• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.53-60
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• 2002

Motion of lung tumors from respiration has been reported in the literature to be as large as of 1-2 cm. This motion requires an additional margin between the Clinical Target Volume (CTV) and the Planning Target Volume (PTV). While such a margin is necessary, it may not be sufficient to ensure proper delivery of Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT) to the CTV during the simultaneous movement of the DMLC. Gated treatment has been proposed to improve normal tissues sparing as well as to ensure accurate dose coverage of the tumor volume. The following questions have not been addressed in the literature: a) what is the dose error to a target volume without gated IMRT treatment\ulcorner b) what is an acceptable gating window for such treatment. In this study, we address these questions by proposing a novel technique for calculating the 3D dose error that would result if a lung IMRT plan were delivered without gating. The method is also generalized for gated treatment with an arbitrary triggering window. IMRT plans for three patients with lung tumor were studied. The treatment plans were generated with HELIOS for delivery with 6 MV on a CL2100 Varian linear accelerator with a 26 pair MLC. A CTV to PTV margin of 1 cm was used. An IMRT planning system searches for an optimized fluence map ${\Phi}$ (x,y) for each port, which is then converted into a dynamic MLC file (DMLC). The DMLC file contains information about MLC subfield shapes and the fractional Monitor Units (MUs) to be delivered for each subfield. With a lung tumor, a CTV that executes a quasi periodic motion z(t) does not receive ${\Phi}$ (x,y), but rather an Effective Incident Fluence EIF(x,y). We numerically evaluate the EIF(x,y) from a given DMLC file by a coordinate transformation to the Target's Eye View (TEV). In the TEV coordinate system, the CTV itself is stationary, and the MLC is seen to execute a motion -z(t) that is superimposed on the DMLC motion. The resulting EIF(x,y)is inputted back into the dose calculation engine to estimate the 3D dose to a moving CTV. In this study, we model respiratory motion as a sinusoidal function with an amplitude of 10 mm in the superior-inferior direction, a period of 5 seconds, and an initial phase of zero.

• 센서학회지
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• 제17권6호
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• pp.447-453
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• 2008

Respiration rate is one of the important vital signs. Photo-plethysmography (PPG) measurement especially on a finger has been widely used in pulse oximetry and also used in estimating respiration rate. It is well known that PPG contains respiration-induced intensity variation (RIIV) signal. However, the accuracy of finger PPG method has been controversial. We introduced a new technique of enhancing motion artifact by respiration. This was achieved simply by measuring PPG on the thorax. We examined the accuracy of these two PPG methods by comparing with two existing methods based on thoracic volume and nostril temperature changes. PPG sensing on finger tip, which is the most common site of measurement, produced 6.1 % error. On the other hand, our method of PPG sensing on the thorax achieved 0.4 % error which was a significant improvement. Finger PPG is sensitive to motion artifact and it is difficult to recover fully small respiratory signal buried in waveform dominated by absorption due to blood volume changes. Thorax PPG is poor to represent blood volumes changes since it contains substantial motion artifact due to respiration. Ironically, this inferior quality ensures higher accuracy in terms of respiration measurement. Extreme low-cost and small-sized LED/silicon detector and non-constrained reflection measurement provide a great candidate for respiration estimation in ubiquitous or personal health monitoring.

• 핵의학기술
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• 제22권1호
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• pp.15-22
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• 2018

