비전리-방사선의 일종인 근적외선은 비침습적이고, 비전리성을 가지며, 생체 내 높은 투과성을 가지는 전자기파로, 진단을 위한 의료영상분야에 전 세계적으로 관심이 증가하여 그 활용 가능성이 활발히 연구되어지고 있다. 그러나 현재 국내에서 근적외선 의료영상의 활용은 극히 제한되어 있으며, 큰 관심을 가지고 있지 못하여, 새롭게 형성되는 근적외선 기반 의료영상 분야의 방사선사의 대응 역량의 강화가 필요시 된다. 본 연구에서는 근적외선의 특징 및 영상화 원리를 간략히 소개하고, 이를 이용한 최신의 연구 주제 및 세계적인 연구 동향을 소개함으로서 국내 방사선사의 역량을 강화하고자 한다. 특히, 임상적 활용 가능성이 매우 높은 상처 및 당뇨발등의 연구 주제에 대해서 소개하여, 이 분야의 발전을 가속화 시키는데 기여하고자 한다.
본 연구에서 제안된 질감특징분석 알고리즘은 뇌출혈환자의 CT영상을 이용하여 정상영상과 질환영상으로 구분하여, 고유영상 및 실험영상을 생성하고 제안된 컴퓨터보조진단 시스템에 적용하여 6개의 파라메타로 정량적 분석을 통해 뇌출혈 CT영상의 인식률을 도출하고 평가하였다. 결과로 뇌출혈 CT영상 40증례 중에서 각각의 질감 특징값에 대한 인식률은 평균밝기의 경우 100%, 평균대조도의 경우 100%, 평탄도의 경우 100%, 왜곡도의 경우 100%로 높게 나타났고, 균일도의 경우 95%, 엔트로피의 경우 87.5%로 다소 낮은 질환 인식률을 보였다. 따라서 본 연구의 결과를 바탕으로 의료영상의 컴퓨터보조진단 시스템으로 발전된 프로그램을 구현한다면 뇌출혈 CT영상의 질환부위 자동검출 및 정량적 진단이 가능해 컴퓨터보조진단 자료로서 활용이 가능할 것으로 판단되며 최종판독에서 정확성과 판독시간 단축에 유용하게 사용 될 것으로 사료된다.
웹은 플랫폼에 의존하지 않고 모든 사람들이 공통으로 이용할 수 있는 인터페이스를 제공하기 때문에 웹브라우저상에 3차원 의료 데이터를 가시화하여 표현한다면 원격 진단, 의료 교육 등에 이용될 수 있다. 이 논문은 3차원 의료정보를 3차원 의료 볼륨 데이터, 3차원 의료 영상, 볼륨 렌더링 응용의 3 종류로 구분하여 이들을 XML로 표현하는 방법 및 텍스처 맵핑 기반의 디렉트볼륨렌더링(Direct Volume Rendering)을 SVG(Scalable Vector Graphics)으로 표현하여 SVG 뷰어 상에 표시하는 방법을 제안한다. 제안 방법의 실행 결과는 웹 브라우저 상에서 의료데이터의 분석이 가능하게 하고, 또한 볼륨렌더링 응용프로그램을 SVG로 표현, 결과 이미지를 SVG 뷰어로의 표시가 가능하다는 것을 보여준다.
진단목적의 방사선 의료 영상의 활용의 증가에 따라 환자의 피폭 선량 증가와 의료영상의 진단적 가치 저하에 기여하는 산란선의 관리 및 저감을 위한 연구는 필수적이라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 관전압 증가에 따른 산란선의 증감이 영상 화질에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 ANSI 흉부 팬텀을 이용하여, 관전압 변화에 따른 산란선 발생 비율을 측정하고, 산란선의 발생에 따른 화질 영향을 RMS(Root Mean Square) 입상성 평가, RSD(Relative Standard Deviation) 및 NPS(Noise Power Spectrum) 분석을 통해 고찰하였다. 관전압 증가에 따른 산란선 발생비율은 73 kV 관전압에서 48.8%, 93 kV 관전압 인가시 80.1%로 점차 증가하는 것으로 확인되었다. 관전압 증가에 따른 산란선 증가의 화질 영향을 분석하기 위한 RMS 분석 결과, 관전압 증가에 따른 RMS 값이 증가하는 것으로 나타나 영상의 입상성이 떨어지는 결과로 도출되었다. 공간주파수 2.5 lp/mm에서의 NPS 값 또한 관전압 73 kV 인가에 비해 93kV 관전압 증가시 20% 정도 영상의 잡음이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 관전압 변화에 따른 산란선 발생이 화질에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며, 이러한 연구 결과는 의료영상 품질 개선을 위한 연구의 기초 자료로서 활용 가능할 것으로 판단된다.
