• 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.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1301-1302
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• 2008

In this study, the fracture strength for fracture mechanism porous calcium phosphate made from sintered with ${\beta}$-tricalcium phosphate obtained by wet precipitation procedure is analyzed using finite element method and experiment measurement. First, three $3{\times}3{\times}3mm^3$ and $5{\times}5{\times}5mm^3$ specimens are prepared and tomographic images of one $5{\times}5{\times}5mm^3$ specimen are obtained by micro focus X-ray CT. The compression tests using the specimens are carried out to measure the elastic modulus and fracture strength to analyze the fracture mechanism of porous calcium phosphate specimen. The tomographic images are reconstructed by 3D reconstruction program. The finite elements are directly built up in the reconstructed specimen. The numerical simulation for the compression tests is performed using the element. The mechanism of calcium phosphate of simulation are obtained by the compression tests using there cylindric specimen of height 19.5 mm and diameter 10 mm. From the results, the applicability of porous calcium phosphate is evaluated to care fracture and vacant bone of a patient as the reinforcement material.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제1권1호
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• pp.36-40
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• 2005

TRISO (Tri-Isotropic)-coated fuel particle is widely applied due to its higher stability at high temperature and its efficient retention capability for fission products in the HTGR (high temperature gas-cooled reactor), one of the highly efficient Generation IV reactors. The typical ball-type TRISO-coated fuel particle with a diameter of about 1 mm is composed of a nuclear fuel particle as a kernel and of outer coating layers. The coating layers consist of a buffer PyC, inner PyC, SiC, and outer PyC layer. In this study, a digital image processing algorithm is proposed to automatically measure the thickness of the coating layers. An FBP (filtered backprojection) algorithm was applied to reconstruct the CT image using virtual X-ray radiographic images for a simulated TRISO-coated fuel particle. The automatic measurement algorithm was developed to measure the coating thickness for the reconstructed image with noises. The boundary lines were automatically detected, then the coating thickness was circularly by the algorithm. The simulation result showed that the measurement error rate was less than 1.4%.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권4호
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• pp.1265-1268
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• 2023

One important issue in using radiopharmaceuticals as therapeutic and imaging agents is predicting different organ absorbed dose following their injection. The present study aims at extrapolating dosimetry estimates to a female phantom from the animal data of ⁸⁹Zr radionuclide accumulation using the Sparks-Idogan relationship. The absorbed dose of ⁸⁹Zr radionuclide in different organs of the human body was calculated based on its distribution data in mice using both MIRD method and the MCNP simulation code. In this study, breasts, liver, heart wall, stomach, kidneys, lungs and spleen were considered as source and target organs. The highest and the lowest absorbed doses were respectively delivered to the liver (4.00E-02 and 3.43E-02 mGy/MBq) and the stomach (1.83E-03 and 1.66E-03 mGy/MBq). Moreover, there was a good agreement between the results obtained from both MIRD and MCNP methods. Therefore, according to the dosimetry results, [⁸⁹Zr] DFO-CR011-PET/CT seems to be a suitable for diagnostic imaging of the breast anomalies for CDX-011 targeting gpNMB in patients with TNBC in the future.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권2호
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• pp.63-71
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• 1999

