• 지능정보연구
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• 제17권1호
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• pp.53-69
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• 2011

로봇 자체 또는 로봇에 탑재된 콘텐츠와의 상호작용을 위해 일반적으로 영상 또는 음성 인식 기술이 사용된다. 그러나 영상 음성인식 기술은 아직까지 기술 및 환경 측면에서 해결해야 할 어려움이 존재하며, 실적용을 위해서는 사용자의 협조가 필요한 경우가 많다. 이로 인해 로봇과의 상호작용은 터치스크린 인터페이스를 중심으로 개발되고 있다. 향후 로봇 서비스의 확대 및 다양화를 위해서는 이들 영상 음성 중심의 기존 기술 외에 상호보완적으로 활용이 가능한 인터페이스 기술의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 로봇 인터페이스 활용을 위한 가속도 센서 기반의 제스처 인식 기술의 개발에 대해 소개한다. 본 논문에서는 비교적 어려운 문제인 26개의 영문 알파벳 인식을 기준으로 성능을 평가하고 개발된 기술이 로봇에 적용된 사례를 제시하였다. 향후 가속도 센서가 포함된 다양한 장치들이 개발되고 이들이 로봇의 인터페이스로 사용될 때 현재 터치스크린 중심으로 된 로봇의 인터페이스 및 콘텐츠가 다양한 형태로 확장이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권3호
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• pp.168-177
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• 2015

세기조절방사선치료(IMRT)는 복잡하고 정교한 방사선치료 기법을 이용한 환자 치료 시 치료계획의 정확성을 평가하기 위해 첫 치료 시작 전 품질관리를 권고하고 있다. 이 목적 실현을 위해 최근 상용화된 품질관리 소프트웨어를 이용하면 치료 전후의 정확한 방사선량의 전달을 확인할 수 있다. 이에 본 연구에서는 품질관리 시스템 내에 MLC의 선량학적엽간격(DLG)의 변화에 따른 IMRT 치료계획 경우별 계산 결과의 분석을 통해 그 효용성을 평가하고자 한다. MobiusFx에 입력할 MLC 다이나로그 파일(Dynamic MLC Log File)을 획득하기 위하여 HD120 MLC가 장착된 Novalis Tx를 이용하였다. IMRT 치료계획을 수립하기 위해 Eclipse 치료계획시스템을 사용하였으며, IBA사의 I'mRT 팬톰영상에 표적 및 장기 윤곽(다중표적, 전립선, 두경부, C-모양)을 묘사하였다. DLG에 따른 선량분포의 변화를 확인하기 위해서 MLC 다이나로그 파일을 MobiusFX 시스템에 입력하고 각 경우마다 0.5, 0.7, 1.0, 1.3, 1.6 mm로 DLG를 변화시켜 선량계산의 차이를 평가하였다. 선량평가는 허용범위가 3%/3 mm인 3차원 감마지표의 통과율과 DVH 그리고 CC13 전리함에 대한 점선량을 통해 분석하였다. MobiusFx에서 4가지의 경우에 대해 각 DLG 마다의 선량분포를 비교 분석한 결과, 다중표적과 두경부는 DLG가 0.5와 0.7 mm에서 3~5%, 1.0~1.6 mm에서 3% 미만의 선량차이를 보였다. 감마 지수 통과율에서도 0.7 mm 이하의 DLG에서 다중표적 경우의 중앙표적과 상위표적은 30% 미만, PTV와 척수는 81% 미만이었으며, 다른 DLG에서는 95% 이상의 통과율을 보였다. 하위표적과 귀밑샘은 모든 DLG에서 100.0%이었다. 전립선에서 점선량은 모든 DLG에서 3% 미만의 차이를 보였으나 PTV에서 DLG 0.7 mm 이하와 1.0 mm 이상에서는 각각 95% 미만과 98% 이상의 통과율을 보였다. 직장과 방광은 모든 DLG에서 100.0%로 나타났다. C-모양에서 점선량은 1.3 mm를 제외한 모든 DLG에서 3~9%의 차이를 보이며 PTV는 1.0과 1.3 mm의 DLG에서 각각 96.7, 93.0%의 통과율을 보였으나 다른 DLG에서는 86% 미만이었다. 코어에서는 모든 DLG에서 100.0%였다. 본 연구에서는 치료계획 품질관리 시스템에서 DLG 적용 값의 차이에 따라 품질관리의 정확성에 유의미한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 그러므로 IMRT, VMAT 등 MLC의 움직임을 이용한 방사선치료법의 경우 정확한 품질관리를 위해서는 사용하고 있는 치료장비 및 치료계획시스템에 맞는 적합한 DLG 값을 상호 일치시켜 사용해야 할 것으로 판단된다.

