초록 ▼

1. 연구개발목표 및 내용
전신 골밀도 촬영용 Fan Beam 골밀도 측정기의 상품화 개발
2. 연구결과
-128채널 linear detector 적용 -whole body scanner 기구 제작 -BMD calibration algorithm -whole body analysis software -Fan Beam correction algorithm -User interface software 개발 -Phantom, In-vivo accuracy 검증 등을 통하여 상품화 -추가 임상 연구 후 출시 예정
3.

1. 연구개발목표 및 내용
전신 골밀도 촬영용 Fan Beam 골밀도 측정기의 상품화 개발
2. 연구결과
-128채널 linear detector 적용 -whole body scanner 기구 제작 -BMD calibration algorithm -whole body analysis software -Fan Beam correction algorithm -User interface software 개발 -Phantom, In-vivo accuracy 검증 등을 통하여 상품화 -추가 임상 연구 후 출시 예정
3. 기대효과 및 활용방안
과제수행에 적용된 요소기술들인 -다채널 CZT detector를 이용한 이중 에너지검출기술, -Collimator 설계제작기술, -Whole body analysis algorithm, -Fan Beam correction algorithm, -BMD Phantom제작, -사용자 편의성이 강조된 GUI, -Sever-Client Architecture, -USB2.0을 이용한 고속 영상자료 처리 등 FB-DXA 개발 외에도 타 의료기기 측정기술 및 산업용측정기기에 활용할 수 있는 요소 기술들을 확보함.

Abstract ▼

Growing concerns for the diagnosis of osteoporosis aroused the needs of fast scans and high-resolution images for bone densitometers. Bone densitometers utilizing fan-beam X-ray and multi-array linear detectors overcame the limits in scan speeds and image resolutions of pencil beam scanners. We deve

Growing concerns for the diagnosis of osteoporosis aroused the needs of fast scans and high-resolution images for bone densitometers. Bone densitometers utilizing fan-beam X-ray and multi-array linear detectors overcame the limits in scan speeds and image resolutions of pencil beam scanners. We developed a dual energy X-ray bone densitometer adapting fan beam X-ray scanning technology. The system is composed of X-ray source, detector, moving mechanics, control server and analysis software. The output power of X-ray source was increased to compensate for low sensitivity of small pixel detector compared to single pencil beam detector. A slit collimator and K-edge filter were mounted onto the front side of X-ray tube for the generation of fan beam X-ray with dual energy peaks. Two 64-channel CdZnTe detectors are used for counting dual energy X-ray photons. This detectors have such advantages as high detection efficiency and high energy resolution that we could increase patient dose efficiency and measurement accuracy. A flat field correction was performed to correct the non-uniformities of acquired images. The channel variations after the flat field corrections were within 0.5% for both high and low energy images. A whole body analysis algorithm was implemented for calculating fat mass percent. A control server communicated with PC through ethernet for high speed data transfer. Software with graphical user interface enabled users to easily follow measurement procedures. Scan results could be printed onto a paper, or could be transferred to PACS with dicom compatible format. Scan time was minimized to 30 seconds for AP-spine scan. The precision and accuracy errors of density measurement were within 1%. This prototype fan beam densitometer have competitiveness for fast scan speed and low patient dose with compatible precisions.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...11
• 제 1 절 연구개발과제의 목적...11
• 제 2 절 연구개발의 필요성...11
• 제 3 절 연구개발의 범위...12
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...13
• 제 1 절 골밀도 측정기술의 종류와 장단점...13
• 제 2 절 외국의 골밀도 측정기 개발 동향...14
• 제 3 절 국내의 골밀도 측정기 개발 동향...14
• 제 4 절 외국기술과의 차이점 비교 검토...14
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...16
• 제 1 절 시스템 개요...17
• 1. 기본구성...17
• 2. 시스템 사양...19
• 3. Fan Beam Geometry...20
• 제 2 절 X-ray 발생부...22
• 1. X-ray Generator...22
• 2. K-edge filter...25
• 3. Fan Beam Collimator...26
• 제 3 절 다채널 X-ray Detector...27
• 1. 128채널 linear detector 적용...27
• 2. DAQ Board...30
• 제 4 절 Analysis algorithm...34
• 1. BMD calibration algorithm...34
• 2. Whole body analysis software...35
• 제 5 절 Fan Beam Correction...39
• 1. Fan beam correction algorithm...39
• 제 6 절 Hardware...42
• 1. Hardware 구성...42
• 2. Hardware Spec...42
• 제 7 절 Software...49
• 1. GUI 프로그램...49
• 2. GUI의 Flowchart와 Report...52
• 3. Server 프로그램...55
• 4. Server 프로그램의 Flowchart...56
• 5. Analysis...57
• 제 8 절 Whole body scanner 기구제작...59
• 1. 기구사양...60
• 2. Scanner Arm 위치 재현성...63
• 제 9 절 성능 검증...66
• 1. Phantom, In-vivo accuracy 검증...66
• 2. In-vivo scan image와 결과...70
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도...72
• 제 1 절 연구개발 목표 및 달성도...72
• 제 2 절 관련분야에의 기여도...73
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...74
• 제 1 절 추가연구의 필요성...74
• 제 2 절 타 연구에의 응용...74
• 제 3 절 기업화 추진방안...75
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보...76
• 제 1 절 References...76