• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
• /
• 제37권1호
• /
• pp.9-18
• /
• 2010

본 논문에서는 호기와 흡기에 촬영된 흉부 CT 영상간 폐 영상정합을 위해 데몬 알고리즘을 이용한 비강체 정합 방법을 제안한다. 먼저 두 영상에 어파인 변환을 적용하여 폐를 전역적으로 정렬한 후, 데몬 알고리즘에 기반한 비강체 정합 방법을 적용하여 지역적으로 변형시킨다. 데몬 힘의 계산을 위해 기준영상의 기울기 정보 뿐 아니라 부유영상의 기울기 정보를 함께 사용하여 기준영상의 기울기가 약한 부분에서 빠른 수렴을 돕는다. 활성-셀 기반 데몬 알고리즘은 두 영상 간 정합도가 높은 셀에서의 불필요한 변위 계산을 방지함으로써 정합 과정을 가속화시키고 변형 접힘 현상의 확률을 줄여주는 역할을 한다. 제안방법의 성능을 평가하기 위해 기준 기울기 힘을 사용한 방법과 부유 기울기 힘을 함께 사용한 방법을 비교하고, 활성-셀을 사용한 방법과 사용하지 않은 방법을 비교하였다. 실험 결과는 제안 방법이 변형이 큰 폐를 정확하게 정합하며 수행시간을 감소시킴을 보여준다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제54권7호
• /
• pp.110-114
• /
• 2017

팔꿈치관절 CT 검사 시에 골절 등으로 인해 부득이하게 팔을 거상하지 못할 때에 주로 선 감약이 많이 되는 복부 장기 및 요추에 중복된 상태로 검사하여 영상의 질이 저하되는 경우가 많다. 그로 인해, 판독에 많은 어려움이 있으며 선량 증가로 인해 환자의 피폭이 많아지고 있다. 본 실험에서는 복부 장기와의 중복을 피하고 상대적으로 선 감약이 적은 폐야와 중복되어 광자량을 증가시켜 영상의 질 향상을 도모하고자 하였다. 실험 방법은 환자의 오른쪽 팔꿈치관절을 대상으로 하여 환자를 바로 누운 자세에서 팔꿈치관절을 L2-3 level에 위치시킨 방법과 바로 누운 자세에서 왼쪽으로 30도 정도 돌려서 폐야와 중첩하고 완전한 흡기 상태에서 비교하여 진행하였다. 16, 128채널 각각 5회씩 측정하여 나온 데이터를 Image J 프로그램을 이용하여 평균값 및 표준편차를 구한 뒤 신호 대 잡음 비(SNR), 대조도 대 잡음 비(CNR), 평균대 표준편차 비(MSR)를 각각 측정하여 평가를 시행하였다. SPSS 프로그램을 이용하여 CNR, MSR을 통계 분석하였고 각각의 인자가 향상된 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 팔꿈치관절 CT 검사 시 환자의 자세와 흡기를 통하여 검사하는 방법은 피폭선량을 최소화하고, 영상의 질을 향상하는 방법으로서 의의가 있었다고 생각한다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제65권6호
• /
• pp.457-463
• /
• 2008

연구배경: 호기말에 흉부 촬영을 시행하면 폐 내의 공기의 부피가 감소되어 폐 감쇄도가 증가한다. 이런 폐 감쇄도의 변화가 국소적으로 저하되는 공기 가둠 현상에 대해서는 일부 연구들이 있었으나 전체 폐의 전반적인 감쇄도 변화에 대한 연구는 거의 없고, 특히 정상인을 대상으로 한 연구는 거의 없다. 저자들은 호흡기 질환이 없으며 폐기능 및 흡기 전산화단층촬영이 정상 소견이고 호기 영상에서 국소적인 공기 가둠 현상이 없는 100명을 대상으로 연구를 수행하였다. 방 법: 흉부 전산화단층촬영 영상에서 24개의 지점을 정하고, 흡기 및 호기 시 각 지점에서 폐 음영도를 측정한 후 호기말 폐 감쇄도 증가와 흡연량, 연령 사이의 상관 관계를 알아보았다. 결 과: 연구 대상 100명의 연령은 중앙값 49.0세(범위 25~71세)였고, 평균 흡연량은 $22.5{\pm}17.0$갑년이었다. 연령과 폐 감쇄도의 증가 사이에는 유의한 음의 상관관계가 있었으며 이는 흡연의 효과를 보정하였을 때에도 유지되었고, 연령을 기준으로 세 군으로 나누어 폐 감쇄도의 증가 정도를 비교하였을 때에도 유의한 차이가 있었다. 흡연량과 호기말 폐 감쇄도의 증가 사이에는 유의한 음의 상관관계가 관찰되었으나 연령을 보정하였을 때에는 유의성이 감소하였다. 결 론: 흡기-호기 시의 폐의 전반적인 감쇄도 변화 정도는 연령과 상관관계가 있으며, 노화를 반영할 가능성이 있다.

