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황의중,임영경,김동욱,신동오,김성규,정해조,지영훈,Hwang, Ui-Jung,Lim, Young Gyung,Kim, Dong Wook,Shin, Dong Oh,Kim, Sung Kyu,Jung, Haijo,Ji, Young Hoon 한국의학물리학회 2012 의학물리 Vol.23 No.4
최근 방사선치료기기 및 방사선치료기술이 빠르게 발전하고 복잡해짐에 따라 방사선치료의 신뢰성을 높이고 정확한 환자 치료와 환자 및 치료관련 종사자의 방사선안전을 확보하기 위하여 자격있는 의학물리사 적정 인원에 대한 재평가가 이루어지고 있다. 방사선치료분야에서 의학물리사의 적정한 인원수준에 대하여 외국의 연구사례 및 결과에 대해 미국과 유럽을 중심으로 분석하였다. 또한 외국연구결과를 토대로 국내에 필요한 의학물리사의 적정 인원을 간접적으로 계산해 보았다. 국내 중대형 6개 병원의 현재 의학물리사 적정 인원은 국제적 적정 권고 인원의 50% 이하였다. 더욱 더 객관적인 의학물리사의 필요 인원수를 예측하기 위하여는 국내 여건에 적합한 추가적인 연구가 요구되며, 특히 지속적으로 증가되고 있는 입자방사선치료를 고려한 인원수 예측이 필요하다. Recently, an adequate number of qualified medical physicist is needed for achieving effective treatment and securing safety to the patient, staff and the public on the course of radiation therapy, since the equipment and the technique of radiation therapy are being developed fast and becoming complex. The studies on medical physics staffing level in United State and European countries were investigated. These results were applied to the domestic situation in order to anticipate indirectly the adequate number of medical physicist in Korea. The current number of medical physicists of 6 (middle to large sized) hospitals in Korea was less than 50% of number recommended in the study. Further detailed research specified on the domestic situation is needed in order to expect adequate number of medical physicist more accurately, and particle beam therapy has to be also considered in the research since the facility site is increasing gradually.
신동오,김성훈,박성용,서원섭,이창건,최진호,전하정,안희경,강진오 한국의학물리학회 2003 의학물리 Vol.14 No.3
최근 선량측정의 정확성을 향상시키기 위하여 기존의 공기커마 교정인수에 기반한 표준측정법에서 물 흡수선량 교정인수에 기반한 표준측정법으로 변환하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 미국의학물리학회의 AAPM TG-51과 국제원자력기구의 IAEA TRS-398 표준측정법에 대한 선량교정 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 윈도우 환경에서 사용이 용이하도록 비쥬얼 C++언어를 사용하여 각각의 표준측정법에서 권고하고 있는 방법 및 절차에 따라 사용자의 편의성을 고려하여 개발하였다. 이 프로그램은 이온함에 대한 정보와 물리적인 자료에 대한 표와 그래프 값들을 수식화하여 데이터베이스화함으로써 수작업으로 인해 발생할 수 있는 실수 및 오차를 줄일 수 있다. 개발된 프로그램의 활용을 통하여 국내 실정에 적합한 물 흡수선량 표준에 기반한 표준측정법 개발에 토대를 마련하는데 있어 기여할 것으로 사료된다. Absorbed dose dosimetry protocols of high energy photon and electron beams, which are widely used and based on an air kerma (or exposure) calibration factors, have somewhat complex formalism and limitations for improving dosimetric accuracy due to the uncertainty of the physical parameters used. Recently, the IAEA and the AAPM published the absorbed dose to water-based dosimetry protocols(IAEA TRS-398 and AAPM TG-51). The dose calibration programs for these two protocols were developed. This program for high energy photon and electron beams was also developed for users to use in a window environment using the Visual C++ language. The formalism and physical parameters of these two protocols were strictly applied to the program. The tables and graphs of the physical data, and the information of ion chambers were numericalized for their incorporation into a database. This program can be useful in developing new dosimetry protocols in Korea.