• 대한지역사회작업치료학회지
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• 제10권1호
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• pp.51-61
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• 2020

목적 : 정상인을 대상으로 팔뻗기 수행 시 물체 크기와 뻗기 거리가 상지의 운동형상학적 요소에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구 방법 : 대상자는 부산시 D대학교에 재학 중인 대학생 30명이며 측정 도구는 삼차원 동작 분석기인 CMS-70P(Zebris Medizintechnik Gmbh, Germany)를 사용하였다. 과제는 6가지 조건이다. 팔뻗기 수행시 물체 크기(2cm, 10cm)와 뻗기 거리(15%, 37.5%, 60%)의 변화에 따른 움직임의 평균 속도, 평균 가속도, 최대 속도, 속도의 정점수를 측정하였다. 대상자의 일반적 특성은 기술통계를 사용하였다. 두 가지 물체 크기에서 세 가지 뻗기 거리로 팔뻗기 과제를 수행했을 때 변수를 비교하기 위해 일원분산분석(One-way ANOVA measure)으로 분석하였고, 사후검정은 Tukey 검정을 실시하였다. 또한 세 가지 뻗기 거리에서 두 가지 물체 크기에 따른 운동형상학적 차이를 분석하기 위해서 독립 t검정(Independent t-test)을 사용하였다. 팔뻗기 거리(15%, 37.5%, 60%)와 물체 크기(2cm, 10cm)에 따른 상호작용효과를 확인하기 위해 이원분산분석(3×2 Two-way ANOVA measure)을 실시하였다. 통계적 유의수준 α는 .05로 설정하였다. 결과 : 정상인은 물체 크기와 뻗기 거리의 변화에 따라 상지 움직임에 유의한 차이가 있었다. 물체 크기가 동일한 경우 뻗기 거리가 길어질수록 평균 속도, 최대속도가 증가하였고, 속도의 정점 수는 감소하였다. 뻗기 거리가 동일한 경우 물체 크기가 커질수록 평균 속도, 최대 속도가 증가하였고 속도의 정점 수는 감소하였다. 물체 크기와 뻗기 거리의 변화는 평균 가속도에 영향을 미치지 않았으며 유의한 차이가 없었다. 결론 : 과제를 시간적, 공간적 특성으로 제한하는 것은 대상자의 상지 움직임에도 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구의 결과를 토대로 신경학적 기능수준에 따라 세밀하게 등급화된 과제제공에 도움이 될 것으로 사료된다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제14권2호
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• pp.44-52
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• 2007

This study was carried out to compare the muscle activities of the shoulder stabilizers between persons with and without winging scapular during push-up plus exercise (adds the scapular protraction to the general push-up exercise). For this study, eleven males with winging scapular and eleven healthy males were recruited. Surface electromyographic (EMG) activity was recorded from the serratus anterior, upper trapezius, lower trapezius, infraspinatus, and pectoralis major while the subjects performed the push-up plus. Each push-up plus was subdivided into three phases according to the elbow position which was measured using the 3-D motion analysis system: elbow flexion (EF), elbow extension (EE), and shoulder protraction phases (SP). Two-way repeated measure ANOVA (phase ${\times}$ group) were used for statistical analysis. There was significant phase by group interaction only on the EMG composition ratio of the serratus anterior (p>.05). The EMG composition ratio of the serratus anterior was significantly higher in SP than in either EF or EE however, it was not different between winging scapular and normal groups. For both groups, the EMG composition ratio of upper trapezius, lower trapezius, and pectoralis major was significantly different across the phases of push-up plus, but the infraspinatus EMG composition ratio was not. For both groups, in EF and EE phases, the EMG composition ratio of both pectoralis major and serratus anterior were relatively higher than that of other muscles. However, in both groups, the EMG composition ratio of the serratus anterior became much more predominant than that of the pectoralis major. In addition, infraspinatus activated greater than pectoralis major. These results showed that the push-up plus exercise is effective to selectively strengthen the serratus anterior for both individuals with and without winging scapular, but not equally effective for other shoulder stabilizers.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권2호
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• pp.89-94
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• 2008

