• Title/Summary/Keyword: 정위적 프레임

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전신 정위 프레임을 이용한 환자의 움직임 및 외부자세 setup 오차 분석

  • 정진범;정원균;서태석;최경식;지영훈;이형구;최보영
    • Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
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    • 2003.09a
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    • pp.59-59
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    • 2003
  • 목적 : 환자의 호흡에 의한 움직임 및 부정확한 환자 자세 setup 때문에 3 차원 전신 정위 방사선치료,3 차원 입체조형 방사선치료 IMRT와 같은 방사선 치료기술에서 병소에 대한 정확한 표적 위치측정은 매우 어려운 실정이다. 그러므로 본 연구는 방사선 치료시 환자의 움직임을 최대한 고정시켜 줄 수 있으며 환자 자세에 대한 setup 오차를 감소시키고 환자 전신에 산재한 병소의 위치를 좌표화할 수 있는 전신 정위 프레임 제작과 제작한 프레임에 대한 고정효과 및 재현성을 나타내는 환자 자세의 setup 오차를 평가하는데 있다. 재료 및 방법 : 자체 제작한 전신 정위 프레임 구조는 CT 영상 촬영 가능성에 중점을 두고 병소 표적의 좌표실현 및 환자체형에 따른 다양성 그리고 프레임에 대한 견고성 및 안정성 확인에 초점화하여 제작하였다. 이렇게 제작된 전신 정위 프레임에 대한 방사선 투과율 측정 실험과 CCTV 카메라와 DVR(Digital Video Recorder)를 이용해 환자 자세 변화에 대한 영상을 획득하여 matlab으로 구현한 오차분석용 프로그램으로 환자 외부자세에 대한 오차 비교 평가하고 CT 촬영에 의한 가상표적 위치측정 실험을 수행하였다. 또 한 고정벨트 추가 사용으로 인한 환자의 고정효과 정도를 살펴보았다. 결과 : 제작된 전신 정위 프레임에 대한 방사선 투과율은 마그네트론 10, 21 MeV의 에너지에서 95, 96% 의 투과율이 측정되었고 30 $^{\circ}$. 60 。각도의 경사로 빔이 전달될 때는 90.3, 94.4% 가 측정되었다. CCTV 카메라를 이용하여 흉부 및 복부의 움직임을 촬영한 영상을 Matlab프로그램으로 구현한 오차분석 프로그램을 적용한 결과, 환자 자세에 대한 오차의 평균값은 흉부의 lateral 방향에서는 3.63$\pm$1.4 mm, AP 방향에서는 2.1$\pm$0.82 mm이었다. 그리고 복부의 later의 방향에서는 7.0$\pm$2.1 mm, AP 방향에서는 6.5$\pm$2.2 mm 이었다. 또한 표적 위치측정을 위해서 환자의 피부에 임의의 가상표적을 부착하고 CT 촬영한 영상결과, 프레임으로 가상표 적에 대한 위치를 정확히 파악할 수 있었다. 결론 : 제작된 프레임을 적용하여 방사선투과율 측정실험, 환자 외부자세에 대한 오차 측정실험, 가상표적 위치측정 실험 등을 수행하였다. 환자 외부자세에 대한 오차 측정실험 경우, 더 많은 Volunteer를 적용하여 보다 정확한 오차 측정실험이 수행되어야 할 것이며 정확한 표적 위치 측정실험을 위해서 내부 마커를 삽입한 환자를 적용한 임상실험이 수행되어야 할 것이다. 또한 위치결정에서 획득한 좌표값의 정확성을 알아보기 위해서 팬톰을 이용한 방사선조사 실험이 추후에 실행되어져야 할 것이다. 그리고 제작된 프레임에 Rotating X선 시스템과 내부 장기의 움직임을 계량화하고 PTV에서의 최적 여유폭을 설정함으로써 정위 방사선수술 및 3 차원 업체 방사선치료에 대한 병소 위치측정과 환자의 자세에 대한 setup 오차측정 결정에 도움이 될 수 있을 것이라고 사료된다.