세기조절방사선치료(IMRT)의 Commissioning 및 정도관리: AAPM TG119 적용
안우상,조병철,Ahn, Woo-Sang,Cho, Byung-Chul 한국의학물리학회 2011 의학물리 Vol.22 No.2
본 연구에서는 미국의학물리학회(AAPM)에서 제안된 세기조절방사선치료(IMRT)의 commissioning 및 정도관리를 위해 제안된 일련의 시험을 통해 본원의 세기조절방사선치료의 정확도를 평가하고 정도관리 절차를 수립하고자 하였다. TG119에 제시된 5가지 세기조절방사선치료의 표적체적: multi-target, 두경부, 전립선, 및 두 가지의 C-shape (easy&hard)을 대상으로 CT 스캔된 팬텀을 이용하여 치료계획시스템에서 IMRT 치료계획을 수행하였다. 얻어진 치료계획을 dynamic sliding window 전달방식으로 팬텀에 조사하였다. 절대 선량은 표적 및 위험장기 부위에 이온 전리함(CC13, IBA)을 이용하여 측정하고, 2차원 상대 선량분포는 EBT2 필름을 사용하여 측정하였다. 측정된 값들은 해당하는 치료계획시스템 계산값과 비교하여 오차의 평균 및 표준편차를 구하였다. 이를 바탕으로 TG119에 제시된 신뢰구간을 계산하여 제시된 값과 비교하였다. 이온 전리함을 이용한 측정 결과에서 표적 및 위험장기에 대한 계산값과 측정값 사이의 평균오차는 각각 $1.2{\pm}1.1%$과 $1.2{\pm}0.7%$이었고, 95% 신뢰구간은 각각 3.4%와 2.6%으로 TG119에서 제시하고 있는 4.5%와 4.7% 이내에 있었다. 필름을 이용한 측정 결과에서는 허용기준 3%/3 mm를 통과하는 감마인덱스는 평균$ 97.7{\pm}0.8%$로 95% 신뢰구간은 3.9%로 TG119에서 제시하고 있는 7.0% 이내에 있었다. 따라서 TG119에서 제시된 일련의 표준화된 시험을 통해 본원의 세기조절방사선치료의 commissioning 및 정도관리를 평가할 수 있었다. 이온 전리함을 이용한 절대 선량에 대한 action level은 표적과 위험장기에서 각각 ${\pm}4%$와 ${\pm}3%$로, EBT2 필름을 이용한 2차원 상대선량분포는 허용기준 3%/3 mm 기준으로 감마인덱스 1이하를 통과하는 비율이 96%로 정할 수 있었다. 이를 통해 TG119에서 제시된 일련의 표준화된 시험을 통해 각 기관의 IMRT 정확도 평가에 대한 객관적인 지표로 이용될 수 있을 것으로 기대된다. The purpose of this study is to evaluate the accuracy of IMRT in our clinic from based on TG119 procedure and establish action level. Five IMRT test cases were described in TG119: multi-target, head&neck, prostate, and two C-shapes (easy&hard). There were used and delivered to water-equivalent solid phantom for IMRT. Absolute dose for points in target and OAR was measured by using an ion chamber (CC13, IBA). EBT2 film was utilized to compare the measured two-dimensional dose distribution with the calculated one by treatment planning system. All collected data were analyzed using the TG119 specifications to determine the confidence limit. The mean of relative error (%) between measured and calculated value was $1.2{\pm}1.1%$ and $1.2{\pm}0.7%$ for target and OAR, respectively. The resulting confidence limits were 3.4% and 2.6%. In EBT2 film dosimetry, the average percentage of points passing the gamma criteria (3%/3 mm) was $97.7{\pm}0.8%$. Confidence limit values determined by EBT2 film analysis was 3.9%. This study has focused on IMRT commissioning and quality assurance based on TG119 guideline. It is concluded that action level were ${\pm}4%$ and ${\pm}3%$ for target and OAR and 97% for film measurement, respectively. It is expected that TG119-based procedure can be used as reference to evaluate the accuracy of IMRT for each institution.
