• 대한방사선치료학회지
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• 제11권1호
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• pp.53-59
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• 1999

The aim of this study is to improve the accuracy of field placement and junction between adjacent fields and block shielding through the use of a computed tomography(CT) simulator and virtual simulation. The information was acquired by assessment of Alderson Rando phantom image using CT simulator (I.Q. Xtra - Picker), determination of each field by virtual fluoroscopy of voxel IQ workstation AcQsim and colored critical structures that were obtained by contouring in virtual simulation. And also using a coronal, sagittal and axial view can determine the field and adjacent field gap correctly without calculation during the procedure. With the treatment planning by using the Helax TMS 4.0, the dose in the junction among the adjacent fields and the spinal cord and cribriform plate of the critical structure was evaluated by the dose volume histogram. The pilot image of coronal and sagittal view took about 2minutes and 26minutes to get 100 images. Image translation to the virtual simulation workstation took about 6minutes. Contouring a critical structure such as cribriform plate, spinal cord using a virtual fluoroscopy were eligible to determine a correct field and shielding. The process took about 20 minutes. As the result of the Helax planning, the dose distribution in adjacent field junction was ideal, and the dose level shows almost 100 percentage in the dose volume histogram of the spinal cord and cribriform plate CT simulation can get a correct therapy area due to enhancement of critical structures such as spinal cord and cribriform plate. In addition, using a Spiral CT scanner can be saved a lot of time to plan a simulation therefore this function can reduce difficulties to keep the patient position without any movements to the patient, physician and radiotherapy technician.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.27-34
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• 1997

