• 제목/요약/키워드: Cone-beam reconstruction

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호흡동조전산화단층촬영과 콘빔전산화단층촬영의 팬텀 영상 체적비교 (Comparison of Volumes between Four-Dimensional Computed Tomography and Cone-Beam Computed Tomography Images using Dynamic Phantom)

  • 김성은;원희수;홍주완;장남준;정우현;최병돈
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.123-130
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    • 2016
  • 목 적 : Computerized imaging reference systems 동적팬텀을이용한 cone-beamcomputed tomography(CBCT) 영상과 four-dimensionalcomputed tomography(4DCT) 영상의 체적을 비교분석 하고자 한다. 대상 및 방법 : 동적팬텀 내에 직경 1, 2, 3 cm 노드를 각각 삽입하고, CT simulator와 TruebeamSTx X-ray Imaging system을 이용하여 4DCT 영상과 CBCT 영상을 얻었다. 4DCT 영상은 maximum intensity projection(MIP), minimum intensity projection(MinIP), 그리고 average intensity projection(AVG)영상으로 재구성 하고 노드의 체적은 Eclipse system의 CT ranger tool로 CT number를 설정하여 측정하였다. 결 과 : CBCT를 기준으로 노드1, 2, 3 cm의 체적을 비교하였을 때 4DCT의 MIP는 0.54~2.33, 5.16~8.06, 9.03~20.11 ml, MinIP는 0.00~1.48, 0.00~8.47, 1.42~24.85 ml, AVG는 0.00~1.17, 0.00~2.19, 0.04~3.35 ml의 차이를 보였다. 결 론 : 노드의 체적을 비교한 결과 CBCT 영상은 4DCT의 AVG 영상과 유사한 것으로 확인되었다.

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Natural bioceramics: our experience with changing perspectives in the reconstruction of maxillofacial skeleton

  • Kattimani, Vivekanand Sabanna;Lingamaneni, Krishna Prasad
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제45권1호
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    • pp.34-42
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    • 2019
  • Objectives: Various bone graft substitute materials are used to enhance bone regeneration in the maxillofacial skeleton. In the recent past, synthetic graft materials have been produced using various synthetic and natural calcium precursors. Very recently, eggshell-derived hydroxyapatite (EHA) has been evaluated as a synthetic bone graft substitute. To assess bone regeneration using EHA in cystic and/or apicectomy defects of the jaws through clinical and radiographic evaluations. Materials and Methods: A total of 20 patients were enrolled in the study protocol (CTRI/2014/12/005340) and were followed up at 4, 8, 12, and 24 weeks to assess the amount of osseous fill through digital radiographs/cone-beam computed tomography along with clinical parameters and complications. Wilcoxon matched pairs test, means, percentages and standard deviations were used for the statistical analysis. Results: The sizes of the lesions in the study ranged from 1 to 4 cm and involved one to four teeth. The study showed significant changes in the formation of bone, the merging of material and the surgical site margins from the first week to the first month in all patients (age range, 15-50 years) irrespective of the size of the lesions and the number of teeth involved. Bone formation was statistically significant from the fourth to the eighth week, and the trabecular pattern was observed by the end of 12 weeks with uneventful wound healing. Conclusion: EHA showed enhancement of bone regeneration, and healing was complete by the end of 12 weeks with a trabecular pattern in all patients irrespective of the size of the lesion involved. The study showed enhancement of bone regeneration in the early bone formative stage within 12 weeks after grafting. EHA is cost effective and production is environment friendly with no disease transfer risks. Thus, natural bioceramics will play an important role in the reduction of costs involved in grafting and reconstruction.

