• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제37권1호
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• pp.31-38
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• 2016

For the patients with bladder dysfunction, measurement of urine volume inside the bladder is very critical to avoid bladder failure. In measuring urine volume inside a bladder, low-resolution 3D ultrasound images are widely used. However, urine volume estimation from 3D ultrasound images is prone to big errors and inconsistency because of low spatial resolution and low signal-to-noise ratio of ultrasound images. We developed a new robust volume estimation algorithm which is not computationally expensive. We tested the algorithm on a lab-built ultrasound bladder phantom and volunteers. The average error rate of the human bladder volume estimation was 5.9% which was better than the commercial machine.

• Radiation Oncology Journal
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• 제31권1호
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• pp.41-47
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• 2013

Purpose: To describe the early experience of analyzing variations and time trends in bladder volume of the rectal cancer patients who received bladder ultrasound scan. Materials and Methods: We identified 20 consecutive rectal cancer patients who received whole pelvic radiotherapy (RT) and bladder ultrasound scan between February and April 2012. Before simulation and during the entire course of treatment, patients were scanned with portable automated ultrasonic bladder scanner, 5 times consecutively, and the median value was reported. Then a radiation oncologist contoured the bladder inner wall shown on simulation computed tomography (CT) and calculated its volume. Results: Before simulation, the median bladder volume measured using simulation CT and bladder ultrasound scan was 427 mL (range, 74 to 1,172 mL) and 417 mL (range, 147 to 1,245 mL), respectively. There was strong linear correlation (R = 0.93, p < 0.001) between the two results. During the course of treatment, there were wide variations in the bladder volume and every time, measurements were below the baseline with statistical significance (12/16). At 6 weeks after RT, the median volume was reduced by 59.3% to 175 mL. Compared to the baseline, bladder volume was reduced by 38% or 161 mL on average every week for 6 weeks. Conclusion: To our knowledge, this study is the first to prove that there are bladder volume variations and a reduction in bladder volume in rectal cancer patients. Moreover, our results will serve as the basis for implementation of bladder training to patients receiving RT with full bladder.

• 한국음향학회지
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• 제19권6호
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• pp.10-16
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• 2000

휴대용 방광 용적 측정시스템을 위한 새로운 추정 알고리듬을 제안하였다. 먼저 주어진 화상 데이터로부터 방광벽과 소변의 경계 끝점을 추출하고, 이로부터 축의 길이를 계산한 후 필터링하여 단면을 얻는다. 방광의 모양의 불규칙성을 고려하여 종단면과 횡단면 두 개의 데이터로부터 단면을 얻은 후 종단면으로 면적을 구하고 이를 횡단면에 적용하여 부피를 계산한다. 반대의 과정을 거쳐 또 하나의 부피 추정치를 얻고 이를 평균하여 실제 부피를 추정하였다. 제안된 알고리듬과 기존의 추정방법을 비교한 결과 제안된 방법에서 좋은 결과를 얻었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제39권4호
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• pp.153-160
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• 2018

3D ultrasound bladder scanners are getting popular in hospitals for the patients with bladder dysfunction. A current bladder scanner adopts a mechanical scan to acquire 3D images and requires two motors and complicated mechanical devices. In this paper, we propose a new ultrasound bladder scanner using hand-motion scan. Instead of two motors and mechanical devices, it has a motion sensor to record transducer positions during hand-motion scan. The experiments with a bladder phantom and volunteers showed similar measurement accuracy to a conventional 3D ultrasound bladder scanner. We expect that the proposed method will reduce the cost and size of the bladder scanner.

• Radiation Oncology Journal
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• 제37권2호
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• pp.127-133
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• 2019

Purpose: The aim of this study was to identify volume changes and dose variations of rectum and bladder during radiation therapy in prostate cancer (PC) patients. Materials and Methods: We analyzed 20 patients with PC treated with helical tomotherapy. Daily image guidance was performed. We re-contoured the entire bladder and rectum including its contents as well as the organ walls on megavoltage computed tomography once a week. Dose variations were analyzed by means of Dmedian, Dmean, Dmax, V₁₀ to V₇₅, as well as the organs at risk (OAR) volume. Further, we investigated the correlation between volume changes and changes in Dmean of OAR. Results: During treatment, the rectal volume ranged from 62% to 223% of its initial volume, the bladder volume from 22% to 375%. The average Dmean ranged from 87% to 118% for the rectum and 58% to 160% for the bladder. The Pearson correlation coefficients between volume changes and corresponding changes in Dmean were -0.82 for the bladder and 0.52 for the rectum. The comparison of the dose wall histogram (DWH) and the dose volume histogram (DVH) showed that the DVH underestimates the percentage of the rectal and bladder volume exposed to the high dose region. Conclusion: Relevant variations in the volume of OAR and corresponding dose variations can be observed. For the bladder, an increase in the volume generally leads to lower doses; for the rectum, the correlation is weaker. Having demonstrated remarkable differences in the dose distribution of the DWH and the DVH, the use of DWHs should be considered.

