• 대한치과보철학회지
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• 제50권4호
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• pp.271-278
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• 2012

연구 목적: 최근 정확하면서도 외상이 적은 임플란트 식립을 위해 임플란트 수술용 가이드가 많이 쓰이고 있다. 그 중 대표적인 방식이 stereolithography 방식과 positioning device로 제작한 방식이다. 본 연구는 이 두 가지 방식의 정확성을 비교하기 위하여 4 가지 형태의 치아상실 모델에서 실험 후 정확성에 관하여 분석하였다. 연구 재료 및 방법: 4가지 형태 치아 결손 모델 각각에 대하여 stereolithography 방법과 positioning device를 이용한 방법으로 수술 가이드를 제작하였다. 제작된 수술 가이드를 제작에 사용되었던 치아모델에 장착하여 수술 가이드의 내면과 모델의 치아표면 사이 공간크기를 측정하여 가이드의 적합도를 평가하였다. 또한 이 수술 가이드를 이용하여 총 40개 모델에서 임플란트 시술을 진행하고, 시술 후 모델을 다시 cone-beam computed tomography촬영 하여 수술 전후 영상을 중첩시켜 계획 상의 임플란트와 실제 시술한 임플란트의 위치를 비교하였다. 통계학적인 검증을 위하여 PASW Statistics$^{(R)}$ 18.0을 이용하여서 Mann-Whitney U 검정을 사용하였다. 결과: 수술 가이드 내면과 모델 사이 공간크기가 stereolithography는 $1.4{\pm}0.3mm$이고, positioning device는 $0.4{\pm}0.3mm$로 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(P<.05). Stereolithography는 오차가 근원심 측에서 $3.9{\pm}1.6^{\circ}$, 협설 측에서 $2.7{\pm}1.5^{\circ}$, 깊이에서 $1.9{\pm}0.9mm$였다. 반면 positioning device는 오차가 근원심 측에서 $0.7{\pm}0.3^{\circ}$였고, 협설측에서 $0.3{\pm}0.2^{\circ}$, 깊이에서 $0.4{\pm}0.2mm$였다. 두 수술 가이드 제작방법은 모든 방향에서의 오차에서 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(P<.05). 결론: 본 연구의 결과는stereolithography방법보다 positioning device를 이용하여 수술 가이드를 제작할 때 C.T.와 임플란트 치료 계획 프로그램을 이용하여 미리 계획한 임플란트 식립 위치와 방향으로 더 정확하게 식립 할 수 있음을 보여 주었다.

• 터널과지하공간
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• 제31권5호
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• pp.374-384
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• 2021

본 논문에서는 암석시료의 CT 촬영 이미지상의 균열을 자동으로 탐지하는 새로운 인공지능 딥러닝 기법을 제안한다. 본 제안 기법은 2단계 딥러닝 객체인식 알고르즘인 Faster R-CNN을 기반으로 회전 가능한 경계박스(bounding box) 개념을 도입하여 알고리즘을 개조하였다. 회전 경계박스의 도입은 관심 균열 영역 밖의 배경의 불균질성 및 균열의 크기와 형태에 영향을 받는 딥러닝 객체인식기법 상의 고유한 어려움을 극복하기 위한 핵심 역할을 한다. 본 회전형 경계박스의 사용은 일반적으로 사용되는 영상 수평축과 평행한 경계박스 사용의 경우와 비교하여 긴 형태의 균열 형상 특성에 매우 잘 부합된다. 즉, 좋지않은 영향을 끼치는 경계박스 내 균열 이외 배경영역의 비율을 최소화 시킬 수 있다. 이외에도, 회전 경계박스의 추가적인 이점은 인식된 균열의 방향에 따라 회전하여 추론되는 경계박스를 통해 균열의 방향과 길이에 대한 정보를 직접적으로 얻을 수 있다. 본 제안기법의 적용성을 검증하기 위하여, 이미지상에서 매우 불균질한 화강암 시료에 인공적으로 균열을 발생시킨 다수의 암석시료 영상을 딥러닝 학습에 사용하고 추론 성능 실험을 진행하였다. 그 외에도, 동일 조건에서 사암과 셰일 암석 시료에도 적용하여 검증하였다. 결론적으로, 제안된 기법을 통해 균열 객체 인식의 평균 추론정확도(mAP)값이 0.89 정도 수준의 우수한 추론 성능을 보였으며, 기존 기법에 비해 추론된 경계박스 내 균열과 배경 영역의 비율 측면에서 배경의 비율이 획기적으로 최소화되는 유리한 추론 검증 결과를 보였다.