Half-fan 모드를 이용한 방사선치료환자 위치교정을 위한 디지털영상 합성영상기술에 관한 예비연구 (Digital Tomosynthesis for Patient Alignment System Using Half-fan Mode CBCT Projection Images)

  • 박천주;박성호;김진성;한영이;주상규;신은혁;신정석;박희철;안용찬
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권4호
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    • pp.360-366
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    • 2010
  • 최근 정밀한 암 치료를 위해 방사선 치료기술이 강도변도 방사선치료, 영상유도 방사선치료 등의 눈부신 발전을 이루어 왔다. 2000년 이후로는 치료실에서 환자의 실제 치료위치를 정확히 파악하여 정밀한 치료를 가능하게 하는 영상 유도방사선 치료기술이 사용되고 있으며 가장 중요한 기술 중 하나가 방사선 치료 전에 다양한 방법의 의료 영상을 이용하여 환자의 치료 위치를 보정하는 것으로 가장 최근의 기술로는 선형가속기에 장착된 2차원 평면검출기를 이용한 콘빔CT (Cone Beam CT: CBCT)가 사용되고 있다. 본 연구에서는 기존의 CBCT의 "half fan" 조건에서 획득된 projection영상을 이용하여 360도 회전한 모든 영상이 아닌 제한된 각도에서 획득한 투사영상을 이용하여 환자의 해부학적 정보를 볼 수 있는 디지털 영상합성영상(Digital Tomosynthesis) 기술을 구현하였고 실제 위치교정을 위해 촬영된 환자 데이터를 이용하여 방사선 치료 환자 위치 교정을 위한 효용성을 검증하였다. 그 결과 동일 단층상에서의 해부학적 정보 표현에서 CBCT 영상과 비교하였을 때 유사성을 보였고 선량적인 측면에서 우월성을 나타냈다. 이러한 DTS의 장점을 극대화 하고 최적화가 이루어진다면 방사선 치료 위치 보정용으로 CBCT를 대체 할 수 있는 기술이 될 수 있을 것이라 기대한다.

Restoration-oriented anatomical analysis of alveolar bone at mandibular first molars and implications for immediate implant placement surgery: a CBCT study

  • Quan Shi;Yang Huang;Na Huo;Yi Jiang;Tong Zhang;Juncheng Wang
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제16권4호
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    • pp.212-220
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    • 2024
  • PURPOSE. This cone-beam computed tomography (CBCT) study aimed to analyze the anatomical characteristics of alveolar bone at mandibular first molar (MFM) and their implications for immediate implant placement surgery. MATERIALS AND METHODS. 100 patients with 140 MFMs were reviewed retrospectively. We first performed a 3D reconstruction of the patient's CBCT data to determine a reference plane with ideal implant placement and orientation. The following parameters of MFM region were analyzed: mesial-distal socket size (MDSS), buccal-lingual socket size (BL-SS), root furcation fornix to inferior alveolar nerve (IAN) distance (RF-I), interradicular bone thickness (IRB), mesial/distal root apex to the IAN distance (MRA-I/DRA-I), thickness of the buccal/lingual bone of the mesial root (MR-B/MR-L), thickness of the buccal/lingual bone of the distal root (DR-B/DR-L). RESULTS. The MD-SS of MFM was 8.74 ± 0.76 mm, and the BLSS was 8.26 ± 0.72 mm. The MR-B, DR-B was 1.01 ± 0.40 mm and 1.14 ± 0.50 mm, and the difference was statistically significant (P = .001). The values of the MR-L, DR-L were 2.71 ± 0.78 mm and 3.09 ± 0.73 mm, and the difference was also statistically significant (P < .001). The mean distance of RF-I was 15.68 ± 2.13 mm, and the MRA-I was 7.06 ± 2.22 mm, which was greater than that of DRA-I (6.48 ± 2.30 mm, P < .001). The IRB at 2 mm, 4 mm apical from the furcation fornix, and at apex level was 2.81 ± 0.50 mm, 3.30 ± 0.62 mm, and 4.44 ± 1.02 mm, respectively. CONCLUSION. There is relatively sufficient bone mass in interradicular bone in height, but an adequate width is lacking for the bone between the mesial and distal root after the extraction of the MFM for immediate implantation. The thickness of the MFM buccal bone is relative thin, especially for the mesial root.

