• 대한방사선치료학회지
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• 제29권1호
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• pp.19-26
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• 2017

목 적: 양성자 치료계획에서 metal 재질의 fiducial marker에 의한 선량 계산오차를 최소화하려면 density override의 적용은 매우 중요하다. 하지만 실제 metal 재질로 density override을 할 경우 정확한 contouring 및 range compensator 제작에 어려움이 있기에 본 연구에서는 fiducial marker의 주변 재질로 density override를 시행하고 fiducial marker의 위치, 재질, beam의 개수에 따른 선량분포를 비교, 분석하여 평가하고자 한다. 대상 및 방법: Water phantom을 이용하여 fiducial marker의 위치를 proton beam의 최대 비정 끝에서부터 1.5, 2.5, 4.0, 6.0 cm로 설정하고 재질로는 gold, steel, titanium으로 설정하여 실제 metal 재질 및 주변 재질로 density override를 적용한 치료계획을 세웠다. 또한 본원에서 양성자치료를 받은 간암 환자 1명을 선정하여 proton beam의 최대 비정 끝에서부터 0, 1.5, 3.5 cm로 설정하고 재질로는 gold, steel, titanium으로 설정하여 치료계획을 세웠다. Fiducial marker의 재질, 위치 및 beam의 개수에 따른 PTV 내에 Homogeneity Index(HI), Conformity Index(CI), 종양에 가장 근접한 Organ At Risk(OAR)인 Esophagus의 maximum dose을 평가 지표로 설정하고 비교 분석하였다. 결 과: Water phantom 및 간암 환자를 대상으로 한 치료계획에서 fiducial marker의 위치에 따른 Homogeneity Index를 분석한 결과 실제 metal 재질로 density override 했을 때보다 주변 재질로 density override했을 때 Homogeneity Index가 감소했으며 주변 재질의 density override에서 하나의 beam에 대해서는 최대 비정 끝에서 멀리 위치할수록, 두 개 이상의 beam에서는 isocenter에 가까이 위치할수록 Homogeneity Index가 증가하였다. Fiducial marker의 위치에 따른 Conformity Index 및 종양 주위 OAR의 maximum dose를 분석한 결과 주변 재질로 density override 했을 때 Conformity Index는 1에 가까웠으며 OAR의 maximum dose는 크게 감소했다. 결 론: 일반적으로 임상에서 사용하는 작은 fiducial marker에 대해서 실제 metal 재질이 아닌 주변 재질로 density override 했을 때 선량 균등도 및 target coverage를 높이는 동시에 주변 정상조직에 대한 선량을 줄일 수 있었다. 따라서 fiducial marker을 최대한 피해서 치료계획을 세우는 것이 바람직하지만 beam path 상에 fiducial marker가 있는 경우 주변 재질의 density override 시행함으로써 보다 정밀한 양성자 치료 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-10
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• 2010

목 적: Fiducial marker를 이용하여 움직이는 장기인 간암의 영상유도 방사선 치료 시 fiducial marker에서 발생하는 artifact의 영향에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 영상 유도 시스템과 CT simulator를 사용하여 고정된 fiducial marker의 artifact 크기 측정, 움직이는 fiducial marker 궤적의 길이 측정과 2차원 정합과 3차원 정합을 각각 시행하였으며, 이때 couch의 좌표 이동 값을 분석하였다. 결 과: 고정된 3.00 mm 크기의 fiducial marker artifact 크기 측정 결과 기준 CT 슬라이스 두께 1.25, 2.50, 5.00, 10.00 mm에서 CT 4.90, 8.10, 12.90, 19.70 mm, 온 보드 영상장치 5.60, 10.60, 14.70, 29.40 mm로 측정되었고, 40.00 mm로 움직이는 fiducial marker 궤적의 길이를 측정한 결과 CT 42.00, 43.10, 46.50 mm, 온 보드 영상장치 43.40, 46.0, 49.30 mm로 측정되었다. 2차원 정합과 3차원 정합 사이에 1.00, 2.00, 8.00 mm의 좌표 이동이 발생하였다. 결 론: Fiducial marker를 이용하여 영상 유도 방사선 치료를 시행 할 때 fiducial marker에서 발생하는 artifact를 고려하여 slice thickness를 2.50 mm 이하로 설정하는 것이 치료 오차를 최소화 할 수 있는 방법이라 생각한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권1호
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• pp.19-24
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• 2010

