DWI 검사 시 인체 조직 및 병변에 근접한 공기는 영상왜곡을 가중해 병변 감별에 어려움을 준다. 이에 본 연구는 팬텀을 제작하 여 기하학적 왜곡을 줄여주는 SMS RESOLVE DWI를 통해 공기 자화율에 의한 왜곡 변화를 정량화하였다. 팬텀은 원통형으로 내부에 공기가 존재하도록 설계하였다. 제한된 환경 속에서 다양한 자화율에 의해 왜곡이 영상에 구현되도록 팬텀 내부에는 증류수, 젤라틴 외 혼합 물질과 공기를 구분되게 채웠다. 팬텀의 정렬을 다르게 하여 공기 있는 상태 실험을 진행 후, 공기 대신 혼합액 넣은 상태 실험을 같은 방식으로 진행하였고 혼합액 대신 증류수 넣은 상태 실험을 진행하였다. 3T MRI 장비로 T2WI, C DWI, SMS-RESOLVE DWI를 촬영하였고 파이썬 OpenCV로 이미지 유사도를 측정 후 비교 분석하였다. 실험 결과 공기 있는 상태 SMS-RESOLVE DWI b0에서 SSIM 평균 0.898, MSE 평균 0.068로 영상왜곡이 가장 적었다. SMS-RESOLVE DWI의 공기 자화율 왜곡 변화는 b0 기준 SSIM, MSE 모두 –0.033~0.003 이미지 유사도 차이를 보였다. SMS-RESOLVE DWI b1000은 수치상 이미지 유사도 차이가 크지 않거나 감쇄되는 때도 있어서 향후 SNR 보완에 초점을 둔다면 보다 개선된 영상진단 성능을 제공할 것으로 기대되고 오픈 소스 라이브러리를 통해 오차를 최소화한 이미지 처리와 유사도를 분석하는 새로운 시도는 앞으로의 연구 방향에 새 모델을 제시한다.

MRI는 인체에 수소 밀도에 따른 재현성의 차이가 상대적으로 기존의 영상 장비들에 비교하여 큰 차이가 있으므로 임상 에서 이를 증명하고 문제 발견 시 이를 보완하는 것이 딥러닝 알고리즘은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 현재 특수 의료장비에서 권하는 미국 방사선 의학회(American College of Radiology, ACR)의 두부 전용 MRI 팬텀을 사용하여 영상 품질기준에 현재 임상 적용되고 있는 딥러닝 알고리즘 방법을 적용하여 딥러닝 알고리즘 적용 전후 변화를 평가해 보고자 하였다. 연구 결과 분해능을 측정하는 항목인 고대조도 공간 분해능과 같이 해상도와 관련된 영상 품질은 분해능은 개선되었음을 알 수 있었고, 그뿐만 아니라 위치의 정확도 역시도 기존에 딥러닝 알고리즘의 적용 전 영상과 통계적으로 차이가 있었다. 또한 딥러닝 알고리즘의 강도 차이에도 영상 간 차이는 없었다. 이러한 결과는 특수의료장비 영상품질관리 규정에 적용되고 있는 ACR 팬텀의 평가 기준에 부합 하나, 딥러닝 알고리즘 적용 전후 차이가 통계적으로 있었으며, 이러 한 차이가 재현성과 관련하여 추후에 조금 더 관련된 연구기 필요할 것으로 사료된다.

자기공명영상장치(magnetic resonance, MR)/양전자 방출 단층촬영 장치(positron emission tomography, PET)는 두 가지 의료장치가 결합한 하이브리드 시스템으로써 MR의 해부학적 정보와 PET의 기능적 정보를 동시에 획득할 수 있는 최신 의료장치이다. 일반적으로 MR/PET의 우수한 팬텀 영상의 질 획득과 평가를 위하여 팬텀 내에 전기전도도가 낮은 액체 물질과 방사성동위원소를 주입하고, UTE MR 펄스 시퀀스를 적용한 감쇠 보정된 PET 영상을 획득한다. 본 연구의 목적은 MR/PET 전용 팬텀에서 물 대체물질로써 NaCl과 NaCl+NiSO4 물질에 따른 UTE MR 펄스 시퀀스를 획득하고, 감쇠 보정된 PET 영상의 질을 평가하고자 한다. 정량적 분석을 위하여 대조도 회복비(contrast recovery, CR), 신호대잡 음비(signal to noise ratio, SNR), 변동 계수(coefficient of variation, COV)를 적용하였다. NaCl 물질 기반 UTE MR 펄스 시퀀스를 적용한 PET 영상의 질이 CR은 1.38배, SNR은 1.18배가 증가하였고, COV는 1.18배 감소함을 확인할 수 있었다. 결론적으로, MR/PET 전용 팬텀을 활용한 신호의 획득 가능성을 확인하였고, UTE MR 펄스 시퀀스는 해부학 적 정보와 PET 영상의 질 향상에 필수적임을 확인할 수 있었다.