3 차원 영상 모델링은 자동 시각적 검사와, 비파괴 검사분야에서 절실히 요구되고 있는 연구 분야이다. 또한 그것은 생의학연구, 의료, 수술계획과 정교성이 요구되는 중대한 수술 (안면 절개) 등에 매우 유용하다. 영상처리 및 분석 기술은 3 차원 의료 영상 정보의 질올 높여 주는데, 의료정보를 정확하고 빠르게 분석하는 일은 용이하지 않다. 본 논문에서는 향상된 3 차원 의료영상의 가시화를 위하여 사면체 분할법에 의한 모델링 방법을 제안한다. 이 방법에서는 트라이 베리에이트 구간별 선형 보간법이 구축된 사면체영역에 걸쳐 적용된다. 그리고, 등면, 색채 윤곽, 슬라이싱 등 가시화 방법들도 논의된다. 이것은 마칭큐브스 알고리즘으로 인해 제기되는 불확실한 경우가 발생하지 않고, 자료 감축의 효과도 가져올 수 있으므로 보다 정확하고 빠른 의료정보 분석에 기여할 수 있을 것으로 사료된다. 그리고, 자료 감축으로 인한 정확도의 감소가 발생할 경우에는 최소제곱을 바탕으로 한 사면체 세분할을 사용하여 보완할 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제28권1호
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• pp.77-86
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• 2016

목 적 : 방사선 치료 시 Carbon Fiber Couch에 의한 감약이 일어난다. 본 연구에서는 치료계획 시스템(Treatment Planning System: TPS)을 이용해 Varian사의 Varian Standard Couch(VSC)를 모델링 하여 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 선형가속기(Clinac IX, VARIAN, USA)의 CBCT(Cone Beam Computed Tomography)를 이용하여 VSC의3가지 조건Side Rail Out Grid(SROG), Side Rail InGrid(SRIG), Side Rail In OutSpine Down Bar(SRIOS)로 스캔 한 후 TPS(Pinnacle9.8, Philips, USA)로 전송하여 Side Rail, Side Bar Upper, Side Bar Lower, Spine Down Bar를 Automatic Contouring하여 모델링 하였다. 전산화 단층촬영(Light Speed RT 16, GE, USA)으로 스캔 한 Cheese Phantom(Middelton, USA) 을 TPS로 전송하여 모델링 한 VSC를 적용하였다. 측정 점은 Cheese Phantom내의 Ion Chamber(A1SL, Standard imaging, USA)이며 Isocenter에 위치시켜 Energy(4, 10MV), Gantry Angle($5^{\circ}$간격으로 측정), Field Size($3{\times}3cm^2$, $10{\times}10cm^2$)에 변화를 주어 각 100MU의 동일한 조건에서 얻은 계산 값과 측정값을 비교하였으며 Side Bar Upper에 의한 감약을 비교하기 위해 SRIG조건에서 $127^{\circ}$를 포함하였다. 결 과 : CBCT를 이용해 얻은 VSC의 Density를 TPS에서 확인한 결과 $0.9g/cm^3$였으며 Spine Down Bar의 경우 $0.7g/cm^3$로 나타났다.Side Rail, Side Bar Upper, Side Bar Lower, Spine Down Bar에서 각 17.49%, 16.49%, 8.54%, 7.59%의 감약이 일어났으며모델링의 정확성을 평가하기 위해 계산 값과 측정값을 비교한 결과 평균 1.13%의 오차가 보였으며 Spine Down Bar를 지나는 $170^{\circ}beam$에서 1.98%로 가장 많은오차를 보였다. 결 론 : TPS이용해 모델링 한 VSC의 유용성을 평가하기 위해계산 값과 측정값을 비교한 결과 최대1.98%의 오차를 보였다. 방사선 치료계획 시 VSC를 모델링 하여 적용한다면선량에 대한 예측이 가능해 더욱 정확한 치료를 하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제33권
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• pp.25-33
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• 2021

목 적 : 본 연구를 통해 호흡동조방사선치료(Respiratory Gated Radiation Therapy, RGRT)시 환자 호흡 속도에 따른 Trigger mode의 정확성과 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 호흡 속도에 따른 Trigger mode의 정확성을 평가하기 위해 QUASAR^TM 호흡 움직임 팬텀에 3 mm의 기준 표지자(Fiducial marker, gold marker)를 삽입하여 본원 한달 동안 환자의 평균 호흡인 20 bpm(Breath per minute)을 기준으로 4DCT 촬영 후 정중앙(Median)에 위치한 표지자에 윤곽 묘사(Contouring)를 하였다. OBI(On Board Imager)가 장착된 Truebeam STx^TM를 이용해 방사선조사 구간인 Gating window를 Lower threshold는 2.0 mm로 모든 측정 조건에서 고정시키고, Upper threshold를 최고 위상으로부터 각각 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.5 mm, 3.0 mm로 바꿔가며 측정하였다. 