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Evaluation of Accuracy on Hitchcoke CT/angio localization system using QA head phantom (QA용 두부 팬톰을 이용한 Hitchcoke CT 및 혈관조영 정위적 시스템에 대한 정확도 평가)

  • 김성현;서태석;윤세철;손병철;김문찬;신경섭
    • Progress in Medical Physics
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    • v.9 no.1
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    • pp.1-9
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    • 1998
  • In order to provide complementary image data, CT(computed tomography), MR(magnetic resonance) and angiography have been used in the field of Stereotactic Radiosurgery(SRS) and neurosurgery. The aim of this work is to develop 3-D stereotactic localization system in order to determine the precise shape, size and location of the lesion in the brain in the field of Stereotactic Radiosurgery(SRS) and neurosurgery using multi-image modality and multi purpose QA phantom. In order to obtain accurate position of a target, Hitchcoke stereotactic frame and CT/angiography localizers were rigidly attached to the phantom with nine targets dispersed in 3-D space. The algorithms to obtain a 3-D stereotactic coordinates of the target have been developed using the images of the geometrical phantom which were taken by CT/angiography. Positions of targets computed by our algorithms were compared to the absolute position assigned in the phantom. Outlines of targets on each CT image were superimposed each other on angiography images. A spatial mean distance errors were 1.02${\pm}$0.17mm for CT with a 512${\times}$512 matrix and 2mm slice thickness, 0.41${\pm}$0.05mm for angiogra- phy localization. The resulting accuracy in the target localization suggests that the developed system has enough Qualification for Stereotactic Radiosurgery (SRS).

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QA of a stereotactic radiosurgery system for clinical application (정위방사선수술 시스템의 임상 적용을 위한 QA)

  • 조병철;오도훈;배훈식
    • Progress in Medical Physics
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    • v.10 no.2
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    • pp.89-94
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    • 1999
  • We developed a sterotactic radiosurgery system which is comprised of 1) collimators with small circular aperture, 2) an angiographic target localizer, 3) a target localizer used for alignment of planned target position with isocenter of treatment machine, and 4) a treatment planning system named LinaPel. In this study, we performed a series of treatment simulations to specify and analyze geometrical errors contained our in-house radiosurgery system. As results, 1) using Geometrical Phantom(Radionics,USA), the accuracy of target localization by LinaPel was determined as Avg. =(equation omitted) the accuracy of mechanical isocenter was found out to be 0.6 $\pm$ 0.2 mm, 3) the positional difference of target localization which determined by CT and angiography was 0.8 mm, and their size difference was 1.5 mm, and 4) the positional error during whole treatment was found out to be 0.9 $\pm$ 0.3 mm. With these results, we concluded that our in-house radiosurgery system can be used clinically. However, these range of accuracies need periodical quality assurance strongly.

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Assessment of Imaging Distortion in Magnetic Resonance Imaging for Stereotactic Radiosurgery: Through Phantom Study (뇌정위 방사선수술 시스템을 위한 자기공명영상의 공간적 왜곡의 측정 : 모형실험을 통한 연구)

  • 박선원;한문희;김동규;정현태;송인찬
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • v.4 no.1
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    • pp.7-13
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    • 2000
  • Purpose : To assess the distortion of MRI with the Leksell stereotactic radiosurgery system in variable pulse sequence and imaging plane through phantom study, to find most adequate imaging plane and pulse sequence for stereotactic radiosurgery system. Materials and methods : We made the phantoms for MRI and get images in variable conditions and analyzed the image distortion using image analysis program, and statistically using paired student t-test. Results : The transeverse plane images had acceptable error ranges bless than 1.5mm) in all pulse sequence in both the analysis of fiducial marker in stereotactic G-frame and the phantom study. The coronal plane images had unacceptable large errors (more than 1.7mm) in the analysis of fiducial marker in the stereotactic G-frame, but had corrected small errors (less than 1.5mm) in the phantom study. Conclusion : We find from the phantom study that the present MR machines are adequate for stereotactic surgery system in frequently used pulse sequences, and imaging planes.