목 적：고자장(3.0T) MRI에서 교정 후 잔존하는 강자성체 인공물에 대해 SEMAC 기법의 단계별 적용을 통하여 T1, T2 검사 시퀀스의 축상면 인공물의 장･단축 길이 감소 정도와 신호대 잡음비 측정을 통하여 인공물 감소를 위한 최적의 단계를 알아보고 임상에서 추가적인 검사 방법으로 적용하고자 한다. 대상 및 방법：3.0T MRI (MAGNETOM Skyra, Siemens, Munich, Germany)를 사용하여 자체 제작된 손목 (Wrist and hand) 팬텀 속에 치료용 보루스와 치과용 stainless steel wire (18 × 25 mm)를 삽입하여 고정하였다. 고신호 강도를 구현하기 위해서 두･부 전용 코일(64 channel)을 사용하여 검사를 진행하였 으며, 연구에 사용한 펄스 시퀀스는 T1 TSE, T2 TSE에 SEMAC 기법을 적용하였고, 추가적인 (additional) 위상 부호화 단계(phase encoding steps, PES)를 정성적(6-15), 정량적(6-10)까지 변화 시켜 10회 반복 측정하여 실험하였다. 정량적 평가는 영상 왜곡이 가장 심하게 일어난 부위(영상 18번)에 서 좌･우측으로 나누고 장･단축의 길이를 계측하였고, 인공물 영향이 없는 3곳을 좌･우측 각각 지정하여 신호대 잡음비(signal to noise ratio, SNR)를 계측하였다. 정성적 평가는 이미지의 질을 내･외부 평가 자 각각 3명이 영상 평가 기준에 맞춰 5점 척도화하여 평가하였다. 결 과：T2 SEMAC의 인공물에 대한 정량적 분석 결과는 PES가 6→7, 7→8, 8→9, 9→10 변화할 때 RT: 장축 길이는 0.11%, 0.02%, 0.10%, 0.02%로 감소, 단축 길이는 0.19%, 0.04%, 0.22%, 0.07%로 감 소하였다. LT는 장축 길이: 0.12%, 0.02%, 0.10%, 0.06%로 감소, 단축 길이: 0.20%, 0.09%, 0.18%, 0.3%로 감소하였다. T1 영상의 정량적 분석의 경우는 RT의 장축 길이: 0.17%, 0.01%, 0.11%, 0.01% 로 감소, 단축 길이는 0.14% 0.01%, 0.11%, 0.02%로 감소하였다. LT의 장축 길이: 0.20%, 0.01%, 0.09%, 0.01% 감소, 단축 길이: 0.13%, 0.03%, 0.11%, 0.01%로 감소되는 결과를 나타내었다 (p<0.01). T2(RT)의 신호대 잡음비 측정 결과 PES가 6-10까지 증가할 때 101.92, 105.25, 105.44, 104.44, 103.47, T2(LT): 95.30, 98.98, 97.22, 96.61, 95.74, T1(RT): 177.24, 175.50, 296.06, 299.88, 313.71이고, T1(LT): 159.67, 158.79, 246.75, 226.75, 259.67로 나타났다. 정성적 분석의 경우 T2 영상에서 5점 척도를 기준으로 SEMAC PES가 6- 15일 경우 1.50, 2.16, 2.16, 2.50, 2.83, 3.16, 3.33, 3.83, 4.50, 4.50점으로 내･외부 관측자가 영상을 평가하였고(p<0.01), T1 영상에서 6- 15일 경우 1.50, 2.16, 2.16, 2.33, 2.66, 3.33, 3.00, 3.66, 4.00, 4.16점으로 평가를 하였다 (p<0.01). 결 론：교정 후 치아의 유지를 위해 남아 있는 강자성체 인공물이나 불가피하게 두･경부에 잔존하는 물질로 인해 검사에 제한 사항이 발생을 할 경우 T2 SEMAC의 경우 PES 7, T1 SEMAC의 경우는 6-8(SNR, artifact, scan time 고려시: PES 8, PES 7, PES 6)을 권고한다. 본 연구에서 제시한 최적의 T1, T2의 SEMAC PES를 참고하여 임상에 적용한다면 기존 검사법과 비교 시 영상의 질 향상에 도움이 될 것이라 판단된다.