토모치료기는 선형가속기에서 사용되는 세기 변조방사선치료와 Mega-voltage Computed Tomography (MVCT) 3차원 영상정보에 의한 영상유도방사선치료(Image Guide Radiation Therapy, IGRT)가 가능하고 나선식 빔 조사를 통해 표적과 정상조직에 효율적으로 선량(dose)을 집중하고 분산할 수 있다는 장점을 가진다. 이에 본 논문에서는 2006년 9월부터 운용을 시작한 국립암센터의 토모치료기를 이용하여 10명의 두경부암 환자를 대상으로 토모치료계획과 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획의 선량분포를 비교하였으며 또한, 영상유도 방사선치료장치가 구비되지 못하여 환자의 위치보정이 부정확한 구형 세기변조방사선치료기에 대해 표적의 움직임에 따라 균일성(Homogeneity)과 정상조직부작용율(Normal Tissue Complication Probability, NTCP)이 상대적으로 어떻게 변화하는지 연구하였다. 이 연구를 위하여 토모치료기의 치료계획용 시스템인 Hi-Art (Hi-Art2_2_4 2.2.4.15, TomoTherapy Incorporated, 1240 Doming Way, Madison, WI S3717-1954, USA)와 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획용 시스템인 CadPlan (CadPlan R.6.4.7, Varian Medical System Inc. 3100 Hansen Way, Palo Alto, CA 94304-1129, USA)을 이용한 역치료계획(inverse Planning)이 수행되었으며 치료계획은 각각의 환자에 대해 같은 표적과 최적화조건을 가지도록 고려되었다. 총 10명의 환자를 대상으로 한 연구결과, 환자의 신체내 외부가 완전히 고정되어 있는 이상적인 경우에 대해서 토모치료기를 이용한 치료계획이 선형가속기에 의한 세기 변조 방식보다 표적에 대해 보다 높고 일정한 선량분포를 주면서도 주변 장기의 선량이 선량체적 히스토그램(Dose Volume Histogram, DVH)에서 오히려 감소함을 보여 주었다 또한 토모치료기의 MVCT를 이용하여 한 달간 토모 환자의 표적위치변화를 측정하였고, 이를 토대로 평균 표적위치변화를 고려하였을 경우 선형가속기기반 세기변조방사선치료계획인 CadPlan에서 표적의 등가균질선량(Equivalant Uniform Dose, EUD)이 감소하고 정상조직의 부작용율의 발생가능성이 상대적으로 증가함을 발견하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제10권3호
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• pp.82-93
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• 2008

보다 자동화된 방법으로 신뢰성 있는 난류 플럭스의 자료를 생산하기 위해서 Hong and Kim(2002)의 난류 품질 관리 프로그램을 개선하고 개선된 프로그램을 광릉산림에 적용하여 복잡한 산림지역에서 난류 플럭스의 특성을 조사하였다. 개선된 프로그램을 이용하여 2005년 1월부터 5월까지 광릉 수목원에 위치한 주 타워의 두 고도(20m와 40m)에서 관측된 난류 자료에 대하여 품질 검사를 실시하였다. 개선전과 비교해 개선된 프로그램은 이상점(outlier)에 해당되는 자료들을 많이 제거하였다. 자료의 품질체계는 4등급(Good, Dubious, Missing, Bad)으로 분류하였으며 본 분석에서 사용된 기간의 자료 중 25%는 결측이었고(Missing 등급), 60%는 Good 등급으로 분류되었다. 고도 별로는 40m에서 관측된 자료가 20m에서 관측된 자료보다 Bad 등급의 자료수가 적었는데 이는 20m가 식생 꼭대기에 인접한 거칠기 아층에 해당하고 또한 풍속도 더 낮은데 기인한다. Bad 등급으로 분류된 자료의 주원인은 낮은 풍속으로 나타났다. 분석 기간 동안의 에너지 수지의 닫힘은 약 40%로 나타났고 이러한 에너지 불균형의 부분적인 이유로는 열 저장항들이 고려되지 않은 점, 토양열 플럭스 측정의 불확실성, 복잡한 지형 등에 의한 국지풍에 의한 이류 등이 복합적으로 작용했을 것으로 생각된다. 광릉에서 발생하는 상향 운동량 플럭스는 국지풍의 발달 시 높은 발생률을 보여 이 둘이 밀접히 관련되어 있음을 나타낸다. 야간에 낮은 음의 $CO_2$ 플럭스가 발생하는 경우에 대하여 평균 시간을 증가시킴에 따른 $CO_2$ flux의 변화를 조사한 결과 평균시간이 10분 이상 증가함에 따라 $CO_2$ flux의 절대값이 빠르게 증가하는 경향을 보였다. 이는 야간에 $CO_2$ 플럭스는 중규모 운동이나 비정상성(nonstationarity) 등의 영향을 많이 받고 있음을 시사한다. 그러므로 야간에 보다 정확한 난류 플럭스 값을 산출하기 위해서는 평균시간의 적절한 조절이 필요할 것으로 보인다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제14권1호
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• pp.69-76
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• 1996

