• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제4권1호
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• pp.7-13
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• 2000

목적: 모형실험을 통하여 자기공명영상의 공간왜곡의 정도를 영상획득방향과 펄스연쇄별로 알아보고 실험 조건에서 공간왜곡이 가장 적은 영상 획득 방향과 펄스 연쇄를 찾고자 하였다. 실험 상 얻어진 가장 공간적 왜곡이 적은 영상법은 뇌정위 방서선수술의 적용시에도 실험한 조건중 가장 공간적 왜곡이 적은 영상법으로 인체적용에 도움이 될 것으로 가정하였다. 대상 및 방법: 아클리로 만든 직육면체에 일정한 간격 (2cm)의 아크릴 원형 막대 지름 4mm)를 배치하여 자기공명영상을 위한 모형을 제작하였다. 모형의 내부를 증류수로 채운 후 Leksell 상업용 감마나이프 G-프레임을 씌우고 모형을 자기공명 영상의 중심에 놓고 축상과 관상면의 T1 SE, T2 SE, T2 FSE, MPRAGE영상을 얻은 뒤 영상분석 프로그램(Lleksell Gamma Plan, Version = 5.10)을 이용하여 공간적 왜곡의 거의 없을 것이라고 가정한 CT 영상에서 측정된 막대간의 거리의 차이를 구하고 이것이 각 영상획득 방법과 펄스 연쇄별로 차이가 나는지 또 영상의 가장자리와 중심부에서 차이가 나는지 paired student t-test를 통하여 분석하였다. MR의 각 단면 영상을 영상분석 프로그램에 인식시키는 과정에서도 프로그램에 내장되어 있는 외부 표식자의 좌표의 위치를 통해서 외부표식자의 좌표의 위치를 통해서 외부표식자를 기준으로한 영상의 공간적 왜곡의 정도가 자동으로 측정된다. 결과: 자기공명영상의 공간적 왜곡은 횡단면 영상에서는 감마나이트의 G-프레임의 외부표식자에 의하여 측정된 결과와 모형실험을 통하여 얻어진 결과에서 모두 뇌정위방서선수술에 이용하기에 허용할 만한 1.5mm 이하의 적은 수준의 왜곡 값을 지니고 있었다. 관상면의 자기공명영상은 외부표식자에 의해 왜곡을 측정했을 때, 감마나이프에 적용하기에는 1.5mm 이상의 공간 왜곡값을 보였으나 왜부표식자에 의한 좌표를 통해 구해진 모형실험의 결과에서는 1.5mm 이하로 공간적 왜곡이 오히려 보정되는 결과를 보였다. 결론: 이 실험을 통하여 임상적으로 주로 사용되는 펄스연쇄와 영상획득방향에서 축상 3D MPRAGE기법이 가장 공간적 왜곡이 적은 영상법 임을 알 수 있었다. 현재 사용되는 MR기기의 공간왜곡의 정도는 모형실험의 결과, 1.5mm 이하 수준으로 매우 적어서 다른 영상법에 비해 매우 우수한 MR의 공간 해상력을 고려하면, 실제 인체에 적용하여 뇌정위 방사선수술시 사용항기에도 타영상기법에 비해 손색없는 영상법이 될 것으로 판단된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.25-33
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• 2021