한승훈 ( Seung-hoon Han ),강경민 ( Kyeong-min Kang ),김완수 ( Wan-soo Kim ),김용주 ( Yong-joo Kim ),이대현 ( Dae-hyun Lee ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1
농업 노동력 감소 및 1인당 재배면적의 증가는 작물의 일관되고 효율적인 질병 예찰을 어렵게 하고 있으며, 이를 해결하기 위해 자동 인식 기술 등의 무인화 시스템을 이용한 기술적인 대안이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 양파 재배 자동화를 위해 수행되었으며, 딥러닝을 이용하여 양파 재배 영상 내 질병 증상을 자동으로 검출하였다. 양파 재배지의 실시간 감시가 가능한 영상 수집 시스템을 이용하여 학습용 영상데이터를 수집하였으며, 수집된 영상은 딥러닝 모델 학습을 위한 영상크기로 샘플링 한 후 영상단위로 라벨링을 수행하였다. 양파 질병 증상 검출을 위한 기반 모델은 VGG-16을 이용하였으며, 주석작업에 필요한 노동력 절감을 위해 영상단위 라벨링으로 객체 검출이 가능한 약지도 학습 방법을 이용하였다. 딥러닝 모델의 학습결과 학습 정확도는 약 93%, 검증 정확도는 약 82%, 시험 정확도는 약 70%로 각각 관찰되었으며, 활성화 맵을 이용하여 검출된 영역을 시각화한 결과 질병 증상의 검출이 가능한 것으로 판단되며, 임계값을 이용하여 검출된 질병 영역을 이진화한 후 전체 영상에 대한 비율을 발병도로 평가할 결과 0.6 ~ 7.0% 수준으로 나타났다. 또한, 본 연구 결과를 이용하여 임계값 변화에 따른 알람 단계를 결정하는 방법을 제시하였으며, 향후 기준에 대한 선정 방법의 세분화 및 검증을 통해 양파 질병에 대한 자동 알람 정보의 제공이 가능할 것으로 판단된다.
( Bo-eon Kim ),( Kwan-woo Lee ),( Dae-sung Park ) 대한물리의학회 2021 대한물리의학회지 Vol.16 No.1
PURPOSE: The purpose of this study is to conduct inter-rater and intra-rater reliability tests in patients with low back pain (LBP) using the prone instability test (PIT) and side-lying instability test (SIT). We have analyzed the Korean version Oswestry disability index (K-ODI) correlations and radiograph finding (RF) for validity. METHODS: Individuals (n = 51) (mean age of 40.27 ± 13.28) with LBP for at least over a week were recruited, together with two participating physical therapist examiners. The measurement consisted of PIT, PST, K-ODI, and RF. Sensitivity (Sn), specificity (Sp), positive predictive value, negative predictive value, prevalence index, agreement %, Cohen's kappa, and prevalence-adjusted bias-adjusted kappa (PABAK) were calculated. The PIT and SIT were compared with RF for validity analysis, while PIT, SIT, K-ODI, and RF were calculated for the correlation analysis. RESULTS: The intra-rater reliability test measured for the PIT (kappa = .79, PABAK = .88) and SIT (kappa = .73, PABAK = .84), and inter-rater reliability test measured for the SIT (kappa = .80, PABAK = .88) showed good agreements. The PIT (Sn = .65, Sp = .63) and SIT validities (Sn = .68, Sp = .70) were compared with RF, showing a significant correlation in PIT and RF (r = .69), SIT and RF (r = .73), and PIT and K-ODI (r = .53). CONCLUSION: The SIT is a more comfortable position test than the PIT in patients. Both PIT and SIT have acceptable reliability and validity.