• 대한정형외과학회지
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• 제52권1호
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• pp.33-39
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• 2017

목적: 근위 경비골 및 상완골 절제 시 문제점은 알려져 있으나 소전자부 주위 골연골종의 임상상 및 수술 접근법에 대한 연구는 미약하다. 대상 및 방법: 소전자부 주위 골연골종으로 수술한 환자 13명의 증상 및 증상기간, 종양위치, 축상면상 돌출방향, 크기, 수술 접근법 및 장요근 손상 여부, 접근법에 따른 합병증을 후향적으로 분석하였다. 결과: 증상은 운동 및 보행 시 통증이 7예, 저림 및 방사통이 6예였다. 증상기간은 평균 19개월이었고 평균 크기는 120 ml였다. 후내 측으로 돌출된 종괴 5예에서 도달법은 후외방접근법 3예, 전방접근법 1예, 내측접근법 1예였다. 전내측 종괴 4예는 전방접근법으로 절제하였다. 전내측 및 후내측으로 돌출된 2예는 내측접근법 1예, 전방접근법이 1예였다. 후내측 돌출된 2예를 내측접근법으로 수술 후 피질골 결손으로 내고정술을 시행하였다. 후내측 돌출이 심한 1예에서 전방도달법 절제 후 좌골신경마비로 신경탐색술을 시행하였고 6개월 후 자연 회복되었다. 결론: 소전자부 주위 골연골종이 크고 후방돌출이 심하면 좌골신경 압박을 의심해야 한다. 내측도달법은 종양이 작을 때만 유용하고 전내측 돌출 및 경부에 있을 때 전방도달법이 유리하다. 후방돌출이 심한 큰 종괴에서 후방도달법이 신경손상을 최소화할 수 있는 방법이다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제26권2호
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• pp.118-125
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• 2008

목적: 온보드 영상장치(On-Board Imager, OBI) 및 콘빔CT(Cone Beam Computerized Tomography, CBCT)를 이용하면 치료실에 위치한 환자의 자세 및 위치와 모의치료 시점의 환자의 자세 및 위치를 비교할 수 있다. 온라인 영상유도방사선치료(on-line Image Guided Radiation Therapy, on-line IGRT)에서는 이러한 정보를 이용하여 방사선 치료 직전에 환자의 위치를 확인하고 보정한다. 이때 모의치료 시 획득한 영상과 치료실에서 실시간 얻은 kV X선 영상 또는 콘빔CT 영상을 이용하여 2차원/2차원 맞춤(2D/2D Match) 또는 3차원/3차원 맞춤(3D/3D Match)의 이미지 퓨젼 프로그램을 사용하여 그 편차를 산출한다. 이 과정에서 주어지는 편차가 환자 자세에 대한 오차를 정확히 반영하고 있는지에 대해 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 신체 내부 구조가 모사된 팬톰(The $RANDO^{(R)}$ Phantom, Alderson Research Laboratories Inc., Stamford, CT, USA)을 사용하여 실제 방사선 치료와 동일한 과정을 따라 모의치료 및 치료계획을 시행한 후 치료 테이블 위에 팬톰을 셋업한다. 그리고 모의치료 시 표시된 팬톰의 표면 지점에 치료실의 레이저에 일치시킨다. 이때, CT 모의치료실과 가속기가 있는 치료실의 벽면 고정 레이저에 대한 정렬의 일치만 확인하면, 치료테이블에 놓여진 팬톰의 위치는 모의치료 시 위치와 정확히 일치한다. 실제로는 팬톰 표면에 나타나는 레이저 선의 두께 정도되는 오차를 무시한다면, 두 시점에서 팬톰의 위치가 정확히 같다고 말할 수 있다. 정확히 위치가 재현되었다고 가정되는 팬톰에 대해 평행이동 또는 회전이동의 변화를 만들어 준 후, 위치가 옮겨지고 틀어진 팬톰에 대해 온보드 영상장치로부터 kV X선 영상을 그리고 콘빔CT로부터 CT 영상을 얻는다. kV X선 영상과 모의치료 시 획득한 CT영상을 이용하여 OBI 프로그램에서 제공되는 2차원/2차원 맞춤의 결과를 얻는다. 그리고 콘빔CT 영상과 모의치료 시 획득한 CT영상을 가지고 이미지 퓨젼 과정을 거쳐 3차원/3차원 맞춤의 결과를 얻는다. 이렇게 얻은 2차원/2차원 맞춤 및 3차원/3차원 맞춤의 결과와 처음에 팬톰에 인위적으로 만들어준 위치 변화를 비교한다. 결과: 온보드 영상장치로 획득한 kV X선 영상과 모의치료 시 영상을 비교하는 2차원/2차원 맞춤에서는 팬톰의 위치에 회전이동만 존재한다고 가정했을 때에는 평균 $0.06^{\circ}$의 오차 내에서 모의치료 시 팬톰의 위치에 대한 편차를 찾을 수 있었다. 또한 평행이동만 존재한다고 가정했을 때에는 편차 벡터의 크기가 평균 1.8 mm였다. 그리고 회전이동과 평행이동이 동시에 존재하는 일반적인 경우에는 편차 벡터의 크기는 평균 2.1 mm, 테이블 회전 방향으로 평균 $0.3^{\circ}$의 오차 내에서 모의치료 시 팬톰의 위치를 찾을 수 있었다. 콘빔CT로 획득한 영상을 이용하는 3차원/3차원 맞춤의 과정에서 팬톰의 위치가 회전이동만 존재할 때에는 평균 $0.03^{\circ}$의 오차 내에서, 평행이동만 있는 경우는 편차 벡터의 크기의 평균이 0.16 mm 내에서, 틀어지고 이동된 팬톰의 위치를 찾을 수 있었다. 그리고 회전이동과 평행이동이 동시에 존재하는 일반적인 경우에는 편차 벡터의 크기는 1.5 mm, 테이블 회전 방향으로 평균 $0^{\circ}$의 오차 내에서, 모의치료 시 팬톰의 위치와 맞출 수 있었다. 결론: 온보드 영상장치와 콘빔CT를 이용한 영상유도방사선치료(on-line IGRT)에서 모의치료 시 팬톰의 위치는 가속기의 치료테이블 위에서 매우 정확히 재현되어졌다. 온보드 영상장치는 kV X선 영상을 이용하여 간단하게 위치의 검증과 보정을 할 수 있었고, 콘빔CT를 이용하는 경우에는 2차원적인 정면 또는 측면 영상이 아니라, 3차원 영상을 비교함으로서 더욱 정확한 위치보정이 가능하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.123-135
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• 2012

