본 논문에서는 3차원 동영상을 구현하기 위하여 인체에 유해한 방사능 피폭량이 부챗살 형태의 Fan Beam 보다 상대적으로 적은 원추형 Cone Beam CT 시스템을 설계하였다. 설계된 시스템은 X-ray가 조사된 각도에서 획득한 데이터를 영상처리부로 전송하고 영상을 구성하는 계산 속도를 빠르게 하기 위하여 초월함수가 보다 적은 3단계 회전 행렬을 이용하여 3차원 영상을 구현하는 회전 기반법을 사용하였다. 본 연구에서는 3차원 영상을 구성하는 시간단축을 통해 초당 3~5장의 영상을 얻음으로써 3차원 동영상을 실시간으로 구현하였다.
Purpose : This study was performed to analyze the position, pattern of impacted mesiodens, and their relationship to the adjacent teeth using Dental cone-beam CT. Materials and Methods : Sixty-two dental cone-beam CT images with 81 impacted mesiodenses were selected from about 2,298 cone-beam CT images at Chonnam National University Dental Hospital from June 2006 to March 2009. The position, pattern, shape of impacted mesiodenses and their complications were analyzed in cone-beam CT including 3D images. Results : The sex ratio (M : F) was 2.9 : 1. Most of the mesiodenses (87.7%) were located at palatal side to the incisors. 79% of the mesiodenses were conical in shape. 60.5% of the mesiodenses were inverted, 21% normal erupting direction, and 18.5% transverse direction. The complications due to the presence of mesiodenses were none in 43.5%, diastema in 19.4%, tooth displacement in 17.7%, delayed eruption or impaction in 12.9%, tooth rotation in 4.8%, and dentigerous cyst in 1.7%. Conclusions : Dental cone-beam CT images with 3D provided 3-dimensional perception of mesiodens to the neighboring teeth. This results would be helpful for management of the impacted mesiodens.
환자의 호흡은 방사선치료에서 중요한 인자로 작용한다. 종양을 치료하는 방사선 치료용 선형가속기에서 시행하는 기존의 cone-beam CT에서는 호흡에 의한 움직임이 반영되지 않아 영상에 왜곡이 발생하여 정확하지 못한 영상 정보를 획득하였다. 본 연구는 호흡에 의한 움직임을 고려하고 특정 순간을 포착한 gating을 적용하여 획득한 back projection 영상을 이용하여 cone-beam CT 영상으로 재구성하였으며 기존의 방법과 비교하였다. 기존의 방법은 영상 왜곡도가 400%에 달하였으나, 본 연구에서 시행한 gating을 적용한 cone-beam CT는 약 2%에 불과하였다. 이에 본 연구는 호흡의 움직임을 반영한 영상유도 방사선치료의 방향과 평가 방법을 제시하였다.
본 논문에서는 인체에 유해한 방사능 피폭량이 부챗살 형태의 Fan Beam 보다 상대적으로 적은 원추형 Cone Beam CT 시스템을 사용하여 3차원 영상을 빠르게 구성하기 위한 회전 기반법 알고리즘을 제안하였다. 그리고 계산 속도를 빠르게 하기 위하여 초월함수가 더 적은 3단계 회전 행렬을 이용하여 3차원 영상을 구현하였다. 또한 본 연구에서 구성한 영상을 일반적으로 사용되는 라돈 변환 알고리즘으로 구현된 3차원 영상과 비교하여 영상의 질은 평균적으로 단면 영상 당 10% 정도의 오차를 보이며 미약하게 저하되었으나 영상 구성 속도 면에서는 35배 개선됨을 보였다. 이는 대략 초당 $4{\sim}5$ 프레임을 얻을 수 있는 수치이며 간단한 구조를 가진 피사체라면 보다 많은 프레임을 얻을 수 있어 3차원 동영상을 실시간으로 구현할 수 있는 가능성을 보였다.