감마카메라에서의 팬텀 내 선원 위치 변화에 따른 산란 영향 평가
유아람,이영섭,김진수,김경민,천기정,김희중,Yu, A-Ram,Lee, Young-Sub,Kim, Jin-Su,Kim, Kyeong-Min,Cheon, Gi-Jeong,Kim, Hee-Joung 한국의학물리학회 2009 의학물리 Vol.20 No.4
$^{99m}Tc$은 핵의학 영상 획득 물리적 특성이 우수하지만 유기화 작용이 일어나지 않아 갑상선 호르몬의 합성능력이 없는 결절을 진단하는데 제한을 받는다. 이와는 달리 $^{131}I$은 유기화 작용으로 인하여 갑상선의 기능을 평가하는데 활용됨은 물론 높은 에너지의 베타선과 감마선을 방출함으로써 암의 치료에도 널리 사용되고 있는 방사선 핵종이다. 그러나 $^{131}I$은 단일에너지의 감마선을 방출하는 $^{99m}Tc$ 등과는 달리, 다양한 에너지의 감마선을 방출함으로써 핵의학 영상의 정량화가 어려운 단점이 있으며, 특히 고에너지 영역의 감마선에 의한 격벽투과와 산란선은 핵의학 진단영상에 악영향을 미치게 되는 단점이 있다. 본 연구에서는 팬텀 내에서 선원의 위치 변화에 따른 산란의 영향을 알아보기 위해 GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) 시뮬레이션 도구로 dual-head 감마카메라(ECAM), PMMA 팬텀(RADICAL, USA), 점선원 0.1 mCi를 사용하여 모사하였다. 팬텀 내에서 $^{131}I$ 점선원을 X축, Y축으로 위치를 변화시키며 영상을 획득하였다. 또 산란 매질의 유무에 따른 영향을 확인하기 위해 같은 위치에서 점선원이 팬텀 안에 있을 때와 공기 중에 있을 때를 비교 하였다. 저에너지 선원과 비교를 위해 같은 방법으로 $^{99m}Tc$으로도 시뮬레이션 하였다. 또한 시뮬레이션과 똑같은 환경에서 측정 실험을 통해 시뮬레이션의 타당성을 검증 하였다. 이 연구에서는 한 팬텀 내에서도 위치 변화에 따라 산란의 영향이 달라진다는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이러한 분포 변화는 시뮬레이션과 측정 실험 모두에서 동일한 경향을 나타내었으므로 시뮬레이션이 타당함을 확인할 수 있었다. 시뮬레이션을 이용하면 X축, Y축 위치 변화만 아닌 다양한 경우에 대해서도 위치 변화에 따른 산란 영향의 예상이 가능할 것이며 나아가 산란 보정 연구의 기초 자료로 사용될 것이라 생각한다. $^{131}I$ is a radiological isotope being used widely for treatment of cancer as emitting gamma-ray and it is also applied to estimate the function of thyroid for its accumulation in thyroid. However, $^{131}I$ is more difficult to quantitate comapred to $^{99m}Tc$, because $^{131}I$ has multiple energy gamma-ray emissions compared to $^{99m}Tc$ which is a mono energetic gamma-ray source. Especially, scattered ray and septal penetration resulted by high energy gamma ray have a bad influence upon nuclear medicine image. The purpose of this study was to estimate scatter components depending on the different source locations within a phantom using Monte Carlo simulation (GATE). The simulation results were validated by comparing with the results of real experiments. Dual-head gamma camera (ECAM, Chicago, Illinois Siemens) with high energy, general-purpose, and parallel hole collimators (hole radius: 0.17 cm, septal thickness: 0.2 cm, length: 5.08 cm) was used in this experiment. The NaI crystal is $44.5{\times}59.1\;cm$ in height and width and 0.95 cm in thickness. The diameter and height of PMMA phantom were 16 cm and 15 cm, respectively. The images were acquired at 5 different locations of $^{131}I$ point source within the phantom and the images of $^{99m}Tc$ were also acquired for comparison purpose with low energy source. The simulation results indicated that the scattering was influenced by the location of source within a phantom. The scattering effects showed the same tendency in both simulation and actual experiment, and the results showed that the simulation was very adequate for further studies. The results supported that the simulation techniques may be used to generalize the scattering effects as a function of a point source location within a phantom.