목 적: Fiducial marker를 이용한 전립선암 방사선치료 시 적용 가능한 여러 영상유도 중 marker match를 이용한 Image guided radiotherapy (IGRT)의 유용성에 관하여 연구하고자 한다. 대상 및 방법: Fiducial marker를 이용해 영상유도 방사선 치료를 실시하는 전립선암 환자 10명을 대상으로 하였고, On-board image (OBI) system이 구성된 선형가속기(CLINAC iX)를 이용하였다. 환자를 set up 한 후 marker match와 Cone-beam Computed Tomography (CBCT)를 이용해 영상 유도를 실시한 후 X, Y, Z축에 대한 보정 값을 결정하고 이를 비교 평가하였다. 동일 환자를 대상으로 동일한 조건에서 marker match와 CBCT를 1주일에 한 번씩 총 5회 시행하였다. 결 과: Marker match와 CBCT에서 10명 모두 동일한 방향성을 보였고, marker match와 CBCT의 보정 값을 비교해본 결과 평균적으로 X축에서 약 0.6 mm, Y축에서 약 0.7 mm, Z축에서 약 0.8 mm의 차이를 보였다. 결 론: Fiducial marker를 이용하여 전립선암을 치료할 경우 marker match의 사용은 CBCT를 이용한 영상 유도와 평균 1.0 mm 미만의 보정 값의 차이를 보였으며, CBCT를 단독으로 이용하여 영상유도를 실시하는 것 보다 marker match와 CBCT를 이용한 3D/3D match를 병행하여 영상 유도를 실시하는 것이 치료기간 동안 영상 유도로 인한 환자의 피폭을 줄이고 영상획득 시간을 단축시킬 수 있어 매우 유용하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.353-364
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• 2009

In this paper, a SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) method using a single camera and planar fiducial markers is proposed. Fiducial markers are planar patterns that are mounted on the ceiling or wall. Each fiducial marker has a unique hi-tonal identification pattern with square outlines. It can be printed on paper to reduce cost or it can be painted using retro-reflective paint in order to make invisible and prevent undesirable visual effects. Existing localization methods using artificial landmarks have the disadvantage that landmark locations must be known a priori. In contrast, the proposed method can build a map and estimate robot location even if landmark locations are not known a priori. Hence, it reduces installation time and setup cost. The proposed method works good even when only one fiducial marker is seen at a scene. We perform computer simulation to evaluate proposed method.

• 로봇학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.197-202
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• 2023

This paper studies the method to extend the sensing range of a fiducial maker using a tilt camera. In the system that uses a fiducial marker to estimate their position on a map, the sensing range of the marker is an important issue. Although there are markers around, a robot with a fixed camera often misses nearby markers in the case that the viewing angle of the camera does not cover the sensing range of the marker. If the robot adjusts the viewing angle of a camera by adjusting the position information of the markers, this problem will be solved. The contribution of this paper is as follows. 1) Structural considerations for the tilting module of cameras attached to robots. 2) Tilting module control method considering the position of a marker and a robot. 3) Finally, verification of the differences in the sensing range of markers between the proposed system and the previous system.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권2호
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• pp.123-129
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• 2013

