• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권3호
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• pp.135-139
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• 2013

호흡 연동 방사선 치료 시 사용되는 음성 유도 및 음성-영상 유도의 두 가지 호흡생체자기제어 방식이 호흡 재현성 및 선량에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구에서는 Medical College of Virginia (MCV)에서 획득한 19명의 폐암 환자에 대한 호흡 데이터를 이용하였다. 호흡 데이터는 총 5주간 1주 간격으로 자유 호흡, 음성 유도, 음성-영상 유도의 세 가지 형태로 획득하였으며 선량 평가는 MATLAB을 이용하였다. 그 결과, 자유 호흡의 경우에는 반복되는 치료에서 호흡재현성이 감소하여 CTV 선량이 약 30.0% 감소하는 것을 알 수 있었으며, 음성-영상 유도 방식을 이용할 경우 5주 후 CTV 선량이 20.0% 개선됨을 알 수 있었다. 이는 환자가 영상을 통하여 자가호흡조절 능력이 향상되기 때문으로 판단된다. 또한 음성 유도만 사용할 경우에도 호흡재현성을 유지하는 데는 효과적임을 확인하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.71-78
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• 2021

목 적: 폐암과 간암 환자에 대해 압력 기반 복부압박장치를 적용하여 입체적 세기변조 회전 방사선치료(VMAT)를 시행하였을 때의 치료 간(interfraction) 위치 재현성과 호흡 재현성을 평가함으로써 그 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 압력 기반 복부압박장치를 사용해 입체적 세기변조 회전 방사선치료를 받은 6명의 폐암 환자와 3명의 간암 환자를 대상으로 하였다. 치료 간 위치 재현성 평가를 위해 모의치료 CT 영상과 매일 획득한 CBCT 영상 174건을 비교하여 이미지 정합의 이동 값을 비교, 분석하였다. 치료 간 호흡 재현성 평가를 위해 모의치료 4DCT 영상과 매주 획득한 4D CBCT 영상 54건을 비교하여 호흡량 오차를 구하였다. 결 과: 수평수직 세 방향의 3D 벡터값인 전체 위치변화(Overall position variation, Overall VP)값은 폐와 간에서 각각 평균 1.1 ± 1.4 mm, 4.5 ± 2.8 mm로 나타났다. 호흡 변화(respiratory variation, Vr)값은 폐에서 평균 0.7 mm ± 3.4 mm (p=0.195), 간에서 평균 3.6 mm ± 2.6 mm (p<0.05)로 나타났다. 결 론: 흉복부 방사선 치료 시 압력 기반 복부압박장치의 적용은 복부 압박 재현을 통해 치료 간 종양의 호흡 변이뿐만 아니라 위치 변이를 안정적으로 조절하는 데에 유용한 것으로 사료된다. 보다 안정적인 재현성을 위해 치료 계획 시 적절한 PTV 여유가 고려되어야 하고, 매 치료 전 영상 유도에 따른 표적의 위치와 호흡 검증이 필요하다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2014년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.227-228
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• 2014

방사선치료의 발전으로 3차원치료보다 진보된 호흡연동방사선치료가 시행되어지고 있다. 호흡의 규칙성과 환자의 위치 재현성이 중요한 치료적응 인자이며, 호흡연동 방사선치료의 효율을 높일 수 있는 지표이다. 국가암통계상 고령의 암환자가 증가하며, 수술, 화학요법을 병행하는 암 치료법이 널리 이용이 되고 있다. 고식적인 치료를 요하는 고령의 복부 암 환자분들에 호흡연동 방사선치료법을 사용하는데 에는 호흡의 불규칙성과 체위의 재현성의 문제점으로 인한 치료 효율의 저하를 가져온다. 본 연구에서는 호흡에 의한 종양 움직임이 있는 방사선 치료에서 내부표적체적 기반의 치료계획과 호흡연동 기법을 적용한 치료계획과의 선량비교 분석하였다. 2가지 치료법 모두 정상조직 보호선량에 부합한 것으로 나타났으며 치료체적은 처방선량의 95%이상 포함된 선량분포로 적합하였다. ITV 설정을 통한 3D Plan은 고식적 치료을 목적으로 하는 고령의 환자, 체위 및 호흡의 불안정성 환자에게 처방선량의 95% 이상의 4D Plan의 치료법 보다 짧은 시간에 치료함으로써 치료효율을 높일 수 있을 거라 사료된다. 다만 정상조직보호선량(NTCP)에 부합하는지에 대한 평가가 전제되어야 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권1호
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• pp.53-63
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• 2014

