• 제목/요약/키워드: Treatment Planning System

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A Prototype of Robotic External Fixation System for Surgery of Bone Deformity Correction

  • Kim, Yoon-Hyuk;Joo, Sang-Min;Lee, Soon-Geul
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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    • pp.2448-2450
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    • 2005
  • A robotic external fixation system for the surgery of bone deformity correction was developed to simulate the execution process of mal-unioned femur by the adjustment of the joints of the fixation system. An inverse kinematics analysis algorithm was developed to calculate the necessary rotations and translations at each joint of the robotic system. The computer graphic model was developed for validation of the analysis result and visualization of the surgical process. For given rotational and angular deformity case, the surgical execution process using the robotic system was well matched with the pre-operative planning. The final residual rotational deformities were within $1.0^{\circ}{\sim}1.6^{\circ}$ after surgical correction process. The presented robotic system with computer-aided planning can be useful for knowledge-based fracture treatment and bone deformity correction under external fixation.

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동적 다엽콜리메이터의 Leaf gap이 전산화 치료계획에 미치는 영향 (The dosimetric impact on treatment planning of the Dynamic MLC leaf gap)

  • 김정미;윤인하;홍동기;백금문
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.233-238
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    • 2014
  • 목 적 : 최근 사용이 급증하고 있는 미국 베리안사의 이클립스 치료계획 시스템은 치료기에 설치되어 있는 다엽콜리메이터의 충돌 보호를 위해 존재하는 하드웨어적 제한성을 립 갭이라는 설정을 통하여 소프트웨어적으로 극복함으로써 정확한 치료계획을 구현 할 수 있도록 한다. 본 연구에서는 이클립스 치료계획 시스템에 설정되어 있는 립 갭이 치료계획에 미치는 영향을 분석하고 정확한 임상적용에 이용할 수 있도록 하고자 한다. 대상 및 방법 : 연구에 사용되어진 이클립스 치료계획 시스템의 버전은 11.0이다. 시스템에 설정되어 있는 립 갭은 각 치료기와 광자 에너지별로 측정되었다. 일반적으로 0.05~0.30 mm의 값을 가지고 있고, 다엽콜리메이터의 교정상태에 따라 다르므로 일괄되게 적용하지 않고 측정를 통하여 적용한다. 본 연구에서는 세기변조와 용적변조 치료계획을 측정된 각각의 립 갭을 적용하고, 립 갭이 달라질 때마다 치료계획의 영향을 Dmax, CI 등을 이용하여 평가하였다. 결 과 : 동일한 치료계획을 각각의 치료기에서 립 갭을 변화하며 평가하였을 때, 립 갭이 0.05 mm ~ 0.50 mm로 증가할수록 Dmax, CI 의 값이 2~5% 이상 증가하였다. 세기변조방사선치료계획과 용적변조방사선치료계획 모두 동일한 경향을 나타내었고 각 치료계획 간의 유의성은 찾아 볼 수 없었다. 결 론 : 치료기의 다엽콜리메이터의 립 갭 설정은 일반적으로 고유한 측정값을 가지고 있다. 하지만, 다엽콜리메이터의 노후, 교정, 수리 및 점검 후에 립 갭은 변할 수 있고, 이러한 값은 결국 치료계획에 영향을 미치기 때문에 반드시 확인 후 치료에 적용해야 한다. 경우에 따라선 립 갭을 초기 설정값을 유지하는 할 수 있는데, 이는 치료계획에 미치는 영향을 무시할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

외고정법을 이용한 컴퓨터이용 및 로봇지원 골절수술 및 골변형교 정술에 대한 연구 (Research on Computer-aided and Robotic-assisted Surgery of Fracture Reduction and Bone Deformity Correction under External fixation)

  • 김윤혁
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.131-134
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    • 2005
  • This paper presents a computer-aided simulation and robotic-assisted execution technology of external fixation method to achieve fracture reduction and deformity correction in long bones. Combining the kinematic analysis with a graphic model of the tibia and the fixator allowed 3D simulation and visualization of the adjustments required to reduce fracture or correct bone deformity as a pre-operative planning tool. The developed robot model provided accurate deformity correction with small residual deformity based on the results of the planning. By incorporating the robot model with image-guided system and computer-aided planning, the integrated system could be useful for computer-aided pre-operative planning and robotic-assisted execution in fracture treatment and bone deformity surgery.

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스테이터 및 로터의 블랭킹에 관한 공정설계 및 금형설계 시스템 (An Automated Process Planning and Die Design System for Blanking of Stator and Rotor Parts)

  • Park, J.C.;Kim, M.M.;Lee, S.M.
    • 한국정밀공학회지
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    • 제13권8호
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    • pp.40-51
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    • 1996
  • This paper describes some research works of computer-aided design of blanking and piercing progressive die for stator and rotor parts. An approach to the system is based on knowledge based rules. The deveolped system is composed of six modules such as main program, input and shape treatment, production feasibility check, strip layout, die layout and drawing edit module. Using this system, design parameters ( geometric shapes, die and punch dimensions and dimensions of tool elements) are determined and output is gen- erated in graphic from. Knowledges for tool design are extracted from the plasticity theories, handbooks, relevant references and empirical know-hows of experts in blkanking companies. The developed system provides powerful capabilities for process planning and die design of stator and rotor parts.