목 적: 비소세포성 폐암 환자의 호흡 조절 방사선 치료 시 호흡에 의한 종양의 움직임을 최소화하는 것이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 자유호흡 주기와 제한호흡 주기를 각각 적용한 치료 계획을 비교, 분석하여 제한 호흡 주기의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 2011년 4월부터 12월까지 비소세포성 폐암 환자 9명(tumor n=10)을 대상으로 환자에게 평소의 호흡주기를 바탕으로 측정한 '자유호흡 주기'와 의도적으로 줄인 '제한호흡 주기'를 '신호모니터-호흡(guided-breathing)'법을 사용하여 각각 훈련을 실시한 후 RPM과 4차원 전산화 단층촬영 모의치료기를 이용해 치료계획용 4D CT를 실시하여 총 10개의 호흡 위상(respiration phase)별 CT 영상을 획득하였다. 각 호흡 주기의 CT 영상에 관측자 두 명이 각각 설정한 육안적 종양체적(Gross Tumor Volume, GTV)과 내부표적체적(Internal Target Volume, ITV)부피를 측정, 비교하였고 들숨(end-inspiration, EI)인 0%와 날숨(end-exhalation, EE)인 50% 위상에서의 center of mass (COM)를 측정하여 종양 움직임의 진폭을 측정했다. 또한 관측자 두명이 각각 두 호흡 주기를 적용한 치료계획을 수립하였고 정상 폐 평균선량(mean dose to normal lung, MDTNL)과 정상 폐 용적의 정상조직합병증확률(normal tissue complication probability, NTCP)을 비교, 분석하였으며 측정된 자료의 정량적 평가를 위해 통계 분석을 실시했다. 결 과: 관측자 두 명의 '제한호흡 주기'를 적용한 치료 계획을 분석한 결과 '자유호흡 주기'에 비해 종양의 3D 방향 움직임이 관측자 1의 경우 38.75%, 관측자 2의 경우 41.10%의 감소율을 보였고 GTV와 ITV의 부피를 측정, 비교한 결과 GTV의 부피는 관측자 1의 경우 $14.96{\pm}9.44%$, 관측자 2의 경우 $19.86{\pm}10.62%$, ITV의 부피는 관측자 1의 경우 $8.91{\pm}5.91%$, 관측자 2의 경우 $15.52{\pm}9.01%$의 감소율을 보였으며 MDTNL과 NTCP를 분석, 비교한 결과 MDTNL은 관측자 1의 경우 $3.98{\pm}5.62%$, 관측자 2의 경우 $7.62{\pm}10.29%$의 감소율을, NTCP의 경우 관측자 1의 결과 $21.70{\pm}28.27%$, 관측자 2의 결과 $37.83{\pm}49.93%$의 감소율을 나타냈다. 또한 두 관측자의 결과 값의 상관관계를 분석한 결과 '자유호흡 주기'에서는 관측자간의 유의한 차이를 보이는 데 비해 '제한호흡 주기'에서는 관측자간의 차이가 없는 감소율을 보였다. 결 론: '자유호흡 주기'에 비해 '제한호흡 주기'를 적용한 치료 계획에서 평가인자들의 상대적인 감소를 나타내어 비소세포성 폐암 환자의 호흡 조절 방사선 치료 시 '제한호흡 주기'의 유용성 및 타당성을 확인할 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권1호
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• pp.37-48
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• 2017

