DICOM 파일을 사용한 Geant4 시뮬레이션과 Gafchromic EBT2 필름에 의한 인체 내 흡수선량 비교 연구

모은희,이상호,안성환,김종일,Mo, Eun-Hui,Lee, Sang-Ho,Ahn, Sung-Hwan,Kim, Chong-Yeal 한국의학물리학회 2013 의학물리 Vol.24 No.1

몬테카를로 방식은 지금까지 인체 내 흡수선량을 계산하는 가장 정확한 방법으로 알려져 왔고. 이러한 계산 방법을 이용하기 위한 인체 내부의 장기 묘사는 인체 모형 팬텀이 주로 사용되어 왔다. 그러나 최근 Geant4 코드를 사용한 몬테카를로 계산에서는 CT의 DICOM 파일에서 인체의 여러 장기에 대한 자료를 직접 추출하고 시뮬레이션에 필요한 geometry로 변환하여 사용하려는 다양한 노력이 시도되고 있다. 이와 같은 기능은 실제 인체의 해부학적 구조를 그대로 재현하면서 인체 내부의 흡수선량을 정확히 계산 할 수 있도록 한다. 따라서 본 연구에서는 DICOM 파일을 연동한 Geant4을 이용하여 인체 내 흡수선량을 계산하였고, 이를 Gafchromic EBT2 필름을 이용한 측정 선량과 비교함으로써 그 유용성을 확인하고자 하였다. 본 연구에서 시뮬레이션을 이용하여 계산한 선량과 EBT2 필름을 이용한 선속 중심축에서의 측정선량을 비교한 결과 피부표면에서부터 최대선량 깊이까지 선량이 급격하게 변화하는 build up 영역을 제외하고는 오차(difference) 범위가 평균 3.75% 임을 알 수 있었다. 또한 선량의 계산 값을 각 CT slice 별로 출력되도록 하였고, 또 각 slice에서도 복셀 하나하나의 선량 값이 출력되도록 하여 측정하고자 하는 장기별, 기관별 흡수선량을 쉽게 확인 할 수 있도록 하였다. 이처럼 인체 모형 팬텀이 아닌 실제 인체의 image data인 CT DICOM 파일을 이용한 선량계산을 각 slice, voxel 별로 선량 값을 출력하는 방식은 다양한 부위의 정확한 선량계산을 가능하게 하므로 향후 방사선 치료계획 시스템의 선량 계산에 유용할 것이라 생각한다. 또한 현재 사용 중인 여러 에너지 영역에도 적용이 가능하므로 인체 내 방사선의 흡수선량 확인을 위해 유용하게 활용되어질 수 있을 것으로 생각된다. Monte Carlo method has been known as the most accurate method for calculating absorbed dose in the human body, and an anthropomorphic phantom has been mainly used as a method of simulating internal organs for using such a calculation method. However, various efforts are made to extract data on several internal organs in the human body directly from CT DICOM files in recent Monte Carlo calculation using Geant4 code and to use by converting them into the geometry necessary for simulation. Such a function makes it possible to calculate the internal absorbed dose accurately while duplicating the actual human anatomical structure. Thus, this study calculated the absorbed dose in the human body by using Geant4 associating with DICOM files, and aimed to confirm the usefulness by compare the result with the measured dose using a Gafchromic EBT2 film. This study compared the dose calculated using simulation and the measured dose in beam central axis using the EBT2 film. The results showed that the range of difference was an average of 3.75% except for a build-up region, in which the dose rapidly changed from skin surface to the depth of maximum dose. In addition, this study made it easy to confirm the target absorbed dose by internal organ and organ through the output of the calculated value of dose by CT slice and the dose value of each voxel in each slice. Thus, the method that outputs dose value by slice and voxel through the use of CT DICOM, which is actual image data of human body, instead of the anthropomorphic phantom enables accurate dose calculations of various regions. Therefore, it is considered that it will be useful for dose calculation of radiotherapy planning system in the future. Moreover, it is applicable for currently-used several energy ranges in current use, so it is considered that it will be effectively used in order to check the radiation absorbed dose in the human body.