입체조형 치료와 전신 방사선 수술에의 이용을 목적으로 3차원 전신 정위 방사선 치료 장치를 개발하였다. Couch 위에 놓을 수 있는 전신 정위 치료판을 제작하여 방사선 비투과성 카테타 선을 이용하여 치료판 위에 좌표계를 설치하고, MeV-Green(전성 물산, 한국)으로 고정틀을 만들어 환자 자세를 고정시키고, 플라스틱 봉과 봉 지지판을 이용하여 고정틀을 고정하였다. 이러한 설계, 제작으로 입체 조형 치료 등에서 갠트리 회전에 의한 기하학적 제약을 최소화하고 방사선 조사 투과율 이 특정한 방향에서 영향을 받는 문제점을 해소하였다. CT 영상을 통해 치료 표적의 위치를 파악하고 치료판 기준점에 대하여 좌표화하여 모의 치료시와 방사선 치료시의 환자 자세 변화 오차를 줄였다. 3대의 CCTV 카메라를 사용하여 환자 자세 변화를 감지, 수정함으로써 체표변의 외곽선으로 부터 setup 오차를 최소화 할 수 있었다. 치료 효용성을 높이기 위해 이러한 과정을 모니터를 보면서 실시간으로 처리 할 수 있도록 하였고, IDL(Interactive Data Language, RSI, U.S.A.)을 사용하여 image subtraction 방식으로 환자 자세 변화를 가시화하여 오차를 줄이도록 하였다. 내부 장기 움직임에 따른 표적의 움직임을 추적할 목적으로 rotating X-ray 장치를 제작하였다. Landmark 나사를 표적주위 뼈나 표적중심에 삽입하여 이 rotating X-ray 장치를 이용해서 anterior, lateral 두 방향에서 얻은 영상 정보로부터 marker 에 대한 표적의 위치 변화를 가시화 하여 내부 표적의 움직임에 따른 setup 오차를 줄였다. CT 모의치료를 할 수 있도록 IDL 을 이용하여 PC용 모의치료 프로그램을 GUI 환경에서 구현하였고 이 프로그램을 통해서 치료 계획을 위해 CT 에서 수집된 영상정 보를 이용하여 표적을 포함한 장기들의 그래픽 처리, 편집, 전송 등의 작업을 수행하도록 하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권2호
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• pp.75-83
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• 2010

목 적: 간과 간 내에 생긴 암이 위내의 크기, 위치변화에 따라 종양의 위치변화와 경향성을 평가하기 위함이다. 방법 및 고찰: 2009년 3월부터 2010년 4월까지 강남세브란스병원을 내원한 간 종양을 가진 환자 중 CT-simulation (컴퓨터 단층촬영을 이용한 모의치료)을 하기 전 2주 내에 컴퓨터단층촬영이나 양전자컴퓨터단층촬영영상을 가진 환자 9명을 대상으로 하였으며, CT-simulation는 6시간 공복을 유지하고, 영상융합을 위한 컴퓨터단층촬영이나 양전자컴퓨터단층촬영은 촬영직전에 240~260 cc 가량의 물을 섭취하도록 하였다. 두 종류의 영상은 RTP (Radiation Treatment Planning, Pinnacle 8.0 h)에서 각각 환자의 뼈 구조를 중심으로 영상융합을 하였다. 결 과: 물 섭취양은 240~260 cc로 일정하였으나 물 섭취 후 위장의 크기는 259.3 cc부터 495.4 cc로 다양하였으며, 두 가지 다른 상태에서 찍은 컴퓨터단층촬영들에서 나타난 위장의 부피변화는 개인의 차이는 있지만, 평균 130 cc 정도의 부피증가가 측정되었으며, 이는 평균 174%의 증가에 해당된다. 종합적인 종양 중심점의 절대거리는 0.52 cm에서 3.04 cm으로 평균 1.52 cm의 움직임을 보였으며, 머리-다리(Cranial-Caudal)방향으로는 0.1 cm에서 1.35 cm으로 평균 0.44 cm의 움직임을 보였고, 왼-오른(Left-Right)방향으로는 0.05 cm에서 2.75 cm으로 평균 1.22 cm의 움직임을 보였고, 배-등(Ventral-Dorsal)방향으로는 0.05 cm에서 1.85 cm으로 평균 0.33 cm의 움직임을 보였다. 결 론: 개인차가 커서 위장의 운동을 관찰하여 종양의 움직임을 예측하는 것은 힘들지만 위장이 채워짐에 따라, 복잡한 경로를 통해 간 종양의 위치가 오른쪽으로 치우치는 것이 관찰되었다. 이에 간종양 치료 시 치료 정확도를 확보하기 위하여 공복상태를 유도하는 것을 권장한다. 반면 공복상태가 어려울 경우 환자의 위장의 부피와 움직임을 측정하여 치료계획 시 간 종양의 움직임을 고려하여 방사선 치료를 할 것을 권장한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제26권2호
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• pp.118-125
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• 2008