전신 방사선치료(Total Body Irradiation, TBI)를 위한 한국인에 맞는 환자 고정장치에 관한 연구
김명세 한국의학물리학회 2002 의학물리 Vol.13 No.3
조사 선량의 분포를 저해하지 않으면서 정확한 차폐가 가능하며, 짧은 시간 내에 쉽게 환자를 고정할 수 있으며, 치료 중에 환자가 의식을 잃는 경우에도 다치지 않고 지지될 수 있는, 한국인의 체형에 맞는 전신방사선치료를 위한 고정장치를 개발하고 그 효과를 평가하였다. 230 cm의 키, 100 kg의 체중을 가진 성인 환자도 지지될 수 있도록 지름 5 cm의 스텐레스 원형 봉을 사용하여 프레임을 제작하였고, 의자는 환자가 서 있는 상태에서 환자의 키, 몸의 두께에 맞추어 위치 조절이 가능하도록 고안하였다. 가슴부위의 전면 지지대는 1 cm 두께의 아크릴을 사용하여 지지의 기능과 차폐물의 고정 기능을 겸하게 하였고, 등면의 지지대는 1 cm 두께의 아크릴을 5 mm 두께, 3 cm 넓이의 스텐레스 스틸로 테를 둘러 환자의 지지와 엑스선 필름 카세트 고정장치를 겸하도록 고안하였으며 2개의 상부 도르래와 측면의 핸들로 쉽고 정확하게 조절할 수 있도록 하였다. 머리 고정장치는 비닐과 특수 스펀지를 사용하여 쇠약한 환자의 작은 흔들림도 방지할 수 있도록 하였다. 환자를 원하는 위치에 고정하는데 평균 4분 25초가 소요되었고 반복되는 분할조사의 검교정 필름에서 폐의 차폐물의 위치에 차이가 없었으며, 펜텀 실험과 환자치료에서 $\pm$5%의 선량차이를 보였다. 치료중 환자가 의식을 잃은 경우도 수차 있었으나 쓰러지지 않고 지지할 수 있었다. A immobilizing device that is essential for correct lung and lens shielding with homogenous dose distribution in fractionated total body irradiation was developed and it's efficiency was evaluated. The main frame was made of stainless steel bar (5 cm in diameter) to withstand up to 230 cm in height and 100 kg in weight to prevent any injury even in unconsciousness condition. The saddle was designed to adjust the body weight and hight of standing patients. Chest and back supporter were made of 1 cm acryl which could fix the lung block and cassette holder. Leather and sponge pedding were used for head rest to keep patients comfortable. The device was strongly fixed by specially designed bolts on the bottom panel which was made of 1 cm stainless steel and 10 cm thick wooden board. Precise manipulation ($\pm$2 mm) was possible by upper two pulleys and side handles. Average four minutes twenty five seconds were needed for exact setting in fractionated TBI. No significant difference of lung block location on repeated verification films was confirmed and relatively homogeneous dose distribution was measured in rando phantom experiments and patient treatments ($\pm$5%). This immobilizing device was very efficient to keep correct position of patients, which is essential for better result and less complication in fractionated TBI.
양성자 치료 전산모사를 위한 Geant4 전자기 물리 모델 정확성 검증
박소현,라정은,신정욱,박성용,윤세철,정원균,서태석,Park, So-Hyun,Rah, Jeong-Eun,Shin, Jung-Wook,Park, Sung-Yong,Yoon, Sei-Chul,Jung, Won-Gyun,Suh, Tae-Suk 한국의학물리학회 2009 의학물리 Vol.20 No.4
Geant4 toolkit은 전자기적 상호작용(electromagnetic interactions)에 대한 다양한 물리적 모델을 제공한다. 이러한 물리적 모델들에 대한 검증은 신뢰성 있는 Geant4 응용을 위해서 중요한 역할을 한다. 그러므로, 본 연구의 목적은 양성자 치료 전산모사를 위해 Geant4가 제공하는 물리적 모델 중 전자기 물리 모델의 정확성을 검증하는 것이다. 검증은 물, 뼈, 지방 그리고 원자번호가 다른 물질에 대해 양성자의 CSDA 비정(continuous slowing down approximation range)과 저지능(stopping power) 데이터를 미국 국립기술표준원(National Institute of Standards and Technology, NIST)의 데이터를 각각 비교하는 방법으로 이루어졌다. 물, 뼈 그리고 지방에 대해 0.01 MeV에서 10 GeV 범위의 입사 에너지의 CSDA 비정과 저지능 전산모사 결과와 NIST값을 비교한 결과, CSDA 비정의 평균 차는 각각 1.0%, 1.4% 그리고 1.4%를 나타내었고, 저지능에 대한 평균 차는 각각 0.7%, 1.0% 그리고 1.3%를 나타내었다. 