목적 : electronic portal imaging device(EPID)를 이용하여 폐암 환자에서 시행한 검증 영상을 분석하여 3차원 입체 조형치료계획 시 자세 오차(set-up error)와 종양의 이동 거리를 고려한 적절한 차폐 여유를 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법 : 1995년 연세암센터 치료방사선과에 내원하여 EPID가 장착된 Clinac 2100C/D를 이용하여 치료받은 폐암 환자 10명을 대상으로 하였다. 환자 1인 당 1 port에 대한 검증 영상을 매일 얻어 random 오차와 systematic 오차를 구했고, 치료 1회 당 중복 영상을 얻어 종양의 움직임을 구했다. 매일 얻은 검증 영상은 103개이었고, 중복 영상은 10개이었다. 결과 : 전체 10 명의 환자의 x 축, y 축으로의 평균 이동은 각각 1.41 mm, 1.78 mm 이었고 systematic 이동은 표준편차가 x 축, y 축으로 각각 4.63 mm, 4.11 mm이었다. random 이동은 각 환자의 평균 이동으로부터 x 축, y 축으로 표준편차가 각각 4.17 mm, 3.31 mm 이었다. 호흡에 의한 y 축으로의 이동은 평균 12.2 mm이었고, 표준편차는 4.03 mm 이었다. 결론 : 폐암 환자에서 3차원 방사선치료를 시행하려고 할 경우 치료 계획 시 clinical target volume에서 x, y 축으로 각각 10 mm, 25 mm 정도의 여유가 필요하다고 보이며, 치료 초기에 각 환자별로 매일 EPID를 이용하여 얻은 검증 영상과, 중복 영상으로 차폐 여유를 적절히 조절해 주어야 할 것이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권5호
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• pp.421-430
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• 2004

임상적으로 의사가 청진기를 이용해 초기 혈전이 생긴 기계식 판막 음향신호의 변화를 구분하기는 쉽지 않다. 기계식 판막의 이상은 환자의 죽음을 의미하기 때문에 기계식 판막의 신뢰성과 초기 혈전 현상을 비관혈적으로 조기 진단하는 방법은 매우 중요하다. 이 논문은 컴퓨터 보조진단 시스템과 음향신호의 주파수 스펙트럼의 이동을 관찰하여 기계식 판막의 혈전 현상을 비관혈적으로 평가하는 것을 목적으로 한다. 혈전 모델은 상용화된 기계식 판막에 폴리우레세인과 실리콘을 이용하여 제작하였다. 판막의 표면에는 폴리우레세인을 코팅하고, 봉합링에는 실리콘을 코팅하였다. 봉합링의 주위에서 혈전이 발생하고, 20％, 40％, 60％로 자라나는 현상은 실리콘을 이용하여 제작하였다. 실험 시스템에서 판막의 음향 신호는 마이크로폰과 증폭기를 사용하여 측정하였고, 마이크로폰에는 주위잡음을 제거하기 위해 커플러를 장착하였다. 측정된 음향신호는 A/D 컨버터를 이용하여 샘플링하고, 스펙트럼을 분석하였다. 정상적인 판막과 혈전이 형성된 판막의 주파수 구분을 위해 인공신경망을 구성하였고, 연속적으로 판막의 운동 주기성을 확인하기 위하여 return map을 사용하였다. 생체 내 실험에서는 기계식 판막을 사용하는 순환장치를 장착한 동물과 기계식 판막을 치환 받은 지 1년 이내와 1년이 넘은 환자에게서 데이터를 채집하였다. 실험에서 얻은 데이터 스펙트럼은 두 가지 형태의 첨두치를 보였고, 이중에서 두 번째 첨두치는 혈전의 모델에 따라 변화를 보였다. 생체 내, 외 실험에서 얻은 데이터를 인공신경망에 적용한 결과 정상 판막과 혈전이 생성된 판막을 구분하였고, 환자를 대상으로 한 실험에서는 10명 중 1명이 두 번째 첨두치가 이동하는 결과를 보였지만 다른 방법으로 확인하지는 못했다. 본 논문의 결과는 기계식 판막의 혈전현상을 비침습적으로 조기 진단하고, 상태를 지속적으로 감시할 수 있는 기술적 토대를 제공할 것이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-6
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• 2011