목 적：고자장(3.0T) MRI에서 교정 후 잔존하는 강자성체 인공물에 대해 SEMAC 기법의 단계별 적용을 통하여 T1, T2 검사 시퀀스의 축상면 인공물의 장･단축 길이 감소 정도와 신호대 잡음비 측정을 통하여 인공물 감소를 위한 최적의 단계를 알아보고 임상에서 추가적인 검사 방법으로 적용하고자 한다. 대상 및 방법：3.0T MRI (MAGNETOM Skyra, Siemens, Munich, Germany)를 사용하여 자체 제작된 손목(Wrist and hand) 팬텀 속에 치료용 보루스와 치과용 stainless steel wire (18 × 25 mm)를 삽입하여 고정하였다. 고신호 강도를 구현하기 위해서 두･부 전용 코일(64 channel)을 사용하여 검사를 진행하였으며, 연구에 사용한 펄스 시퀀스는 T1 TSE, T2 TSE에 SEMAC 기법을 적용하였고, 추가적인 위상 부호화 단계(phase encoding steps, PES)를 정성적(6-15), 정량적(6-10)까지 변화시켜 10회 반복 측정하여 실험하였다. 정량적 평가는 영상 왜곡이 가장 심하게 일어난 부위(영상 18번) 에서 좌･우측으로 나누고 장･단축의 길이를 계측하였고, 인공물 영향이 없는 3곳을 좌･우측 각각 지정하여 신호대 잡음비 (signal to noise ratio, SNR)를 계측하였다. 정성적 평가는 이미지의 질을 내･외부 평가자 각각 3명이 영상 평가 기준에 맞춰 5점 척도화하여 평가하였다. 결 과：T2 SEMAC의 인공물에 대한 정량적 분석 결과는 PES가 6→7, 7→8, 8→9, 9→10 변화할 때 RT 장축 길이는 0.11%, 0.02%, 0.10%, 0.02%로 감소, 단축 길이는 0.19%, 0.04%, 0.22%, 0.07%로 감소하였다. LT 장축 길이: 0.12%, 0.02%, 0.10%, 0.06%로 감소, 단축 길이: 0.20%, 0.09%, 0.18%, 0.3%로 감소하였다. T1 영상의 정량적 분석의 경우는 RT의 장축 길이: 0.17%, 0.01%, 0.11%, 0.01%로 감소, 단축 길이는 0.14% 0.01%, 0.11%, 0.02%로 감소하였다. LT의 장축 길이: 0.20%, 0.01%, 0.09%, 0.01% 감소, 단축 길이: 0.13%, 0.03%, 0.11%, 0.01%로 감소되는 결과를 나타내었다 (p<0.01). T2(RT)의 신호대 잡음비 측정 결과 PES가 6-10까지 증가할 때 101.92, 105.25, 105.44, 104.44, 103.47, T2(LT): 95.30, 98.98, 97.22, 96.61, 95.74, T1(RT): 177.24, 175.50, 296.06, 299.88, 313.71이고, T1(LT): 159.67, 158.79, 246.75, 226.75, 259.67로 나타났다. 정성적 분석의 경우 T2 영상에서 5점 척도를 기준으로 SEMAC PES가 6~15일 경우 1.50, 2.16, 2.16, 2.50, 2.83, 3.16, 3.33, 3.83, 4.50, 4.50점으로 내･외부 관측자가 영상을 평가하 였고(p<0.01), T1 영상에서 6~15일 경우 1.50, 2.16, 2.16, 2.33, 2.66, 3.33, 3.00, 3.66, 4.00, 4.16점으로 평가를 하였다(p<0.01). 결 론：교정 후 치아의 유지를 위해 남아 있는 강자성체 인공물이나 불가피하게 두･경부에 잔존하는 물질로 인해 검사에 제한 사항이 발생을 할 경우 T2 SEMAC의 경우 PES 7, T1 SEMAC의 경우는 6~8(SNR, artifact, scan time 고려시: PES 8, PES 7, PES 6)을 권고한다. 본 연구에서 제시한 최적의 T1, T2의 SEMAC PES를 참고하여 임상에 적용한다면 기존 검사법과 비교 시 영상의 질 향상에 도움이 될 것이라 판단된다.