목 적 : 본 연구를 통해 호흡동조방사선치료(Respiratory Gated Radiation Therapy, RGRT)시 환자 호흡 속도에 따른 Trigger mode의 정확성과 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 호흡 속도에 따른 Trigger mode의 정확성을 평가하기 위해 QUASAR^TM 호흡 움직임 팬텀에 3 mm의 기준 표지자(Fiducial marker, gold marker)를 삽입하여 본원 한달 동안 환자의 평균 호흡인 20 bpm(Breath per minute)을 기준으로 4DCT 촬영 후 정중앙(Median)에 위치한 표지자에 윤곽 묘사(Contouring)를 하였다. OBI(On Board Imager)가 장착된 Truebeam STx^TM를 이용해 방사선조사 구간인 Gating window를 Lower threshold는 2.0 mm로 모든 측정 조건에서 고정시키고, Upper threshold를 최고 위상으로부터 각각 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.5 mm, 3.0 mm로 바꿔가며 측정하였다. 위와 같은 조건에서 평균 호흡 속도인 20 bpm을 기준으로 10 bpm, 30 bpm, 40 bpm, 50 bpm, 60 bpm 호흡속도를 바꿔가며 방사선이 끊기는 순간인 'Once at beam off'로 5회 촬영하였다. 같은 방법으로 3일간 반복 촬영 후 각 속도 별 오차율을 비교하였다. 결 과 : 기준 호흡 속도 20 bpm에서 최고 위상으로부터 각각 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.5 mm, 3.0 mm Upper threshold에서 Trigger mode의 beam off시 차이는 3일간의 평균값으로 0.68±0.05 mm, 0.91±0.03 mm, 1.23±0.03 mm, 1.42±0.04 mm, 1.66±0.06 mm이다. 기준 호흡 속도(20 bpm)대비 호흡 속도 변화에 따른 측정 결과는 최대 절대차이(Absolute Difference)의 경우 1일차, 2일차, 3일차 모두 3 mm Upper threshold에서 평균 0.81±0.08 mm로 차이가 확인되었다. 호흡 속도와 절대차이의 편차(Variation)에 대한 상관관계를 평가하기 위한 결정계수 R2는 3일 평균 수치로 각각 0.838, 0.887, 0.770, 0.850, 0.906로 확인되었다. 3일간의 Threshold 모든 변수에서 p-value는 설정 유의수준 0.05 이하로 차이유의를 확인하였다. 결 론 : 호흡동조방사선치료 시 Trigger mode를 이용하여 영상유도를 할 경우 기준 호흡 속도(20 bpm)에서의 Trigger mode의 오차율이 평균 ±0.04 mm 값으로 정확성과 유용성을 확인 할 수 있었다. 그러나 호흡 속도에 따른 부정확성(Uncertainty) 또한 발생할 수 있다는 것을 알 수 있었으며, 특히, 기준 호흡 속도 대비 느려지는 경우(< 20 bpm)보다 빨라지는 경우(> 20 bpm) 영상획득에 대한 부정확성은 커졌다. 따라서 사전 모의치료시의 호흡을 선별하고 호흡을 유지하기 위한 호흡교육과 치료 중 적극적인 실시간 모니터링(Monitoring)이 필요하다고 사료된다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.323-335
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• 2012

본 논문에서는 손을 이용한 컴퓨터 비전 기술 기반의 증강 현실 시스템을 제안한다. 입력 영상에 가상의 물체를 정합하기 위해서는 정확한 특징점 추출과 추적 기술이 중요하다. 기존의 마커를 이용한 증강현실 시스템은 매우 안정성이 있지만 마커가 없이는 증강이 불가능하고 증강된 물체를 조작하는데 제한적인 상황을 제공하는 경향이 있다. 제안한 시스템은 손의 기하학적인 특성을 고려하여 적응적 최적 타원 검출 방법을 통해 손끝점을 특징점으로 추출한다. 그리고 손바닥 중심점을 기준으로 한 최단 거리 검출 방법을 이용하여 손끝점의 움직임을 추출해 가상의 객체를 안정적으로 정합한다. 실험을 통하여 특징점 추출이 약 82.0%의 정확도를 보였고 특징점 판별과 추적 성능 평가에서는 단지 약 1.8%와 2.0%의 오류를 보였다. 또한 제안한 시스템이 가상 객체의 안정적인 증강 측면에서, 효과적으로 카메라 사영 행렬을 획득하여 마커를 이용한 시스템을 대체할 수 있음을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권1호
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• pp.14-20
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• 2008

본 연구는 호흡조절방사선치료(Respiration gated radiotherapy)를 위해 종양의 실제 움직임과 호흡조절감시장치로 측정한 피부움직임과의 차이를 분석하여 호흡조절방사선치료 시 발생 가능한 오차를 예측하고자 하였다. 호흡에 따른 종양의 움직임을 알아보기 위해 본원에서 2007년1월 10일부터 2월 28일까지 횡경막 주위의 종양 움직임이 큰 폐부위 환자8명, 복부부위 환자 2명에 대해 투시검사기와 호흡조절감시장치를 이용하여 종양의 움직임 영상 및 복부에 위치시킨 적외선 반사장치의 움직임을 측정하였으며, 이 두 측정값의 차이를 정량적으로 비교 평가하였다. 투시검사기에서 종양의 움직임은 $1.3{\sim}3.5cm$ 종축방향(craniocaudal direction)으로 측정되었으며, 호흡조절감시장치는 $0.43{\sim}2.19cm$ 종축방향(craniocaudal direction)의 움직임이 측정되었다. 두 측정값의 비는 $1.31{\sim}5.56$으로 나타났으며 정규화 한 두 값의 표준편차는 $0.08{\sim}0.87cm$ (평균 0.204 cm)로 나타났다. 위상차가 존재한 patient 3를 제외하면 평균 0.13 cm, 최대 0.23 cm의 차이를 보이고 있다. 호흡조절감시장치로 종양의 움직임을 예측할 경우 0.23 cm 차이 이내에서 잘 예측됨을 말 수 있었고, 이 결과로 호흡조절방사선치료 시 0.2cm 정도 오차범위 내에서 치료가 가능할 것으로 예측된다. 다만 위상차이가 있는 환자는 호흡조절방사선치료를 적용하지 않는 것이 바람직하다고 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제7권1호
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• pp.3-7
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• 1996

