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영상 기반 pH 산도 측정 시스템 개발
The development of pH reading system based on vision system 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.17 no.4, 2013년, pp.398 - 406  

문하정 (Dept. of Biomedical Engineering, Tongmyong University) ,  이동훈 (Dept. of Biomedical Engineering, Tongmyong University)

초록
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핵의학 영상 기기인 양전자 방출 단층 촬영 장치(Positron emission tomography: PET)와 같은 진단기기는 방사성의약품을 인체에 주입하여 질병을 진단한다. 이 때 사용되는 방사성의약품은 안전성을 위하여 적절한 수소 이온농도를 가져야 한다. 일반적으로 방사성 의약품의 수소 이온 농도를 측정하는 과정에서 흔히 사용되는 것이 pH시험지이다. 표본을 pH 시험지에 떨어뜨려 pH 시험지의 변색 정도를 표준색상표(Standard color chart)와 비교하여 표본의 pH를 알 수 있다. 그러나 이 방법은 측정자의 경험 정도에 따라 pH 측정값에 차이가 발생할 수 있다. 또한 pH 메타기는 고감도의 센서를 사용함으로 오염에 주의해야 한다. 이러한 불편함을 고려하여 쉽고 간단하게 정확한 pH를 측정하기 위한 새로운 장치 제작과 영상 기반 알고리즘을 통한 소프트웨어를 개발하였다. 이렇게 개발한 장치는 최종적으로 방사성의약품의 생산 시 품질관리(QC) 통합 제어 시스템으로 사용된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Nuclear medicine imaging devices such as PET diagnose disease after injecting radiopharmaceuticals in human body for diagnosis. Radiopharmaceuticals should maintain the proper pH for human body safety. In general, pH paper is used to measure the pH of the radiopharmaceutical. pH of the sample compar...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • pH 측정 시스템의 정확도를 비교하기 위해 비교 대상으로 pH 시험지를 육안으로 확인하여 pH 측정 장치의 측정값과 오차를 비교하고자 하였다. pH 메타기는 이 실험의 기준이 되는 값으로, 정확한 pH 값을 측정하여 개발한 pH 측정 장치가 어느 정도의 오차가 나타나는가 실험을 해보았다. pH 시험지는 pH 4.
  • pH 측정 시스템의 정확도를 비교하기 위해 비교 대상으로 pH 시험지를 육안으로 확인하여 pH 측정 장치의 측정값과 오차를 비교하고자 하였다. pH 메타기는 이 실험의 기준이 되는 값으로, 정확한 pH 값을 측정하여 개발한 pH 측정 장치가 어느 정도의 오차가 나타나는가 실험을 해보았다.
  • 측정된 결과 값은 NI사의 레포트 발생기를 이용하여 이미지 저장 및 라이브러리를 엑셀 파일로 전환, 저장할 수 있도록 구현하였다. 또한 LED의 높이에 따른 조도와 그에 따른 pH 시험지의 색상 정보의 차이와 pH 측정 시스템의 정확성을 알아보았다. 영상 기반의 pH 측정 장치로 측정 시 측정 값이 정확성을 지닌 pH 메타기에 얼마나 근접하는지 알아보기 위해 pH 메타기로 pH를 측정하는 방법을 기준으로 하여 pH 메타기에 비해 육안으로 pH를 측정하는 방법과 영상 기반의 pH 측정 장치가 어느 정도의 오차율을 보이는지 비교 분석 하였다.
  • 본 논문에서는 이에 보다 정확한 pH를 측정하기 위해서 영상 정보를 기반으로 하는 방사성의약품 pH 측정 장치 제작과 동시에 판독할 수 있는 소프트웨어를 개발하여 pH 측정 시스템을 구현하였다. 이를 위해 National Instruments(NI)사의 영상획득 소프트웨어를 이용, 영상을 획득하고 영상처리 알고리즘을 기반으로 pH를 측정하였다.
  • 본 연구는 방사성의약품 품질관리 시험기준 항목인 pH 측정 장치를 개발하고자 하였다. 기존 pH 시험지 방법은 측정자의 숙련도에 따라 pH 측정값이 달라지기 때문에 부정확성이 발생하였고 pH 메타기를 이용할 때는 센서가 오염되지 않도록 하는 문제가 있었다.
  • 시스템에 의한 조도 조절보다는 나사를 이용하여 조절하는 편이 더 용이하기에 나사 조절하는 방법을 택하였고 나사를 고정시킴으로써 조도에 의해 변할 수 있는 pH 색상 구별의 정확성을 높일 수 있다. 이에 나사의 길이에 의한 LED 위치 고정에 따른 pH 색상표의 색상 차이를 비교하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
방사성의약품이란? 핵의학 진단기기는 방사성의약품을 인체에 투여한 후 이들의 체내 분포를 영상화하여 생체 내의 병소를 찾아낸다[1]. 진단 및 치료의 목적으로 인체에 직접 또는 간접적으로 사용 되는 방사성동위원소와 RI 표지화합물을 일컫는 방사성의약품은 사용 목적에 따라 치료용과 진단용, 체내사용과 체외사용으로 분류할 수 있다. 체외사용의 경우 채취된 시료를 검사하므로 환자의 방사선 피폭을 고려하지 않아도 되고 취급방법 또한 간편하다.
pH의 측정법은 어떠한 것이 있는가? [3] 그 중에서도 수소이온농도의 역수에 상용로그를 취한 값인 pH는 방사성의약품의 산성 또는 알칼리성을 나타내는 수치이다. 이러한 pH의 측정법에는 전극을 사용하여 전위차를 측정 하는 전위차 측정법과 pH 지시약을 사용하는 지시약 측정법(비색측정법)이 있다. 이 중 간편하고 자주 쓰이는 지시약측정법은 지시약을 직접 시료에 넣어 표준색과 비교하는 방법이 있으나 이 보다는 지시약 용액을 침투시켜 건조시킨 시험지에 시료를 묻혀 표준 색상표와 비교하는 방법이 더 편리하다[4].
방사성의약품은 체외사용 시 어떠한 장점이 있는가? 진단 및 치료의 목적으로 인체에 직접 또는 간접적으로 사용 되는 방사성동위원소와 RI 표지화합물을 일컫는 방사성의약품은 사용 목적에 따라 치료용과 진단용, 체내사용과 체외사용으로 분류할 수 있다. 체외사용의 경우 채취된 시료를 검사하므로 환자의 방사선 피폭을 고려하지 않아도 되고 취급방법 또한 간편하다. 하지만 체내사용의 경우 방사성동위원소가 인체 내에 직접 투여되므로 안전성과 효율적 사용은 매우 중요한 부분이라 할 수 있다.
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참고문헌 (4)

  1. Jin Ho Jung, Ph.D., Yong Choi, Ph.D., Key Jo Hong, M.S., Byung Jun Min, M.S., Wei Hu, and Ji Hoon Kang, "Recent Advances in Nuclear Medicine Imaging Instrumentation", Nucl. Med. Mol. Imaging, Vol.42 No.2, pp.98-111, Apr 2008 

  2. Ji Jae Kun, Easy Solution of Medical Terms, 3rd, Corea Medical Science, 2004 

  3. Si Hwal Kim, Dong Il Kim, Yong Gi Chi, Sung Wook Choi, Choon Ki Choi, Jae Dong Seok, "Radiolysis Assessment of 18F-FDG According to Automatic Synthesis Module", J. Nucl. Med. Technol., Vol.16 No.1, pp.8-11, April 2012 

  4. Moon Seung Myung, Easy New Sencing Technology and PH Measurement Method, Jinhan M&B, 2008 

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