본 연구에서는 호흡 동조 구동 팬톰을 이용하여 5가지의 호흡패턴에 따른 4DCT와 Slow-CT의 내부표적체적(ITV) 변화를 비교 분석하였다. 각 호흡패턴마다 호흡주기 1~4초와 표적 진폭 1~3 cm를 적용하여 4DCT와 Slow-CT를 각 3회 촬영하였다. 촬영한 영상들은 Eclipse 치료계획 시스템으로 표적을 윤곽 묘사하고 내부표적체적(ITV) 길이와 체적을 측정하였으며, 4DCT, Slow-CT의 ITV 길이와 체적의 평균값을 이론값과 비교하여 분석하였다. 4DCT에서의 ITV 길이와 체적은 호흡주기가 길수록, 표적 진폭이 짧을수록 이론값과의 차이가 감소하는 경향을 보였다. Slow-CT에서는 표적 진폭이 커질수록 4DCT와 마찬가지로 이론값과의 차이가 커졌으나 호흡주기에 따른 ITV 길이와 체적의 변화는 호흡주기 1초에서 가장 이론값 비슷하였고 2~4초 내에서는 재현성의 변화가 근소했다. 호흡패턴에 따라서는 4DCT, Slow-CT 모두 ITV 길이와 체적에 대해 A패턴에서 가장 높은 재현성을 보였고, B, C, D패턴은 서로 비슷한 차이를 보였으며 E패턴은 다른 네 패턴에 비해 이론값과의 차이가 가장 컸다. 4DCT에 대한 Slow-CT의 ITV 길이와 체적의 차이는 모든 호흡패턴에 대하여 호흡주기가 길수록, 표적 진폭이 클수록 증가하였다. 4DCT와 Slow-CT 영상간의 ITV 길이 및 체적에 대한 재현성을 비교했을 때 Slow-CT가 4DCT에 비해 평균적으로 약 22% 낮았으며, 호흡패턴에 따라 상, 하 방향에 대해 표적의 재현성이 달라졌다. A, B, C패턴의 경우 상, 하 방향으로 3 mm, E패턴은 상 방향에 비해 하 방향에서 5 mm의 차이를 보인 반면에 D패턴에서는 상 방향으로는 차이가 없었으나 하 방향으로 1.45 cm의 차이가 났다. 따라서 4DCT에 대하여 Slow-CT에 표적 움직임을 고려한 여유를 설정할 경우에는 호흡패턴에 따라 상, 하 방향에 다른 여유를 정의해야 한다고 판단된다. 향후 환자의 호흡신호를 바탕으로 CT 영상을 분석할 때 본 연구에서 수행한 데이터가 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권2호
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• pp.123-129
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• 2007