목 적: 전립선암 환자의 정확한 방사선치료를 위해 사전에 fiducial marker를 삽입하고 매 치료 전에 전립선의 위치를 확인 하는 방법이 있다. OBI (On-Board Imager)를 이용하여 대퇴부와 골반부에 가려져 잘 보이지 않았던 fiducial marker를 보다 명확히 확인할 수 있는 KV X-ray Both oblique (양사방향)촬영을 시행하고 기존의 2D/2D match (AP/LAT)촬영방법과 비교해서 그 유용성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법: 2012년 9월부터 2013년 4월까지 본과의 전립선암 환자 중 fiducial marker를 삽입하고 직장 ballooning을 시행한 환자 5명을 대상으로 치료 전 기존의 위치잡이 방법인 2D/2D match (AP/LAT) 즉 $0^{\circ}$ 및 $270^{\circ}$ 각도의 DRR (digital reconstruction radiography) 영상을 구성하고, 치료실에서는 환자 셋업 후 On-Board Imager로 얻어낸 $0^{\circ}$ 및 $270^{\circ}$ 방향의 KV X-ray Live 영상과 융합시켜 marker matching을 하고 X, Y, Z축에 대한 보정 값을 산출하였다. 또한 이와 비교 평가하는 양사방향 촬영에 적합한 각도를 결정하기 위하여 OBI source 각도 $10^{\circ}$ 간격으로 $0{\sim}360^{\circ}$ 방향의 DRR (digital reconstruction radiography) 영상을 구성한 후 그 중에서 fiducial maker가 가장 명확히 보이는 정 양사방향 $45^{\circ}$ 및 $315^{\circ}$ 방향의 영상을 선택하여 X, Y, Z축에 대한 보정 값을 산출하였으며, 기존의 AP/LAT ($0^{\circ}$ 및 $270^{\circ}$) matching 방법 비교평가 하기 위해 새롭게 구성한 양사방향($45^{\circ}$ 및 $315^{\circ}$) matching 방법을 격일로 병행하면서 fiducial maker matching을 실시하였다. 각 방법별 발생된 오차 이동 값에 대해서는 matching 후 보정하여 치료에 적용하였다. 결 과: OBI KV X-ray 영상을 이용한 2D/2D match는 직교하는 두 개의 영상이 필요하므로 직교가 되면서 fiducial marker의 위치파악이 명확하고, matching이 가장 유용한 DRR (digital reconstruction radiography) 영상은 OBI source 각도 $45^{\circ}$ 및 $315^{\circ}$ 방향에서 marker matching이 가장 유용하였으며, 각각의 matching 방법에 따라 환자를 셋업 하고 각 환자별로 치료 분할 수에 따른 각각의 X, Y, Z축의 오차 이동 값 $Mean{\pm}SD$를 산출한 결과, X축에서 AP/LAT: $0.4{\pm}1.67$ mm, OBLIQUE: $0.4{\pm}1.82$ mm, Y축에서 AP/LAT: $0.7{\pm}1.73$ mm, OBLIQUE: $0.2{\pm}1.77$ mm, Z축에서 AP/LAT: $0.8{\pm}1.94$ mm, OBLIQUE: $1.5{\pm}2.8$ mm로 나타났다. 즉 기존의 AP/LAT방향과 양사방향 촬영의 비교결과 오차 이동 값은 Z축 방향으로 다소 높게 나타났다. 이러한 오차 이동 값은 대상 환자의 적절한 전 처치 시행 여부와 치료 시 필연적으로 발생하는 셋업오차라 사료되며 각 환자별로 오차 값을 보정해서 치료에 적용하였다. 결 론: 전립선암 환자의 치료 전 자세 위치잡이 단계 시 OBI source angle $45^{\circ}/315^{\circ}$ 양사방향 촬영은 기존의 OBI source 각도 $0^{\circ}/270^{\circ}$ 방향의 AP/LAT 촬영보다 명확하게 fiducial marker를 확인 할 수 있으므로 보다 정확한 fiducial matching이 가능하였다. 또한 명확한 marker의 위치확인으로 matching에 소요되는 시간도 단축시킬 수 있었다. 그리고 기존의 방법 보다 적은 피폭선량으로 촬영이 가능 하였다. 따라서 전립선암 환자 뿐 만 아니라 양사방향 위치잡이 방법을 이용 할 수 있는 다른 치료부위에 대해서도 프로토콜을 마련하여 적용하면 정확한 치료에 필수적인 위치잡이 방법의 질을 향상 시키는데 기여 할 수 있으리라고 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제20권1호
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• pp.25-29
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• 2008