CBCT 영상에서 구치부의 하악관 형태에 따른 재구성 방법 연구 (A Study on the Appropriate Reconstruction of the CBCT Images of Mandibular Canals)

  • 정천수;모은희;이기흔;한범희;김승철;김정삼;임청환
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제5권6호
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    • pp.369-375
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    • 2011
  • 치과 방사선 검사 중 파노라마(panorama) 촬영은 왜곡현상이 발생하여 정량적인 평가 시 부정확한 결과를 야기할 수 있다. 최근 임상에 적용되고 있는 새로운 영상화 기법인 cone beam형 전산화단층촬영(이하 CBCT)은 고해상도의 영상과 위치 정보를 제공한다. 본 실험에서는 DCT-90-P IMPLAGRAPHY Dental CT system (Vatech, Korea)을 사용하여 20명의 환자를 검사하였고, 촬영조건은 관전압 85kVp, 관전류 7mA, 촬영시간은 24초이다. CBCT 데이터를 3차원 컴퓨터 프로그램을 이용하여 재구성하고, 형태 계측학적으로 평가 분석하였다. 그 결과 하악체에 기울기에 따라 변화를 주었을 때, 하악관의 직경의 왜곡이 감소하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 피사체와 필름간의 거리가 클수록 확대가 많이 나타나고, 초점에서 벗어난 거리에 따라 영상이 차이가 있을 것으로 예상되기 때문에 재구성시 해부학적 위치의 구조에 맞게 부분적으로 알맞은 방법을 채택을 해야 하는 것으로 사료된다.

CBCT와 Simulation CT를 이용한 치료계획의 선량비교 (Comparison of using CBCT with CT Simulator for Radiation dose of Treatment Planning)

  • 김대영;최지원;조정근
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제9권12호
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    • pp.742-749
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    • 2009
  • 최근의 방사선치료용 선형가속기에 부착된 진단용 kV 에너지 영역의 X선 선원과 아모퍼스 실리콘(a-Si)의 검출기로 구성된 온보드영상장치(OBI)를 이용하여 콘빔 전산화단층촬영 영상(CBCT)획득이 가능하다. CBCT영상을 이용하여 치료계획을 세우게 되면 치료실에서 CT영상 촬영이 가능해짐으로써 고식적 치료환자들의 부담이 많이 감소될 수 있고 더 나아가 선량을 재계산하여 치료과정 중 치료계획 재수립도 가능하다. 본 연구에서는 CBCT를 이용한 치료계획과 기존의 모의치료용 CT를 이용한 치료계획을 비교 연구 함으로서 CBCT영상만으로 광자선 선량계산이 정확한지를 평가하고 임상에서 고식적방사선치료를 목적으로 하는 환자들을 대상으로 온라인 방사선치료계획의 가능성을 연구하였다. 선량계산에 필요한 CT수와 밀도간의 상호관계 확인을 위하여 Catphan 600 팬텀을 이용하여 교정곡선을 산출하였고 팬텀과 환자들의 모의 치료용 CT영상과 CBCT영상을 획득하여 치료계획 및 선량계산 된 결과를 비교하였다. CBCT 영상을 이용한 치료계획에서의 MU차이는 중심점에 100cGy 처방하였을 때 Phantom에서의 경우 3~4MU로 약 2.7%, 환자에서의 경우 1~3MU로 약 2.5% 이하로 차이가 났다. 팬텀과 환자에서의 Monitor unit(MU)차이는 2.7%, 2.5% 이내였으나, CBCT영상의 경우 검출기의 크기의 제약 및 환자의 불수의적인 움직임에 의하여 전자밀도가 큰 물질에서 산란선과 artifact의 발생이 크게 증가한다. 따라서 뇌 및 폐 영역의 치료계획시 선량의 오차가 더 커질 수 있어 이에 대한 주의가 요구된다. 치료시작 전 CBCT 영상을 획득하여 환자의 자세와 내부 장기의 위치를 보정하고 선량을 재계산하여 치료계획을 재수립하는 적응방사선치료(ART)를 시행하기 위해서는 산란선과 움직임에 의한 artifact의 감소방안이 마련되어야 할 것으로 사료된다.