위와 같은 조건에서 평균 호흡 속도인 20 bpm을 기준으로 10 bpm, 30 bpm, 40 bpm, 50 bpm, 60 bpm 호흡속도를 바꿔가며 방사선이 끊기는 순간인 'Once at beam off'로 5회 촬영하였다. 같은 방법으로 3일간 반복 촬영 후 각 속도 별 오차율을 비교하였다. 결 과 : 기준 호흡 속도 20 bpm에서 최고 위상으로부터 각각 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.5 mm, 3.0 mm Upper threshold에서 Trigger mode의 beam off시 차이는 3일간의 평균값으로 0.68±0.05 mm, 0.91±0.03 mm, 1.23±0.03 mm, 1.42±0.04 mm, 1.66±0.06 mm이다. 기준 호흡 속도(20 bpm)대비 호흡 속도 변화에 따른 측정 결과는 최대 절대차이(Absolute Difference)의 경우 1일차, 2일차, 3일차 모두 3 mm Upper threshold에서 평균 0.81±0.08 mm로 차이가 확인되었다. 호흡 속도와 절대차이의 편차(Variation)에 대한 상관관계를 평가하기 위한 결정계수 R2는 3일 평균 수치로 각각 0.838, 0.887, 0.770, 0.850, 0.906로 확인되었다. 3일간의 Threshold 모든 변수에서 p-value는 설정 유의수준 0.05 이하로 차이유의를 확인하였다. 결 론 : 호흡동조방사선치료 시 Trigger mode를 이용하여 영상유도를 할 경우 기준 호흡 속도(20 bpm)에서의 Trigger mode의 오차율이 평균 ±0.04 mm 값으로 정확성과 유용성을 확인 할 수 있었다. 그러나 호흡 속도에 따른 부정확성(Uncertainty) 또한 발생할 수 있다는 것을 알 수 있었으며, 특히, 기준 호흡 속도 대비 느려지는 경우(< 20 bpm)보다 빨라지는 경우(> 20 bpm) 영상획득에 대한 부정확성은 커졌다. 따라서 사전 모의치료시의 호흡을 선별하고 호흡을 유지하기 위한 호흡교육과 치료 중 적극적인 실시간 모니터링(Monitoring)이 필요하다고 사료된다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제18B권2호
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• pp.57-66
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• 2011

심장 질환을 예방하기 위해서는 정기적인 검진을 통해 심장 기능을 분석하고 관찰하는 것이 중요하다. 정기적인 검진에서 심장 기능은 심장을 촬영한 후에 관측자가 이를 수작업을 통하여 처리하여 혈류량과 심박구출률 등을 분석함으로서 이루어지나, 시간도 오래 걸리며 관측자에 따른 변이성이 문제가 된다. 본 논문에서는 심장 단축 자기공명영상에서 좌심실 영역을 분할하는 자동화된 알고리즘을 제안한다. 코일 위치에 따른 왜곡을 보정하고, K-평균 클러스터링 기법을 이용하여 좌심실 내부를 분할한다. 영상의 왜곡 및 잡음에 의하여 발생하는 분할 오류는 그래프 탐색 기법을 적용하여 수정하였다. 제안하는 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 38명의 지원자 그룹에 대하여 혈류량과 심박구출률을 계산하였고, 전문가에 의한 수동윤곽검출 결과와 GE MASS 소프트웨어와 비교하였다. 결과에 따르면 제안한 알고리즘의 수동윤곽검출과 혈류량의 차이는 평균적으로 이완기에 6.2mL${\pm}$5.6 및 수축기에 2.9mL${\pm}$3.0, 심박구출률의 차이는 2.1%${\pm}$1.5로 높은 정확성을 보였다. 특히 제안한 알고리즘은 기존 알고리즘에서 발생하던 사용자 간섭률을 최소화하여 자동화 성능을 향상하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제28권2호
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• pp.161-169
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• 2016

