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Megavoltage Cone-Beam CT 영상의 변환을 이용한 선량 계산의 정확성 향상 (Improvement of the Dose Calculation Accuracy Using MVCBCT Image Processing)

  • 김민주;조웅;강영남;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권1호
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    • pp.62-69
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    • 2012
  • 적응 방사선 치료(Adaptive Radiation Therapy, ART)를 실행하기 위한 매 치료 마다 획득되는 Megavoltage cone-beam CT (MVCBCT) 영상을 이용한 재 선량 계산 과정은 필수적이다. 본 연구의 목적은 intensity 보정 방법을 적용한 MVCBCT 영상 기반의 선량 계산 결과와 kilo-voltage CT (kV CT) 영상 기반의 선량 계산 결과의 비교 및 MVCBCT 영상 기반의 선량계산 정확성의 향상이다. MVCBCT 영상의 intensity 교정을 위해 kV CT와 MVCBCT을 이용하여 12 종류의 전자밀도 바를 제공하는 Cheese 팬텀 영상을 획득하고, Cheese 팬텀 영상의 동일한 전자밀도 바에서 표현되는 kV CT 영상과 MVCBCT 영상의 intensity 관계를 도출하였다. 이후 kV CT, MVCBCT를 이용한 Rando 팬텀 영상을 획득하여 MVCBCT 영상은 3차원 강체 정합을 수행하였고 본 과정을 통해 MVCBCT 영상은 kV CT 영상과 마치 동일한 모달리티에서 획득한 영상과 같은 위치 및 intensity 분포로 변환되었고, MVCBCT 영상의 잡음을 없애기 위한 Gaussian smoothing 필터를 적용하였다. 위의 과정을 거친 MVCBCT 영상을 토대로 intensity 교정을 적용한 영상과, intensity 교정을 적용하지 않은 영상, kV CT영상을 기반으로 방사선 치료 계획 시스템을 이용한 선량 계산을 시행 하였다. 선량 계산의 결과는 선량 분포의 차이 및 Percentage difference로 평가되었다. Intensity 보정을 적용한 MVCBCT 영상의 선량 계산 결과의 경우 kV CT 영상 기반의 선량 계산 결과와의 Percentage difference가 두경부 영상의 경우 1.08%, 흉부 영상의 경우 2.44%였다. 본 연구에서 적용한 intensity 변환을 통해 MVCBCT 영상을 이용한 선량 계산의 정확성이 향상됨을 확인하였고, 본 연구 방법은 실제 선량 계산에 적용 및 사용의 편리성을 확인하였다. 차후 연구 계획도 본 연구 내용에 의해 제안되었다.

Megavoltage Cone-beam CT 영상의 변환을 이용한 변환 영상 정합의 정확도 향상 (Enhancement of the Deformable Image Registration Accuracy Using Image Modification of MV CBCT)

  • 김민주;장지나;박소현;김태호;강영남;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제22권1호
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    • pp.28-34
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    • 2011
  • 적응 방사선 치료(Adaptive Radiation Therapy, ART)를 실행하기 위한 고도의 정확성을 갖는 변형 영상 정합 방법은 필수이다. 본 연구의 목적은 Megavoltage cone-beam CT (MV CBCT)영상의 Intensity 변화를 통한 영상 정합의 정확성의 향상이다. Intensity 변화 값을 도출 하기 위해 kilovoltage CT (kV CT)와 MV CBCT를 이용하여 12 종류의 전자 밀도 바를 제공하는 Cheese 팬텀의영상을 획득하고, 영상들로부터 kV CT와 MV CBCT의 Hounsfield Unit (HU)값들의 관계를 도출하였다. MV CBCT 영상의 잡음을 감소하기 위해 Gaussian smoothing 필터를 적용하였다. MV CBCT영상의 intensity는 마치 동일한 모달리티에서 획득된 영상과 같은 kV CT와 동일한 범위의 intensity로 변화시켰다. 이후 두 영상에 효율적이고 사용하기 쉬운 intensity 기반의 데몬 영상 정합이 적용되었다. 본 연구실에서 인체 내 폐를 모사하도록 제작된 변형 폐 팬텀을 이용하여 위와 같은 방법을 적용하여 영상 정합을 하였다. Cheese 팬텀 영상, 변형 폐 팬텀 영상을 이용한 변형영상 정합 결과는 상관 계수가 각각 6.07%, 18% 향상되었다. 변형 폐 팬텀 영상의 변형 영상 정합 정확성을 평가하기 위해 추가적으로 측정된 팬텀 내부에 삽입한 표적의 중심 좌표를 이용하여vector 차이를 계산하였다. 벡터 차이는 $2.23{\pm}1.19mm$, $1.39{\pm}0.97mm$였다. 본 연구에서 사용한 intensity 변화 방법을 통해 변형 영상 정합의 정확성이 향상됨을 확인 하였고, 본 연구는 영상 정합 정확성을 향상시키기 위한 해결 방법이 될 수 있다. 차후 연구 계획도 본 연구 내용에 의해 제안되었다.