목 적: Fiducial Gold Marker가 삽입된 전립선암 양성자 치료 시 DIPS를 이용하여 전립선의 위치변화를 관찰하고, 전립선의 움직임에 따른 보정 및 양성자치료에 관한 연구를 하고자 한다. 대상 및 방법: 2008년 4월 이후로 본원에서 양성자치료를 받은 10명의 전립선암환자를 대상으로 하였다. 전립선의 위치변화를 관찰하기위해 치료 전에 전립선에 3개의 Fiducial Gold Marker를 삽입하였고, 전립선의 움직임을 최소화하기 위해 치료 전에 소변을 보고, 매일 정량의 물을 섭취하며, Rectal balloon을 함께 시행하였다. 환자의 처음 치료자세는 CT 모의치료 때와 같고, DIPS (Digital Image Positioning System)를 이용하여 AP, Lat 촬영을 하여 얻은 영상과 치료계획에서 얻은 PA, Lat 영상을 비교하여, Fiducial Gold Marker 위치변화(X, Y, Z) 관찰하였고, 이에 따른 보정 후에 양성자치료를 시행하였다. 결 과: 치료계획에서 얻은 영상과 DIPS를 이용하여 얻은 영상의 각각의 Fiducial Gold Marker의 위치변화 차이는 10명 환자에 있어서 치료 중심을 기준으로 평균 X축: $\pm$0.116 cm, Y축: $\pm$0.19 cm, Z축: $\pm$0.176 cm이었다. 10명의 환자 중 X축으로 최고 RT: 0.24 cm, 최저 RT: 0.04 cm의 위치변화 차이가 나타났고, Y축으로 최고 Sup: 0.42 cm, 최저 Inf: 0.03 cm 위치변화 차이가 나타났고, Z축으로 최고 Ant: 0.35 cm, 최저 Post: 0.05 cm의 위치변화 차이가 관찰되었다. 결 론: 전립선의 움직임을 최소화 하기위해 치료 전에 전처치로 소변을 보고, 매일 정량의 물을 섭취하며, Rectal balloon을 시행하였으나, 모든 환자의 경우에서 전립선에 삽입된 3개의 Fiducial Gold Marker의 매일 움직임을 관찰할 수 있었다. 위 자료를 바탕으로 보다 정확한 치료 중심 설정이 요구되는 양성자치료에서 Gold Marker Matching System의 필요성을 확인할 수 있었으며, 본 연구에서 사용된 DIPS를 이용하여 전립선의 위치변화에 따른 치료 중심을 보정함으로써 보다 정밀한 양성자치료 효과를 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권1호
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• pp.15-21
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• 2012

목 적: 본원에서 시행하고 있는 영상유도 방사선치료(Image Guided Radiation Therapy, IGRT)는 On-Board Imager system(OBI)을 이용하여 실시하고 있다. 본 논문에서는 Cone-Beam CT에서 물질 및 호흡의 변화가 영상에 미치는 영향을 분석하고 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 호흡의 모양을 임의로 조정할 수 있는 구동 팬텀(Motion Phantom)을 이용하여 기준 호흡에 따른 주기, 진폭, 기저호흡(Baseline)을 변화시키면서 폐 등가 물질 내의 지름 3 cm인 구 형태의 아크릴(Acryl)과 임상에 이용되고 있는 표지자(Fiducial Marker) 두 물질에 대하여 Cone-Beam CT를 총 3회 획득하고, 분석하였다. 결 과: 첫 번째 물질의 종류에 따라 구동 팬텀의 동일한 움직임을 원형 아크릴(Arcyl)일 때 100%, 표지자일 때 120% 나타내었다. 두 번째 기준 호흡 변화에 따라 기준 호흡의 영상크기를 1로 상쇄(Offset)하면 원형 아크릴(Arcyl)의 경우 기저호흡(Baseline)을 1.8 mm 이동 시켰을 때 1.13, 3.3 mm 이동 시켰을 때 1.27, 주기가 1초일 때 1.01, 2.5초일 때 1.045, 진폭이 기준의 0.7배일 때 0.86, 1.7배일 때 1.43의 변화를 보였고, 표지자의 경우 Baseline 1.8 mm shift일 때 1.18, 3.3 mm shift일 때 1.34, 주기가 1초일 때 1.0, 2.5초일 때 1.0, 진폭이 기준의 0.7배일 때 0.99, 1.7배일 때 1.66의 변화를 보였다. 결 론: Cone-Beam CT는 물질에 따라 그 움직임을 나타내는 것에 Fiducial marker의 경우 영상 크기에 20%의 영향이 있었다. 호흡의 변화에 따른 영향은 아크릴(Arcyl)의 경우 최소 13% 최대 43%, Fiducial marker의 경우 최소 18% 최대 66%의 변화를 보였다. 이런 영상의 차이는 큰 불확실성 요인이므로 Cone-Beam CT 획득 전에 환자의 호흡을 안정화해야 한다. 또한 영상획득 중간에도 지속적인 환자의 호흡 관찰을 하여 환자의 큰 호흡변화를 관찰하였다면 영상유도 후에 반드시 투시를 이용하여 치료부위를 확인할 필요가 있으며 재 Cone-Beam CT 획득을 통하여 보다 정확한 영상유도를 하는 것이 바람직하다고 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제29권2호
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• pp.91-98
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• 2011