Clinical changes of TMD and condyle stability after two jaw surgery with and without preceding TMD treatments in class III patients

  • Yoon, Sang-Yong;Song, Jae-Min;Kim, Yong-Deok;Chung, In-Kyo;Shin, Sang-Hun;Pusan Korea Pusan National University
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제37권
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    • pp.9.1-9.7
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    • 2015
  • Background: This study are to identify the symptomatic changes and condylar stability after 2 jaw surgery without preceding treatments for Temporomandibular joints(TMJ) in class III patients with the TMJ symptoms; and to assess therapeutic effect of 2 jaw surgery and the necessity of preceding treatment for alleviation of TMJ symptoms. Methods: 30 prognathic patients with preexisting TMJ symptoms were divided into 2 groups according to presence or absence of preceding treatments before the surgery. We evaluated symptomatic changes on both TMJ by questionnaires and clinical examinations. And we reconstructed 3D cone beam computed tomography images before 2 jaw surgery, immediately after the surgery, and 6 months or more after the surgery with SimPlant software, and analyzed the stability of condylar position on 3D reconstruction model. Significances were assessed by the Wilcoxon signed rank test on SPSS ver. 20.0. Results: Both groups had favorable changes of TMJ symptoms after orthognathic surgery. And postoperative position of condyle had good stability during follow-up period. Conclusion: 2 jaw surgery without preceding treatments for TMD can have therapeutic effect for TMD patients with class III malocclusion.

Effect of Total Collimation Width on Relative Electron Density, Effective Atomic Number, and Stopping Power Ratio Acquired by Dual-Layer Dual-Energy Computed Tomography

  • Jung, Seongmoon;Kim, Bitbyeol;Yoon, Euntaek;Kim, Jung-in;Park, Jong Min;Choi, Chang Heon
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제32권4호
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    • pp.165-171
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    • 2021
  • Purpose: This study aimed to evaluate the effect of collimator width on effective atomic number (EAN), relative electron density (RED), and stopping power ratio (SPR) measured by dual-layer dual-energy computed tomography (DL-DECT). Methods: CIRS electron density calibration phantoms with two different arrangements of material plugs were scanned by DL-DECT with two different collimator widths. The first phantom included two dense bone plugs, while the second excluded dense bone plugs. The collimator widths selected were 64 mm×0.625 mm for wider collimators and 16 mm×0.625 mm for narrow collimators. The scanning parameters were 120 kVp, 0.33 second gantry rotation, 3 mm slice thickness, B reconstruction filter, and spectral level 4. An image analysis portal system provided by a computed tomography (CT) manufacturer was used to derive the EAN and RED of the phantoms from the combination of low energy and high energy CT images. The EAN and RED were compared between the images scanned using the two different collimation widths. Results: The CT images with the wider collimation width generated more severe artifacts, particularly with high-density material (i.e., dense bone). RED and EAN for tissues (excluding lung and bones) with the wider collimation width showed significant relative differences compared to the theoretical value (4.5% for RED and 20.6% for EAN), while those with the narrow collimation width were closer to the theoretical value of each material (2.2% for EAN and 2.3% for RED). Scanning with narrow collimation width increased the accuracy of SPR estimation even with high-density bone plugs in the phantom. Conclusions: The effect of CT collimation width on EAN, RED, and SPR measured by DL-DECT was evaluated. In order to improve the accuracy of the measured EAN, RED, and SPR by DL-DECT, CT scanning should be performed using narrow collimation widths.

CBCT와 Simulation CT를 이용한 치료계획의 선량비교 (Comparison of using CBCT with CT simulator for radiation dose of treatment planning)