유방암 환자를 대상으로 한 유방영상검사 분석

모은희(Eun-Hui Mo),임청환(Cheong-Hwan Lim),이상호(Sang-Ho Lee),정홍량(Hong-Ryang Jung),이혜남(Hye-Nam Lee) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2011 방사선기술과학 Vol.34 No.1

유방영상에서 유방암 진단의 정확도를 평가하고 유방암 환자들의 특성을 알아보고자 한, 본 논문은 screen-film 방식의 유방영상검사를 실시한 유방암 환자 85명을 대상으로 2010년 3월부터 2010년 10월까지 연구 조사되었다. 유방암 환자들의 평균 나이는 51.9세로 조사되었고, 유방암의 발생 부위는 상외측(UOQ)이 전체의 43.5%로 가장 많았다. 연령에 따른 유방암 발생은 40~49세에서 37.6%(32/85)로 모든 연령대에서 가장 높게 나타났다. 유방암 환자들의 breast composition(유방조직 밀도)은 fatty breast가 30.6%(26/85), dense breast가 69.4%(59/85)로 나타나, 70%에 가까운 유방암 환자들이 dense breast의 형태를 띠고 있었다. 또한 fatty breast를 가진 환자들의 평균 나이는 62.4세이었고, dense breast 환자들의 평균 나이는 46.5세로 유방실질의 양상에 따라 유의한 연령차가 있는 것으로 조사되었다(P = 0.000). 유방암 환자들의 유방영상 위음성률은 27.1%(23/85)로 조사되었고, 민감도는 72.9%(62/85)로 조사되었다. 또한, dense breast를 가진 유방암 환자들의 유방영상 위음성률은 32.2%(19/59)이고 민감도는 67.8%(40/59)로 나타났다. The purpose of this study is to evaluate the diagnostic accuracy of breast cancer from mammography images and to investigate the characteristics of patients who was diagnosed as a breast cancer. The subjects for this study were 85 patients who underwent breast imaging test with screen-film method and investigated from March 2010 to October 2010. The average age of the subjects is 51.9 years old. The 43.5% of onsets were located at the upper outer quadrant (UOQ). In terms of the age group, group for 40-49 ages were highest 37.6 (32/85)%. As for breast composition, fatty and dense breast were 30.6% (26/85) and 69.4% (59/85) respectively. The average age of the patients with fatty breast is 62.4 years old, whereas those with dense breast was 46.5 years old. The false negative rate of mammography images was 27.1% (23/85) and the sensitivity of mammography was 72.9% (62/85). The false negative rate of the patients with dense breast was 32.2% (19/59). the sensitivity of them was 67.8% (40/59).

40세 이후 남성의 골밀도 관련 요인과 골다공증의 유병률

모은희(Eun-Hee Mo),조정근(Jung-Keun Cho),이상호(Sang-Ho Lee),임청환(Cheong-Hwan Lim),최지원(JI Won Choi) 한국콘텐츠학회 2008 한국콘텐츠학회논문지 Vol.8 No.10

의학과 과학의 발전으로 인한 고령인구의 증가로 여성에게 뿐만이 아니라 남성에서도 골다공증에 의한 골절의 빈도가 증가하면서 남성 골다공증에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 본 연구는 40세 이후 남성의 골밀도에 관련된 요인을 알아보고 이러한 병인으로 인한 골다공증의 유병률을 조사하여 남성 골다공증의 예방과 치료대책을 위한 기초 자료를 제공하고자 한다. 건강 검진에서 골밀도 검사를 시행한 40세 이후 남성을 대상으로 한 본 연구에서 L- spine의 골감소증과 골다공증은 각각 45%, 12.9%의 유병률을 보였고, Femur에서는 51.9%, 7.63%의 유병률을 보여 미국이나 유럽에서 50세 이상 남성을 대상으로 한 연구 결과 수치보다 높게 관찰되었다. L-spine의 경우 연령과 골감소증 및 골다공증 유병률이 유의한 차이를 보였고, Femur에서 역시 연령과 골다공증의 유병률이 유의한 연관성을 가지는 것으로 조사되었다. 연령이 증가할수록 L-spine, Femur 두 부위 모두 평균 BMD가 낮아지는 것으로 조사되었고, 체중이 증가할수록, 체질량지수(BMI, kg/㎡)가 높을수록 골다공증의 유병률은 감소하는 음의 상관관계를 가졌다. 운동, 흡연, 음주는 골다공증의 유병율과 유의한 연관성이 없는 것으로 조사되었으나, 운동의 횟수, 흡연기간, 음주횟수는 골 양을 변화시켜 남성 골밀도에 영향을 주는 인자가 되고 있다. The interest in male osteoporosis is increasing as the incidence of osteoporotic fractures has increased not only in female but also in male due to the increase of old age population thanks to the development of medical science and science in general. Therefore, this study is to find factors related to bone mineral density of male older than 40 years old, to investigate the incidence of the male osteoporosis and to provide a basic result for prevention and medical treatment for the male osteoporosis. The incidence of the osteopenia and the osteoporosis at L-spine was 45% and 12.9% respectively and the incidence of them at femur was 51.9% and 7.63% respectively, among male older than 40 years old who took a medical examination. It was higher than the existing study results conducted to male older than 50 years old in USA and Europe. The incidence of them at both of L-spine and femur showed a significant difference depending the age groups. As the age increases, the average bone mineral density decreases at both of L-spine and femur. And as the weight increases and the body mass index is higher, the incidence of the osteoporosis decreases. There was no significant relation with the incidence of the osteoporosis depending on the exercise, the smoking and the drinking, but the number of exercise, smoking and drinking changes the quantity of bone and are factors influencing the bone mineral density of male person.

