• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제47권1호
• /
• pp.8-15
• /
• 2022

Background: We developed a machine vision technology program that tracks patients' real-time breathing and automatically analyzes their breathing patterns. Materials and Methods: To evaluate its potential for clinical application, the image tracking performance and accuracy of the program were analyzed using a respiratory motion phantom. Changes in the stability and regularity of breathing were observed in healthy adult volunteers according to whether the breathing pattern mirrored the breathing guidance. Results and Discussion: Displacement within a few millimeters was observed in real-time with a clear resolution, and the image tracking ability was excellent. This result was consistent even in the sections where breathing patterns changed rapidly. In addition, the respiratory gating method that reflected the individual breathing patterns improved breathing stability and regularity in all volunteers. Conclusion: The findings of this study suggest that this technology can be used to set the appropriate window and the range of internal target volume by reflecting the patient's breathing pattern during radiotherapy planning. However, further studies in clinical populations are required to validate this technology.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제26권2호
• /
• pp.87-92
• /
• 2015

호흡연동 래피드아크 치료는 무건운 하중의 선형가속기 갠트리의 회전과 정지의 반복과정에서 갠트리 회전 재시작점의 오차와 다엽조리개의 정확한 움직임 및 갠트리 속도와 같은 래피드아크의 선량정확도를 결정하는 요소들의 오차 가능성으로 인한 선량 오류가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 갠트리의 회전과 정지의 반복적인 동작이 호흡연동 래피드아크 치료의 정확도에 어떠한 영향을 끼치는 지 치료 시 총 회전과 정지 동작 수를 결정하는 빔조사 구간 길이의 변화를 통해 분석하였다. 총 10명의 간암 환자를 대상으로 래피드아크 치료계획을 수립하였고, RPM 호흡연동 장치와 정확한 빔조사 구간 길이를 설정하기 위해 동적 팬텀을 사용하였다. 각 래피드아크 치료계획 당 EPID를 사용한 portal dosimetry delivery quality assurance (DQA) 계획과 이차원 다이오드 검출기배열장치인 MapCHECK2를 사용한 DQA 계획을 수립하여 호흡연동 방사선 치료과정에서 누적된 선량분포의 정확도를 분석하였다. 모든 환자의 호흡주기는 4초로 설정하였고, 수립한 DQA 계획들을 호흡연동 없이 연속적으로 조사하는 것과, 1초의 빔조사 구간과 2초의 빔조사 구간, 총 3가지의 경우에 대해 실제 방사선량 측정과 감마평가를 통해 선량의 정확도를 분석하였다. Portal dosimetry DQA 경우 평균 감마평가의 합격률은 호흡연동 없이 연속적일 때 $98.72{\pm}0.82%$ 였고, 1초의 빔조사 구간의 경우 $94.91{\pm}1.64%$, 2초의 빔조사 구간의 경우 $98.23{\pm}0.97%$이었다. MapCHECK2 DQA경우 평균 감마평가의 합격률은 호흡연동 없이 연속적일 때 $97.80{\pm}0.91%$였고, 1초의 빔조사 구간의 경우 $95.38{\pm}1.31%$, 2초의 빔조사 구간의 경우 $97.50{\pm}0.96%$였다. 본 연구 결과를 통해 빔조사 구간의 길이가 증가하여 갠트리 정지 동작 수가 감소할수록 호흡연동 래피드아크의 선량 정확도가 증가함을 확인할 수 있었으며, 이러한 특성을 호흡연동 방사선치료 대상 환자의 선정 및 호흡방식에 대한 교육과정에 고려되어야 할 것으로 판단되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제19권4호
• /
• pp.241-246
• /
• 2008