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컴퓨터 보조 기반 치아 지지 서지컬 템프레이트를 이용한 상악구치부 임플란트 식립 (Implant Fixture Installation in the Posterior Maxilla Using a Tooth-supported Surgical Template Based on Computer Assisted Treatment Planning)

  • 김성민;김명주;이지호;명훈;이종호;김명진
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제35권6호
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    • pp.381-389
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    • 2013
  • Two patients with partial edentulous maxilla were scheduled to undergo installation of implant fixtures using a tooth-supported surgical template based on computer assisted treatment planning. After 3-dimensional (3D) computed tomographic scanning was transferred to the OnDemand3D (Cybermed Co., Seoul, Korea) software program for virtual planning, fixtures of MK III Groovy RP implant of the Br${\aa}$nemark System (Nobel Biocare AB Co., G$\ddot{o}$teborg, Sweden) was installed using the In2Guide (CyberMed Co., Seoul, Korea) tooth-supported surgical template with a Quick Guide Kit (Osstem Implant Co., Seoul, Korea) system in the posterior maxilla of each patient. Sinus floor elevation with a xenogenic bone graft procedure was also performed simultaneously in one patient. Fixture installations were completed successfully without complications, such as sinus mucosa perforation, bony bleedings, fenestrations, or others. During the last two-year follow-up period after prosthetics delivery, each implant was found to be fine with no other minor complications. The entire procedures are reported and the literatures on use of tooth-supported surgical template was reviewed.

체계중심병원건축계획을 위한 공간깊이의 적정범위에 관한 연구 (A Study on the Optimum Range of Space Depth for Hospital Architecture Planning Focused on System)

  • 김은석;양내원
    • 의료ㆍ복지 건축 : 한국의료복지건축학회 논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.47-55
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    • 2016
  • Purpose: Growth and change are the most important things in planning of hospital architecture. It is especially necessary for countless changes taken place since the hospital opens to be adapted to the planning of hospital architecture phase. The space depth in the hospital serves a very crucial role in accepting these changes. The purpose of this study is to provide basic data necessary to space depth planning to prepare for change through analyzing space depth's change in hospital architecture chronologically. Methods:: The method of this study is analyzing space depth's change in cases of 19 hospitals in total, from the 1980's, which is the quantitative growth period, until recently. Especially this study is analyzing Max & Min space depth focusing change of medical environment. Based on this, this study suggests an form of space depth and optimum range of space depth response to growth and change of hospital architecture. Results: The conclusions of this study are as follows. Considering these conclusion, double linear system is most appropriate for space depth for hospital architecture planning focused on system. Optimal range of space depth is at least 21.6m or more in case of clinic room and from 27 meter to 37meter in case of examination & treatment room. Implications: Space of Depth is a key element determining system for hospital architecture planning focused on system. The results of this paper can be data for planning system of hospital architecture which copes with the change.

방사선 종양학과에서 CR System을 이용한 PACS 유용성 평가 (Using CR System at the Department of Radiation Oncology PACS Evaluation)

  • 홍성일;김영재
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.143-149
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    • 2012
  • 오늘날 의료영상매체의 획기적인 발전으로 각 병원에서 최신 의료장비를 도입함으로써 첨단화, 디지털화로 급변하는 추세이다. 이러한 움직임에 발맞추어 방사선 종양학과에서도 CR system을 도입하여 film system의 단점을 보완하고 병원에서 사용하고 있는 Picture Archiving and Communication System(PACS)과 Electronic Medical Record (EMR) , 그리고 Radiation therapy Treatment Planning system(RTP)의 network를 원활히 하여 업무효율 증대 및 환자에 대한 의료의 질 개선과 서비스 향상을 이루고자 하고 있는데, 방사선 종양학과의 Computed Radiography system(CR system)을 이용하여 PACS에 통합한 사례를 소개하고 그 유용성을 평가하고자 한다. 의료용 선형가속기인 MEVATRON-MX를 이용하여 현재 시행하고 있는 정도관리 중 Gantry, Collimator Star Shot, Light vs. Radiation Field Accuracy, HDR QA(Dwell position accuracy)를 시행하여 PACS 상에 구현하였고 모니터 상에서 디지털 영상을 통한 QA가 가능한지 확인하였다. 또한, 현재 S병원에서 사용 중인 Operation Control System(OCS)과 연동하여 치료에 필요한 코드를 각각의 치료에 부과하여 네트워크로 연결, CR상에 입력한 order가 나타나도록 하였으며, Planning System인 Pinacle과 PACS상의 지원 data 오류를 해결하여 PACS 상에서도 Planning 영상을 볼 수 있도록 하였다. CR system을 이용하여 L-gram, simulation image, planning image를 병원 내 어느 곳에서나 영상을 조회하고 볼 수 있게 PACS에 통합 구축되어있다. Filmless 환경에서 Dosimetry용 IP를 이용하여 Light/Radition field size 일치, gantry rotation axis의 정확성, collimator rotation axis의 정확성, brachy therapy의 Dwell position check등 QA의 시행이 가능하였다. CR system을 이용하여 방사선 종양학과에서 얻어지는 영상을 PACS에 통합함으로써 작업시간 단축과 그에 따른 불필요한 인력소모의 감소 등으로 인하여 업무효율이 증대되었지만 향후 환자정보에 대한 보안을 필요로 한다.

