• 한국CDE학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.246-253
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• 2015

In this paper, we propose calibration methods that can be applied to the markerless surgical robotic system for Intracerebral Hematoma (ICH) Surgery. This surgical robotic system does not require additional process of patient imaging but only uses CT images that are initially taken for a diagnosis purpose. Furthermore, the system applies markerless registration method other than using stereotactic frames. Thus, in overall, our system has many advantages when compared to other conventional ICH surgeries in that they are non-invasive, much less exposed to radiation exposure, and most importantly reduces a total operation time. In the paper, we specifically focus on the application of calibration methods and their verification which is one of the most critical factors that determine the accuracy of the system. We implemented three applications of calibration methods between the coordinates of robot's end-effector and the coordinates of 3D facial surface scanner, based on the hand-eye calibration method. Phantom tests were conducted to validate the feasibility and accuracy of our proposed calibration methods and the surgical robotic system.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제37권4호
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• pp.296-299
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• 2005

We report a case of primary central nervous system(CNS) lymphoma in an organ recipient. A 33-years-old man who underwent a renal transplantation 3years previously presented with headache and vomiting. In Brain computed tomography scans and magnetic resonance images showed multiple periventricular cystic rim enhancing masses. Pathologic diagnosis by stereotactic biopsy revealed malignant non-Hodgkins B-cell lymphoma. After pathologic confirmation, methotrexate chemotherapy and whole brain radiation therapy were done. Having experienced such a case, the authors strongly recommend to add primary CNS lymphoma as one of the differential diagnoses to brain abscess, metastatic brain tumor and glioblastoma multiforme in cases of multiple ring enhancing periventricular lesions of immunocompromised patient or organ recipient.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제7권2호
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• pp.67-77
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• 1996

목적 : 전신자기공명영상장치의 두개부코일링에 삽입할 수 있는 뇌정위표적기를 제작하고, 횡단면, 시상면 및 관상면에서 표적의 입체적 위치를 결정하여 비교하였다. 방법 : 고강도 합성수지를 이용하여 1.5T 의 전신자기공명 영상장치에서 뇌정위시술용 두 개 부고정환에 부착하여 두개부내 표적위치를 결정할 수 있는 뇌정위표적기를 시험제작하였다. 본 연구에서 시험제작된 뇌정위표적기는 자기공명장치 Magnetom 1.5T(Siemens사, 독일)의 두부코일(외경이 260mm) 내에 설치할 수 있도록 하였으며, 횡단면이나 시상면 또는 관상면에서 표적의 위치를 3차원적으로 결정할 수 있게 하여 각 단면에서 결정된 가상표적의 위치를 비 교하였다. 결과 : 위치가 서로 다른 2개의 가상표적에 대한 모의실험 결과, 횡단면에서 x축의 최대오차는 -1.4mm, y축 -0.7mm, z축 1.lmm를 얻었으며, 시상면에서는 X축 1.3, Y축 1.0mm, Z축 1.lmm, 관상면에서는 X축 -1.4mm, Y축 1.1mm, Z축 -1.5mm로 나타나 횡단면, 시상면 및 관상면에서 구한 표적값이 실험오차범위에서 거의 일치하였다. 결론 : 고강도 합성수지를 이용하여 시험제작한 자기공명영상용 뇌정위표적기를 이용하여 두개부내 표적에 대한 모의실험결과 횡단면, 시상면 및 관상면에서 구해진 표적의 위치가 2mm의 오차범위내에서 실제값에 거의 일치함을 얻었다.

• 대한방사선치료학회:학술대회논문집
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• 대한방사선치료학회 2005년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.13-17
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• 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 Korean Neurosurgical Society
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• 제55권3호
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• pp.136-141
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• 2014

Objective : The aims of this study are to identify interpersonal differences in defining coordinates and to figure out the degree of distortion of the MRI and compare the accuracy between CT, 1.5-tesla (T) and 3.0T MRI. Methods : We compared coordinates in the CT images defined by 2 neurosurgeons. We also calculated the errors of 1.5T MRI and those of 3.0T. We compared the errors of the 1.5T with those of the 3.0T. In addition, we compared the errors in each sequence and in each axis. Results : The mean difference in the CT images between the two neurosurgeons was $0.48{\pm}0.22mm$. The mean errors of the 1.5T were $1.55{\pm}0.48mm$ (T1), $0.75{\pm}0.38$ (T2), and $1.07{\pm}0.57$ (FLAIR) and those of the 3.0T were $2.35{\pm}0.53$ (T1), $2.18{\pm}0.76$ (T2), and $2.16{\pm}0.77$ (FLAIR). The smallest mean errors out of all the axes were in the x axis : 0.28-0.34 (1.5T) and 0.31-0.52 (3.0T). The smallest errors out of all the MRI sequences were in the T2 : 0.29-0.58 (1.5T) and 0.31-1.85 (3.0T). Conclusion : There was no interpersonal difference in running the Gamma $Plan^{(R)}$ to define coordinates. The errors of the 3.0T were greater than those of the 1.5T, and these errors were not of an acceptable level. The x coordinate error was the smallest and the z coordinate error was the greatest regardless of the MRI sequence. The T2 sequence was the most accurate sequence.