목 적 : 전립선암 방사선치료에서 방광과 직장의 체적변화에 따른 전립선의 위치 및 모양변화를 파악하여 이들 변화가 표적체적에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 대상 및 방법 : 본원 전립선암 protocol에 따라 방사선치료를 시행한 환자 6명을 대상으로 후향적 영상자료분석 및 윤곽설정을 시행하였다. 설계용 computed tomography (pCT)와 분할치료 시 획득된 cone-beam CT (CBCT)를 이용하여 전립선, 방광, 그리고 직장의 윤곽을 설정(contouring)하였다. 두 영상자료의 골격구조 기반 조사영역맞춤을 통해 전립선의 위치변화를 관찰하였으며, 전립선의 위치변화, 모양변형, 그리고 크기변화를 종합적으로 분석하기 위해 Dice similarity coefficient(DSC)를 이용하였다. 결 과 : 전립선의 체적은 pCT에서 평균 37.2cm3 로 측정되었으며 약 5% 이내의 크기변화를 나타내었고, 전립선의 DSC는 평균 89.9%로 환자마다 다양한 분포양상이 관측되었다. 방광의 체적변화에 따른 전립선의 DSC 변화를 상관분석한 결과 관련성을 찾을 수 없었지만(r=-0.084,p=0.268), 방광체적의 증감에 따른 층화분석 시 방광의 체적이 증가한 경우에서 DSC 와 방광변화량 간에 통계적으로 유의한 음의 상관관계를 관찰할 수 있었다(r=-0.230,p=0.049). 직장의 체적변화에 따른 전립선의 DSC 변화를 분석한 결과 직장의 체적변화가 증가함에 따라 DSC가 감소하는 것으로 나타났다(r=-0.162,p=0.032). 직장체적에 대한 층화분석에서는 체적이 pCT보다 증가한 경우에 강한 상관관계를 나타내었다 (r=-0.240,p=0.020). 결 론 : 방광과 직장의 체적을 일정하게 유지하는 것이 치료의 정확도를 보장하는 것은 아닌 것으로 나타났다. 따라서 전립선암의 방사선치료 시 CBCT를 이용한 연조직 기반의 조사영역맞춤이 중요하며, 직장풍선(rectal balloon) 등을 이용한 체적관리가 치료정확도를 유지하는데 역할을 할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권1호
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• pp.25-32
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• 2019

목 적: 두경부 방사선 치료 시 Dental Implant에 의한 Metal Artifact로 인해 보철물의 크기, 모양 및 Volume이 달라지고 이로 인해 타겟 및 주변 정상조직에 대한 방사선치료계획의 정확성이 떨어진다. 본 연구는 치아크기를 재현한 Metal을 KVCT, SMART-MAR CT, MVCT를 통해 영상을 획득 하여 Volume을 평가하고 양성자 치료계획에 적용시켜 선량분포의 차이를 분석해 보고자 한다. 대상 및 방법: 치과에서 치료하는 방법을 고려하여 인레이, 크라운, 브릿지와 비슷한 크기의 A보철물($0.5{\times}0.5{\times}0.5cm$), B보철물($1{\times}1{\times}1cm$), C보철물($1{\times}2{\times}1cm$)을 저용융점납합금(Cerrobend, $9.64g/cm^3$) 사용하여 제작하였다. In House Head & Neck Phantom 안에 보철물를 위치시키고 CT Simulator(Discovery CT 590RT, GE, USA)를 이용해 Slice thickness 1.25 mm로 KVCT 영상과 SMART-MAR 영상을 획득하였다. MVCT 영상은 $RADIXACT^{(R)}$ Series(Accuray $Pricision^{(R)}$, USA)을 이용해 동일한 방법으로 획득하였다. MVCT, SMART-MAR CT, KVCT를 통해 획득한 보철물의 형상을 전산화 치료계획장비 Pinnacle(Ver 9.10, Philips, Palo Alto, USA)의 Autocontour Thresholds Raw Values를 통해 X, Y, Z축의 크기 및 Volume을 비교하였다. 양성자 치료계획은 위의 실험에서 얻은 보철물B($1{\times}1{\times}1cm$)의 각 CT별 치아 Contour를 KVCT 상에 fusion하여 양성자 치료계획(Ray station 5.1, RaySearch, USA)을 세우고 선량의 차이를 비교 평가하였다. 결 과: 실측 사이즈 대비 A보철물(MVCT : 1.0배, SMART-MAR CT : 1.84배, KVCT : 1.92배), B보철물(MVCT : 1.02배, SMART-MAR CT : 1.47배, KVCT : 1.82배), C보철물(MVCT : 1.0배, SMART-MAR CT : 1.46배, KVCT : 1.66배)로 각 크기의 보철물에서 MVCT가 가장 실제 Volume과 유사하게 측정되었다. 양성자 치료계획에서 B보철물의 Volume을 각각 적용하여 측정한 결과 $D_{99\%}$ volume의 선량이 기준 3082 CcGE 대비 MVCT:3094 CcGE, SMART-MAR CT:2902 CcGE, KVCT:2880 CcGE로 측정되었다. 결 론: 전체적인 Volume과 X축 Z축의 크기는 MVCT에서 실제 크기와 가장 일치했고 superior-Inferior방향인 Y축은 CT에 따라 차이 없이 길이가 일정했다. 두경부 양성자 치료 시 보철물의 크기, 모양 및 Volume이 비슷한 MVCT에서 가장 실제 값과 비슷한 선량분포를 보였고 MVCT를 이용한 보철물의 contour를 KVCT에 fusion하여 양성자치료계획에 적용 시 매우 유용할 것으로 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제34권
