Synchrotron X-선을 이용한 Micrometer 공간 분해능 영상시스템

홍진오,정해조,정하규,제정호,김은경,유형식,김희중 대한의용생체공학회 2001 의공학회지 Vol.22 No.2

최근 포항 방사광 가속기 연구소에 미세구조 X-선 영상 실험을 위한 5C1 방사광(Synchrtoron Radiation) 빔라인이 건설되었다. 광대역의 에너지 스펙트럼을 가진 방사광 X-선이 물체를 투과한 후 CdWO$_{4}$ scintillator에 의해 가시광선으로 바뀌고, 그 빛을 CCD 카메라로 받아들여 영상을 획득하게 된다. 방사광 X-선은 일반 의료진단용 X-선에 비하여 위상이 일치하고, 평행하며, 그 양이 풍부한 특성들을 갖고 있다. 방사광 영상시스템과 X-선 유방촬영 시스템에서 영상을 획득하여 영상특성들을 비교, 분석하였다. 고-분해능 X-선 시험 패턴(20 line pairs mm$^{-1}$), 유방촬영 팬텀, 파라핀에 고정한 인체 유방암조직과 포르말린에 고정한 인체 유방암조직, 그리고 capillary tube내 micro-bubbles등의 방사광 영상은 기존의 X-선 유방촬영시스템에서 얻은 영상보다 분해능이 뛰어나고 영상질도 우수하였다. 방사광 X-선 영상시스템은 micrometer 공간 분해능 영상을 획득할 수 있어 많은 기초분야의 영상연구와 의료영상분야에서도 활발하게 활용될 것으로 기대된다.

Extracorporeal Shock Wave Therapy Versus Trigger Point Injection in the Treatment of Myofascial Pain Syndrome in the Quadratus Lumborum

홍진오,박준상,전대근,윤왕현,박중현 대한재활의학회 2017 Annals of Rehabilitation Medicine Vol.41 No.4

Objective To compare the effectiveness of extracorporeal shock wave therapy (ESWT) and trigger point injection (TPI) for the treatment of myofascial pain syndrome in the quadratus lumborum.Methods In a retrospective study at our institute, 30 patients with myofascial pain syndrome in the quadratus lumborum were assigned to ESWT or TPI groups. We assessed ESWT and TPI treatment according to their affects on pain relief and disability improvement. The outcome measures for the pain assessment were a visual analogue scale score and pain pressure threshold. The outcome measures for the disability assessment were Oswestry Disability Index, Roles and Maudsley, and Quebec Back Pain Disability Scale scores.Results Both groups demonstrated statistically significant improvements in pain and disability measures after treatment. However, in comparing the treatments, we found ESWT to be more effective than TPI for pain relief. There were no statistically significant differences between the groups with respect to disability.Conclusion Compared to TPI, ESWT showed superior results for pain relief. Thus, we consider ESWT as an effective treatment for myofascial pain syndrome in the quadratus lumborum.

Comparison of Unmonochromatized Synchrotron Radiation and Conventional X-rays in the Imaging of Mammographic Phantom and Human Breast Specimens: A Preliminary Result

정해조,김희중,김은경,홍진오,제정호,Yeukuang Hwu,Wen-Li Tsai,Giorgio Magaritondo,유형식 연세대학교의과대학 2005 Yonsei medical journal Vol.46 No.1

A simple imaging setup based on the principle of coherence-based contrast X-ray imaging with unmonochromatized synchrotron radiation was used for studying mammographic phantom and human breast specimens. The use of unmonochromatized synchrotron radiation simplifies the instrumentation, decreases the cost and makes the procedure simpler and potentially more suitable for clinical applications. The imaging systems consisted of changeable silicon wafer attenuators, a tungsten slit system, a CdWO4 scintillator screen, a CCD (Charge Coupled Device) camera coupled to optical magnification lenses, and a personal computer. In preliminary studies, a spatial resolution test pattern and glass capillary filled with air bubbles were imaged to evaluate the resOolution characteristics and coherence-based contrast enhancement. Both the spatial resolution and image quality of the proposed system were compared with those of a conventional mammography system in order to establish the characteristic advantages of this approach. The images obtained with the proposed system showed a resolution of at least 25μm on the test pattern with much better contrast, while the images of the capillary filled with air bubbles revealed coherence-based edge enhancement. This result shows that the coherence-based contrast imaging system, which emphasizes the refraction effect from the edge of materials of different refractive indexes, is applicable to imaging studies in fundamental medicine and biology, although further research works will be required before it can be used for clinical applications.

AAPM TG18에 의한 진단용 CRT 디스플레이 시스템의 성능 평가

김희중,정해조,민덕기,홍진오,김용년,Kim, H.J.,Jung, H.J.,Min, D.K.,Hong, J.O.,Kim, Y.N. 대한디지털의료영상학회 2003 대한디지털영상기술학회지 Vol.6 No.1