또한, 각 물질에 대한 NIST 값과의 유의성을 분석하기 위해 kolmogorov-smirnov Goodness-of-Fit 통계분석 방법을 이용한 결과, 전자기 물리 모델의 전산모사 결과 데이터와 NIST 데이터 사이의 유의성을 나타내는 p-value가 유의 수준 0.05 이상 값을 가진다는 것을 확인 하였으며, 이를 통해 Geant4 전자기 물리 모델의 정확성을 검증할 수 있었다. Geant4 (GEometry ANd Tracking) provides various packages specialized in modeling electromagnetic interactions. The validation of Geant4 physics models is a significant issue for the applications of Geant4 based simulation in medical physics. The purpose of this study is to evaluate accuracy of Geant4 electromagnetic physics for proton therapy. The validation was performed both the Continuous slowing down approximation (CSDA) range and the stopping power. In each test, the reliability of the electromagnetic models in a selected group of materials was evaluated such as water, bone, adipose tissue and various atomic elements. Results of Geant4 simulation were compared with the National Institute of Standards and Technology (NIST) reference data. As results of comparison about water, bone and adipose tissue, average percent difference of CSDA range were presented 1.0%, 1.4% and 1.4%, respectively. Average percent difference of stopping power were presented 0.7%, 1.0% and 1.3%, respectively. The data were analyzed through the kolmogorov-smirnov Goodness-of-Fit statistical analysis test. All the results from electromagnetic models showed a good agreement with the reference data, where all the corresponding p-values are higher than the confidence level $\alpha=0.05$ set.
김희중,김한명,소수길,봉정균,이종두 한국의학물리학회 1998 의학물리 Vol.9 No.3
핵의학 단층촬영기를 이용하여 몸 안에서 일어나는 신진대사, 혈류량 공급, 생화학적 변화, 또는 뇌에서의 도파민 운반체, 수용체 등의 영상을 획득한 후 정량화할 수 있다면 환자의 조기진단뿐만 아니라 치료계획을 세우고 치료경과 등을 객관적으로 측정하는데 매우 유용할 것이다. 그러나 물리적 요소들인 감쇠, 산란, 부분용적 효과, 노이즈, 그리고 재구성 알고리즘 등은 SPECT 의 디자인에 관계없이 영상의 정성적 또는 정량적 결과에 영향을 미친다. 본 논문에서는 뇌 촬영용 단일 결정 SPECT와 뇌 모형 팬텀을 이용하여 물리적 요소들 중 특히 감쇠와 산란의 영향을 정량화하고 보정 방법에 따른 결과를 정량 분석하였다. 산란 보정은 주 에너지 창 140keV$\pm$10% (126~154 keV)와 산란에너지 창 119keV$\pm$6% (112~126keV)를 이용하여 데이터를 획득한 후 산란 에너지 창의 100%를 빼주는 방법을 적용하였다. 영상 재구성은 차단주파수 0.95cycles/cm와 차수 10을 적용한 저역통과 Butterworth 여과기로 여과하여 여과후 역투사 방법으로 재구성하였다. 감쇠 상수는 산란 보정을 하지 않은 경우와 한 경우에 따라 각각 0.12cycles/cm 와 0.15cycles/cm 를 적용하여 뇌 내에서의 균일한 감쇠계수로 가정하고 Chang 방법에 의하여 감쇠에 대한 보정을 하였다. 정량분석을 위해 기저핵이 뚜렷이 보이는 3개의 단층면을 선택하여 기저핵과 그 외 뇌 영역에 관심영역을 구하였다. 산란보정을 하지 않았을 때 감쇠보정을 한 후의 ROI 값은 감쇠 보정전 ROI 값에 비해 기저핵 2.20배 배후 방사능 2.10배였다. 반면에 감쇠보정 후와 감쇠보정 전의 기저핵과 배후방사능의 비율은 매우 비슷했다. 산란보정을 한 후 감쇠보정을 한 ROI 값은 감쇠보정 전 ROI 값과 비교할 때 기저핵 2.69 배 배후 방사능 2.64 배로 뇌 영상의 절대적 정량적 분석을 위해서는 반드시 감쇠 보정이 필요한 것을 보여준다. 기저핵과 배후 방사능의 참값 비율이 6.58, 4.68, 1.86 일 때 산란 보정과 감쇠보정을 한 경우는 참값의 76%, 80%, 82%로 측정하였고 감쇠보정을 하지 않은 경우는 75%, 81%, 81%로 측정하였다. 참값의 비율이 낮을수록 참값에 가깝게 측정하였으나 산란과 감쇠보정을 한 경우에도 참값에 비해 약 20% 의 과소평가를 볼 수 있었다. 