PET/MRI 검사 시 호흡에 의한 움직임은 영상의 질 저하는 물론 종양의 크기, 표준섭취계수의 오차를 발생시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 일체형 PET/MRI 장비에서 MR기반 호흡 움직임 보정 방법의 적용에 따른 종양의 표준섭취계수, 크기와 영상 품질 변화를 평가하고자 하였다. Biograph mMR 3.0T (Siemens, Germany)장비에서 2016년 3월부터 7월까지 $^{18}F-FDG$ liver PET/MRI 검사를 시행한 30명 ($62.5{\pm}10.2$세)의 데이터를 분석하였다. 7분의 PET listmode 데이터를 획득하는 동안 MR 기반 호흡 움직임 보정 방법인 MAG, MTG와 NG T1 weighted MR 영상을 획득하였다. Gated PET 영상의 재구성은 35% efficiency window가 적용된 MAG와 MTG로부터 획득된 감쇄보정영상을 이용하여 시행하였다. Non-gate, MAG, MTG 영상에서 측정된 종양의 표준섭취계수와 Z축 방향의 크기 그리고 반치폭을 분석하였다 평균 $SUV_{max}$와 $SUV_{peak}$는 NG 대비 MAG 13.15%(P<0.0001), 8.66%(P<0.0001), MTG 13.27%(P<0.0001), 8.80%(P<0.0001) 증가하였으며 Z-축에서 평균 종양의 크기와 반치폭은 MAG 14.47%(P<0.0001), 15.49%(P=0.0004), MTG 14.89%(P<0.0001), 15.79%(P=0.0003) 감소하였으며 통계적으로 유의한 차이를 보였다. MAG와 MTG 비교 평가에서 MTG의 $SUV_{max}$와 $SUV_{peak}$는 MAG 대비 0.07%(P=0.8802), 0.13%(P=0.7766) 증가하였으며 Z-축에서 평균 종양의 크기와 반치폭은 0.49%(P=0.2786), 0.36%(P=0.2488) 감소하였다. 약 7분과 2분의 추가 검사시간이 필요한 MAG와 MTG에서 표준섭취계수와 종양의 크기, 반치폭에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 간 PET/MRI 검사 시 MR 기반 호흡 움직임 보정 방법을 적용하였을 때 NG 대비 MAG, MTG 모두에서 표준섭취계수와 종양의 크기 및 공간분해능이 개선되었으며 MAG와 MTG의 결과 값은 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 호흡에 의한 움직임에 영향을 받는 다양한 상 복부 검사에 MBRMCT를 적용 시 추가적인 장비의 설치 없이 약 2분의 추가 검사시간이 필요한 MTG 방법 적용하여 NG 대비 보다 정확한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권2호
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• pp.79-88
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• 2014

내부표적체적을 기반으로 계획된 간암 환자의 세기조절방사선치료에서 호흡에 의한 장기의 움직임 영향을 적용하여 체내 실제 종양 부피와 중요 장기 부피에서의 선량분포를 재계산하고, 호흡동조 방식의 세기조절방사선치료 계획 결과와 비교를 통한 선량적 특성을 분석하였다. 내부표적체적은 MIM 프로그램을 사용하여 형성하였고, 호흡에 의한 장기 움직임을 모사할 수 있는 구동 팬텀을 사용하였다. 체내 선량분포는 세기조절방사선치료의 품질보증 과정에서 2차원 다이오드 검출기 배열 장치인 MapCHECK2로 측정한 조사면 별 측정 결과를 기반으로 3DVH 프로그램으로 재계산 하였다. 내부표적체적 기반의 세기조절방사선치료 수행 시 계획표적체적에 충분히 처방선량이 조사되었지만, 선량의 균일도는 호흡동조 방식의 세기조절방사선치료와 비교 시 열등한 결과를 보였다. 상대적으로 더 큰 조사면을 사용하는 내부표적체적 기반의 세기조절방사선치료에서 손상위험장기체적에 더 높은 선량이 조사됨을 확인할 수 있었지만, 척수에 증가된 선량은 부작용 발생확률에 큰 영향을 주지 않는 적은 양이었고, 정상 간이나 신장 부위의 증가된 선량도 최적화 과정에서 좀 더 선량감소 조건을 강화한다면 큰 영향이 없을 것으로 평가되었다. 호흡동조 방식의 세기조절방사선치료가 치료계획에서는 더 좋은 선량분포를 보이고 있으나, 실제 구현 과정에서 다엽콜리메이터의 움직임 오류로 인한 선량의 오차와 치료시간의 증가 측면의 단점이 있으므로, 환자 호흡 상태 및 손상위험장기의 선량제한 값에 대한 사전 분석을 통해 환자 별 최적의 세기조절방사선치료 기법을 선정하여 적용하는 것이 타당하다고 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권4호
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• pp.171-180
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• 2017