흉부영상의 적절한 활용을 위해 한국형 코로나바이러스 감염증(이하 COVID-19) 흉부영상진단 시행 가이드라인을 개발하였다. 8가지 문장형 핵심 질문을 선정하고, 근거기반 임상영상 가이드라인 수용개작 방법론에 의거하여 권고안을 작성하였다. 권고 내용은 다음과 같다. COVID-19 확진자와 접촉한 증상이 없는 사람에 대하여 COVID-19의 진단을 위하여 흉부영상검사(흉부X선검사 또는 CT)를 사용하지 않는 것이 적절하다. COVID-19가 의심되는 증상이 있으나 reverse transcription polymerase chain reaction 검사를 이용할 수 없는 경우 흉부영상검사 사용을 고려할 수 있다. COVID-19가 확인된 환자에게 병원 입원을 결정하기 위하여 임상 평가 및 검사실 검사와 함께 흉부영상검사를 고려할 수 있다. COVID-19 입원환자의 증상 경중 및 위험요인의 유무에 따라 흉부영상검사를 고려할 수 있으며, 치료 방법을 결정하거나 수정하는데 이용할 수 있다. COVID-19 환자에서 객혈 또는 폐색전증이 의심되는 경우 CT 혈관조영술을 시행할 수 있다. 증상이 호전된 COVID-19 환자의 퇴원 결정을 하는데 흉부영상검사를 사용하지 않는 것이 적절하다. COVID-19에서 회복된 환자를 추적검사할 때 폐 기능 장애가 있는 환자에서 치료 가능한 폐질환과 구별하기 위해 흉부영상검사를 고려할 수 있다.
환자의 질병을 예방 및 치료를 위해서는 의료영상을 통한 병변의 해부학적 구조 파악은 중요한 과정중 하나이다. 하지만 스크린으로 통해 보여 지는 영상으로는 한계가 있으므로 3D 프린팅 기술을 이용하여 이를 극복하고자 하는 많은 연구가 진행 중이다. 이를 위해 본 연구는 실제 환자 영상데이터를 이용하여 3차원 심혈관 모델을 구현하였고, 이를 3D 프린터를 이용하여 출력하여 현재 종사하고 있는 의료전문가에게 유용성 테스트를 진행하였다. 유용성 평가 결과 총 5인이 실시한 설문을 리커트 척도로 변환하였을 때 모든 항목 평균값이 4.83점의 높은 결과를 나타내고, 교차분석 결과 x2(P)=10.000(0.265)의 수치로 모든 설문자간 동일하게 긍정적인 설문 결과를 나타냈다. 결과를 바탕으로 3D프린팅 기술이 의료기술 발전에 도움을 줄 것으로 기대한다.
본 연구는 2011년 8월 12일부터 8월 17일까지 일개 광역시에 대학병원에서 근무하는 안과인턴, 레지던트, 전문의, 방사선사, 안경사, 간호사를 대상으로 안과 PACS의 지능형 영상진단 및 치료지원 시스템 구축을 위한 사용자 요구도 조사를 실시하였다. 구성 대상은 의사 7명(38.9%), 의료기술직 4명(22.2%) 간호사 3명(16.7%), 기타 4명(22.2%)로 나타났다. 안과 PACS 도입 시 가장 중요한 부분으로 8(44.4%)명이 편리성이라고 하였고, 안과 PACS Viewer 중요분야는 9(50.0%)명이 편리한 기능이라고 하였다. 안과 PACS Viewer 필요분야에서 가장 필요한 분야는 14(77.8%)명이 망막분야라고 하였다. 이는 망막 검사의 대부분이 영상을 이용한 진단이 활용되어 있어 나타나 결과로 볼 수 있었다. 안과 PACS Viewer의 환경 관련 문항에서 검사 환자 리스트에서 가장 중요한 것은 생년월일, 부위 ,장비명이었으며, Annotation 및 사진 편집기능에서는 길이측정, 선 및 화살표 삽입, 글자입력으로 진료 및 치료에 직접적인 영향을 미치는 부분을 가장 중요한 환경 구성으로 응답하였다. 안과 PACS의 지능형 영상진단 및 치료에 대한 지원 시스템 구성은 기존 PACS에서 이루어져 있는 Viewer 형태의 UI 구성보다는 더 세밀하고 정확한 진단을 요하는 길이, marking, 장비의 특성, Color Palette 변화, Multi Modality Image Display를 요구하고 있다. 앞으로 방사선 분야의 기존 Viewer 형태의 PACS UI 구성보다는 각 분야에 맞는 PACS UI를 구축함으로써 더 정확하고 지능화된 영상 진단 및 치료 지원을 할 수 있어야 하겠다.