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Fractionated Stereotactic Radiation Therapy for Intracranial Benign Tumor : Preliminary Results of Clinical Application (양성 뇌종양의 분할정위 방사선치료 : 임상적 응용의 예비적 결과)

  • Kim Dae Yong;Ahn Yong Chan;Huh Seung Jae;Choi Dong Rak;Nam Jong Hyun;Lee Jung Il;Park Kwan;Nam Do-Hyun;Kim Moon Kyung
    • Radiation Oncology Journal
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    • v.16 no.2
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    • pp.185-194
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    • 1998
  • Purpose : With the development of stereotactic immobilization systems capable of reliable serial repositioning, fractionated stereotactic radiation therapy (FSRT) offers the Potential for an improved treatment outcome by excellent dose delivery, and dose distribution characteristics with the favorable radiobiological properties of fractionated irradiation. We describe our initial experience using FSRT for the treatment of intracranial benign tumor. Materials and Methods : Between August 1995 and December 1996. 15 patients(7 males and 8 females aged 6-70 years) were treated with FSRT. The patients had the following diagnosis pituitary adenoma(10) including one patient who previously had received radiotherapy, craniopharyngioma (2), acoustic neurinoma (1), meningioma (2). Using the Gill-Thomas-Cosman relocatable head frame and multiple non-coplanar therapy, the daily dose of 2Gy was irradiated at 90% to 100% isodose surface of the isocenter The collimator sizes ranged from 26mm to 70mm. Results : In all patients except one follow-up lost, disease was well-controlled. Acute complication was negligible and no patient experienced cranial nerve neuropathies and radiation necrosis. In overall patient setup with scalp measurements, reproducibility was found to have mean of $1.1{\pm}0.6mm$ from the baseline reading. Conclusion : Relocatable stereotactic system for FSRT is highly reproducible and comfortable. Although the follow-up period was relatively short. FSRT is considered to be a safe and effective radiation technique as the treatment of intracranial tumor. But the fractionation schedule(fraction size, overall treatment time and total dose) still remains to be solved by further clinical trials.

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A Study on Data Management of Internet of Things (사물인터넷 데이터 관리에 관한 연구)

  • Xu, Chen-lin;Lee, Hyun Chang;Shin, Seong Yoon
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2014.10a
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    • pp.208-210
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    • 2014
  • IOT(Internet of Things) through Radio Frequency Identification (RFID), Wireless Sensors, Global Positioning Systems, Laser Scanners and other information sensing device, according to the agreed protocol keep anything connected to the Internet for information exchange and communication. It's a network what in order to achieve intelligent identify, locate, track, monitor and manage. With the development of IOT technology, data growth will explode once again on the existing basis, which gives data management enormous challenges. This paper described characteristics of data in IOT and analysis existing data management technologies, then proposed a data management framework to conduct the research on the data management of IOT.

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Strategy of Multistage Gamma Knife Radiosurgery for Large Lesions (큰 병변에 대한 다단계 감마나이프 방사선수술의 전략)