목 적: 전산화 단층촬영방법(Computed Tomography, CT)에 따라 고식적(Axial), 나선식(Helical), 연속(Cine) 주사방법으로 획득되어진 영상은 주사방법이 다르므로 각각의 재현되는 이미지 상에서 차이가 존재한다. 각각의 전산화 단층촬영 주사방법(scan type)이 움직임을 얼마나 정확히 묘사하는지 알아보고자 구동 팬톰을 이용하여 재현성에 대해 고찰해 보고자 한다. 대상 및 방법: 상 하 방향, 위 아래 방향 움직임을 재현하기 위해 자체 제작한 구동 팬톰과 호흡동조 구동 motor를 이용한다. 구동 motor 위에 표지자를 올려놓고 전산화 단층촬영 시 움직임을 구별하기 위해 표지자에 위치 표시를 위한 방사선 비투과성 물질(Localizer)을 부착한다. 자체 제작한 구동 팬톰을 이용하여 위 아래 움직임은 1.3 cm (16회/1분당)으로 고정 시키고, 호흡동조 구동 motor을 이용하여 상 하 움직임은 0.2 cm (8 rot/1분당)으로 고정 한다. 각각의 움직임을 고정 시키고 난 후, 전산화 단층 촬영 방법에 따라 고식적(Axial), 나선식(Helical), 연속(Cine) 주사방법으로 촬영한다. RPT 장비를 이용하여 움직임을 나타내는 표지자에 부착한 방사선 비투과성 물질과 볼륨 재현성이 정확한지 비교, 분석 한다. 결 과: 표지자의 전체 체적은 88.2 $cm^3$로 위 아래 방향 3 cm, 상 하 방향 0.3 cm 이동을 고려했을 때는 전체 체적이 184.3 $cm^3$이었다. 각각의 전산화 단층촬영방법에 따른 전체 체적은 고식적 주사방법에서는 135 $cm^3$, 나선식 주사방법에서는 164.9 $cm^3$, 연속 주사방법에서는 181.7 $cm^3$였다. 움직임에 대한 재현성을 나타내는 데 있어 연속 주사방법에서 가장 근접하게 표지자를 묘출하였다. 또한, 표지자에 부착한 방사선 비투과성 물질의 재현성에서도 연속 주사방법에서 가장 근접하게 나타내었다. 결 론: 전산화 단층촬영방법에 따른 고식적, 나선식, 연속 주사방법은 움직임에 영향을 많이 받는 장기를 촬영할 때, 움직임에 따른 정확한 장기 묘사 및 종양 조직의 움직임을 재현해야 한다. 본 실험에서 사용한 구동 팬톰을 이용한 표지자를 재현하는데 있어 전산화 단층촬영 시 연속 주사방법에서 촬영 할 때 가장 재현성이 높았다. 하지만, 임상 적용 시 환자의 호흡이나 움직임이 팬톰처럼 일정하지 않기 때문에 이를 위한 환자 교육 및 호흡을 일정하게 해줄 수 있는 장치의 사용 및 개발이 필요하며, 각각의 전산화 단층촬영방법에 대한 피폭선량에 대해서도 고려해야 할 것이라 사료 된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제23권1호
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• pp.13-19
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• 2011

목 적: 체부 정위방사선치료 시 치료 효과 향상을 위해서는 병소 부위의 정확한 위치 파악과 함께 호흡에 의한 종양의 움직임을 최소화하는 것이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 기존에 자체 개발하여 사용 중인 호흡운동 감소기구를 보다 사용이 편리하고 효과적이도록 개선하여, 체부 정위방사선치료에 있어서 임상 적용의 유용성을 평가하였다. 대상 및 방법: 자체 개발하여 사용 중이던 기존 호흡운동 감소기구의 장단점을 분석하여 재현성과 사용 정확도를 개선하였다. 그리고 개선된 호흡운동 감소기구를 체부 정위방사선치료에 활용하기 위한 유용성 평가 방법으로 첫째, 8명의 폐종양 환자에 대해 들숨(inhalation)과 날숨(exhalation) 상태에서 획득한 고속(spiral) 전산화단층촬영 영상을 통해, 호흡에 따른 종양 움직임을 3차원적으로 정량 분석하였다. 둘째, 선량 평가를 위해 EBT2 필름(Gafchromic, ISP, USA)을 장착할 수 있는 폴리에틸렌 팬텀과 3차원적 종양 움직임을 재현하기 위한 2축의 직교좌표 로봇(Cartesian Robot-2Axis, FARA RCM4H, Samsung Mechatronics, Korea)을 제작하였다. 그리고 전산화단층촬영에서 획득한 결과를 바탕으로 호흡운동을 재현하여, 등선량 곡선 및 2차원 등선량 프로파일을 분석하였다. 결 과: 벨크로 벨트로 제작된 사용이 편리하고 재현성이 우수한 호흡운동 감소기구를 개발하였다. 전산화단층촬영 영상으로 분석한 폐암환자의 호흡에 따른 3차원적인 종양의 움직임은 좌우, 전후, 두미측 방향에 따라 평균 3.2 mm, 4.3 mm, 13.0 mm로 나타났다. 팬텀과 직교좌표 로봇을 이용한 호흡에 의한 선량분포 특성변화의 결과로는, 치료계획 선량보다 방사선을 적게 받은 영역은 두미측 방향으로 각각 8.0%와 16.8%, 좌우측 방향으로 각각 8.1%와 10.9%로 후미측 방향의 선량 왜곡이 가장 크게 나타났고, 길이는 평균 4.2 mm이었다. 호흡주기에 따른 선량 왜곡의 변화는 크게 나타나지 않았다. 결 론: 본 연구를 통해 장기의 움직임을 최소화할 수 있는 사용이 편리하고 효과적인 호흡운동 감소기구를 개발하였다. 개발된 기구를 사용할 경우 평균 6 mm 정도의 CTV-PTV 마진을 사용하면 호흡에 따른 과소선량(underdose)을 극복할 수 있을 것으로 결과를 통해 확인하였다. 이로서 개발된 호흡운동 감소기구는 체부 정위방사선치료에 있어서 호흡동조 방법을 병행할 수 있는, 임상 적용이 용이한 효과적인 보조기구로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 감성과학
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• 제21권1호
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• pp.35-44
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• 2018

