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디지털유방영상시스템에서 몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 영상평가
Evaluation of Image Quality using Monte Carlo Simulation in Digital Mammography System 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.14 no.6, 2014년, pp.247 - 254  

김창수 (부산가톨릭대학교 보건과학대학 방사선학과) ,  강세식 (부산가톨릭대학교 보건과학대학 방사선학과) ,  김정훈 (부산가톨릭대학교 보건과학대학 방사선학과) ,  이진수 (인제대학교 해운대백병원 영상의학과)

초록
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유방촬영술은 유방암의 조기진단과 기본적인 스크리닝 검사의 진단방법으로서 디지털유방영상시스템의 보급과 유방촬영에 대한 관심이 점점 증가하고 있다. 유방영상의 화질은 타깃물질과 필터의 조합에 의해 결정되며, 이러한 조합은 X선 스펙트럼도 변화되지만 화질과 환자의 피폭선량에도 큰 영향을 주기 때문에 환자의 유선밀도와 두께에 따른 적합한 조합의 선택이 필요하다. 이에 본 연구에서는 디지털유방영상시스템에서 정량적인 영상평가와 몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 환자의 피폭선량을 저감시킬 수 있는 타깃과 필터 조합을 제시하고자 한다. 그 결과 MTF, NPS, DQE의 영상평가에서 압박 유방의 두께가 얇은 경우는 Mo/Mo또는 Mo/Rh 조합, 두꺼운 경우에는 Rh/Rh또는 W/Rh조합의 영상이 우수하게 나타났다. 또한 임상에서 얇은 두께의 유방에 잘 사용하지 않는 W/Rh조합이 공간해상력 평가 결과에서 우수한 것으로 나타났다. 그리고 선량평가에서 압박 유방두께가 얇은 경우 Mo/Mo또는 Mo/Rh조합, 압박 유방두께 6cm 이상의 경우 Rh/Rh또는 W/Rh조합에서 피폭선량이 감소하였다. 두 번째 장기선량 평가에서는 검사 유방 외에 반대 유방의 선량이 검사 유방을 기준으로 약 47~73% 정도의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론적으로 다양한 유방 두께에 따른 최적의 타깃과 필터 조합을 선택하는 것이 환자 피폭선량 감소에 도움이 될 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

For the purpose of early diagnosis of the breast cancer, the attention on the screening mammography has been increasing-with supply of digital mammography day by day. Image quality is decided by target materials and filter combinations. Optimized selection by a glandular density and a thickness is n...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 첫 번째는 정량적인 화질 평가에서 각각의 적합한 타깃물질과 필터 조합을 알아내고, 두 번째는 타깃과 필터 조합의 선량을 평가하였다. 그리고 몬테카를로 시뮬레이션의 결과로 유방엑스선 검사에서 환자가 받는 장기선량의 최적화 및 선량감소로서 활용할 수 있는 기초 자료를 제공하고자 실험을 수행하였다.
  • 본 연구의 목적은 디지털유방영상시스템에 있어서 영상의 질 향상과 환자의 피폭선량 감소를 위하여 영상 시스템의 각 타깃과 필터 조합에 따라 화질을 평가하여 임상에서 응용의 기초자료를 제공하고자 한다. 또한 타깃과 필터 조합에 따른 평균유선선량 비교와 몬테카를로 시뮬레이션프로그램(Monte Carlo N-Particle, MCNPX)을 이용한 유방선량 및 산란선에 의한 주변 장기선량을 평가하고, 이를 통해 주변 장기선량을 최소화 할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
  • 본 연구의 목적은 디지털유방영상시스템에 있어서 영상의 질 향상과 환자의 피폭선량 감소를 위하여 영상 시스템의 각 타깃과 필터 조합에 따라 화질을 평가하여 임상에서 응용의 기초자료를 제공하고자 한다. 또한 타깃과 필터 조합에 따른 평균유선선량 비교와 몬테카를로 시뮬레이션프로그램(Monte Carlo N-Particle, MCNPX)을 이용한 유방선량 및 산란선에 의한 주변 장기선량을 평가하고, 이를 통해 주변 장기선량을 최소화 할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유방영상시스템에서 화질 평가를 하는 중요한 항목은 무엇인가? 유방영상시스템에서는 평균유선선량(averagegland -ulardose,AGD)측정이 화질 평가를 하는 중요한 항목으로 되어있고,ICRP와 식약청에서는 3mGy이하로 규정하고 있다.평균유선선량은 검출기의 종류에 따라 차이가 있지만,동일 검출기일지라도 타깃과 필터의 조합,에너지 스펙트럼,압박 유방두께와 유방 조직성분의 비율 등에 따라 다르다[7-10].
유방암 발생률이 증가하는 이유는? 유방암은 2011년에 발표된 자료에 의하면 우리나라의 전체 여성암 중에서 발생률 2위를 차지하고 있으며[1],식생활의 서구화,출산율 감소,모유수유 기피 등여러 가지의 이유로 유방암 발생률은 최근 빠른 추세로 증가하고 있다[2][3].초기에 유방암을 발견할 수 있으면 완치율도 높고 유방에 대한 변형도 최소화 할 수 있다.
평균유선선량이 조건에 따라 다른 한계를 극복하기 위해 어떤 방법을 사용하는가? 평균유선선량은 검출기의 종류에 따라 차이가 있지만,동일 검출기일지라도 타깃과 필터의 조합,에너지 스펙트럼,압박 유방두께와 유방 조직성분의 비율 등에 따라 다르다[7-10].따라서 실제 검사에 필요한 노출 조건을 설정하는데 어려움이 있고,노출조건을 결정하기 전 단계의 유방 두께를 측정하여 노출변수들을 자동으로 선택하는 방식이 많이 이용되고 있다[11]. 그리고 실제 유방촬영술에서 연속촬영(series)이 많으며 이에 대한 총 선량 및 주변 장기선량에 대해 쉽게 인지하기 어려운 것이 현실이다.
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참고문헌 (13)