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• pp.61-72
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• 2022

목 적: 기존의 CBCT(Cone-beam Computed-tomography)는 호흡에 의한 움직임의 영향을 받는 부위에서 장기의 움직임으로 표적용적에 오차가 발생했다. 본 논문의 목적은 호흡동조방사선치료를 시행할 때 오차를 감소시켜주는 Gated CBCT(Gated Cone-beam Computed-Tomography)기능을 이용하여 정확성과 소요시간의 각각 유용성을 평가하고 위상에 따른 적절성에 대해 고찰하고자 한다. 대상 및 방법: Gated CBCT의 유용성을 평가하기 위해 Truebeam STx^TM에서 QUASAR^TM 호흡 움직임 팬텀과 납 표지자 삽입물(lead marker inserts)을 이용하여 전체 위상(Full Phase), 20~80% 위상, 30~70% 위상, 40~60% 위상마다 5회씩 Gated CBCT를 촬영하여 납 표지자의 번짐(Blurring) 길이를 측정하고 투시 촬영(fluoroscopy)의 Trigger mode를 사용하여 최고 위상(Top Phase)에서 구간이 끝나는 지점까지 납 표지자가 움직이는 거리를 5회씩 측정하여 비교하였다. 삼나무 고체 종양 삽입물(Cedar Solid Tumor Inserts)을 이용하여 4차원 전산화단층촬영(4-Dimentional Computed-tomography, 4DCT)을 촬영하여 전체 위상, 20~80% 위상, 30~70% 위상, 40~60% 위상마다 표적 용적을 설정하고 축 방향(S-I방향)으로 5회씩 길이를 측정하였고 동일하게 Gated CBCT를 5회씩 촬영하고 영상의 CT 값(CT number)을 분석하여 표적이 움직인 거리를 측정하여 비교하였다. 결 과: 납 표지자 삽입물을 이용하여 촬영한 Gated CBCT에서 전체 위상은 평균 4.46 cm, 20~80% 위상은 평균 3.11 cm, 30~70% 위상은 평균 1.94 cm, 40~60% 위상은 평균 0.90 cm가 측정되었다. 투시 촬영에서 납 표지자의 축방향 움직임 거리는 평균 4.38 cm였고 Trigger mode를 이용하여 최고 위상부터 Beam off 구간까지의 거리는 20~80% 위상은 평균 3.342 cm, 30~70% 위상은 평균 2.04 cm, 40~60% 위상은 평균 0.84 cm가 측정되었다. 두 결과를 비교하였을 때 전체 위상은 0.08 cm, 20~80% 위상은 0.23 cm, 30~70% 위상은 0.10 cm, 40~60% 위상은 0.07 cm의 차이가 확인되었다. 삼나무 고체 종양 삽입물을 이용하여 촬영한 4차원 전산화단층촬영 영상으로 윤곽 묘사(contouring)한 내부표적용적(Internal Target Volume, ITV)과 치료계획용적(Planning Target Volume, PTV) 윤곽의 길이는 전체 위상에서 6.40 cm, 7.40 cm, 20~80% 위상에서 4.96 cm, 5.96 cm, 30~70% 위상에서 4.42 cm, 5.42 cm, 40~60% 위상에서 2.95 cm, 3.95 cm가 측정되었고 촬영한 Gated CBCT에서 Full 위상은 평균 6.35 cm, 20~80% 위상은 평균 5.25 cm, 30~70% 위상은 평균 4.04 cm, 40~60% 위상은 평균 3.08 cm가 측정되었다. 두 결과를 비교하였을 때 내부표적용적에서 ±8.5% 이내의 오차로 일치하는 것을 확인하였다. 결 론: 기존의 CBCT는 호흡에 의한 움직임의 영향을 받는 부위에서 장기의 움직임으로 오차가 발생하는 문제가 있었지만 본 연구를 통해서 Gated CBCT를 이용하여 설정한 위상의 표적 용적과 비슷한 영상을 얻어 정확한 영상유도를 시행하여 유용성을 확인하였다. 하지만 설정한 위상이 줄어들수록 영상 촬영소요시간이 길어진다. 따라서, 촬영소요시간과 위상의 오차를 고려했을 때 30~70% 위상 이상의 넓은 위상을 사용하는 호흡동조 정위체부방사선치료 환자에게 적용하는 것이 적절하다고 생각한다.