본 연구에서는 센서의 표면적 변화에 따른 입체적 호흡수 센서의 센싱 방식을 제안하고, 직물 기반의 입체적 호흡수 센서의 성능 평가 및 의복에 적용할 수 있는 디자인 방향성을 탐색하고자 한다. 이를 위해 입체적 구조의 차이에 따라 2가지 유형의 입체적 호흡수 센서를 제작하고 더미와 인체 대상으로 연구를 실시하였다. 연구I은 더미 대상 실험으로 센서의 유형 및 호흡 속도의 연구변인에 의해 입체적 호흡수 센서의 측정 가능성을 탐색하였다. 연구II는 7명의 20대 남성을 대상 실험으로 연구I의 연구변인 이외에 3개의 측정 위치별 적합한 유형의 센서를 제안하였다. 입체적 호흡수 센서의 정확도, 재현성, 신뢰도를 평가하기 위해, 의료기기 분야의 대표적 웨어러블 호흡수 센서인 BIOPAC을 사용하여 입체적 호흡수 센서와 동시에 호흡수를 측정하였다. 이상의 연구 결과를 통해 더미 대상으로 입체적 호흡수 센서의 측정 가능성을 탐색하였으며, 인체 대상으로 호흡수를 측정하여 측정 위치별 적합한 유형의 센서를 제안하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.167-174
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• 2012

목 적: 호흡동조방사선치료(Respiratory Gating Radiation Therapy, RGRT)에서 호흡의 안정성은 매우 중요한 인자이다. 이러한 호흡의 안정을 위해 본인의 호흡주기를 직접 확인할 수 있도록 시청각시스템을 이용한 호흡유도시스템을 개발하였고 이의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 2011년 6월부터 2012년 4월까지 본원에서 호흡동조방사선치료를 받은 7명의 환자를 대상으로 시청각시스템을 이용하지 않는 자유호흡을 먼저 측정하고 자체개발한 호흡유도시스템을 이용한 호흡을 측정하였다. 시청각시스템을 이용한 호흡연습 후에는 치료실내에서의 자가호흡과 시청각시스템을 이용한 호흡을 각각 측정하였다. 측정된 데이터는 호흡주기, 호흡함수의 면적을 구하여 표준편차를 구하였으며, 이를 분석하여 치료전후의 호흡변화를 알아 보았다. 결 과: 자유호흡과 오디오 유도시스템, 시청각 유도시스템의 표준편차는 PTP (peak to peak)가 각각 0.343, 0.148, 0.078이다. 호흡주기는 각각 0.645, 0.345, 0.171이며, 호흡함수의 면적은 각각 2.591, 1.008, 0.877로 나타났다. 전체 환자의 CT실과 치료실에서의 차이를 평균한 값은 PTP가 0.425, 호흡주기가 1.566, 호흡면적이 3.671로 측정되었다. 호흡유도시스템 적용전후의 표준편자는 PTP가 0.265, 호흡주기가 0.474, 호흡면적이 1.714의 차이를 나타내었다. 자유호흡과 시청각유도시스템 적용전후의 값을 T-검정한 결과에서는 PTP, 주기, 호흡함수면적에서 각각 P-value 0.035, 0.009, 0.010의 값을 나타냈다. 결 론: 호흡동조방사선치료에서 호흡조절은 치료의 성패를 좌우할 만큼 중요한 인자이다. 자유호흡이나 청각에 의존한 호흡주기 획득에 비해 시청각 호흡유도 시스템을 이용한 경우에 보다 안정적인 호흡을 얻을 수 있었다. 특히, 치료실에서도 같은 시스템을 이용하여 호흡을 조절함으로써 호흡주기의 재현성이 뛰어났다. 이러한 시스템은 호흡불안정에 의한 치료시간의 지연을 줄이고 좀 더 정확하고 정밀한 치료가 가능하게 되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.79-84
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• 2019