  1. 김영숙, "일 지역 여대생의 유방자가 검진에 대한 지식, 태도 및 실천의 관계", 한국콘텐츠학회논문지, 제13권, 제6호, pp.350-360, 2013. 

  2. 보건복지부 한국 중앙 암 등록 사업본부, 한국 중앙 암 등록사업 사례 보고서, 2002. 

  3. 윤나리, 박용순, 동경래, 정운관, "자체제작 유방팬텀을 이용한 질환의 X선 검출능력에 관한 연구", 공학기술논문지, Vol.3, No.3, pp.305-309, 2010. 

  4. J. G. Elmore, K. Amstrong, and C. D. Lhman, "Screening for breast cancer," JAMA, Vol.293, No.10, pp.1245-1256, 2005. 

  5. 문우경, 유방초음파진단학, 일조각, 2006. 

  6. 양한준, 고신관, 주미화, "유방촬영용 X선관 target/filter 조합에 따른 MTF 영상평가에 관한 고찰", 방사선기술과학, Vol.30, No.2, pp.113-119, 2007. 

  7. D. R. Dance, C. L. Skinner, K. C. Young, J. R. Beckett, and C. J. Kotre, "Additional factors for the estimation of mean glandular breast dose using the UK mammography dosimetry protocol," Physics in Medicine Biology, Vol.45, No.11, pp.3225-3240, 2000. 

  8. R. L. Kruger and B. A. Schueler, "A survey of clinical factors and patient dose in mammography," Medical Physics, Vol.28, No.7, pp.1449-1454, 2001. 

  9. E. A. Berns, R. E. Hendrick, and G. R. Cutter, "Performance comparison of full-field digital mammography to screen-film mammography in clinical practice," Medical Physics, Vol.29, No.5, pp.830-834, 2002. 

  10. N. Jamal, Ng. KH, and D. McLean, "A study of mean glandular dose during diagnostic mammography in Malaysia and some of the factors affecting it," British Journal of Radiology, Vol.76, Issue904, pp.238-245, 2003. 

  11. GE Inc, Senographe DS Aquisition System Operator Manual, pp.45-105, 2007. 

  12. 이진수, 디지털유방영상시스템에서 몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 화질 및 선량평가, 부산가톨릭 대학교 박사학위논문, 2014. 

  13. 오기근, 유방촬영 시 환자피폭선량 진단 참고준위 확립, 식품의약안전청, 용역연구사업 연구결과보고서, 2005. 

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