 할 장기 중에 하나이다. 두부 CT 검사에서 눈의 피폭선량감소 목적으로 사용되는 비스무스 차폐체는 현저한 선량 감소 효과가 있지만 화질저하의 문제점이 있다. 본 연구는 인체팬텀을 이용한 두부 CT 검사에서 피폭 선량을 줄이기 위해 사용되는 관전류변조기법인 new organ based-tube current modulation, longitudinal-TCM, angular-TCM과 차폐기법인 비스무스, 납 안경을 사용하여 눈의 선량과 화질의 변화 정도를 평가하였다. 연구결과, new OB-TCM에서 눈의 선량은 25.88% 감소되었으며 비스무스를 사용한 검사와 비교하여 CT number, 노이즈, SNR의 변화가 작은 것을 확인하였다. 따라서 new OB-TCM을 임상의 두부 CT 검사에 적용할 경우, 눈의 피폭선량을 감소시키면서 영상의 화질 저하를 방지할 수 있을 것으로 기대된다. The eye of human is a radiation sensitive organ and this organ should be shielded from radiation exposure during brain CT procedures. In the brain CT procedures, bismuth protector using to reduce the radiation exposure dose for eye. But protecting the bismuth always accompanies problem of the image quality reduction including artifact. This study aim is the eye radiation exposure dose and image quality evaluation of the new tube current modulation such as new organ based-tube current modulation, longitudinal-TCM, angular-TCM between shielding scan technique using bismuth and lead glasses. As a result, radiation dose of eye is reduced 25.88% in new OB TCM technique then reference scan technique and SNR new OB TCM is 6.05 higher than bismuth shielding scan technique and lower than reference scan technique. In clinical brain CT, new OB TCM technique will contribute to reduction of radiation dose for eye without decrease of image quality.