목 적 : Synthetic MR을 기반으로 한 MAGiC은 수학적 연산 기법을 이용하여 각 픽셀의 T1, T2 relaxation map을 얻는 검사기법이다. 이를 이용해 한 번에 획득한 data로 다양한 대조도의 영상을 나타낼 수 있다. 하지만 아직까지 MAGiC의 이완 시간(relaxation time) 측정에 있어서 정확한 기준이 확립되어 있지 않다. 이에 본 연구에서는 자체 제작한 조영제 팬텀을 이 용해 MAGiC과 conventional spin echo(CSE) sequence로 T1, T2 이완시간과 이완율을 측정하고, 이를 기준으로 MAGiC 과 CSE를 비교 평가하였다. 대상 및 방법 : Gadolinium-based contrast agent(GBCA)팬텀을 제작하였으며 MAGiC과 CSE sequence를 사용하였다. T1 이완시간의 측정은 총 15개의 TR(20~10000msec)을 설정하였으며, TR을 제외한 다른 변수는 고정하였다. T2 이완시간 측정은 총 13개의 TE(10~560msec)를 설정하였으며, 마찬가지로 TE를 제외한 다른 변수는 모두 고정하였다. MAGiC과 CSE의 T1,T2 이완 시간을 측정하였으며 이완율의 오차율(error rate)을 통해 각 농도의 구간별 차이를 비교하였다. 결 과 : CSE와 MAGiC의 T1과 T2 이완시간 측정 결과 CSE T1이 MAGiC T1보다 평균 114.92 더 높게 측정되었으며 CSE T2 역시 MAGiC T2보다 평균 244.66 더 높게 측정되었다. 하지만 통계 분석 결과 T1 이완시간의 차이는 p>0.05로 통계적 유의함이 없었다. 반면 T2 이완시간의 차이는 p<0.05로 유의한 차이를 보였다. 각 몰농도별 relaxivity를 측정한 결 과 CSE의 r1은 평균 3.49±0.28, MAGiC의 r1은 평균 3.27±1.09로 측정되었으며, 몰농도 2mM과 4mM 구간에서 CSE의 r1이 각각 3.15, 3.47을 보여 MAGiC의 r1값인 1.48, 0.74와는 매우 큰 차이가 있었다. CSE의 r2는 3.97±0.63, MAGiC의 r2는 8.42±3.16으로 측정되었으며, 특히 몰농도가 낮은 0.025, 0.05, 0.1mM에서 CSE의 r2는 각각 2.38, 3.60, 3.55인 반 면 MAGiC의 r2는 각각 10.33, 14.26, 15.02로 약 5배의 차이가 나타났다. 결 론 : MAGiC은 CSE와 비교하여 T1이완시간의 측정은 CSE를 대변할 만큼 구현되었지만 T2 이완시간의 측정은 CSE에 비해 잘 표현하지 못함을 알 수 있었다. 따라서 향후 MAGiC은 T2 이완시간을 통한 영상의 표현에 있어서 CSE와의 차이를 보완 할 수 있는 많은 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다