• Radiation Oncology Journal
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• 제36권3호
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• pp.235-240
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• 2018

Purpose: We describe the daily bladder volume change observed by mega-voltage computed tomography (MVCT) during pelvic radiotherapy with potential predictors of increased bladder volume variations. Materials and Methods: For 41 patients who received pelvic area irradiation, the volumes of bladder and pelvic body contour were measured twice a day with pre- and post-irradiation MVCT from the 1st to the 10th fraction. The median prescription dose was 20 Gy (range, 18 to 30 Gy) up to a 10th fraction. The upper and lower margin of MVCT scanning was consistent during the daily treatments. The median age was 69 years (range, 33 to 86 years) and 10 patients (24.4%) were treated postoperatively. Results: Overall bladder volume on planning computed tomography was 139.7 ± 92.8 mL. Generally, post-irradiation bladder volume (POSTBV) was larger than pre-irradiation bladder volume (PREBV) (p < 0.001). The mean PREBV and POSTBV was reduced after 10 fraction treatments by 21.3% (p = 0.028) and 25.4% (p = 0.007), respectively. The MVCT-scanned body contour volumes had a tendency to decrease as the treatment sessions progressed (p = 0.043 at the 8th fraction and p = 0.044 at the 10th fraction). There was a statistically significant correlation between bladder filling time and PREBV (p = 0.001). Conclusion: Daily MVCT-based bladder volume assessment was feasible both intra- and inter-fractionally.

• Radiation Oncology Journal
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• 제26권4호
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• pp.237-246
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• 2008

목 적: 국소적 전립선암에 대한 근치적 목적의 방사선치료시 3차원 입체조형방사선치료(3-dimensional conformal radiotherapy, 3DCRT) 또는 세기조절방사선치료(intensity modulated radiotherapy, IMRT)를 시행하면 직장의 부작용이 현저히 감소하지만 비뇨기계 부작용의 발생률은 감소하지 않는다. 방사선 치료로 인한 급성 비뇨기계 부작용은 환자의 삶의 질을 저하시킬 뿐 아니라 만성 비뇨기계 부작용의 발생을 증가시킨다. 따라서 비뇨기계 부작용을 줄이기 위해 방광을 채운 상태에서 방사선치료를 하는 방법이 제안되었는데 이 경우 방사선 조사야에 포함되는 방광의 면적이 줄어들어 부작용이 감소한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 전립선암의 방사선치료시 방광의 부피가 급성 비뇨기계 부작용에 미치는 영향에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 전립선암으로 근치적 목적의 방사선치료를 받은 환자 42명을 대상으로 하였으며 대조군과 실험군이 각각 21명씩 포함되었다. 대조군은 본 연구가 계획되기 전에 방광 조절을 하지 않고 방사선치료를 시행 받은 환자 중 무작위로 추출하였고, 실험군은 치료 1시간 전 450 ml의 물을 마셔 방광을 채운 상태에서 방사선치료를 받은 환자들이었다. 모의치료시 설계용 CT와 초음파를 이용하여 방광의 부피를 측정하였고, 실험군에서는 방사선 치료 기간 동안 초음파로 매주 방광의 부피를 측정하였다. 결 과: 모의치료시 초음파로 측정한 방광의 부피와 CT로 측정한 방광의 부피는 유의한 상관성을 보여(r=0.679) 방광 부피를 측정하는 데 있어 초음파의 정확성을 확인하였다. 실험군에서 같은 양의 물을 마셔도 방광의 부피는 환자에 따라 차이가 컸고(범위 $22{\sim}352\;ml$), 방사선치료 기간 동안 방광의 부피는 일정하게 유지되지 않았다. 그러나 모의치료시 방광의 부피가 컸던 환자는 치료기간 중에도 방광의 부피가 큰 경향을 보였다. 실험군의 방광 부피는 평균 $299{\pm}155\;mL$이었고 대조군은 평균 $187{\pm}155\;ml$로, 일정량의 물을 마시면 방광 조절을 하지 않았을 때보다 방광 부피가 유의하게 증가하였고(p=0.009), 실험군에서 급성 비뇨기계 부작용이 대조군보다 감소하였지만 통계적으로 유의하지는 않았다 또한 방광의 부피가 클수록 부작용이 감소하는 경향을 보였고, 모의치료시 CT로 측정한 방광의 부피가 150 ml 이상이면 1등급과 2등급의 비뇨기계 부작용이 현저히 감소하였다(p=0.023). 치료 기간 중의 방광 부피에 따른 부작용 발생률은 통계적으로 유의한 변화를 보이지 않았으나 방광의 부피가 클수록 1등급 부작용이 감소하는 경향을 보였고, 100 ml 이상인 경우에는 모든 등급의 부작용이 감소하는 경향을 보였다. 결 론: 방광을 채우고 방사선치료를 할 때 치료 기간 중 방광의 부피가 일정하게 유지되지 않았음에도 불구하고 방광 조절을 하지 않았을 때보다 비뇨기계 급성 부작용이 감소하는 경향을 보였고, 모의치료시 방광 부피가 150 mL 이상인 경우 부작용은 현저히 감소하였다. 따라서 전립선암 환자에서 방사선치료를 할 때 방광을 채우는 것이 급성 비뇨기계 부작용을 줄이는 데 도움이 될 것으로 생각한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권2호
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• pp.7-12
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• 2019