방사선 치료 시 환자 호흡에 의한 종양부위와 주변 장기 움직임의 영향을 줄이기 위하여 일반적으로 환자의 복부 위에 외부 표식자를 두고 환자의 호흡과 복부의 움직임과의 상관관계를 통하여 호흡신호를 얻는다. 이를 기반으로 하여 안정된 호흡 신호의 일정한 부분에만 방사선이 조사되도록 하는 방사선 치료 방법들에 관한 많은 연구들이 수행되고 있고 임상에서 활용되고 있다. 하지만 이러한 호흡 연동 방사선 치료 시 진폭 기반 방사선 치료 방법은 환자의 호흡 신호의 안정성에 한계가 있기 때문에 위상 기반 방사선 치료 방법이 선호 되고 있다. 본 연구에서는 위상 기반 호흡 연동 방사선 치료 시 갑작스럽게 발생할 수 있는 환자의 불규칙한 호흡 신호의 적합성을 분석하고, 호흡 신호의 위상을 재구성하는 프로그램을 개발하였다. 다양한 불규칙한 호흡 패턴을 임상 실험 지원자를 통하여 얻은 후, 방사선 조사 구간과 직접적인 연관이 있는 위상 변환에 큰 영향을 주는 인자들을 프로그램을 통하여 분석하였다. 이후 자체 개발 알고리듬을 통하여 불규칙한 신호를 제거하여 위상 변환에 있어 정확도를 향상 시키도록 하였다. 본 연구는 기존의 RPM 시스템의 위상 변환을 통한 이미지 재구성 및 방사선 전달의 정확도를 향상시킴과 동시에, 환자의 호흡 신호 분석에 있어 유용한 도구로 활용될 것으로 생각된다. 또한 이를 바탕으로 프로그램을 이용하여 추후 4D CT 영상 개선여부를 팬톰 연구 또는 임상 실험을 통해 확인할 예정이다.

• 대한방사선치료학회:학술대회논문집
• /
• 대한방사선치료학회 2005년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.13-17
• /
• 2005

Lung cancer 환자 중 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 lung lower lobe에서 stetreotactic radiosurgery(SRS)시 호흡 주기 중 종양의 움직임이 적은 호흡 주기에서만 방사선을 조사하기 위해 respiratory gating system을 사용함으로써 그 유용성에 대하여 알아보고자 한다. lung lower lobe의 SRS 환자 2명을 대강으로 하였으며, 환자의 복부에 maker block(sensor)을 부착하고 tracking camera와 real time position management(RPM)를 이용하여 호흡 주기를 측정하면서 1회 호흡주기에서 10 phases의 4D-CT를 촬영 하였다. 종양의 위치 변화가 급격하지 않은 percent($\%$)의 phases를 치료 phases로 결정하였고, 치료 phases의 CT image를 maximum intensity projection(MIP) 기법으로 재구성 후 volume contouring을 하였다. set up 의 재현성 및 GTV의 위치 변화를 확인하기 위해 치료 전과 치료 중 2회의 4D-CT 촬영을 하였다. GTV의 움직임이 가장 큰 Y(longitudinal)축에서 A환자 full($0\%\~90\%$) phases의 9.4mm가 치료 ($30\%\~60\%$) phases 에서는 2.6mm로, B환자 full($0\%\~90\%$) phases의 11.7mm가 치료($30\%\~70\%$) phases 에서는 2.3mm로 줄었다. 2회의 4D-CT 비교 결과 Set up의 X, Y, Z축 오차는 모두 3mm 이내였다. 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 lung lower lobe에서 SRS 시행 시 respiratory gating system의 사용은 종양의 움직임을 5mm 이내로 감소시킬 수 있어 유용하였다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
• /
• 제43권4호
• /
• pp.185-191
• /
• 2000

Pest insect control is dependent on about 200 insecticides that work by relatively few mechanisms. The targets they disrupt are mostly involved in the nervous system, respiratory chain, growth and development, or the gut. The major nerve targets are: acetylcholinesterase for the organophosphates and methylcarbamates; the nicotinic acetylcholine receptor for the neonicotinoids; the $\gamma$-aminobutyric acid receptor for several chlorinated hydrocarbons and fipronil; the voltage-gated sodium channel for DDT and pyrethroids. Selection of resistant strains often confers cross-resistance to some or all other insecticides working at the same site. The toxicological properties of different compounds acting on the same target are increasingly considered together, summating the risk even though the compounds are of quite diverse chemical types. Continuing attention is also being given to secondary targets not involved in the primary mechanism of toxicity but instead in side effects that must be considered in the overall safety evaluation. Research on insecticide targets is important in learning to keep up with resistance and changing concepts and policies on safety. These relationships are illustrated by recent studies in the Environmental Chemistry and Toxicology Laboratory of the University of California at Berkeley.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제27권4호
• /
• pp.228-239
• /
• 2009