• 대한영상의학회지
• /
• 제85권3호
• /
• pp.566-578
• /
• 2024

목적 전산화단층촬영(이하 CT) 유도 경피 폐 생검에서 흉막 천자 시에 호흡 시기가 합병증 발생에 영향을 미치는지 조사하는 것이다. 대상과 방법 자유 호흡 중 시행된 폐 생검의 CT 스캔 477개를 후향적으로 검토하였다. 흉막 천자 시 호흡 시기는 자유 호흡 중 얻은 CT 영상에서 목표 결절의 table position의 차이로 분석 평가하였다. 세 가지 호흡 시기(흡기, 중간, 호기)에서의 합병증 발생률을 비교하였다. 기흉에 대한 교란변수를 통제하기 위해 로지스틱 회귀 분석을 하였다. 결과 477건의 시술 중에서 흉막 천자는 227건(47.6%)에서 호기, 108건(22.6%)에서 중기, 142건(29.8%)에서 흡기에서 시행되었다. 기흉 발생률은 호기에서 유의하게 낮았고(40/227, 17.6%; p = 0.035) 중기에서 유의하게 높았다(31/108, 28.7%; p = 0.048). 교란변수를 통제한 후, 호기 시 흉막 천자는 기흉에 대해 독립적인 보호 요인으로 작용하였다(오즈비 = 0.571; 95% 신뢰구간 = 0.360-0.906; p = 0.017). 결론 본 연구 결과는 이미지 유도하 경피적 폐 생검시 호기에서 흉막 천자를 시행하는 것이 기흉 발생률을 감소시킬 수 있음을 보여주었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제21권2호
• /
• pp.174-182
• /
• 2010

본 연구는 호흡 정보를 갖고 있는 PET 영상의 표준섭취계수(SUV: standard uptake value)를 이용하여 보다 정확하고 편리한 호흡동조 방사선치료의 metabolic target volume (MTV) 적용에 대한 유용성을 평가하고자 하였다. 평가를 위해 4D 팬텀에 임의의 인공산물을 만들어 PET 영상을 획득하였으며, 최대 SUV를 기준으로 임의로 설정한 50%, 30%, 그리고 5%의 SUV에서의 VOIs (Volumes Of Interest)와 호흡동조 방사선치료를 위한 4D-CT를 통해 획득한 호흡위상백분율에서 설정한 GTV (Gross Target Volume)을 비교하였다. 4D-CT를 통해 얻은 총합 GTV와 PET 영상의 30% SUV로 얻은 VOI와의 비교는 50%의 SUV로 얻은 VOI의 비교 결과보다 종(Longitudinal) 방향에서의 오차가 상당히 감소되었으며 4D 총합 CTV와 가장 일치하는 PET 영상은 5% SUV로 얻은 VOI로 관찰되었다. 4D PET/CT에서 전체 호흡의 25% 흡기에서 25% 호기까지 호흡위상백분율 영상의 30% SUV로 얻은 VOI는 IGRT (Image-guided radiation therapy)에 적용되는 4D-CT의 동일한 호흡위상백분율 영상에서 설정한 GTV와 비교한 결과, 최대 0.5 cm 이하로 잘 일치하였으며 4D PET의 5% SUV로 얻은 VOI의 경우 모든 방향에서 잘 일치하였다. 따라서 IGRT의 MTV 적용에 있어서 일반 PET 영상의 이용보다 4D PET 영상의 적용이 더 유용함을 보였다. 본 연구결과 현재 핵의학과에서 인체종양의 VOI를 30% SUV로 권고하고 있지만 30% 이하의 주변 SUV와 구분되는 최소 SUV를 선택해 적용한다면, 더욱 유용한 MTV 적용이 될 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권8호
• /
• pp.749-754
• /
• 2010

비강의 3 가지 생리학적 주요기능은 공기조절, filtering, 후각기능이다. 비강 내 공기유동특성에 대한 지식은 비강 호흡의 생,병리학적 측면을 기반으로 한다. 본 연구실에서는 정상 및 변형된 비강 모델 내 유동에 관하여 일정유량 및 주기유동 하에서 다양한 PIV 실험들을 진행해 왔다. 비대칭 비강을 가진 환자들 중에 일부는 고통을 느끼거나 불편함을 호소하는 반면 그렇지 않은 환자들도 있다. 이 원인을 밝히기 위하여 비중격이 휘어진 비대칭 모델에 대하여 PIV 및 수치해석적인 연구를 진행하였다. 이를 위하여 이비인후과 의사로부터 모델에 관한 CT 데이터를 제공받아 PIV 및 수치해석을 통해 호기 및 흡기시의 RMS 값 및 속도 분포를 얻었다. 모델에 따라 좌우 유량이 크게 다른 것을 확인할 수 있었고 이것이 고통을 느끼는 원인중에 하나가 될 수 있다.