디지털 영상 검출기와 디스플레이 기술의 발달과 의료영상전달시스템(PACS)의 출현은 전통적 필름방식에 비하여 디지털 방식으로 방사선과 영상을 획득하고 전송, 저장하는 매우 효과적인 수단을 제공하고 있다. 2002년 8월, 연세의료원 세브란스병원은 진단 영상 판독 목적으로 18 대의 CRT(Braco View, Belgium)와 32대의 평판 LCD(Totoku Electric Co., Ltd., Japan) 디스플레이 장치를 GE full-PACS(GE 메디칼시스템코리아 : GEMSK)와 연계하여 설치 완료하였다. 본 연구에서, 기하학적 왜곡, 반사, 휘도 반응, 휘도 균일도, 분해능, 노이즈,베일링 글레어, 칼라 균일도 항목들을 AAPM TG18 보고서 9.0에 따라서 시각적 그리고 부분적으로는 정량적인 방법으로 인수검사를 실시하여 보고한다. 사용된 장비는 색도계로도 사용되는 간편한 휘도계, TG18 테스트 패던, AAPM Tg18 AT plug-in software(Barco View Ltd., Kortrijk, Belgium)이었다. 칼라 균일도를 제외한 모든 테스트 결과는 AAPM TG18에서 권고하는 기준에 일치하였으며 진단 영상 판독에 사용하기에 전적으로 수락할 수 있는 성능이었다. 결론으로, 사용된 인수검사는 단지 인수 검사 표준을 제공하는 것 뿐만 아니라 품질검사(QC)의 지침, 판독 환경의 최적화 그리고 교체 시기나 업그레이드 시기를 결정하여주는 중요한 역할을 할 수 있을 것이다.

방사광 X-선을 이용한 고해상도 영상획득과 응용

홍순일,김희중,정해조,홍진오,정하규,김동욱,제정호,김보라,유형식 한국의학물리학회 2001 의학물리 Vol.12 No.1

물질의 X-선 흡수도에 의해 영상을 얻는 일반 X-선 시스템과 달리 방사광 X-선은 위상이 일치하고 평행하며 진동방향이 일치하는 특성들을 이용하면 고 분해능, 고 대조도의 투사영상을 얻을 수 있다. 국내에서는 포항 방사광 가속기 연구소에 최근 건설된 5C1 빔라인에 미세구조 X-선 영상 획득을 위한 영상시스템을 구축하여 여러 기초 생물, 의학연구분야의 고 분해능 영상획득이 가능하게 되었다. 방사광 X-선을 이용하여 얻은 고 해상도 투사영상들 및 단층 재구성 영상들을 일반 X-선을 사용하는 유방찰영시스템, 치아 X-선 찰영시스템, 전신측정용 CT 시스템에서 각각 획득한 동일한 대상의 영상들과 비교하였다. 실험에 사용한 방사광 X-선은 6 ~30 keV 사이의 연속적인 에너지 분포를 가지며, 실험의 대상에 따라서 실리콘웨이퍼 필터들을 사용하여 빔의 세기와 에너지 스펙트럼 분포를 조절하여 사용하였다. 실험 대상 물체를 통과한 방사광 X-선의 투사영상은 형광판 (CdWO$_4$ scintillator)과 반응하여 가시광선으로 바뀐 후, 금도금된 거울을 통해 90$^{\circ}$ 반사되어 CCD 카메라로 획득하며, 이러한 디지털 영상정보는 PC로 전송되어 저장된다. 방사광 X-선의 공간 분해능 특성은 X-선 시험패턴(25 $\mu$m)과 초 고해상도 패턴 (13.5 $\mu$m)을 방사광 X-선 영상획득시스템 과 일반 X-선을 사용하는 유방촬영시스템에서 획득하여 분석하였다. 영상획득 실험대상으로는 일반 구조물로 커패시터, 생체조직으로 성인치아, 유아치아, 생쥐 척추뼈 및 유방암조직을 대상으로 실험하였다. 단층영상은 각각의 샘플을 0.72$^{\circ}$ 간격으로 180$^{\circ}$ 회전시켜 250개의 투과영상들로부터 재구성한 후 컴퓨터 단층촬영기에서 얻은 영상과 비교하였다. 포항 방사광가속기연구소 5C1 빔라인에 간단하고, 경제적인 방사광 X-선 영상획득시스템을 성공적으로 구축할 수 있었고, 획득한 투사 영상과 재구성한 단층영상을 기존 X-선을 사용한 시스템으로 획득한 단층영상들과 분해능, 대조도의 특성들을 비교, 분석하였다. 방사광 X-선을 사용하여 획득한 영상들은 일반 시스템에서 얻은 영상보다 고 해상도의 영상 질을 보여주었고, 기초 의학영상 연구 측면에서 많은 정보를 제공해 주었다. 방사광 X-선을 이용한 영상획득시스템은 고 분해능과 고 대조도로 미세구조의 상세한 의학영상을 얻기 위한 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 해부학적, 병리학적 및 임상학적 의료영상 분야에 효과적으로 응용하기 위하여 X-선 선량 정량 분석과 수치적 영상 해석연구가 계속되어야 할 것으로 사료된다. Synchrotron radiation (SR) has several advantages over convetional x-rays, including its phase, collimation, and high flux. A synchrotron radiation beamline 5C1 at Pohang Light Source (PLS) was recently built for imaging applications. We have shown that a SR imaging system is useful in imaging microscopic structures. SR with broad-band energy spectrum were adjusted to an object by Si wafers and their energy were approximately ranging from 6 keV to 30 keV. SR were passed through an object and finally transformed into visible lights by CdWO$_4$ scintillator screen. The visible lights which were reflected at an angle of 90 degrees by gold plated mirror were detected by a CCD camera and the image data were acquired using image acquisition system. A high-resolution phantom, capacitor, adult tooth, child tooth, cancerous breast tissue, and mouse lumbar vertebra were imaged with SR imaging system. The Objects were rotated within the field of view of the CCD detector, and their projection image data were obtained at 250 steps over 180 degrees rotation. Image reconstructions were carried out in a PC by using IDLTM(Research systems, Inc., US) program. The spatial resolution of the images acquired by the SR imaging system was measured with a high-resolution chart manufactured for several micrometer resolution. The specimens were also imaged with conventional x-ray radiography system to compare the image quality of radiography obtained with the SR imaging system. The results showed more structural details and high contrast images with SR imaging system than conventional x-ray radiography system. The SR imaging system may have a potential for imaging in biological researches, material applications, and clinical radiography.