The purpose of this study is to install a system that compensated for the respiration motion using an articulated robotic manipulator couch which enables a wide range of motions that a Stewart platform cannot provide and to evaluate the performance of various prediction algorithms including proposed algorithm. For that purpose, we built a miniature couch tracking system comprising an articulated robotic manipulator, 3D optical tracking system, a phantom that mimicked respiratory motion, and control software. We performed simulations and experiments using respiratory data of 12 patients to investigate the feasibility of the system and various prediction algorithms, namely linear extrapolation (LE) and double exponential smoothing (ES2) with averaging methods. We confirmed that prediction algorithms worked well during simulation and experiment, with the ES2-averaging algorithm showing the best results. The simulation study showed 43% average and 49% maximum improvement ratios with the ES2-averaging algorithm, and the experimental study with the $QUASAR^{TM}$ phantom showed 51% average and 56% maximum improvement ratios with this algorithm. Our results suggest that the articulated robotic manipulator couch system with the ES2-averaging prediction algorithm can be widely used in the field of radiation therapy, providing a highly efficient and utilizable technology that can enhance the therapeutic effect and improve safety through a noninvasive approach.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제18권2호
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• pp.81-86
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• 2007

영상유도 방사선치료의 대표적 방법의 하나로 선형가속기에 부착된 on-board imager (OBI) 영상장치를 사용하여 획득한 cone-beam CT (CBCT) 영상이 정밀 방사선치료 시 환자 정렬 오류를 보정하는데 활용되고 있다. 본 연구에서는 CBCT 영상 획득 시 환자 호흡에 의한 영상 품질과 정보의 변화를 분석하고자 호흡 움직임을 모사할 수 있는 팬텀과 CBCT 영상획득용 팬텀을 제작하고, 여러 움직임 조건에서 획득한 CBCT 영상들과 정지상태에서 얻은 CBCT 영상과의 비교, 분석을 수행하였다. 분석대상 움직임 조건을 구성하는 요소로서 움직임 주기는 5가지(2초, 3초, 4초, 5초, 6초)를 선정하였고, 움직임 변위 크기는 4가지(0.7 cm, 1.6 cm, 2.4 cm, 3.1 cm)를 선정하여 총 20가지의 움직임 조건에서 CBCT 영상을 획득하였다. CBCT 영상의 CT값의 상대적 크기로 비교한 영상 화소 값 강도의 평균 변화는 정지 상태의 영상과 비교하여 변위가 0.7 cm의 경우 71.07%, 1.6 cm의 경우 48.88%, 2.4 cm의 경우 30.60%, 3.1 cm의 경우 17.38% 값을 보였고, 팬텀 움직임 방향의 영상 길이는 정지상태에서 2.1 cm, 움직임 변위가 0.7 cm의 경우 2.66 cm, 1.6 cm의 경우 3.06 cm, 2.4 cm의 경우 3.62 cm, 3.1 cm의 경우 4.04 cm 값을 보여 움직임 변위 크기가 클수록 영상 품질 저하와 형태적 정보의 왜곡정도도 증가하였다. 움직임 주기에 의한 영상품질의 변화는 움직임 변위 크기가 작은 경우를 제외하고는 특별한 영향이 없었다. 본 연구를 통해 환자 호흡에 의한 움직임 변위가 큰 부위의 CBCT 영상을 획득할 때, 영상 품질과 정보에 변화가 발생할 수 있어 이 점을 고려하여 임상에 사용해야 하며, 궁극적으로 호흡 신호와 연동된 CBCT 영상이 필요함을 확인할 수 있었다.로버 + 혼파초지에 비하여 낮은 결과를 보였다(p<0.05). 2년 평균 CPDM 수량은 레드 클로버 + 혼파초지가 2,832kg으로 관행 혼파초지(2,372kg)나 잔디형 초종 + 혼파초지(2,266kg)에 비하여 높은 결과를 나타내었다(p<0.05). 2년 평균 DDM 수량은 레드 클로버 + 혼파초지가 8,881kg으로 관행 혼파초지(8,255kg)나 잔디형 초종 + 혼파초지(7,314kg)에 비하여 높은 결과를 얻었다(p<0.05). 2005년 5회 예취시의 식생비율은 관행 혼파초지는 orchardgrass는 45%, tall fescue 22%, Kentucky bluegrass 5% 및 white clover 24%이었으며, 레드 클로버 + 혼파초지는 orchardgrass 40%, tall fescue 22%, Kentucky bluegrass 4% 및 red clover 31%이었고, 잔디형 초종 + 혼파 초지는 orchardgrass 37%, 잔디형 초종 37%(tall fescue 23%, Kentucky bluegrass 6%, perennial ryegrass 8%) 및 white clover 23%를 유지하였다. 이상의 결과를 종합할 때, 초종과 파종비율에 따른 혼파초지의 건물수량과 사료가치의 차이를 확인할 수 있었으며, 레드 클로버 + 혼파 초지가 건물수량과 사료가치를 높이는데 효과적이었다.\ell}$ 이었으며 , yeast extract 첨가(添加)하여 배양시(培養時)는 yeast extract 농도(濃度)가 증가(增加)함에 따라 단백질(蛋白質) 함량(含量)도 증가(增加)하였다. 7. CHS-13 균주(菌株)의 RNA 함량(含量)은 $4.92{\times}10^{-2 }\;mg/m{\ell}$이었으며 yeast extract 농도(濃度)가 증가(增加)함에 따라 증가(增加)하다가 농도(濃度) 0.2%에서 최대함량(最大含量)을 나타내고