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

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.131-143
• /
• 2015

목 적 : MRI를 기반으로 한 CT fusion plan과 MRI only based plan을 비교함으로써 MRI only plan의 유용성을 평가하고, 나아가 Simulation과 치료계획을 포함한 방사선치료의 전 과정을 CT 촬영 없이 MRI 영상으로 구성하여 실시간 MR-IGRT를 구현하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 사용중인 BBB CT (Brilliance Big Bore CT, 16slice, Philips)와 Viewray MRIdian System (Viewray, USA)으로 환자 11명(Head and Neck 1명, Breast 5명, Lung 1명, Liver 3명, Prostate 1명)을 대상으로 CT & MR simulation 및 치료계획을 세웠다. Head and Neck, Breast, Prostate환자는 자유호흡(Free Breathing) 상태로, Lung과 Liver 환자는 흡기 호흡중지(Inhalation Breathing Holdng)상태로 Simulation을 진행하였다. Viewray의 Bore 크기 및 Coil 위치를 고려하여 환자 자세 및 고정기구를 동일한 조건을 유지하여 CT simulation을 시행하였다. Viewray MRIdian 시스템을 이용하여 MR 영상을 기반으로 한 CT fusion plan과 CT fusion 없이 [ICRU 46]에서 권고하는 폐, 공기, 뼈의 전자밀도를 입력한 동일한 조건의 MR only plan을 세웠다. Head and Neck, Breast, Prostate는 IMRT, Lung과 Liver 는 Gating치료계획을 세웠고, 치료계획의 평가는 PTV의 균질성 지표 (Homogeneity Index, HI)와 일치성 지표 (Conformity Index, CI), 그리고 각 PTV와 OAR의 DVH와 선량차이를 각각 비교하였다. 결 과 : 두 치료계획간 치료부위별 PTV에 대한 HI 값의 차이는 Head and Neck, Breast, Lung, Liver, Prostate 부위별로 각각 0.089, 0.26, 0.67, 0.2, 0.4%로 나타났으며, CI 값의 차이는 부위별로 각각 0.043, 0.84, 0.68, 0.46, 0.3%로 두가지 평가 값 모두 Head and Neck 부위가 가장 작은 차이를 나타냈다. PTV에 대한 평균선량 차이는 치료부위별로 각각 0.07, 0.29, 0.18, 0.3, 0.18 Gy로 나타났다. 이를 백분율로 나타냈을 때 0.06, 0.7, 0.29, 0.69, 0.44%으로 모두 1% 이하의 차이를 보였다. 두경부암의 각 OAR은 전체적으로 0.01~0.12 Gy의 평균선량 차이를 보였으며, 유방암은 0.04~0.06 Gy, 폐암에서는 0.01~0.21 Gy, 간암은 0.06~0.27 Gy, 전립선암은 0.02~0.23 Gy의 평균선량 차이를 나타냈다. 결 론 : MR 영상을 이용한 치료계획은 연부조직에서 탁월한 대조도를 나타낼 뿐만 아니라 CT fusion한 MR 치료계획과 비교했을 때 PTV의 HI, CI, 선량차이 모두 1%미만의 차이를 보였으며, OAR의 경우 비균질한 조직이 많은 부위일수록 최대 0.89 Gy 선량차이를 보였다. 이결과를 토대로 두경부암, 부분적 유방암이나 전립선암등 비균질도 차이가 적은 부위에는 CT촬영 없이 MR 영상만을 이용한 방사선치료의 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.85-93
• /
• 2012