  • Hur, Beong Ik
    • Journal of the Korean Society of Radiology
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    • v.13 no.5
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    • pp.801-809
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    • 2019
  • Existing Gamma Knife Radiosurgery(GKRS) for large lesions is often conducted in stages with volume or dose partitions. Often in case of volume division the target used to be divided into sub-volumes which are irradiated under the determined prescription dose in multi-sessions separated by a day or two, 3~6 months. For the entire course of treatment, treatment informations of the previous stages needs to be reflected to subsequent sessions on the newly mounted stereotactic frame through coordinate transformation between sessions. However, it is practically difficult to implement the previous dose distributions with existing Gamma Knife system except in the same stereotactic space. The treatment area is expanding because it is possible to perform the multistage treatment using the latest Gamma Knife Platform(GKP). The purpose of this study is to introduce the image-coregistration based on the stereotactic spaces and the strategy of multistage GKRS such as the determination of prescription dose at each stage using new GKP. Usually in image-coregistration either surgically-embedded fiducials or internal anatomical landmarks are used to determine the transformation relationship. Author compared the accuracy of coordinate transformation between multi-sessions using four or six anatomical landmarks as an example using internal anatomical landmarks. Transformation matrix between two stereotactic spaces was determined using PseudoInverse or Singular Value Decomposition to minimize the discrepancy between measured and calculated coordinates. To evaluate the transformation accuracy, the difference between measured and transformed coordinates, i.e., ${\Delta}r$, was calculated using 10 landmarks. Four or six points among 10 landmarks were used to determine the coordinate transformation, and the rest were used to evaluate the approaching method. Each of the values of ${\Delta}r$ in two approaching methods ranged from 0.6 mm to 2.4 mm, from 0.17 mm to 0.57 mm. In addition, a method of determining the prescription dose to give the same effect as the treatment of the total lesion once in case of lesion splitting was suggested. The strategy of multistage treatment in the same stereotactic space is to design the treatment for the whole lesion first, and the whole treatment design shots are divided into shots of each stage treatment to construct shots of each stage and determine the appropriate prescription dose at each stage. In conclusion, author confirmed the accuracy of prescribing dose determination as a multistage treatment strategy and found that using as many internal landmarks as possible than using small landmarks to determine coordinate transformation between multi-sessions yielded better results. In the future, the proposed multistage treatment strategy will be a great contributor to the frameless fractionated treatment of several Gamma Knife Centers.

전자부품의 냉각을 위한 자연대류 상관 관계식의 평가

  • 이재헌
    • Journal of the KSME
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    • v.27 no.6
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    • pp.504-514
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    • 1987
  • 복잡한 전자부품의 조립시에 필요한 열적 디자인에 관한 정보는 오래전부터 실험을 통하여 얻어지고 있다. 실험적 데이터를 이용하여 무차원 파라미터로 표시된 실험결과는 꼭 같지는 않지만 현상적으로는 비슷한 상황에 응용될 수 있다. 여기서는 학술문헌에 나타나 있는 자연대류에 관한 실험적인 상관관계식들과 프레임에 수직으로 꽂혀있는 균일가열 전자회로기판의 모델에서 얻어진 무차원 자료들을 비교하고자 한다. 대부분의 자료들은 수정채널 Rayleigh수(Ra")가 15~100범위에 속하며, 이러한 범위는 부품이 조밀하게 배치된 기관이 서로 좁은 채널을 이루고 있으며, 동시에 상당한 전력을 소비하고 있는 경우에 해당한다. Wirt와 Stutzman, Bar-Cohen과 Rohsenow의 일반상관관계식은 AT'||'&'||'T Bell 연구소에서 개발된 전자기기를 이용하여 수집한 실험데이터를 잘 표현하고 있으며 10 < Ra" <1,000범위에서 추천될 수 있다. 두개의 유사한 상관관계식과 비교할 때 상당히 좋은 예측을 보였으며 또한 Sparrow와 Gregg의 연구결과와도 잘 일치하므로 Ra" < 10인 경우에 Aung의 완전발달층류의 채널유동방식, Ra" > 1,000인 경우에는 Aung등의 단일 수직평판 근사식이 추천될 수 있다. Coyne의 알고리즘에 의한 계산치는 10

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감마나이프 방사선치료에서 소프트웨어와 하드웨어 시간설정차이에 의한 처방선량에 주는 영향