목 적: 골반부 방사선 치료 시 방광체적에 따라 방사선 조사범위가 달라지기 때문에 방광체적을 조절하여 치료를 진행한다. 따라서 본 연구에서는 초음파펄스진단장치(BVI 6100, (주)메디칼써프라이)를 이용하여 방광체적 변화를 추적하여 BVI의 정확성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 2017년 1월부터 2018년 9월까지 부산대학교병원에서 골반부 방사선 치료를 받은 환자 19명을 대상으로 하였다. 치료 시 BVI를 이용하여 획득한 방광체적과 CBCT영상에서 획득한 방광체적을 구간별로 비교한 후 그 유의성을 평가하였다. 결 과: 전체 체적 구간에서의 BVI와 CBCT는 r=0.773의 유의한 상관관계가 나타났으나 치료계획영상에서의 방광체적을 기준으로 p값이 125~175cc에서는 0, 175~275cc에서는 0.05보다 낮게, 그리고 275~375cc에서는 0.05보다 높게 나타났다. 결 론: 본 연구에서는 방광체적이 275cc 이상의 환자의 경우 BVI와 CBCT영상 간의 방광체적이 유의성이 있으나 방광을 비우는 환자의 경우 BVI측정의 신뢰성이 떨어진다고 판단할 수 있었다. 따라서 175~275cc 환자에 대해서는 BVI의 보정값을 이용하여 적절한 체적오차허용범위를 사용하면 유의한 값을 얻을 수 있을 것이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권3호
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• pp.415-421
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• 2017

전립선암에서 방사선치료의 경우 직장의 선량을 감소시키기 위하여 항문을 통하여 일정한 양의 공기를 주입한 풍선을 이용한다. 이런 이유로 전립선암의 방사선치료는 매일 영상유도를 하기 위하여 CBCT를 획득하고 있다. 치료 전 처음 촬영한 전산화단층촬영과 가장 비슷한 상태의 해부학적 구조를 유지시키기 위하여 전처치를 하고 있지만 완벽하게 일치된다고 할 수 없다. 두 명의 실제 치료계획에서는 방광의 용적은 45.82 cc와 63.43 cc 및 등가직경 4.4 cm, 4.9 cm로 측정되었다. 본 연구의 20회 CBCT 결과에서 방광의 용적은 평균 56.2 cc, 105.6cc로 평가되었다. 치료계획 전산화단층촬영에서 평가된 선량과 A 환자의 기준으로 정한 CBCT의 선량은 PTV Mean dose는 1.74%, Bladder Mean dose는 96.67%의 차이로 평가되었으며, B 환자의 경우 PTV Mean dose는 4.31%, Bladder Mean dose는 97.35%의 차이로 평가되었다. 방광의 용적의 변화에 따라 PTV와 방광의 선량변화가 발생된다는 것을 알 수 있었다. 방광의 용적의 변화에 따른 방광 선량의 상관계수 값은 평균선량 $R^2=-0.94$의 선형성을 나타냈다. 방광의 용적변화에 따른 PTV선량의 상관계수 값은 평균선량 $R^2=0.04$의 선형성을 나타냈다. 방광 용적의 변화에 따라 PTV의 선량 변화가 방광의 선량변화보다 더 크다는 것을 알 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제9권4호
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• pp.256-267
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• 2000

본 논문에서는 뇨실금 환자들에 대한 지원 기술의 일환으로 인체에 무해하고 비침습적인 초음파를 이용하여 배뇨시기를 알려주는 뇨의 경보기용 뇨량검출 센서의 개발과 이를 이용한 방광 벽간거리와 뇨량과의 상관관계에 관하여 연구하였다. 개발된 센서의 중심 주파수는 2.25 MHz이며, 이는 인체내로의 침투력이 비교적 좋으면서도 분해능이 높아 오차를 감소시킬 수 있게 설계하였다. 이 센서를 이용하여 방광 전 후벽간의 거리를 검출하여 이로부터 뇨량을 정량적으로 측정하기 위한 기초 실험을 실시하였다. 기초실험은 건강한 성인 남자 3명을 대상으로 초음파 뇨량검출 센서를 이용한 초음파 RF 반사신호 획득장치와 초음파 진단기에 의한 2가지 방법으로 이루어졌고 그 결과 뇨량과 벽간거리와의 사이에는 높은 상관성이 있음을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 실험 결과를 토대로 하여 제작된 초음파 뇨량검출용 센서는 뇨실금 환자로 하여금 배뇨시기를 알려주는 뇨의 경보 시스템으로 활용될 수 있으며, 보건 복지적인 측면에서 현대사회에 기여할 공헌도가 매우 클 것이라 생각된다.