목 적: 비소세포성 폐암에서 호흡동기방사선치료의 이득을 평가하고 이런 치료법의 적용으로 이득이 있을 환자들을 선택하기 위한 예측인자들을 선정하기 위하여 방사선치료를 위해 시행되었던 4-dimensional computed tomography (4DCT) 영상들을 후향적으로 분석하였다. 대상 및 방법: 15명의 병기 1~3기 비소세포성 폐암 환자들에서 3 종류의 다른 계획용표적체적(PTV)을 사용하여 치료계획들이 수립되었다. 즉 PTVroutine은 동기창(gating window)의 중심에 해당되는 단일 bin의 육안적종양체적(GTV)에 통상적인 균일 margin을 적용해 구성하였고 환자 특이적인 PTVall phases는 호흡주기 내 모든 6 bins의 복합 GTV로부터 구성되었다. 그리고 호흡동기치료에 사용된 PTVgating은 호기말단(end-exhalation)에서 3 연속적인 bins의 복합 GTV로부터 구성되었다. 결 과: PTVroutine에 비해 PTVall phases는 43.2%의 PTV 감소율을 나타냈고, PTVgating은 PTVall phases와 비교해서 9.5%의 추가적인 PTV 감소율을 보였다. PTVroutine과 비교해서 PTVall phases와 PTVgating의 사용은 평균폐선량(MLD)을 각각 18.1%와 21.6% 감소시켰고 $V_{20}$은 각각 18.2%와 22.0% 감소되었다. 종양 움직임과 용적 분석들을 통해 선택된 3D 움직임벡터, 호흡동기로 인한 3D 움직임의 감소크기와 PTV 감소율, 그리고 두 극단의 호흡단계 GTV들 간에 서로 중복되는 용적의 비율 같은 예측인자들은 호흡동기로 인한 추가적인 MLD, $V_{20}$ 감소율들과 유의한 상관성을 보였다. 결 론: 4DCT를 이용한 환자 특이적 PTV의 사용과 비교해서 호흡동기로 인한 추가적인 이득은 크지 않았으나, 이러한 이득은 예측인자들에 따라 분명한 상관성과 차이를 보였다. 이런 예측인자들은 호흡동기방사선치료에 적합한 환자들을 선택하기 위해 유용할 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제35권2호
• /
• pp.63-68
• /
• 2010

방사선치료의 최대 목표는 정상조직을 보호하고 종양부위에 방사선량을 충분히 조사하는 것이다. 그 중에서 환자호흡에 의한 문제점을 보안하기 위해 환자호흡에 따른 주기적 움직임을 분석하여 안정된 일정영역에서만 방사선이 조사되도록 하는 호흡동조방사선치료 방법이 임상에서 활용되고 있다. 본 논문은 특히 호흡에 의해 움직임 영향을 많이 받는 간암 환자 40명을 대상으로 실제 방사선 치료 계획에 이용되는 4D-CT와 호흡동조방사선 치료에 사용하는 RPM을 이용하여 간암의 움직임을 환자의 나이, 성별 및 움직임 방향으로 나누어 분석하였다. 움직임의 변화는 방향으로는 right-left($3.19{\pm}1.29$), anteroposterior($5.44{\pm}2.07$), craniocaudal($12.54{\pm}4.70mm$)이었고, 이는 성별과 관련이 없고 나이가 고령일수록 움직임이 크다는 것을 알 수 있다. 따라서 호흡에 의해 움직임으로 인한 치료부위의 방향이 변화가 생김으로 RPM 호흡동조방사선 치료로 움직임에 대한 보정을 실시하여 간암 치료에서 치료효과를 높일 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제24권9호
• /
• pp.1138-1143
• /
• 2020

복부 분야 MRI 검사는 호흡에 의한 인공물로 인해 최적의 영상 구현이 어렵다. 복부 MRI 검사를 받은 총 45명 (남자:여자 = 30:15) 중 호흡이 일정하지 않아 검사가 어려운 환자를 대상으로 메트로놈을 이용한 검사 방법에 대하여 연구 하였다. 메트로놈을 사용하지 않고 검사 한 영상을 A 그룹, 메트로놈을 사용하여 검사 한 영상을 B그룹으로 나누었다. 메트로놈을 사용한 영상에서 화질 향상이 약 30% 증대 되었고, 검사시간이 약 50초 감소되었다. 복부자기공명영상(ABD MRI) 검사 시 메트로놈(Metronome)을 사용하여 검사 한 영상이 사용하지 않은 영상에 비하여 화질과 검사시간 차이가 있었다. 호흡동조가 어려운 환자의 호흡 유도 하(RTr Scan) 복부 자기 공명 영상(Abdomen MRI) 검사 시 환자의 호흡수를 조절하는 메트로놈 (Metronome) 보조기를 사용하면 더 효과적이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
• /
• 제39권4호
• /
• pp.601-606
• /
• 2016