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권3호
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• pp.145-153
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• 2012

본 연구에서는 호흡에 의한 표적의 움직임 모사가 가능한 팬톰을 이용, 나선형 4DCT 영상에서 발생되는 위상 내 모션 아티팩트(residual motion artifact)의 경향을 분석했으며, 그 특성 및 원인 분석을 위한 이론적 모델을 제시하였다. 표적의 움직임은 SI 방향의 1차원 사인파형을 적용하였으며, 주기는 4s로 고정, 진폭은 10, 20, 30 mm로 변화를 주었다. 표적의 움직임과 동조를 이루는 호흡신호를 얻은 후 이를 기반으로 최대흡기(Inhale peak, 0%)로부터 10% 위상간격(phase bin)으로 재분류하여 총 10개의 4DCT 영상을 재구성하였다. 각각의 진폭(10, 20, 30 mm)별로 획득된 총 30 사례의 영상은 RTP 시스템(CorePLAN, SC&J)에서 분석을 수행하였으며, 경계설정 시 오류를 줄이기 위해 contour window를 고정 값으로 설정한 후 SI 방향의 표적 지름변화를 측정하여 왜곡 정도를 평가 하였다. 각 위상 별 표적의 지름 변화를 측정한 결과 일정한 변화 경향을 확인할 수 있었다. 3 사례(10, 20, 30 mm) 모두 50% 위상(phase) 영상에서 비교적 작은 지름 변화가 관찰 되었는데 10 mm 진폭에서는 정지 영상 대비 변화가 없었고, 20 mm 진폭에서는 0.1 cm (5%)의 변화, 30 mm 진폭에서는 0.1 cm (5%) 변화를 확인할 수 있었다. 반면 30% 위상(phase) 또는 80% 위상 영상에서는 다른 위상 영상에 비해 표적 지름의 변화가 비교적 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 10 mm 진폭에서는 정지 영상대비 최대 0.2 cm (10%) 지름 변화가 나타났고 20 mm 진폭에서는 최대 0.7 cm (35%)의 변화, 30 mm 진폭에서는 최대 0.9 cm (45%)의 지름 변화가 나타났다. 이상의 실측결과를 이론모델의 시뮬레이션 결과와 비교해 봤을 때 변화의 양적인 측면에서는 다소 차이가 발생되었지만 변화의 경향성을 확인하는 측면에서는 의미 있는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해 규칙적인 1차원 표적 움직임(sine motion)이 적용된 나선형 4DCT 영상에서도 위상 내 움직임에 의한 표적 지름변화가 발생될 수 있음을 확인했고 각 위상(phase)에서의 영상왜곡 정도가 위상 내 움직임의 속도에 비례함을 증명할 수 있었다. 또한 이상의 실측 결과를 이론모델에 적용하여 분석함으로써 위상 내 모션 아티팩트(residual motion artifact)의 발생원인 및 경향성 분석에 직관적 이해를 도울 수 있었고 이론모델에 기초한 분석 프로그램을 개발하여 특정 CT 파라미터(parameter) 상에서 영상왜곡을 줄이기 위한 최적의 위상(phase) 선택에 도움을 줄 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.395-402
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• 2015