이는 본 논문에서 자세히 다루지 않은 부분용적 효과와 재구성 알고리즘 그리고 위에서 적용한 대략적인 감쇠와 산란보정 방법의 원인으로 사료되며 앞으로 더욱 연구되어야 할 분야이다. Nuclear medicine emission computed tomography(ECT) can be very useful to diagnose early stage of neuronal diseases and to measure theraputic results objectively, if we can quantitate energy metabolism, blood flow, biochemical processes, or dopamine receptor and transporter using ECT. However, physical factors including attenuation, scatter, partial volume effect, noise, and reconstruction algorithm make it very difficult to quantitate independent of type of SPECT. In this study, we quantitated the effects of attenuation and scatter using brain SPECT and three-dimensional brain phantom with and without applying their correction methods. Dual energy window method was applied for scatter correction. The photopeak energy window and scatter energy window were set to 140ke${\pm}$10% and 119ke${\pm}$6% and 100% of scatter window data were subtracted from the photopeak window prior to reconstruction. The projection data were reconstructed using Butterworth filter with cutoff frequency of 0.95cycles/cm and order of 10. Attenuation correction was done by Chang's method with attenuation coefficients of 0.12/cm and 0.15/cm for the reconstruction data without scatter correction and with scatter correction, respectively. For quantitation, regions of interest (ROIs) were drawn on the three slices selected at the level of the basal ganglia. Without scatter correction, the ratios of ROI average values between basal ganglia and background with attenuation correction and without attenuation correction were 2.2 and 2.1, respectively. However, the ratios between basal ganglia and background were very similar for with and without attenuation correction. With scatter correction, the ratios of ROI average values between basal ganglia and background with attenuation correction and without attenuation correction were 2.69 and 2.64, respectively. These results indicate that the attenuation correction is necessary for the quantitation. When true ratios between basal ganglia and background were 6.58, 4.68, 1.86, the measured ratios with scatter and attenuation correction were 76%, 80%, 82% of their true ratios, respectively. The approximate 20% underestimation could be partially due to the effect of partial volume and reconstruction algorithm which we have not investigated in this study, and partially due to imperfect scatter and attenuation correction methods that we have applied in consideration of clinical applications.
손혜경,김희중,정해조,정하규,이종두,유형식 한국의학물리학회 2001 의학물리 Vol.12 No.2
목적: 최근 국내의 핵의학 계측기기 및 감마카메라의 정도관리 수행현황을 파악하고, 핵의학 계측기기와 감마 카메라의 정도관리를 수행하고자 하였다. 방 법: 최근 국내의 핵의학 계측기기 및 감마 카메라의 정도관리 수행현황은 총 53개 병원을 대상으로 설문조사방법을 이용하여 수행하였다. 이들의 정도관리 연구는 Capintec의 CRC-15 기종의 dose calibrator와 Tc-99m 35.52 MBq을 사용하여 2분 간격으로 정밀도를 측정하였다. Nucleus사의 기종의 Thyroid Uptake system은 Tc-99m 5.14 MBq을 이용하여 1분 간격으로 10초동안 정밀도를 측정하였다. 지름이 15 cm이고 높이가 각각 12 cm, 30 cm인 원통형 팬텀과 TC-99m을 이용하여 저에너지 고해상도 조준기가 부착된 CeraSPECT$^{TM}$의 예민도를 측정하였다. CeraSPECT$^{TM}$와 일반 평면카메라와의 예민도에 대한 특성비교를 위하여 Varicam (Elscint Ltd, Israel) 감마 카메라로 영상을 얻었다. CeraSPECT$^{TM}$로 획득한 자료로 각 슬라이스에 대한 보정상수를 계산하였다. Elscint 사의 Varicam 감마 카메라의 정도관리를 위해 저에너지 고해상도 조준기를 부착하고 140 keV 중심20% 에너지창, 256$\times$256 또는 512$\times$512 메트릭스 크기를 이용하여 시스템의 평면 예민도, 균일도, 계수율 및 공기중과 산란매질에서의 공간 분해능을 측정하였다. 