  • 조정근;김대영;한태종
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2009년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.1159-1166
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    • 2009
  • 최근의 방사선치료용 선형가속기에 부착된 진단용 kV 에너지 영역의 X선 선원과 아모퍼스 실리콘(a-Si)의 검출기로 구성된 온보드영상장치(OBI)를 이용하여 콘빔 전산화단층촬영 영상(CBCT)획득이 가능하다. CBCT영상을 이용하여 치료계획을 세우게 되면 치료실에서 CT영상 촬영이 가능해짐으로써 고식적 치료 환자들의 부담이 많이 감소 될 수 있고 더 나아가 선량을 재계산하여 치료과정 중 치료계획 재수립도 가능하다. 본 연구에서는 CBCT를 이용한 치료계획과 기존의 모의치료용 CT를 이용한 치료계획을 비교 연구 함으로서 CBCT영상만으로 광자선 선량계산이 정확한지를 평가하고 임상에서 고식적방사선치료를 목적으로 하는 환자들을 대상으로 온라인 방사선치료계획의 가능성을 연구하였다. 선량계산에 필요한 CT수와 밀도간의 상호관계 확인을 위하여 Catphan 600 팬텀을 이용하여 교정곡선을 산출하였고 팬텀과 환자들의 모의치료용 CT영상과 CBCT영상을 획득하여 치료계획 및 선량계산 된 결과를 비교하였다. CBCT 영상을 이용한 치료계획에서의 MU차이는 중심점에 100cGy 처방하였을 때 Phantom에서의 경우 3~4MU로 약 2.7%, 환자에서의 경우 1~3MU로 약 2.5% 이하로 차이가 났다. 팬텀과 환자에서의 Monitor unit(MU)차이는 2.7%, 2.5% 이내였으나, CBCT영상의 경우 검출기의 크기의 제약 및 환자의 불수의적인 움직임에 의하여 전자밀도가 큰 물질에서 산란선과 artifact의 발생이 크게 증가한다. 따라서 뇌 및 폐 영역의 치료계획시 선량의 오차가 더 커질 수 있어 이에 대한 주의가 요구된다. 치료시작 전 CBCT 영상을 획득하여 환자의 자세와 내부 장기의 위치를 보정하고 선량을 재계산하여 치료 계획을 재수립하는 적응방사선치료(ART)를 시행하기 위해서는 산란선과 움직임에 의한 artifact의 감소방안이 마련되어야 할 것으로 사료된다.

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디지털 유방단층영상합성법의 FBP 알고리즘 적용을 위한 다양한 필터 조합에 대한 연구 (A Study of Various Filter Setups with FBP Reconstruction for Digital Breast Tomosynthesis)

  • 이행화;김예슬;이영진;최성훈;이승완;박혜숙;김희중;최재구;최영욱
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제25권4호
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    • pp.271-280
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    • 2014
  • 최근에 디지털 유방촬영술(digital mammography, DM)의 해부학적 구조의 겹침 현상과 컴퓨터단층촬영영상(computed tomography, CT)의 높은 환자 선량을 해결하기 위해 디지털 유방단층영상합성장치(digital breast tomosynthesis, DBT)에 대한 연구 개발이 활발하게 수행되고 있다. 하지만 DBT 시스템은 제한된 각도로 영상을 획득하면서 급격한 데이터 결핍으로 인해 다른 층의 간섭으로 인한 인공물(artifacts)이 발생한다. 이를 완화시키기 위해 적절한 필터가 필요하다. 본 논문에서는 DBT 시스템에서 FBP 알고리즘을 이용하여 영상재구성 시 발생되는 인공물을 줄이기 위해 적절한 필터조합을 찾는 것이 궁극적인 목적이다. 시뮬레이션과 실제 실험을 통해 동일한 영상 획득조건에서 FBP 알고리즘을 이용해 재구성된 영상을 분석하여 다양한 필터 조합들의 특성을 조사했다. 필터 특성에 대한 평가를 하기 위해 영상 및 프로파일의 분석과 COV (coefficient of variation)를 이용하여 인공물과 잡음에 대한 평가를 하였다. 본 연구 결과를 통해 분광필터(spectral filter)의 파라미터 인자 값들을 조절하여 cut-off frequency를 설정함으로써 고주파 영역에 있는 영상의 잡음을 줄일 수 있었다. DBT 시스템에서 유방팬텀을 재구성한 영상들을 비교했을 때 분광필터의 파라미터 인자를 0.25로 적용한 영상의 결과는 분광필터를 적용하지 않았을 때보다 영상의 잡음을 10%로 감소시킬 수 있었다. 절편두께필터(slice thickness filter)의 파라미터 인자의 값들을 조절하여 정보들의 불균형을 줄임으로써 다른 층의 간섭으로 인한 인공물을 감소시킬 수 있었다. 결론적으로, 본 연구를 통해 FBP 알고리즘으로 재구성했을 때 필터들의 기본 특성을 확인 할 수 있었으며, 적절한 필터 조합이 실제 화질 개선에 기여한 것으로 확인할 수 있었다. 이 연구 결과는 다양한 필터 조합에 따른 잡음과 데이터 결핍에 의한 인공물에 대한 정보를 제공하여 DBT 시스템의 개발 및 임상화적용 연구에 기반이 될 것으로 기대된다.