유방암 환자들의 유방영상검사 분석

모은희(Mo eun-hee),임청환(Lim cheong-hwan),이상호(Lee sang-ho) 한국콘텐츠학회 2010 한국콘텐츠학회 종합학술대회 논문집 Vol.2010 No.5

이중에너지 X선 흡수계측법을 이용한 폐경기 여성의 요추 및 근위 대퇴부의 골밀도 비교 연구

윤한식,모은희 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 1999 방사선기술과학 Vol.22 No.2

CBCT 영상에서 구치부의 하악관 형태에 따른 재구성 방법 연구

정천수,모은희,이기흔,한범희,김승철,김정삼,임청환 한국방사선학회 2011 한국방사선학회 논문지 Vol.5 No.5

치과 방사선 검사 중 파노라마(panorama) 촬영은 왜곡현상이 발생하여 정량적인 평가 시 부정확한 결과를 야기할 수 있다. 최근 임상에 적용되고 있는 새로운 영상화 기법인 cone beam형 전산화단층촬영(이하 CBCT)은 고해상도의 영상과 위치 정보를 제공한다. 본 실험에서는 DCT-90-P IMPLAGRAPHY Dental CT system (Vatech, Korea)을 사용하여 20명의 환자를 검사 하였고, 촬영조건은 관전압 85kVp, 관전류 7mA, 촬영시간은 24초이다. CBCT 데이터를 3차원 컴퓨터 프로그램을 이 용하여 재구성하고, 형태 계측학적으로 평가 분석하였다. 그 결과 하악체에 기울기에 따라 변화를 주었을 때, 하악관의 직경의 왜곡이 감소하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 피사체와 필름간의 거리가 클수록 확대가 많이 나타나고, 초점에서 벗어난 거리에 따라 영상이 차이가 있을 것으로 예상되기 때문에 재구성시 해부학적 위치의 구조에 맞게 부분적으로 알맞은 방법을 채택을 해야 하는 것 으로 사료된다. In dental radiography, panoramic views cause distortion and thus may bring about inaccurate results in the process of quantitative analysis. In this connection, there has recently been an increasing use of cone beam computed tomography (CBCT) that is known to provide high-resolution images and positional information. In this study, a dental computed tomography unit, ‘DCT-90-P IMPLAGRAPHY (Vatech, Korea)’, was applied to 20 patients for 24 seconds respectively, with a tube voltage of 85kVp and a tube current of 7mA. The data of CBCT were three-dimensionally reconstructed by use of a computer program, and were histomorphometrically analyzed. The results showed that the diameter of mandibular canal is less distorted at a certain inclination of the mandibular body. The image tends to seem more distended in proportion to the distance between the subject and film. Also, the image tends to be affected according as it is out of focus. In conclusion, it requires that the image should be reconstructed in light of anatomic position and structure.