정위적 방사선수술을 시행하기 위하여 CT, MR, 그리고 digital angiography 의 표적 위치결정의 정확도를 평가하였다. 특정한 지점의 위치가 이미 알려져 있는 (정밀도 : 0.lmm 이내) geometrical phantom 을 CT 혹은 MR로 scan 하였다. Scan 간격은 3mm 이었으며 FOV (Field of View)는 CT의 경우 35cm, MR 의 경우 28cm 이었다. 얻어진 영상은 GE format 의 형태로 TCP/IP를 이용하여 치료계획 컴퓨터로 전달되었다. 각 영상을 컴퓨터로 분석하여 얻은 측정된 좌표값을 이미 알고 있는 값과 비교하였다. Digital angiography 의 경우, 좌표값을 결정하기 위하여 anterior-posterior 방향과 lateral 방향의 film을 얻었으며 이 film은 film scanner를 이용하여 치료계획 컴퓨터로 전달되었다. CT 영상의 위치결정 오차는 1.2$\pm$0.5 mm이었으며 MR의 경우에는 coronal 및 sagittal 영상에 대하여 각각 평균 1.7$\pm$0.4mm, 2.1$\pm$0.7mm의 오차가 있었다. 반면에 Axial 영상의 경우에는 오차가 평균 4.7$\pm$ 0.9mm이었다. Digital angiography 의 위치결정 오차는 0.9$\pm$0.4mm이었다. CT, MR, 그리고 Angiography 등과 같은 진단장비를 이용하여 표적의 위치 및 형태를 정의하는데 있어서의 정확도는 진단 영상의 분해능 및 distortion 과 밀접한 관련을 가지고 있다. CT의 경우, 위치결정 오차는 주로 영상의 slice 간격에 따른 분해능에 의존하며 MR 영상의 경우에는 영상자체의 분해능과 더불어 head frame에 의한 distortion이 크게 작용하였다. 반면에 Digital angiography의 경우에는 fiducial marker의 distortion으로 인한 오차가 가장 크게 영향을 주었다. 본 연구의 결과는 치료계획시 PTV(Planning Target Volume)를 결정할 때 반드시 고려되어야 한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제31권2호
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• pp.114-122
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• 2010

This paper presents a method that registers a lymphoscintigraphy to the real image captured by a CMOS camera, which helps surgeons to easily and precisely detect sentinel lymph nodes for sentinel lymph node biopsy in breast cancer patients. The proposed method consists of two steps: pre-matching and image registration. In the first step, we localize fiducial markers in a lymphoscintigraphy and a real image of a four quadrant bar phantom by using image processing techniques, and then determines perspective transformation parameters by matching with the corresponding marker points. In the second step, we register a lymphoscintigraphy to a real images of patients by using the perspective transformation of pre-matching. To examine the accuracy of the proposed method, we conducted an experiment with a chest mock-up with radioactive markers. As a result, the euclidean distance between corresponding markers was less than 3mm. In conclusion, the present method can be used to accurately align lymphoscintigraphy and real images of patients without attached markers to patients, and then provide useful anatomical information on sentinel lymph node biopsy.

• 대한지역사회영양학회지
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• 제22권6호
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• pp.485-494
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• 2017

Objectives: The objective of this study was to develop mobile phone application for image-based dietary assessment and evaluate satisfaction regarding respondent's use of the mobile phone application. Methods: We developed a mobile phone application to assess dietary intakes using 24 hour dietary recall. After initial development, application was reviewed by ten adults and revised based on their comments. We recruited 192 volunteers (92 males, 100 females) to use the mobile phone application and to respond to a satisfaction survey. Participants were instructed to use the mobile phone application with fiducial marker five centimeter in width, length and two centimeter height at each eating occasion during designated 4 days, capturing $45^{\circ}$ angle and $90^{\circ}$ angle images of all food and beverage items before and after consumption. After using the mobile phone application for 4 days, participants were asked to complete an online questionnaire on the satisfaction of the mobile phone app. User satisfaction items composed of 12 questions of application user interface, 8 questions of emotional response, 9 questions of eating behavior in 5 likert scale. Participants were also asked to provide additional open-ended comments on the use of mobile phone application. Statistical analysis was performed by using the SPSS 23.0 (Statistical Package for the Social Science). Results: The average user interface score was $2.82{\pm}1.08$, which was close to the 'normal' response. Responses for emotion and eating behavior also were borderline to the 'normal'. Conclusions: This study found that the mobile phone application using 24-hour recall was acceptable to be used to assess dietary intakes for several days. However, there should be a need for such technology to be user-oriented instead of researcher-oriented. Easy and cost-effective new technology is needed for estimating the amounts of food eaten automatically when the photos are taken.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권4호
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• pp.197-201
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• 2004