목 적: 호흡에 의한 장기의 움직임이 큰 흉부와 상복부에 위치한 종양의 토모테라피 치료 시 움직임을 최소화하기 위해 노력으로 호흡 조절 시스템을 적용하지만 여러 제약이 따라 이용이 제한적이었다. 이에 본 연구에서는 토모테라피 치료 시 효율적인 호흡 조절을 위한 ABCHES system의 적용 가능성 및 유용성을 평가해 보고자 하였다. 대상 및 방법: 본원에서 흉부와 상복부에 위치한 폐와 간, 쓸개, 췌장에 토모테라피 치료를 받은 5명의 환자를 대상으로 하였다. 모든 환자에게 ABCHES를 사용하여 자유 호흡법과 얕은 호흡법을 각각 교육한 후 치료 계획용 4D-CT를 실시하여 총 10개의 4차원 단층촬영영상을 획득 하였다. 한명의 전공의는 각 영상의 최대 흡기, 최대 호기, 호흡의 중간 위상, Average CT이미지에서 육안적으로 보이는 종양과 주변 정상장기를 그렸으며 MIM에서 선량체적 히스토그램과 종양의 움직임에 대한 정량적 분석을 실시하였다. 자유 호흡과 얕은 호흡 상태에서 장기의 움직임은 총 여섯 방향에서 평가하였고 주변 장기에 조사된 방사선량을 비교하였다. 결 과: 5명의 환자 중 호흡 조절 장치인 ABCHES를 이용하여 자유 호흡과 얕은 호흡 상태에서 장기의 움직임이 5 mm 이상 움직인 호흡은 자유 호흡이 12번인 반면 얕은 호흡에서는 2번으로 감소되었다. 선량 체적 히스토그램을 통한 비교 분석 결과 두 호흡간 치료 체적과 종양조직 주변 정상 장기 2개의 평균 선량 값과 정상조직에 방사선이 조사되는 용적에서 ABCHES를 이용한 얕은 호흡이 자유 호흡에 비해 모두 낮은 치료 결과 값을 확인 할 수 있었다. 결 론: ABCHES를 사용하여 규칙적이고 정확한 얕은 호흡을 함으로써 토모테리피 치료 시 유용성과 호흡에 따른 종양의 움직임을 최소화 할 수 있음을 확인 하였고, 주변 정상조직에 불필요하게 조사되는 방사선을 감소시킬 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.149-159
• /
• 2016

목 적 : 폐암환자의 호흡동조 방사선 치료 계획 시 호흡 훈련 전후 RPM 신호와 횡격막 위치 변화를 분석하여 호흡 훈련의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 2016년 4월부터 8월까지 호흡 동조 방사선 치료를 받는 환자 11명을 대상으로 호흡 훈련을 시행하였고 동시에 RPM 신호 및 횡격막 영상을 획득하였다. 호흡 훈련은 총 3단계로 1단계 자유 호흡 상태의 신호 획득, 2단계 호흡 신호 가이드를 통한 1차 호흡 신호 획득, 3단계 설명과 반복 훈련으로 규칙성과 안정을 유도한 최종 호흡 신호를 획득 하였다. 각 단계의 흡기와 호기시 RPM 신호와 투시 영상의 횡격막 위치의 평균값, 표준편차, 최대값, 최소값을 구하고, 이를 1단계 값으로 표준화 하여 2, 3단계를 상대분포 백분율(%)로 변환하여 환자의 호흡 변화와 내부 움직임을 분석 함으로써 각 환자의 호흡훈련 유용성을 평가 하였다. 결 과 : RPM 신호와 횡격막 진폭을 측정한 뒤, 1단계를 100%으로 표준화하여 각 단계의 평균값과 표준편차의 오차 평균을 구하였다. 그 결과, 3단계 최종호흡 획득 시 진폭의 상대평균 및 표준편차 모두 감소가36.4%, 표준편차만 감소가 18.2%, 진폭만 감소가 36.4%로 나타났으며, 횡격막 영상의 위치 측정 시 3단계에서 전체 81.8%의 환자에게서 상대평균 진폭 값이 30% 감소함을 보였다. 그러나 모든 환자들에게서 2단계 대비 3단계의 RPM 신호와 횡격막 진폭이 각각 평균 52.6%, 42.1% 감소함을 보였다. 또한, RPM 신호와 횡격막 영상 진폭 차이의 연관성은 2번 10번 환자를 제외하고 각각 1, 2, 3단계 움직임의 패턴이 상관관계를 보였다. 결 론 : 호흡 동조 방사선치료에서 호흡 훈련을 시행하였을 때 최적화된 호흡 주기를 유도할 수 있었으며, 모의 호흡 훈련을 치료 전 시행함으로써 불규칙적인 호흡에 의한 환자의 호흡을 제어해 폐의 움직임을 예측 가능 하게 해주는 효과를 기대할 수 있었다. 궁극적으로는 방사선 치료의 체계적 오류를 최소화해 보다 정확한 치료를 기대할 수 있어 호흡 훈련이 유용하다고 할 수 있겠다.그러나 본 연구는 치료 전 호흡 훈련을 시행한 자료를 바탕으로 분석한 연구로 제한되어 있으며 추후 실제 CT 계획과 치료 시 획득한 자료를 가지고 검증하는 것도 필요할 것으로 사료된다.