목 적: 방사선치료의 가장 기본적인 조건은 정상조직의 불필요한 피폭을 방지하는 것이다. 유방암의 경우는 폐와 심장에 조사되는 선량이 중요하게 평가되는 인자이다. 따라서 유방암 방사선치료 자세에 따른 정상조직에 조사되는 선량을 비교하고 그 연관성을 상관관계 분석을 통하여 결과를 확인하여 보다 효과적인 유방암 방사선 치료방법을 모색하고자 한다. 대상 및 방법: 본원을 내원한 좌측 유방암 환자 30명을 대상으로 Supine, Prone Position에서 CT image를 획득하였다. Eclipse Treatment Planning System(Version 11, USA)을 이용하여 전산화치료계획을 수립하였다. DVH(Dose Volume Histogram)을 통해 Position 별로 정상조직에 조사된 선량을 비교하였다. 그 결과를 바탕으로 SPSS(Version 18)을 이용하여 각 정상조직의 선량인자를 통계분석하고 항목 간 상관관계 분석 및 독립표본 t-test를 통하여 그 연관성을 알아보았다. 그리고 MIRADA RTx(Version Advanced 1.6, UK)를 이용하여 HI(Homogeneity Index)와 CI(Conformity Index)를 Supine, Prone Position에서 값을 구하고 비교하였다. 결 과: 유방암의 전산화치료계획의 결과 폐의 경우는 Supine Position에서 V20은 $16.5{\pm}2.6%$, V30은 $13.8{\pm}2.2%$, Mean dose는 $779.1{\pm}135.9cGy$(Absolute value)를 보였다. Prone Position은 위 순서대로 $3.1{\pm}2.2%$, $1.8{\pm}1.7%$, $241.4{\pm}138.3cGy$를 보였다. Prone Position이 전반적으로 낮은 선량을 나타내었고 평균선량 537.7 cGy가 더 적게 폐에 조사되었다. 심장의 경우에는 Supine, Prone 순서대로 V30은 $8.1{\pm}2.6%$, $5.1{\pm}2.5%$, Mean dose는 $594.9{\pm}225.3cGy$, $408{\pm}183.6cGy$를 보였다. Prone Position에서 평균선량 182.6 cGy가 더 적게 조사된다는 것을 확인하였다. 통계분석 결과 신뢰도 분석지표인 Cronbach's Alpha value는 0.563이였고 변수간의 상관관계분석 결과 치료자세와 폐의 선량평가인자는 대략 0.89 이상으로 그 상관관계가 높았다. 반면 심장의 경우는 V30은 0.488, Mean dose는 0.418로 상관관계가 다소 적었다. 마지막으로 독립표본 t-test 결과 치료자세와 폐, 심장의 선량평가인자가 신뢰수준 99 %에서 모두 유의하게 나타났다($p-value{\leq}0.05$). 결 론: 현재 방사선치료는 최첨단 선형가속기와 다양화된 전산화치료계획 기술이 개발되고 있다. 이 발전의 기본전제 조건은 PTV(Planning Target Volume) 주위의 정상조직 보호라고 생각한다. 물론 유방암 환자를 Prone Position에서 치료하면 Set-up의 재현성 문제와 다소 많은 시간이 소요되지만 이 실험결과에서 보듯이 Prone Position에서 폐와 심장에 들어가는 선량을 줄일 수 있으며 그 연관관계도 의미가 있다는 것을 확인하였다. 결론적으로 Prone Position에서 충분한 치료시간을 확보하고 정확한 치료부위 확인이 이루어진다면 환자에게 보다 좋은 방사선치료를 제공할 수 있다고 생각된다.