뇌 신경계에 발생한 비정상조직 등 병소들을 수술적 방법으로 생체 조직검사 시 방사선 영상 공간과 실제 물리적 공간을 3 차원적으로 일치시키고 국재(localization)하는 영상지원 뇌 정위 수술은 혹시 발생할지도 모르는 후유증을 최소화할 수 있다. 본 연구는 대부분 고가의 대형 정위 수술 프로그램에 포함되어 있는 뇌수술을 영상 지원하는 정위적 국재 프로그램들 중 임상에서 수술 빈도가 높은 생체조직 검사 시술 시에 최소한의 기능으로 수술을 지원할 수 있는 프로그램을 개발하고 팬텀을 이용해 국재 정확도를 측정한 후 임상에서 사용 가능성을 평가하였다. 프로그램은 영상자료 입력, fiducial marker 등록, 목표점 좌표 지정 및 좌표 값 표시 등 3 부분으로 구성하였고 팬텀을 이용한 프로그램의 정확도를 측정결과 임상에서 요구되는 일반적인 국재 정확도 한계인 2 mm 이내였다. 이 프로그램은 고난도의 뇌 정위 생검 수술시 정확한 시술이 가능하도록 지원하여 수술의 위험도를 줄이고 수술 성공률 향상에 기여할 수 있으리라 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권3호
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• pp.143-152
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• 2015

본 연구에서는 두 개의 치료빔 가속기가 사용되는 구조에서 종양 위치 추적을 하는 두 쌍의 kV 영상시스템의 기하학적 설계 및 종양 위치 추적 정확도 분석을 목표로 하고 있다. 특히, 병변의 위치추적을 위한 수식 및 알고리즘을 수립하였고, 두 쌍의 kV 영상 시스템이 비직교 위치에 놓일 때 검출기 해상도가 종양 위치 추적 오차에 미치는 영향에 대해서 모의실험으로 분석하여 보았다. 병변의 위치추적을 위한 수식 및 알고리즘을 수립하기 위해서 각 엑스선원, 검출기 등의 절대좌표는 동차방정식을 이용하여 설정하였으며, 삼차원 상의 두 직선의 방정식을 통하여 병변의 절대위치를 찾아내도록 하였다. XCAT 프로그램을 이용한 모의실험을 통해서 영상 검출기의 해상도가 미치는 영향을 두 개의 kV 영상시스템의 각도에 따라서 분석하여보았다. XCAT 소프트웨어를 이용하여서 팬텀에 병변 추적을 위한 금속 기점 마커를 삽입하였고, CT projection 프로그램을 이용하여 각 kV 영상시스템의 각도별, 검출기의 해상도별 영상을 획득할 수 있다. 모의실험 결과, 두 kV영상시스템의 각도가 $90^{\circ}$에서 $50^{\circ}$까지는 검출기 해상도가 1.5 mm/pixel보다 고해상도 일 때 약 1 mm 이하의 위치 오차를 보였다. 하지만, 검출기의 해상도가 1.5 mm/pixel 이상으로 나빠질수록 오차가 약 1 mm 이상으로 나타날 뿐만 아니라 각도에 따른 오차의 변동이 컸다. 검출기의 해상도가 개선될 수록 그 각도별 오차의 변동이 줄어들고, $90^{\circ}$에서 가장 적은 오차가 발생 하는 것을 볼 수 있었다. 충분한 해상도의 검출기가 사용된다면 듀얼헤드 겐트리 시스템과 같이 공간적으로 제한된 방사선 치료기기에 두 개의 kV 영상시스템을 예각으로 설치하여도 된다는 결론을 도출할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 모의실험 방법론은 병변의 위치, 검출기의 특성, kV 영상 시스템의 기하학적 배치에 따른 종양추적 위치 추적시스템의 정확도를 분석하는 도구로서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.