Phantom을 이용한 뇌 관류 CT검사에서 방사선 피폭선량에 관한 연구

정홍량,김기정,모은희 한국융합학회 2015 한국융합학회논문지 Vol.6 No.5

본 연구의 목적은 급성기 허혈성 뇌졸중 환자의 뇌 관류 CT검사 시 피폭선량을 알아보고자 하였다. 특히, 방사선 감수성이 높은 장기들의 장기선량(Organ dose)을 팬텀과 유리선량계를 이용하여 실측해보고, 제조사가 제 시한 기존 프로토콜(고정시간기법)과 새로 제시한 융합 프로토콜(조영제 추적기법)을 적용하여 선량을 측정하여 보 고, 피폭선량 저감화 방안을 마련하고자 하였다. 분석결과 기존 프로토콜과 비교하여 새로 제시한 융합 프로토콜에 서 최고 39.8 %, 최저 5.8 % 장기선량이 감소하였고, 검사 피폭선량인 CDTIvol과 DLP 값은 각각 25 % 감소하였으 며, 권고 선량 이하로 측정되었다. 위의 분석결과를 바탕으로 기존에 제시된 프로토콜을 점검해보고, 새로 제시한 융합 프로토콜을 적용하여 피폭선량을 감소시켜 국민보건향상에 이바지 해야 할 것이며, 다른 검사에서도 최적의 프로토콜을 찾기 위한 연구가 계속되어져야 할 것으로 사료된다. The purpose of this study, was Let's examine the exposure dose at the time of cerebral blood flow CT scan of acute ischemic stroke patients. In particular, long-term high doses of radiation sensitive organs and we Measured using phantom and a glass dosimeter. Apply the existing protocol suggested by the manufacturer (fixed time delay technique) and the proposed new convergence protocol (bolus tracking technique), reporting to measure the dose, dose reduction was to prepare the way. Results up to 39.8% as compared to the existing protocols in a new suggested convergence protocol, a minimum of 5.8% was long-term dose is reduced. Test dose of CDTIvol and DLP values decreased 25%, respectively, were measured at less than recommended dose. Try checking the protocol set out in the existing based on the analysis result of the above, by applying the proposed new convergence protocol by reducing the dose would have to contribute to improved public health. It is believed to be research continues to find the optimum protocol in the other tests.

건강검진 수검자를 대상으로 한 골밀도검사 유용성에 관한 연구

김재권,김용권,모은희,김성수,이동근,Kim Jae-Kwon,Kim Yong-Kwon,Mo Eun-Hee,Kim Sung-Soo,Lee Dong-Keun 대한방사선사협회 2003 대한방사선사협회지 Vol.29 No.1

Purpose : In order to receive a health medical examination undergoing an examination which it visits it analyzes The bone mineral density of the object people who enforce the selection bone mineral density test with the object which will cut and prevalenc

조영증강 $^{18}F$-FDG PET/CT가 이중에너지 X-선 흡수 계측법을 이용한 골밀도 및 체성분 측정에 미치는 영향

김성수,이선도,이남주,신용철,모은희,이춘호,Kim, Seong Su,Lee, Sun Do,Lee, Nam Ju,Shin, Yong Cheol,Mo, Eun Hee,Lee, Chun Ho 대한핵의학기술학회 2012 핵의학 기술 Vol.16 No.2

PET/CT에 사용되는 방사성의약품 FDG와 CT 조영제가 DXA를 이용하여 측정하는 BMC, BMD, TFM, LBM 등의 결과에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 2011년 12월부터 2012년 3월까지 본원 PET/CT를 시행한 환자 중 본 연구에 참여를 동의한 환자 총 22명을 대상으로 하였다. 실험은 두 집단으로 나누어 실험을 진행하였는데 첫 번째 집단은 17명으로 PET/CT 용 방사성의약품인 FDG 정맥 주사 전에 WB DXA를 시행한 다음 FDG 정맥주사 1시간 후 CT 조영제 사용 없이 PET/CT (Non-Contrast Enhancement $^{18}F$-FDG PET/CT)시행 후 즉시 다시 WB DXA를 진행하였다. 두 번째 집단은 총 5명으로 첫 번째 집단과 마찬가지로 FDG 정맥 주사 전 WB DXA를 시행한 다음 FDG 정맥 주사 1시간 후 CT 조영제 사용하여 PET/CT (Contrast Enhancement $^{18}F$-FDG PET/CT)시행 후 즉시 다시 WB DXA 진행하였다. 결과는 PET/CT 전 후 DXA에서 WB-BMC, WB-BMD, TFM 그리고 LBM 등을 측정하였고 각 항목의 변화율을 산출하여 비교하였다. Non-Contrast Enhancement $^{18}F$-FDG PET/CT 전 후의 골밀도 및 체성분의 변화율은 WB-BMC, +2.4%; WB-BMD, +1.8%; TFM, -6.8%; LBM, +2.2%였고 각 항목의 변화는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. Contrast Enhancement $^{18}F$-FDG PET/CT 전 후의 변화율은 WB-BMC, +13.7%; WB-BMD, +9.3%; TFM, -34.1%; LBM, +13.6%였고 Contrast Enhancement $^{18}F$-FDG PET/CT 전과 후의 골밀도 및 체성분 측정치의 변화는 통계적으로 유의하였다. 본 연구에서 Non-Contrast Enhancement $^{18}F$ PET/CT 후에는 DXA 시행은 결과에 영향이 없어 가능할 것이라 생각되어지나 Contrast Enhancement $^{18}F$-FDG PET/CT검사 후에 시행한 DXA 검사의 결과는 신뢰도가 감소될 것으로 사료된다. Purpose : The effect of concomitant use of $^{18}F$-FDG and intravenous contrast agent (CA) on dual-energy X-ray absorptiometry (DXA), was rarely reported. We had investigated these potentially confounding effects. Materials and Methods : Twenty-two patients had undergone DXA before and immediately after $^{18}F$-FDG PET/CT scans. Two DXA and 1 PET/CT scans had performed within one-day. $^{18}F$-FDG PET/CT scans had been performed with CA in 17 patients and without CA in 5 patients. Whole body bone mineral content (BMC), whole body bone mineral density (BMD), total fat mass (TFM), and lean body mass (LBM) were measured by DXA scanner before and after the $^{18}F$-FDG PET/CT scans. Results : BMC, BMD, TFM and LBM had significantly affected by $^{18}F$-FDG PET/CT with CA (BMC, +13.7%, from $2061.3{\pm}393.7$ to $2343.4{\pm}373.3$; BMD, +9.3%, from $1.07{\pm}0.09$ to $1.17{\pm}0.08$; TFM, -34.1%, from $17052.1{\pm}4049.9$ to $11237.1{\pm}2990.3$; LBM, +13.6%, from $45834.5{\pm}5662.1$ to $52094.0{\pm}6335.4$). However, $^{18}F$-FDG PET/CT without CA had no effect on the measurement of DXA (BMC, +2.4%, from $2197.7{\pm}391.6$ to $2251.5{\pm}380.9$; BMD, +1.8%, from $1.13{\pm}0.09$ to $1.15{\pm}0.07$; TFM, -6.8%, from $14585.6{\pm}3455.9$ to $13591.3{\pm}4351.4$; LBM, +2.2%, from $47360.5{\pm}8381.8$ to $48441.1{\pm}8488.1$). Conclusion : The measurements of DXA are affected by using CA. However, DXA scans might be unaffected by the presence of $^{18}F$-FDG administered for PET/CT.