목 적: 전립선암의 소분할 방사선치료에서 골반뼈를 기준으로 한 준비자세(setup)와 전립선에 삽입된 위치표지자(fiducial marker)를 이용한 준자세를 비교하였다. 대상 및 방법: 2009년 9월부터 2010년 8월까지 전립선암으로 근치적 소분할 방사선치료를 받은 4명의 환자를 대상으로 하였다. 방사선치료 1주일 전경에 경직장초음파 검사 하여 3개의 위치표지자를 직장을 통하여 전립선에 삽입하였다. 방사선치료계획용 컴퓨터단층촬영과 매 방사선치료 전에 직장 관장을 하였다. 소분할 방사선치료는 노발리스 장치를 이용하여, 매일 3.5 Gy씩 총 59.5 Gy를 계획하였다. 분할조사 전에 서로 수직인 두 방향의 kV X-선을 촬영하여 얻은 영상의 위치표지자와 방사선치료계획의 디지털재구성사진에서 관찰되는 위치표지자를 융합하여, 환자의 자세를 조정하고 준비자세를 하였다. 위치표지자 기준 준비자세에서 방사선치료계획의 디지털재구성사진과 kV X-선 영상의 골반뼈를 가상적으로 융합하여, 골반뼈 기준 준비자세를 구하였다. 결 과: 67회의 분할조사를 분석하였다. 위치표지자 기준 준비자세에서 방사선치료 중심점과의 3차원적 위치 차이의 평균은 $0.94{\pm}0.62$ mm (범위, 0.09~3.01 mm; 중앙값 0.81 mm)였고 좌우, 상하, 전후 방향으로 위치 차이의 평균은 각각 $0.39{\pm}0.34$ mm, $0.46{\pm}0.34$ mm, $0.57{\pm}0.59$ mm였다. 골반뼈 기준 준비자세에서 방사선치료 중심점과의 3차원적 위치 차이의 평균은 $3.15{\pm}2.03$ mm (범위, 0.25~8.23; 중앙값, 2.95 mm)였고, 상하 방향의 위치 차이(평균, $2.29{\pm}1.95$ mm)가 전후(평균, $1.73{\pm}1.31$ mm), 좌우(평균 $0.45{\pm}0.37$ mm) 방향보다 유의하게 컸다(p<0.05). 위치표지자 기준 준비자세와 골반뼈 기준 준비자세들에서 방사선치료 중심점과의 3차원적 위치 차이가 3 mm 이상이었던 경우는 전체 분할방사선조사 횟수의 1.5%와 49.3%였고, 5 mm 이상이었던 경우가 각각 0%, 17.9%였다. 결 론: 위치표지자를 이용하여 보다 정확하게 준비자세를 함으로써 계획용표적체적의 여유를 줄일 수 있고, 따라서 전립선 주변의 정상조직에 대한 방사선량을 감소시켜 보다 안전하게 소분할 방사선치료를 할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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• pp.74-79
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• 2009

증강 현실 응용 분야에서 널리 쓰이고 있는 마커는 단순히 마커를 구분하기 위한 ID에 대한 정보만을 가지고 있기 때문에 마커의 크기를 미리 알고 있어야 하며, 한 종류의 마커만을 사용할 수 있는 제약이 있었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 맥락정보를 포함하는 마커 디자인 및 해석 방법을 제안한다. 제안된 마커 디자인은 마커의 ID 정보 외에, 마커의 종류, 크기 및 회전 정보를 마커 내부에 2차원 바코드의 형태로 포함한다. 이와 같은 마커의 맥락 정보를 마커의 패턴에 저장함으로써 여러 종류의 마커를 사용할 수 있다. 그 외에도 마커의 크기 정보를 바탕으로 서로 다른 크기를 갖는 마커들 사이에 일관성을 유지하면서 동일한 비율로 콘텐츠를 증강하는 것이 가능하며, 가로/세로 비율이 알려져 있지 않은 직사각형의 마커들도 인식이 가능하다. 마커에 담긴 맥락 정보를 바탕으로 마커를 인식함으로써, 제안된 마커 디자인은 불특정 다수의 마커들이 존재하는 모바일 증강현실에 유용하게 쓰일 수 있다.