Ahn, Beom Seok;Wu, Hong-Gyun;Yoo, Sook Hyun;Park, Jong Min
Journal of Radiation Protection and Research
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제40권1호
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pp.17-24
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2015
To improve accuracy of dose calculation on kilovoltage cone beam computed tomography (kV CBCT) images, a custom-made phantom was fabricated to acquire an accurate CT number to electron density curve by full scatter of cone beam x-ray. To evaluate the dosimetric accuracy, 9 volumetric modulated arc therapy (VMAT) plans for head and neck (HN) cancer and 9 VMAT plans for lung cancer were generated with an anthropomorphic phantom. Both CT and CBCT images of the anthropomorphic phantom were acquired and dose-volumetric parameters on the CT images with CT density curve (CTCT), CBCT images with CT density curve ($CBCT_{CT}$) and CBCT images with CBCT density curve ($CBCT_{CBCT}$) were calculated for each VMAT plan. The differences between $CT_{CT}$ vs. $CBCT_{CT}$ were similar to those between $CT_{CT}$ vs. $CBCT_{CBCT}$ for HN VMAT plans. However, the differences between $CT_{CT}$ vs. $CBCT_{CT}$ were larger than those between $CT_{CT}$ vs. $CBCT_{CBCT}$ for lung VMAT plans. Especially, the differences in $D_{98%}$ and $D_{95%}$ of lung target volume were statistically significant (4.7% vs. 0.8% with p = 0.033 for $D_{98%}$ and 4.8% vs. 0.5% with p = 0.030 for $D_{95%}$). In order to calculate dose distributions accurately on the CBCT images, CBCT density curve generated with full scatter condition should be used especially for dose calculations in the region of large inhomogeneity.
목 적: 선형가속기에 부착된 온보드영상장치(On-Board Imager)를 이용한 콘빔CT (Cone Beam Computerized Tomography)는 환자의 셋업 오차 확인 및 보정, 장기 및 표적의 움직임 확인이 용이한 장점이 있는 영상유도방사선 치료 장비이다. 하지만 촬영 시 받게 되는 imaging dose는 2차 암 발생위험의 원인이 된다. 이에 본 저자는 촬영조건(mAs)을 변화시킨 4가지 촬영 mode로 피부선량과 영상 품질을 비교 평가하여 적정한 촬영 mode를 제시하고자 한다. 대상 및 방법: 인체 모형 팬톰(RANDO phantom)을 사용하여 열형광선량계(TLD-100, Harshaw)를 두부, 흉부, 복부로 나누어 각 부위별로 8개씩 위치시킨 후 4가지의 촬영 mode (A: 125 kvp 80 mA 25 ms, B: 125 kvp 40 mA, 25 ms, C: 125 kvp 80 mA 10 ms, D: 125 kvp 40 mA, 10 ms)로 피부선량(skin dose)을 각각 3회씩 측정한 후 그 평균값을 얻어 평가하였고 catphan 504 phantom을 이용하여 장비 제조사의 영상 품질 정도관리 protocol에 따라서 각 촬영 mode 별 영상품질(image quality)을 비교 분석하였다. 결 과: 피부선량을 측정한 결과 두부에서는 A mode: 8.96 cGy, B mode: 4.59 cGy, C mode: 3.46 cGy, D mode: 1.76 cGy였고, 흉부는 A mode: 9.42 cGy, B mode: 4.58 cGy, C mode: 3.65 cGy, D mode: 1.85 cGy가 복부에서는 A mode: 9.97 cGy, B mode: 5.12 cGy, C mode: 4.03 cGy, D mode: 2.21 cGy의 값으로 측정이 되었다. 이는 A mode를 기준으로 약 B mode는 50%, C mode 60%, D mode는 80%의 선량 감소를 나타내었다. 영상품질 평가 항목인 HU reproducibility, Low contrast resolution, Spatial resolution (high contrast resolution), HU uniformity를 분석한 결과 모든 촬영mode에서 장비제조사에서 제시하는 tolerance 이내의 값으로 평가되었다. 결 론: 콘빔CT에 있어서 좋은 영상품질을 유지하면서 imaging dose를 줄이는 것은 중요하다. 이에 본 실험결과를 바탕으로 하여 soft tissue가 관심영역일 경우는 A mode로 두부 촬영 시 bone이 관심영역일 경우 D mode가 일반적인 경우에는 B, C mode가 적용 가능하리라 생각된다. 또한 콘빔CT촬영으로 인해 증가되는 2차 암 발생위험은 낮은 mAs의 촬영조건을 선택함으로써 줄일 수 있을 것이다.