CBCT 영상에서 구치부의 하악관 형태에 따른 재구성 방법 연구

정천수(Cheonsoo Jeong),모은희(Eunhee Mo),이기흔(Geeheun Lee),한범희(Beomhee Han),김승철(Seungchul Kim),김정삼(Jungsam Kim),임청환(Cheonghwan Lim) 한국방사선학회 2011 한국방사선학회 논문지 Vol.5 No.6

치과 방사선 검사 중 파노라마(panorama) 촬영은 왜곡현상이 발생하여 정량적인 평가 시 부정확한 결과를 야기할 수 있다. 최근 임상에 적용되고 있는 새로운 영상화 기법인 cone beam형 전산화단층촬영(이하 CBCT)은 고해상도의 영상과 위치 정보를 제공한다. 본 실험에서는 DCT-90-P IMPLAGRAPHY Dental CT system (Vatech, Korea)을 사용하여 20명의 환자를 검사하였고, 촬영조건은 관전압 85kVp, 관전류 7㎃, 촬영시간은 24초이다. CBCT 데이터를 3차원 컴퓨터 프로그램을 이용하여 재구성하고, 형태 계측학적으로 평가 분석하였다. 그 결과 하악체에 기울기에 따라 변화를 주었을 때, 하악관의 직경의 왜곡이 감소하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 피사체와 필름간의 거리가 클수록 확대가 많이 나타나고, 초점에서 벗어난 거리에 따라 영상이 차이가 있을 것으로 예상되기 때문에 재구성시 해부학적 위치의 구조에 맞게 부분적으로 알맞은 방법을 채택을 해야 하는 것으로 사료된다. In dental radiography, panoramic views cause distortion and thus may bring about inaccurate results in the process of quantitative analysis. In this connection, there has recently been an increasing use of cone beam computed tomography (CBCT) that is known to provide high-resolution images and positional information. In this study, a dental computed tomography unit, ‘DCT-90-P IMPLAGRAPHY (Vatech, Korea)’, was applied to 20 patients for 24 seconds respectively, with a tube voltage of 85kVp and a tube current of 7㎃. The data of CBCT were three-dimensionally reconstructed by use of a computer program, and were histomorphometrically analyzed. The results showed that the diameter of mandibular canal is less distorted at a certain inclination of the mandibular body. The image tends to seem more distended in proportion to the distance between the subject and film. Also, the image tends to be affected according as it is out of focus. In conclusion, it requires that the image should be reconstructed in light of anatomic position and structure.