선박 운항 중 화재나 사고 시에 선박 내부의 복잡한 구조나 침수로 인해 갑판으로의 신속한 피난이 어려울 경우 유해가스나 산소 부족에 대응하기 위해서는 비상탈출용 호흡구난장비가 필수적이다. 최근 국내에서도 비상탈출호흡구가 개발 보급되고 있으나, 기본 성능만 만족할 뿐 실제 사용시의 착용성 및 활동성에 대한 평가 사례가 없어 그 효용성에 대해 의혹이 크다. 본 연구에서는 선박사고에 적합한 비상탈출호흡구에 대한 착용성 및 활동성 평가 항목을 제반 국제 기준으로부터 도출하였고, 개방식과 폐쇄식 각각의 국산 제품 샘플에 대한 평가를 수행하였다. 개방식은 시인성, 착용시간, 호흡저항 및 호스 걸림 부분에서, 폐쇄식은 정화통 방해, 무게 불균형, 호흡백 시야 가림 부분에서 개선이 필요한 것으로 평가되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권2호
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• pp.72-78
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• 2014

연구의 목적은 의사호흡정지(QBH) 바이오 피드백이 의료영상획득 시간의 큰변화 없이 잔류 호흡 운동을 조절함으로써 호흡 운동에 의한 영상 오류를 줄이고, 게이트 3차 흉부 자기 공명 영상을 향상시킬 수 있다는 가설을 실험하는 것이다. 가설을 확인하기 위해 건강한 다섯 사람을 대상으로 3T 지멘스 엠알아이의 호흡 탐색기가 포함된 T2 가중 스페이스 엠알 펄스 시퀀스를 이용해 두번의 게이트 자기공명 영상 연구를 시행 하였다: 자유 호흡 상태와 의사호흡정지 바이오 피드백 호흡상태, 의사호흡정지 바이오 피드백 시스템은 알피엠(RPM) 시스템(실시간 위치 관리시스템, 베리안)을 사용하여, 복부의 외부 위치를 측정하고, 음향과 시각적으로 각각의 호흡주기의 90% 위치에서 2초 숨을 정지하도록 안내하는 방법을 사용했다. 평가방법은 의사호흡정지 바이오 피드백 시스템을 이용시 간 상부의 호흡정지모습의 재현성이 게이팅 영역 내에서 향상되는지를 지원자의 실험을 통해 평가하였다. 자유호흡상태와 의사호흡정지 바이오 피드백상태에서 3차 흉부자기공명영상내에 호흡 운동에 의한 영상 오류와 게이팅영역 내에서의 잔류 호흡 운동 조절여부도 함께 평가했다. 또한, 복부 변위의 RMSE도 (제곱근오차) 조사되었다. 의사호흡정지 바이오 피드백방법을 사용함으로 자유호흡의 경우보다 게이트 3차 흉부 엠알 영상에서 폐와 간에서 호흡운동에 의한 영상오류의 감소 결과를 획득했다(영상획득시간: ~6분). 이는 의사호흡정지 바이오 피드백사용시, 게이팅 영역에서 복부 운동 감소와 횡경막의 잔류 움직임 감소가 일치함을 의미한다. 따라서, 알피엠을 통해 얻은 복부 변위의 전체 자료에서평균 RMSE는 (제곱근오차) 자유 호흡의 2.0 mm에 비해 7 mm (67% 감소, p값=0.02)로 감소하였으며, 게이팅영역만을 고려했을때는 자유 호흡의 1.7 mm가 의사호흡정지 바이오 피드백 호흡을 사용함으로써 0.7 mm (58 % 감소, p값=0.14) 로 개선되었다. 선형 피팅을 사용하여 얻은 평균 기준 이동값은 의사호흡정지 바이오 피드백 을 사용하면 자유 호흡 5.5 mm/분보다 0.6 mm/분(89% 감소, p값=0.017)으로 감소되었다. 이 연구는 의사호흡정지 바이오 피드백을 이용해 게이트 3차 흉부 자기 공명 영상 중에 간 상부의 호흡정지 재현성이 향상되는 것을 보여 주었다. 이 시스템은 내부 해부학의 운동을 조절함으로써 게이트 의료 영상과 방사선 치료에 임상적으로 적용 할 수 있다.