Objective: The purpose of this study was to develop superimposition method on the lower arch using 3-dimensional (3D) cone beam computed tomography (CBCT) images and orthodontic 3D digital modeling. Methods: Integrated 3D CBCT images were acquired by substituting the dental portion of 3D CBCT images with precise dental images of an orthodontic 3D digital model. Images were acquired before and after treatment. For the superimposition, 2 superimposition methods were designed. Surface superimposition was based on the basal bone structure of the mandible by surface-to-surface matching (best-fit method). Plane superimposition was based on anatomical structures (mental and lingual foramen). For the evaluation, 10 landmarks including teeth and anatomic structures were assigned, and 30 times of superimpositions and measurements were performed to determine the more reproducible and reliable method. Results: All landmarks demonstrated that the surface superimposition method produced relatively more consistent coordinate values. The mean distances of measured landmarks values from the means were statistically significantly lower with the surface superimpositions method. Conclusions: Between the 2 superimposition methods designed for the evaluation of 3D changes in the lower arch, surface superimposition was the simpler, more reproducible, reliable method.
우리나라 치과의 CBCT 보급률은 세계적으로 높은 편으로, 최근 1만대 보급을 돌파하고 있는 것으로 파악된다. 또한 최근 각 치과 제조업체마다 DLP방식의 In-House방식의 3D 프린터 보급률 또한 가파르게 상승하고 있다. 이에 맞춰 최근 개원가에서 CBCT와 구강 스캔 정보를 이용한 컴퓨터 가이드 임플란트 수술의 활용도가 증가하고 있는 상황이다. 현재 컴퓨터 가이드를 이용한 임플란트 수술 방법에 대해 문헌상 고찰을 통해 리뷰해보고, 또한 정확성 및 신뢰성이 보장되는 가이드 수술을 위한 고려사항에 대해 정리해보고자 한다.
건강한 정상 교합 어린이 83명(남자 42명, 여자 41명)을 대상으로 보호자 동의하에 cone beam CT 영상을 촬영하여, 하악 제 1대구치의 맹출 양상을 연구하였다. 대상을 발육 정도에 따라 Nolla stage(4-10단계)로 구분한 후 삼차원 기준 평면인 전두면(frontal), 시상면(sagittal), 수평면(horizontal)에서 각각 하악 제 1대구치의 맹출 양상을 관찰하였다. 1. 전두면과 수평면에서, 하악 제 1대구치간 폭경은 감소하였는데, stage 5에서 stage 8까지 가장 크게 감소했다가 약간 증가하였다. 2. 시상면과 전두면에서, 하악 제 1대구치 맹출량은 교합평면을 기준으로 stage 5에서 stage 7까지 가장 많은 맹출 이동을 보였다. 3. 수평면과 시상면에서, 하악 제 1대구치는 제 2유구치 원심면으로부터 stage 4에서 stage 6까지 원심으로 이동하였고 이후 큰 변화가 없었다. 4. 시상면에서, 교합 평면과 하악 제 1대구치의 근원심 치축이 이루는 각은 stage 4에서 stage 8까지 증가하였다. 5. 전두면에서, 교합 평면과 하악 제 1대구치의 협설측 치축이 이루는 각은 지속적으로 증가하였다. 6. 수평면에서, 정중 시상면과 하악 제 1대구치의 치축이 이루는 각은 stage 5부터 stage 8까지 증가하다 stage 8이후에는 다시 약간 감소하였다.
The application of CT with basis on 3 dimensional-reconstruction is getting more widely practiced. With the data obtained from cone-beam computed tomography(CBCT), not only the diagnosis of the patient with skeletal abnormality but also the virtual simulation of the orthognathic surgery were performed and its application would be popular in orthodontic field. We reported a case, a 19-year old man who was diagnosed mandibular prognathism and required orthognatic surgery. In this case, the virtual orthognathic surgery was simulated and surgical wafer was fabricated by using CBCT data. That wafer was applied the actual orthognathic surgery. After preoperative orthodontic treatment, we prepared surgery as follows. : (l)Acquisition of 3D image data, (2)Reconstruction of 3-dimensional virtual model, (3)Virtual model surgery, (4)Extraction of stere-olithographic image, (5)Check-up for occlusal interference, (6)Fabrication of surgical stent by stereolithography. Bilateral sagittal split ramus osteotomy was operated and used stereolithographic surgical stent. 1 month later, we superimposed CBCT datas of virtual surgery and that of actual surgery, and then compared the result. CT data's application for othognathic surgery yielded satisfactory outcomes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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