목적: 온보드 영상장치(On-Board Imager, OBI) 및 콘빔CT(Cone Beam Computerized Tomography, CBCT)를 이용하면 치료실에 위치한 환자의 자세 및 위치와 모의치료 시점의 환자의 자세 및 위치를 비교할 수 있다. 온라인 영상유도방사선치료(on-line Image Guided Radiation Therapy, on-line IGRT)에서는 이러한 정보를 이용하여 방사선 치료 직전에 환자의 위치를 확인하고 보정한다. 이때 모의치료 시 획득한 영상과 치료실에서 실시간 얻은 kV X선 영상 또는 콘빔CT 영상을 이용하여 2차원/2차원 맞춤(2D/2D Match) 또는 3차원/3차원 맞춤(3D/3D Match)의 이미지 퓨젼 프로그램을 사용하여 그 편차를 산출한다. 이 과정에서 주어지는 편차가 환자 자세에 대한 오차를 정확히 반영하고 있는지에 대해 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 신체 내부 구조가 모사된 팬톰(The $RANDO^{(R)}$ Phantom, Alderson Research Laboratories Inc., Stamford, CT, USA)을 사용하여 실제 방사선 치료와 동일한 과정을 따라 모의치료 및 치료계획을 시행한 후 치료 테이블 위에 팬톰을 셋업한다. 그리고 모의치료 시 표시된 팬톰의 표면 지점에 치료실의 레이저에 일치시킨다. 이때, CT 모의치료실과 가속기가 있는 치료실의 벽면 고정 레이저에 대한 정렬의 일치만 확인하면, 치료테이블에 놓여진 팬톰의 위치는 모의치료 시 위치와 정확히 일치한다. 실제로는 팬톰 표면에 나타나는 레이저 선의 두께 정도되는 오차를 무시한다면, 두 시점에서 팬톰의 위치가 정확히 같다고 말할 수 있다. 정확히 위치가 재현되었다고 가정되는 팬톰에 대해 평행이동 또는 회전이동의 변화를 만들어 준 후, 위치가 옮겨지고 틀어진 팬톰에 대해 온보드 영상장치로부터 kV X선 영상을 그리고 콘빔CT로부터 CT 영상을 얻는다. kV X선 영상과 모의치료 시 획득한 CT영상을 이용하여 OBI 프로그램에서 제공되는 2차원/2차원 맞춤의 결과를 얻는다. 그리고 콘빔CT 영상과 모의치료 시 획득한 CT영상을 가지고 이미지 퓨젼 과정을 거쳐 3차원/3차원 맞춤의 결과를 얻는다. 이렇게 얻은 2차원/2차원 맞춤 및 3차원/3차원 맞춤의 결과와 처음에 팬톰에 인위적으로 만들어준 위치 변화를 비교한다. 결과: 온보드 영상장치로 획득한 kV X선 영상과 모의치료 시 영상을 비교하는 2차원/2차원 맞춤에서는 팬톰의 위치에 회전이동만 존재한다고 가정했을 때에는 평균 $0.06^{\circ}$의 오차 내에서 모의치료 시 팬톰의 위치에 대한 편차를 찾을 수 있었다. 또한 평행이동만 존재한다고 가정했을 때에는 편차 벡터의 크기가 평균 1.8 mm였다. 그리고 회전이동과 평행이동이 동시에 존재하는 일반적인 경우에는 편차 벡터의 크기는 평균 2.1 mm, 테이블 회전 방향으로 평균 $0.3^{\circ}$의 오차 내에서 모의치료 시 팬톰의 위치를 찾을 수 있었다. 콘빔CT로 획득한 영상을 이용하는 3차원/3차원 맞춤의 과정에서 팬톰의 위치가 회전이동만 존재할 때에는 평균 $0.03^{\circ}$의 오차 내에서, 평행이동만 있는 경우는 편차 벡터의 크기의 평균이 0.16 mm 내에서, 틀어지고 이동된 팬톰의 위치를 찾을 수 있었다. 그리고 회전이동과 평행이동이 동시에 존재하는 일반적인 경우에는 편차 벡터의 크기는 1.5 mm, 테이블 회전 방향으로 평균 $0^{\circ}$의 오차 내에서, 모의치료 시 팬톰의 위치와 맞출 수 있었다. 결론: 온보드 영상장치와 콘빔CT를 이용한 영상유도방사선치료(on-line IGRT)에서 모의치료 시 팬톰의 위치는 가속기의 치료테이블 위에서 매우 정확히 재현되어졌다. 온보드 영상장치는 kV X선 영상을 이용하여 간단하게 위치의 검증과 보정을 할 수 있었고, 콘빔CT를 이용하는 경우에는 2차원적인 정면 또는 측면 영상이 아니라, 3차원 영상을 비교함으로서 더욱 정확한 위치보정이 가능하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.916-919
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• 2004