결 과: 핵의학 계측기기 및 감마 카메라의 정도관리 수행율은 dose calibrator와 well counter의 경우 매우 저조한 수행율을 나타내었으며 그 외 감마 카메라 등은 대체로 양호한 수행율을 나타내었다. dose calibrator의 정밀도 측정은 $\pm$1.4%(<$\pm$5%)의 결과를 얻었고, thyroid uptake system의 정밀도 측정은 chi^2=29.7(>16.92)의 결과를 얻었다. Varicam 감마 카메라의 경우 슬라이스들간에 전반적으로 균일한 민감도를 보여주었으나 CeraSPECT$^{TM}$ 의 경우는 위쪽과 아래쪽 부분의 슬라이스들은 민감도가 두드러지게 떨어져 있었고 팬텀의 중심부분 슬라이스들은 민감도가 매우 높은 것으로 나타났다. 계산한 보정 상수를 이용하여 CeraSPECT$^{TM}$로 얻은 환자 자료를 보정하였을 때 보정전에 비하여 전반적으로 균일한 영상을 얻을 수 있었다. 감마 카메라의 시스템 평면 예민도 측정 결과는 4.39 CPM/MBq 이었으며, 시스템 균일도는 첫 번째 검출기와 두번째 검출기가 각각 2.14%, 3.79%로 나타났다. 시스템 계수율 측정의 경우 입력 계수율 R_20%가 각각 102,407 counts/sec (head 1), 113,427 counts/sec (head 2)일 때 20% 계수율 손실이 발생했을 때의 측정된 계수율 C_20%는 각각 81,926 counts/sec (head 1), 90,741 counts/sec (head 2) 이었다. 공기 중에서의 시스템의 공간 분해능은 FWHM이 8.16 m, FWTM이 14.85 mm이었고, 산란매질에서는 시스템의 공간 분해능은 FWHM이 8.87 mm, FWTM이 18.87 mm이었다. 결 론: 정확하고 신뢰도 높은 검사를 위해 정도관리는 필수이며, 이에 대한 명확한 인식과 실질적인 수행이 반드시 뒤따라야 할 것으로 사료되었다 Purpose: The purpose of this study was to investigate the current status of performing nuclear medicine quality control in korea and to test selected protocols of quality control of nuclear medicine counting system and gamma camera. Materials and Methods: Fifty three hospitals were included to investigate the current status of nuclear medicine quality control in korea. The precision of dose calibrator and thyroid uptake system was measured with Tc-99m 35.52 MBq for 2 minuets and Tc-99m 5.14 MBq for 10 sec every one minute, respectively. The sensitivity of CeraSPECT$^{TM}$ with low energy high resolution parallel hole collimator was measured using two cylindrical phantoms with 15 cm in diameter and 12 cm and 30 cm in heights containing Tc-99m. The correction factor for sensitivity of CeraSPECT$^{TM}$ was calculated using phantom data. The system planar sensitivity, uniformity, count rate and spatial resolution were measured for Varicam gamma camera with low energy high resolution parallel hole collimator using 140 keV centered 20% energy window, 256$\times$256 or 512$\times$512 matrix sizes. Results: The quality control of dose calibrator and well counter were showed poor performance status. On the other hand, The quality control of gamma camera and other systems were showed relatively good performance status. The results of precision of dose calibrator and thyroid uptake system was $\pm$1.4%(<$\pm$5%) and chi^2=29.7(>16.92), respectively. It showed that the sensitivity of CeraSPECT$^{TM}$ was higher in center slices compared with the edge slices. After correction of nonuniform sensitivities for patient data, it showed better results compare with prior to correction. System planar sensitivity of Varicam gamma camera was 4.39 CPM/MBq. The observed count rate at 20% loss was 102,407 counts/sec (head 1), 113,427 counts/sec (head 2), when input count rate was 81,926 counts/sec (head 1), 90,741 counts/sec (head 2). The spatial resolution without scatter medium were 8.16 mm of FWHM and 14.85 mm of FWTM. The spatial resolution with scatter medium were 8.87 mm of FWHM and 18.87 mm of FWTM. Conclusion: It is necessary to understand the importance of quality control and to perform quality control of nuclear medicine devices.vices.