목 적: 정위적체부방사선치료(Stereotactic body radiotherapy) 시 환자셋업의 재현성 및 장시간 안정된 자세의 유지를 위한 고정용구는 정확한 치료를 위해 무엇보다 중요하다. 이에 본 연구는 상품화된 고정용구 두 가지와 자체 제작한 고정용구를 비교 평가하여 정위적체부방사선치료 시 최적의 고정용구를 적용하는데 그 목적이 있다. 대상 및 방법: 일반인 5명을 대상으로 각기 다른 세 가지 고정용구(A: Wing-board, B: BodyFix system, C: Arm up holder with vac-lock)를 각각 적용하였으며 대상자의 가장 안정적인 호흡주기를 선택하여, 고글 모니터를 착용 후 일정한 호흡을 30분간 유지토록 하여 호흡신호를 획득하였다. 호흡신호의 분석은 본원에서 자체 개발한 프로그램을 통해 호흡신호의 최고값(peak value)과 최저값(valley value)의 표준편차(standard deviation) 및 분산값(variation value)을 시간대별로 분리하여 획득하고 이를 이용해서 상대적 비교지수를 구하여 각 고정 용구를 비교평가 하였다. 결 과: 각 고정용구의 호흡시간대별 편차의 변화를 고려한 안정도를 평가하였으며, 고정 용구 별 비교지수는 각 실험자별로 다음과 같다. A: 11.20, B: 4.87, C: 1.63 / A: 3.94, B: 0.67, C: 0.13 / A: 2.41, B: 0.29, C: 0.04 / A: 0.16, B: 0.19, C: 0.007 / A: 35.70, B: 2.37, C: 1.86으로 나타났으며, 실험자 5명 모두 고정용구 C를 사용하였을 때 가장 안정된 값을 나타냈다. 반면 A를 사용했을 때 4명, B에서 1명이 상대적으로 가장 불안정한 호흡결과를 나타냈다. 결 론: 자체개발한 정위적체부방사선치료 고정용구(arm up holder with vac-lock)는 다른 두 고정용구에 비해 호흡을 안정적으로 유지시킴으로서 조사분할내 종양움직임(intra-fraction organ motion)을 감소시켜 치료효과를 높일 수 있을 것으로 생각된다. 특히 셋업을 장시간 유지시켜야 하는 정위적체부방사선치료의 특성상 시간의 경과에 따라 불안한 호흡주기를 나타낸 다른 두 고정용구에 비해 자체개발한 고정용구가 정위적체부방사선치료에 유용할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권1호
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• pp.8-14
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• 2012

4차원 방사선치료시 환자의 정확한 호흡 조절을 위한 바이오피드백 시스템의 개발을 위해 IR (Infra-red) 카메라 뿐만아니라 일반 카메라에서 얻는 영상에서 표적의 움직임을 추적하는 최적화된 추적 알고리즘을 찾고자 한다. 본 연구에서는 LabVIEW 2010을 사용해서 시스템을 구성하였다. 모션팬톰(motimo Phantom)의 움직임을 카메라 (IR 카메라와 일반 카메라)를 통하여 영상을 획득하고 영상처리를 거친 후 ROI (Region of interest)를 설정하여, 영상에서 지정한 ROI와 패턴 매치된 점의 상하의 움직임만 좌표로 기록하였다. 영상처리에는 문턱값을 사용하여 이진화된 영상을 만들고 Sobel, Prewitt, Differentiation, Sigma, Gradient, Roberts 등의 여러 윤곽선 강조방법들을 적용한 후에 영상을 합하여 사용했다. 다양한 방법들의 성능을 객관적으로 평가하기 위한 인자로 'score' 값을 정의하여 성능을 비교하였다. 모든 방법들을 최대한 같은 조건에서 비교하기 위해서 5분씩 3번 반복하여 측정하여 ASCII 파일로 저장하여 저장된 'score' 값의 평균값과 표준편차를 구하여 비교하였다. 문턱값만을 적용한 영상의 score는 706이고 표준편차는 84였다. 윤곽선강조를 사용한 알고리즘들의 score와 표준편차는 각각 Sobel 794와 64, Differentiation 770과 101, Gradient는 754과 85, Prewitt 763과 75, Roberts 777와 93, Sigma 822와 62였다. 가장 좋은 효율을 보인 알고리즘은 Sigma방법이였다. 추적 효율이 가장 좋게 나온 Sigma방법을 이용해서 호흡을 조절하여 호흡동조 방사선치료를 시행할 때 카메라(IR 카메라 및 일반 카메라)상의 점 추적에 대한 정확도의 증가로 치료 효율을 높일 수 있을 것이라 기대된다.