In this paper, we proposed a new method of pre-operative planning for tibial deformity correction using double hexapod external fixator in pseudoacondroplasia. The 3-D computer graphic model of deformed tibia was reconstructed from 3 mm sliced CT data, and CAD model of double hexapod external fixator was developed. The fixator was composed of 170 mm diameter of three rings and 90 mm of twelve struts. The bone deformities and the osteotomy lines for double osteotomy were measured using X-rays, and the necessary joint values to correct the given deformities were obtained by inverse kinematics analysis. The computer graphic simulation was performed to visualize the deformity correction process and evaluate the analysis result. By examining the pre-op and post-op X-rays, the simulation result was in good agreement with the clinical outcomes.

• Journal of Computational Design and Engineering
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• 제2권2호
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• pp.113-118
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• 2015

An important problem in low-dose CT is the image quality degradation caused by photon starvation. There are a lot of algorithms in sinogram domain or image domain to solve this problem. In view of strong self-similarity contained in the special sinusoid-like strip data in the sinogram space, we propose a novel non-local filtering, whose average weights are related to both the image FBP (filtered backprojection) reconstructed from restored sinogram data and the image directly FBP reconstructed from noisy sinogram data. In the process of sinogram restoration, we apply a non-local method with smoothness parameters adjusted adaptively to the variance of noisy sinogram data, which makes the method much effective for noise reduction in sinogram domain. Simulation experiments show that our proposed method by filtering in both image and projection domains has a better performance in noise reduction and details preservation in reconstructed images.

• Advances in biomechanics and applications
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• 제1권1호
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• pp.67-76
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• 2014

Bone properties are one of the key components when constructing models that can simulate the mechanical behavior of a mandible. Due to the complexity of the structure, the tooth, ligaments, different bones etc., some simplifications are often considered and bone properties are one of them. The objective of this study is to understand if a simplification of the problem is possible and assess its influence on mandible behavior. A cadaveric toothless mandible was used to build three computational models from CT scan information: a full cortical bone model; a cortical and cancellous bone model, and a model where the Young's modulus was obtained as function of the pixel value in a CT scan. Twelve muscle forces were applied on the mandible. Results showed that although all the models presented the same type of global behavior and proximity in some locations, the influence of cancellous bone can be seen in strain distribution. The different Young's modulus defined by the CT scan gray scale influenced the maximum and minimum strains. For modeling general behavior, a full cortical bone model can be effective. However, when cancellous bone is included, maximum values in thin regions increase the strain distribution. Results revealed that when properties are assigned to the gray scale some peaks could occur which did not represent the real situation.