  • 서원섭;임영진;신동오
    • Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
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    • 2003.09a
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    • pp.60-60
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    • 2003
  • 목적 : 감마나이프 치료계획용 소프트웨어인 감마플렌에서 처방선량을 계산하는 단위와 실제 시간을 설정하는 하드웨어인 조정판의 시간설정 단위의 차이에 의한 실제 처방선량에 끼치는 영향을 계산하였다. 대상 및 방법 : 감마나이프는 주어진 4 개의 헬멧을 가지고 최소 한번 또는 최대 20 번 이상의 방사선 조합으로 한번에 많은 방사선을 목표물에 조사한다. 감마나이프 방사선 수술을 위한 치료계획용 소프트웨어인 감마플렌 5.32에서는 처방선량에 대한 치료시간을 최대 지점 또는 지정하는 지점에 규격화하여 소숫점 두 자리 즉 0.6 초까지 계산한다. 그러나 실제 치료를 위한 조정판의 시간설정은 모델 B 에서는 소숫점 한자리까지 가능하게 되어있다. 그러므로 모델 B를 사용하는 기관의 치료계획 컴퓨터인 감마플렌에서는 소숫점 한자리로 만들기 위해 반올림과 내림을 하게 되며 이것을 프린트하여 사용하게 된다. 실제 임상에서 멀티삿에 대한 반올림과 내림에 대한 효과를 선량으로 환산하여 처방선량에 끼치는 영향을 연구하였다. 치료 계획에 서 처방선량을 입력한 후 계산된 각 조사에 대한 소숫점 두자리 시간을 화면에 표시한 후 스냅tit으로 스크린 캡쳐하여 프린트하였으며, 소숫점 한자리로 된 최종 치료계획을 프린트하여 서로 비교 계산하였다. 결과 : 20 여명의 환자에 대한 치료 결과에 대한 분석은 조사의 수나 처방선량에 관계하지 않고 우연히 올림이 많으냐 내림이 많으냐에 의존하였다. 최대지점에 대하여 분석한 결과는 -0.48부터 +0.47로 -2%부터 +1.9%의 정도로 영향을 끼쳤다. 결론 : 반올림과 내림의 결과는 처방선량을 줄일 수도 있고 늘일 수도 있었다. 그러나 이 연구는 최대선량 지점에 대해 비교를 하였으나 실제로는 각 조사의 위치가 서로 다르므로 영향은 이보다 훨씬 적을 것으로 생각되어 소숫점 한자리로 치료하여도 무방할 것으로 보인다.mm, AP 방향에서는 2.1$\pm$0.82 mm이었다. 그리고 복부의 later의 방향에서는 7.0$\pm$2.1 mm, AP 방향에서는 6.5$\pm$2.2 mm 이었다. 또한 표적 위치측정을 위해서 환자의 피부에 임의의 가상표적을 부착하고 CT 촬영한 영상결과, 프레임으로 가상표 적에 대한 위치를 정확히 파악할 수 있었다. 결론 : 제작된 프레임을 적용하여 방사선투과율 측정실험, 환자 외부자세에 대한 오차 측정실험, 가상표적 위치측정 실험 등을 수행하였다. 환자 외부자세에 대한 오차 측정실험 경우, 더 많은 Volunteer를 적용하여 보다 정확한 오차 측정실험이 수행되어야 할 것이며 정확한 표적 위치 측정실험을 위해서 내부 마커를 삽입한 환자를 적용한 임상실험이 수행되어야 할 것이다. 또한 위치결정에서 획득한 좌표값의 정확성을 알아보기 위해서 팬톰을 이용한 방사선조사 실험이 추후에 실행되어져야 할 것이다. 그리고 제작된 프레임에 Rotating X선 시스템과 내부 장기의 움직임을 계량화하고 PTV에서의 최적 여유폭을 설정함으로써 정위 방사선수술 및 3 차원 업체 방사선치료에 대한 병소 위치측정과 환자의 자세에 대한 setup 오차측정 결정에 도움이 될 수 있을 것이라고 사료된다. 상대적으로 우수한 것으로 나타났으며, 혼합충전재는 암모니아의 경우 코코넛과 펄라이트의 비율이 7:3인 혼합 재료 3번과 소나무수피와 펄라이트의 비율이 7:3인 혼합 재료 6번에서 다른 혼합 재료에 비하여 우수한 것으로 나타났다. 4. 코코넛과 소나무수피의 경우 암모니아 가스에 대한 흡착 능력은 거의 비슷한 것으로 사료되며, 코코넛의 경우 전량을 수입에 의존하고 있다는 점에서 국내 조달이 용이하며, 구입 비용도 적게 소요되는 소나무수피를 사용하는 것이 경제적이라고 사료된다. 5. 마지막으로

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