세기조절 방사선 치료에서 CORVUS TPS를 이용한 $\textrm{IMFAST}^{TM}$ Segmentation Algorithm의 연구 (Study of $\textrm{IMFAST}^{TM}$ Segmentation Algorithm with CORVUS TPS for Intensity Modulated Radiation Therapy)

  • Lee, Se-Byeong;Jino Bak;Cho, Kwang-Hwan;Chu, Sung-Sil;Lee, Chang-Geol;Lee, Suk;Hongryll Pyo;Suh, Chang-Ok
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제13권4호
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    • pp.181-186
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    • 2002
  • 세기조절 방사선 치료는 각각의 치료계획 시스템의 도스 최적화 알고리즘과 선형 가속기의 조합에 따라 다양하게 최적의 성능을 발휘 할 수 있다. 연세 암센터는 효과적인 방사선치료를 위하여 2002년 2월에 세기조절 방사선 치료 시스템을 도입하여 운영 중에 있으며 도입된 시스템은 CORVUS (Nomos, 미국) 치료계획 시스템과 LANTIS, PRIMEVIEW, PRIMART (Siemens, 미국)의 선형가속기 시스템으로 구성되어 있다. 최적화된 치료를 위해서는 CORVUS 치료계획기와 PRIMART 선형가속기의 적절한 조합 조건을 찾아 적용하는 것이 중요한 일이다. 이 Step & Shoot 방식의 세기조절 방사선 치료기는 Finite Size Pencil Beams (FSPB) 도스모델과 simulated annealing method의 도스 최적화 알고리즘 및 IMFAST의 segmentation 알고리즘을 사용하고 있다. 본 연구는 segmentation 알고리듬에 관한 것으로 두개의 기본 beamlet 크기(1.0$\times$1.0 $\textrm{cm}^2$ 와 0.5$\times$1.0$\textrm{cm}^2$)와 4가지의 빔 세기 단계(5%, 10%, 20%, 33%)의 option을 4명의 상이한 환자 case에 대하여 적용하고 비교해 보았다. 상대적으로 작은 target 부피를 갖는 경우 TPS상의 segmentation의 설정에 민감하게 target 도스분포가 변하였으며 작은 beamlet일수록 intensity step을 작게 할수록 최적의 도스분포를 보여주었다.

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Application of Virtual Surgical Planning with Computer Assisted Design and Manufacturing Technology to Cranio-Maxillofacial Surgery

  • Zhao, Linping;Patel, Pravin K.;Cohen, Mimis
    • Archives of Plastic Surgery
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    • 제39권4호
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    • pp.309-316
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    • 2012
  • Computer aided design and manufacturing (CAD/CAM) technology today is the standard in manufacturing industry. The application of the CAD/CAM technology, together with the emerging 3D medical images based virtual surgical planning (VSP) technology, to craniomaxillofacial reconstruction has been gaining increasing attention to reconstructive surgeons. This article illustrates the components, system and clinical management of the VSP and CAD/CAM technology including: data acquisition, virtual surgical and treatment planning, individual implant design and fabrication, and outcome assessment. It focuses primarily on the technical aspects of the VSP and CAD/CAM system to improve the predictability of the planning and outcome.

Proposal on Guideline for Quality Assurance of Radiation Treatment Planning System

  • Oh, Yoonjin;Shin, Dong Oh;Kim, Juhye;Kwon, Nahye;Lee, Soon Sung;Choi, Sang Hyoun;Ahn, Sohyun;Park, Dong-wook;Kim, Dong Wook
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제28권4호
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    • pp.197-206
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    • 2017
  • We develop guidelines for the quality assurance of radiation treatment planning systems (TPS) by comparing and reviewing recommendations from major countries and organizations, as well as by analyzing the AAPM, ESTRO, and IAEA TPS quality assurance guidelines. We establish quality assurance items for acceptance testing, commissioning, periodic testing, system management, and security, and propose methods to perform each item within acceptable standards. Acceptance includes tests of hardware and network environments, data transmission, software, and benchmarking as specified by the system supplier, and apply the IAEA classification criteria. Commissioning includes dosimetric and non-dosimetric items for assessing TPS performance by applying the AAPM classification criteria and the latest technical items from the IAEA. Periodic quality assurance tests include daily, weekly, monthly, yearly, and occasional items by applying the AAPM classification criteria. System management and security items include the state and network connectivity of TPS, periodic data backup, and data access security. The guidelines for TPS quality assurance proposed in this study will help to improve the safety and quality of radiotherapy by preventing incidents related to radiotherapy.