호흡동조방사선치료에서 비동일 평면치료는 테이블의 회전이 있기 때문에 테이블의 회전에 따른 적외선 카메라와 마커 사이의 거리 변화로 인하여 마커 움직임의 인식을 Real-time Position Management 시스템의 two dot 마커와 six dot 마커의 움직임 반영의 정확성을 평가하고자 한다. 움직임을 평가는 two dot 마커에서 테이블 각도를 시계방향, 반시계방향으로 각 $10^{\circ}$씩 변화하여 측정하였으며, six dot 마커에서도 테이블 각도를 시계방향으로 각 $10^{\circ}$ 변화하여 기준 $0^{\circ}$에서의 기준과 비교하였을 때 기준 진폭 1.173에서 1.165, 테이블 각도 $20^{\circ}$에서는 1.132, 테이블 각도 $30^{\circ}$에서는 1.083의 진폭값으로 나타났다. 반시계방향으로 $350^{\circ}$에서는 기준 진폭 1.168에서 1.157, 테이블 각도 $340^{\circ}$에서는 1.124, 테이블 각도 $330^{\circ}$에서는 1.079 진폭값으로 나타났다. 본 연구에서는 팬톰을 이용하여 테이블 변화에 따른 진폭의 값을 정량적으로 평가한 점에 학술적 의미를 두고자 한다.

• 핵의학기술
• /
• 제22권1호
• /
• pp.15-22
• /
• 2018

PET/MRI 검사 시 호흡에 의한 움직임은 영상의 질 저하는 물론 종양의 크기, 표준섭취계수의 오차를 발생시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 일체형 PET/MRI 장비에서 MR기반 호흡 움직임 보정 방법의 적용에 따른 종양의 표준섭취계수, 크기와 영상 품질 변화를 평가하고자 하였다. Biograph mMR 3.0T (Siemens, Germany)장비에서 2016년 3월부터 7월까지 $^{18}F-FDG$ liver PET/MRI 검사를 시행한 30명 ($62.5{\pm}10.2$세)의 데이터를 분석하였다. 7분의 PET listmode 데이터를 획득하는 동안 MR 기반 호흡 움직임 보정 방법인 MAG, MTG와 NG T1 weighted MR 영상을 획득하였다. Gated PET 영상의 재구성은 35% efficiency window가 적용된 MAG와 MTG로부터 획득된 감쇄보정영상을 이용하여 시행하였다. Non-gate, MAG, MTG 영상에서 측정된 종양의 표준섭취계수와 Z축 방향의 크기 그리고 반치폭을 분석하였다 평균 $SUV_{max}$와 $SUV_{peak}$는 NG 대비 MAG 13.15%(P<0.0001), 8.66%(P<0.0001), MTG 13.27%(P<0.0001), 8.80%(P<0.0001) 증가하였으며 Z-축에서 평균 종양의 크기와 반치폭은 MAG 14.47%(P<0.0001), 15.49%(P=0.0004), MTG 14.89%(P<0.0001), 15.79%(P=0.0003) 감소하였으며 통계적으로 유의한 차이를 보였다. MAG와 MTG 비교 평가에서 MTG의 $SUV_{max}$와 $SUV_{peak}$는 MAG 대비 0.07%(P=0.8802), 0.13%(P=0.7766) 증가하였으며 Z-축에서 평균 종양의 크기와 반치폭은 0.49%(P=0.2786), 0.36%(P=0.2488) 감소하였다. 약 7분과 2분의 추가 검사시간이 필요한 MAG와 MTG에서 표준섭취계수와 종양의 크기, 반치폭에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 간 PET/MRI 검사 시 MR 기반 호흡 움직임 보정 방법을 적용하였을 때 NG 대비 MAG, MTG 모두에서 표준섭취계수와 종양의 크기 및 공간분해능이 개선되었으며 MAG와 MTG의 결과 값은 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 호흡에 의한 움직임에 영향을 받는 다양한 상 복부 검사에 MBRMCT를 적용 시 추가적인 장비의 설치 없이 약 2분의 추가 검사시간이 필요한 MTG 방법 적용하여 NG 대비 보다 정확한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.