광중합형 및 자가중합형 교정용 전색제의 치아우식예방 및 진행억제효과에 관한 실험적 연구 (The effects of fluoride releasing orthodontic sealants on the prevention and the progressive inhibition of enamel demiheralization in vitro)

  • 채승원;;윤영주;김광원
    • 대한치과교정학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.979-995
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    • 1997
  • 고정성 교정장치 주변에 발생되는 백색반점은 임상적으로 쉽게 눈에 띄는 문제점을 가지고 있으므로 잔치제거 후 심니적으로 만족스럽지 못한 결과를 야기하는데, 이는 곧 교정치료의 실패를 의미한다. 이미 많은 연구를 통해 고정성 교정장치가 구강내 세균환경을 변화시켜 세균집단의 증식을 용이하게 함으로써 고정성 장치 부착 후, 법랑질 탈회의 발생빈도가 증가된다는 사실이 보고 되어 왔으며 장기간이 소요되는 교정치료의 특성으로 인해 발생되는 브라켓 또는 교정용 밴드 주변의 법랑질 탈회나 치아우식증을 예방 또는 억제시키기 위한 연구가 함께 진행되어 왔다. 이는 환자에 대한 구강위생 교육이나 치아관리 노력에도 불구하고 발생될 수 있는데 이를 예방하기 위한 방법의 하나로 불소가 유리되는 교정용 전색제를 사용할 수 있다. 본 연구는 불소가 유리되는 광중합형 및 자가중합형 교정용 전색제의 치아우식 예방 및 진행억제효과를 규명하기 위해 다음과 같이 각각 7개의 편광현미경군(A군-G군)과 주사전자현미경군(A'군-G'군)으로 분류하였고 [1. A & A'군 STPP 인공우식용액에 담그지 않은 정상치아군, 2. B & B'군 : STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$의 항온용기 에 72시간 보관한 비처치군,3. C & C'군 : STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$ 의 항온용기에 72시간 보관한 자가중합형 교정용 전색제군, 4. D &D'군 : STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$의 항온용기에 72시간 보관한 광중합형 교정용 전색제군, 5. E & E'군 표면에 아무처리 없이 STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$의 항온용기에 72시간 보관한 후, 이를 다시 아무런 처치없이 STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$의 항온용기에 72시간 보관한 비처치군, 6. F & F'군 : 표면에 아무런 처치없이 STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$의 항온용기에 72시간 보관한 후, 자가중합형 교정용 전색제를 도포하고 이를 다시 STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$의 항온용기에 72시간 보관한 자가중합형 교정용 전색제, 7. G & G'군 :표면에 아무런 처치없이 STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$ 의 항온용기에 72시간 보관한 후, 광중합형 교정용 전색제를 도포하고 이를 다시 STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$ 의 항온용기에 72시간 보관한 광중합형 교정용 전색제군], 이들을 편광현미경과 주사전자현미경을 이용해 조직의 변성 여부를 검색하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 편광현미경적 연구에서 인공우식병 소의 깊이는 $A군(5.08{\mu}m),\;B군(47.82{\mu}m,\;C군(8.42{\mu}m),\;D군(7.20{\mu}m),\;E군(85.41{\mu}m),\;F군(60.38{\mu}m),\;G군(60.13{\mu}m)$,이었다. 2. 인공우식 병소의 깊이에 있어서, B군은 A군,C군,D군과 비교하여 통계학적으로 유의성 있는 차이를 보였고(p<0.05), E군은 F군,G군과 비교하여 통계학적으로 유의성 있는 차이를 보였다(p<0.05). 3. 광중합형 및 자가중합형 교정용 전색제는 법랑질탈회 예방효과가 있었다. 4. 광중합형 및 자가중합형 교정용 전색제는 법랑질탈회 진행억제효과가 있었다. 5. 광중합형 및 자가중합형 교정용 전색제 표본에 대한 주사전자현미경적 연구에서 인공우식용액의 시간 경과에 따른 영향은 없었다. 6. 광중합형 교정용 전색제 표본과 자가중합형 교정용 전색제 표본 사이의 차이는 편광현미경과 주사전자현미경으로 구별할 수 없었다.

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