선형가속기의 선량평가를 위한 멸균증류수를 사용 시 보존기간에 따른 불순물 유입 으로 탁도가 변화로 선량값의 오차가 발생하게 된다. 이에 탁도 측정을 통한 멸균증류 수 교체기준 및 교정계수를 획득하고자 한다. 물팬텀 내 멸균증류수를 2주 간격으로 8회에 걸쳐 탁도를 측정하고 10MV 광자선을 이용하여 선량을 측정하였다. 측정결과 탁도증가에 따른 선량오차는 비례관계를 보이며, 허용오차인 3%에 대치되는 탁도는 2.8 NTU로 나타났다. 이를 통해 선량측정 시 탁도를 측정하여 해당 교정계수에 적용 하여야 하며, 탁도가 2.8 NTU를 넘는 경우에는 멸균증류수를 교체하여야 할 것이다. 향후 이를 통해 선형가속기의 절대선량 평가가 별도로 이루어진 실험 및 탁도의 세분 화에 따른 교정계수 산출을 통한 연구의 기틀을 마련하고자 하였다.

We performed the quantitative analysis using MATLAB for slice thickness, spatial resolution, and low contrast resolution with the 50 received images which have suitable judgement by scanning AAPM phantom using GE, PHILIPS, SIEMENS, and TOSHIBA. Slice thickness and spatial resolution were measured by using full width at half maximum(below FWHM). Spatial resolution was confirmed that FWHM interval more than 1.0 mm size. Low contrast resolution was measured that how close by using Roundness Index(below RI) until 6.4 mm size. The spatial resolution 9 images and low contrast resolution 10 images which have disapproved judgement were also had the quantitative analysis. The statistic analysis was judged to have statistically significant differences when p-value is less than 0.05 through SPSS statistics 19.0 and T-test (paired t-test). For slice thickness 5 mm, the average qualitative evaluation group shows 4.98 mm and quantitative evaluation group shows 5.02. For slice thickness 10 mm, the average qualitative evaluation group shows 9.98 mm and quantitative evaluation group shows 9.86. No significant differences (p=0.07, p=0.06) with 5 mm and 10 mm. It confirmed the interval for all FWHM until 1.75, 1.50, 1.25, 1.00 mm as approved images on spatial resolution ,and the average distance was 0.102 mm and the minimum distance 0.054 mm. For disapproved images, all interval was not showed under 1.00 mm. For low contrast resolution, spproved image’s RI value shows average 0.81 and minimum 0.77. The disapproved image’s RI average shows 0.70. Statiscally significant differences were presented (all p<0.05) following hole size.

Manchester system 타입의 장착기중 상, 하부에 차폐체가 장착되어 있는 Henschke 장착기를 이용하여 자궁암 근접치료시 자궁 및 주변장기의 선량분포를 평가하기 위하여 치료계획수립에 사용되는 실용프로그램 결과와 몬테칼로 모의계산 결과를 비교하였다. 또한 자궁 및 주변 정상조직이 받은 선량을 계산하기 위해 ORNL(Oak Ridge National Laboratory)에서 수립한 여성의 MIRD (Medical Internal Radiati

MDCT에서 인체등가형 흉부팬텀과 유리선량계를 이용하여 고해상력 및 저선량 CT로 검사하여 영상의 평가 및 흡수선량 및 유효선량을 측정하여 임상 기초자료를 제공하는데 목표를 두고자한다. 인체등가형 흉부팬텀내부에 유리선량계를 삽입하여 조직선량을 측정하였다. 64-slice CT system (SOMATOM Sensation 64, Siemens AG, Forchheim, Germany)과 CARE Dose 4D를 이용하였고, 고해상력 CT에서의 파라메터는 관전압 120 kVp, Eff. mAs 104, scan time 7.93 sec, slice 1.0 mm (Acq. 64×0.6 mm), convolution kernel (B60f sharp)의 스캔 파라메터가 사용되었고, 저선량 CT는 120 kVp, Eff. mAs 15, scan time 7.41 sec, slice 3.0 mm (Acq. 64× 0.6 mm), convolution kernel B50f medium sharp의 스캔하였다. 인체등가형 흉부팬텀을 이용하여 스캔에 따른 CTDIvol은 고해상력 CT에서 8.01 mGy, 저선량 CT는 1.18 mGy로 측정되었다. 저선량 CT 검사는 고해상력 CT 검사에 비해 흡수선량이 85.49%가 감소하였고 영상의 차이는 없어 임상에서 유용하게 적용할 수 있다.