흉부 X-ray 영상은 폐와 심장을 검사하는 방사선 검사이며 특히, 폐 질환을 진단하는 데 널리 사용되고 있다. 이러한 흉부 X-ray의 품질은 의사의 진단에 영향을 줄 수 있으므로 품질을 평가하는 과정이 필수적으로 거쳐야 하는데, 이 과정은 영상의학과 전문의의 주관이 개입될 수 있고, 수작업으로 이루어지기 때문에 많은 시간과 비용이 소모된다. 또한, 이러한 품질평가는 X-ray 영상의 특징과 사용 목적에 따라 일반적인 품질평가와는 다른 평가 요소가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 X-ray 영상에서 검출되는 장기의 해상도, ,해부학적인 구조, 균형 등을 고려하여 임상 현장에서 사용되는 흉부 X-ray 영상 화질 평가 가이드라인을 적용하여 품질요소를 5가지(인공음영, 포함범위, 환자자세, 흡기정도, 그리고 투과상태)로 나누고 이를 자동화하는 도구를 제안한다. 제안하는 도구는 수작업으로 품질평가를 진행하는 본래의 방식 대비 소요 시간과 비용을 줄여주고, 더 나아가 흉부 X-ray를 이용한 학습 모델 개발에 높은 품질의 학습데이터를 선별하는 과정에도 사용될 수 있다.
본 연구는 진단용 X-선 촬영에서 부가필터 두께에 따라 피폭 선량 및 의료영상저장전송시스템에 저장된 영상을 비교 평가하여 환자에게 가장 적은 방사선 피폭을 주면서 진단에 적절한 영상을 얻을 수 있는 촬영 조건을 알아보고자 하였다. 그 결과 면적선량($mGy{\cdot}cm^2$)과 입사표면선량($mGy$)은 1 mmAl+0.2 mmCu의 부가필터에서 가장 낮은 피폭 선량값을, 그리고 0 mmAl (No Filter)에서 가장 높은 피폭 선량 값을 보였다. 그러나 의료영상저장전송시스템으로 전송된 영상을 수치 해석 소프트웨어(MATLAB)로 구현한 히스토그램 결과 영상의 질에는 크게 영향을 미치지 않았다. 따라서 진단용 X-선 촬영 장치를 이용한 영상의학적 검사에서 영상의 질에 영향을 미치지 않고 피폭선량을 경감할 수 있는 최적의 부가필터를 사용함으로서 환자의 피폭 선량을 예측하고 검사 조건을 조절하는 데 있어 유용하게 이용될 수 있을 것으로 판단되었다.
대표적인 고부가가치 산업의 하나인 의료기기 산업은 선진국과의 기술격차를 최소화하여 해외수출시장의 진입이 매우 용이한 분야임에도 불구하고 그동안 일반인에게는 생소한 분야로 인식되어 각종 제도와 정책적인 지원 등에서 소외받아왔다. 특히 효율적인 진료와 환자의 심리적 안정을 위해 의료기기의 제품디자인은 매우 중요한 요소임에도 불구하고 디자인에 대한 무관심과 인식부족으로 투자와 지원이 부족했었던 대표적인 분야이다. 따라서 본 연구는 국내 의료기기 산업의 현황과 국내외 시장환경에 대한 일반적인 고찰과 함께 현 단계에서의 디자인문제점을 제시하고 이를 해결할 하나의 대안으로 대표적 고부가가치 장비인 이동형 영상진단장비에 대한 디자인개발 프로세스를 진행하여 결과물을 도출하였으며 이를 통한 디자인경쟁력의 중요성을 부각시키고 의료기기산업의 후발 디자인추진업체에 하나의 기초자료와 모델을 제시하고 지속적인 디자인투자의욕을 고취시키는 역할을 하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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