복부 및 흉부의 방사선 치료 시 호흡에 의한 종양의 움직임을 평가하고, 그 데이터를 활용하여 종양과 정상조직을 구분함으로써 정상조직에 대한 손상을 최소화하고 종양 치료 효과를 극대화 하고자 하였다. 폐암과 간암 환자를 각 20명씩 대상으로 4D-CT simulation과 GE사의 Light speed-16 검사장비로 50% top phase를 기준으로 30~70 % gating phase 구간과 0~90 % full phase 구간에서 움직임을 측정하였다. 폐와 간에서 종양의 full phase가 0~90 % 와 gating phase가 30~70 % 일 경우 GTV의 움직임과 크기를 비교하였다. I(inferior)에서 가장 큰 차이가 있었으며, full phase가 0~90%일 때 종양 움직임의 정도는 상대적으로 컸으며, gating phase를 30~70 % 하였을 때 종양 움직임이 평균 7.1mm 감소된 다는 것을 확인하였다. 동일한 방법으로 4D-CT simulation에서 full phase가 0~90 %일 때 움직임 값과 gating phase가 30~70 % 일 때 움직임 값을 비교해보면 full phase가 0~90% 보다 gating phase가 30~70% 일 때 2배 이상 움직임이 감소한다는 것을 확인하였다. 따라서 4D-CT simulation에서 얻을 결과를 이용하여 환자치료에 적용한다면 정상조직에 대한 피폭을 현저히 경감시킬 수 있을 것이며, 치료 후 방사선 장해와 환자의 고통 감소 등 효과적인 치료 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.115-118
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• 2004

우리의 연구는 호흡에 의해 움직임의 영향을 받는 장기 및 종양에 대해서 조사된 선량분포를 측정하는 것이다. 이 연구를 수행하기 위해, 사전연구로 이전에 발표된 논문을 토대로 호흡에 의해 장기 및 종양의 움직임 변위를 조사하였다. 그리고 조사된 데이터를 활용하여 호흡에 따른 움직임을 구동 시스템을 적용하여 구현하였다. 내부 움직임에 의한 선량분포의 변화를 측정하기 위해서 이 구동 팬톰 시스템을 사용하였다. 이 결과로부터 호흡에 환자의 조사되는 선량분포의 부정확 정도를 평가할 수 있었다.

• 대한암한의학회지
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• 제15권1호
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• pp.79-87
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• 2010

Objectives : Quality of life(QoL) in patients with lung cancer usually goes down after pneumoectomy, and the pain is the most common cause. Uncontrolled postoperative pain can restrict the movements of shoulders resulting in frozen shoulder. This case report is to report the effect of herb medicine, Ohjuksan on a 49-year-old female lung cancer patient with shoulder pain after lobectomy. Methods : The patient was treated with Ohjuksan for 10 days. The patient's symptoms were assessed by range of motion(ROM) of shoulder, Visual analogue scale(VAS) of shoulder pain and abdominal diagnosis. Results & Conclusions : The patient showed improvement of ROM, VAS and abdominal diagnosis. As the shoulder pain is relieved from VAS6 to VAS3, ROM of abduction, adduction and internal rotation were increased. Also discomfort of abdomen was disapeared to a certain degree. This suggests that herb medicine, Ohjuksan is effective for treating postoperative pain of shoulder for a Lung cancer patient.