초음파는 인체에 무해하다고 알려져 산부인과에서 태아의 진단 및 발육상태 확인을 위해 널리 이용되고 있다. 진단 초음파의 장시간 사용은 체온 변화를 야기할 수 있지만 초음파로 인한 임신부의 자궁온도 변화에 대한 연구가 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 자체 제작한 자궁모형팬텀을 이용하여 초음파 주사 시간에 따른 온도 변화를 알아보고자 하였다. 조직등가 물질인 아크릴과 돼지 자궁을 이용하여 인체 자궁과 유사한 자궁모형팬텀을 자체 제작하였으며 초음파 장비와 4㎒ convex probe를 사용하였다. 아크릴 수조 내부, 자궁내부, 대기온도 측정을 위해 3개의 탐침형 온도계를 설치하였고 측정대상의 온도를 분단위로 6 시간, 총 361회 측정한 결과 자궁모형팬텀의 온도가 상승되었음을 확인하였다. 본 연구를 통해 초음파로 인한 인체 체온 상승의 가능성을 확인 할 수 있었고 본 연구가 초음파 열 흡수효과 연구의 기초자료로 활용 될 것이라 사료된다.

본 연구에서는 관전압과 관전류량이 디지털 방사선영상에서 적용되고 있는 노출 지수에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 방사선발생장치는 인버터방식의 디지털 X선 발생장치를 사용했으며 영상검출체는 포터블 형태의 무선 디텍터를 그리드 없이 사용하였다. 방사선영상은 3D 프린터를 이용하여 제작한 원뿔형 피라미드 팬텀을 이용하여 획득하였다. X선의 관전압 조사조건은 40 kVp부터 120 kVp까지 10 kVp 씩 증가시켰고 각 관전압에서 관전류량은 1 mAs에서부터 128 mAs까지 배수적으로 증가시켰다. 그 결과 관전압이 EI와 높은 R2값으로 로그 함수적 관계가 있었으며 관전류량이 매우 높은 선형적인 관계가 있었다. 또한 영상 검출체의 면적선량과 EI도 R2값이 0.76 이상으로 높은 상관관계가 있었다. 결론적으로 관전류량이 EI에 선형적으로 영향을 주었으며, 적절한 영상품질 유지를 위해서는 예측이 용이한 관전류량을 주로 조절하 는 것이 유리하다고 판단된다.

본 연구에서는 Geant4 application for tomographic emission (GATE) 시뮬레이션 프로그램을 통해 설계 된 male adult mesh (MASH) 팬텀의 영상을 획득한 후 다양한 필터링 인자가 설정된 FNLM 노이즈 제거 알고리즘을 적용함으로써 그에 따른 영상 특성의 경향성을 알아보고자 한다. 이를 위해 GATE 시뮬레이션 프로그램을 통해 인체를 모사할 수 있는 MASH 팬텀을 설계하였다. 또한, 설계된 MASH 팬텀을 기반으로 MAT LAB 프로그램을 통해 복부영상을 획득한 후 0.005의 σ 값을 갖는 Gaussian noise를 추가하여 열화영상을 모델링하였다. 모델링 된 열화영상으로부터 제안하는 FNLM 노이즈 제거 알고리즘의 필터링 인자를 각각 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0 으로 설정하여 적용하였으며, 정량적 평가를 위해 FNLM 노이즈 제거 알고리즘이 적용된 영상들로부터 각각의 coefficient of variation (COV), signal to noise ratio (SNR) 그리고 contrast to noise ratio (CNR)을 측정하였다. 결과적으로, 0.05의 필터링 인자가 적용된 영상에서 가장 개선된 COV, SNR 그리고 CNR 값을 보였다. 특히, COV는 설정된 필터링 인자가 증가함에 따라 감소하였으며, 0.05 값 이후부터 거의 일정한 값을 나타내었다. 또한, SNR 및 CNR의 경우 필터링 인자가 증가함에 따라 증가하였으며, 0.05 값 이후부터 감소하는 경향을 보였다. 결론적으로, 열화 영상으로부터 FNLM 노이즈 제거 알고리즘 적용 시 적합한 필터링 인자를 설정해야 함이 증명되었다.