• Korean Journal of Radiology
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• 제24권3호
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• pp.235-246
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• 2023

Objective: It is difficult to predict the treatment response of tissue after stereotactic radiosurgery (SRS) because radiation necrosis (RN) and tumor recurrence can coexist. Our study aimed to predict tumor recurrence, including the recurrence site, after SRS of brain metastasis by performing a longitudinal tumor habitat analysis. Materials and Methods: Two consecutive multiparametric MRI examinations were performed for 83 adults (mean age, 59.0 years; range, 27-82 years; 44 male and 39 female) with 103 SRS-treated brain metastases. Tumor habitats based on contrast-enhanced T1- and T2-weighted images (structural habitats) and those based on the apparent diffusion coefficient (ADC) and cerebral blood volume (CBV) images (physiological habitats) were defined using k-means voxel-wise clustering. The reference standard was based on the pathology or Response Assessment in Neuro-Oncologycriteria for brain metastases (RANO-BM). The association between parameters of single-time or longitudinal tumor habitat and the time to recurrence and the site of recurrence were evaluated using the Cox proportional hazards regression analysis and Dice similarity coefficient, respectively. Results: The mean interval between the two MRI examinations was 99 days. The longitudinal analysis showed that an increase in the hypovascular cellular habitat (low ADC and low CBV) was associated with the risk of recurrence (hazard ratio [HR], 2.68; 95% confidence interval [CI], 1.46-4.91; P = 0.001). During the single-time analysis, a solid low-enhancing habitat (low T2 and low contrast-enhanced T1 signal) was associated with the risk of recurrence (HR, 1.54; 95% CI, 1.01-2.35; P = 0.045). A hypovascular cellular habitat was indicative of the future recurrence site (Dice similarity coefficient = 0.423). Conclusion: After SRS of brain metastases, an increased hypovascular cellular habitat observed using a longitudinal MRI analysis was associated with the risk of recurrence (i.e., treatment resistance) and was indicative of recurrence site. A tumor habitat analysis may help guide future treatments for patients with brain metastases.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권3호
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• pp.167-174
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• 2003

정위적방사선수술과 같은 경우 치료계획 수립 시 병변의 정확한 위치뿐만 아니라 정확한 부피와 모양을 아는 것도 매우 중요하다. 병변의 확인을 위해서 때로는 혈관조영영상이 이용되기도 하는데 동정맥 기형과 같은 경우 이 방법이 병변의 구별을 위하여 가장 좋은 방법이기 때문이다. 병변의 정확한 위치는 두개의 투사영상으로부터 얻을 수 있지만 두 개의 투사영상 만으로는 병변을 3차원적으로 재구성하는 것은 불가능하다고 여겨지고 있다. 본 연구의 목적은 다수의 투사 영상들을 이용하여 병변을 3차원적으로 재구성하는 것이다. 이때 병변의 위치는 기존에 제안된 방법에 의하여 이미 알고 있다고 가정하였으며 모든 과정은 병변의 중심을 원점으로 하는 표적좌표계에서 수행되었다. 본 연구에서는 6개의 투사영상이 이용되었는데 정면과 측면 투사영상은 체적소(voxel)로 구성된 재구성상자를 구하기 위하여 이용되었으며 나머지 네 개의 투사영상은 역투사 방법(back-projection method)에 의하여 재구성 상자(Reconstruction Box) 내에서 3차원적으로 재구성하는데 이용되었다. 이 방법의 정확도와 해상도는 병변의 크기와 모양에 따라 달라질 수 있다. 본 연구에서 제안된 알고리듬의 검증을 위하여 C 언어와 Matlab을 이용하여 타원체 모델과 말굽형 모델에 대하여 투사영상을 얻고 그 영상을 이용하여 재구성해보았다. 타원체모델의 경우에는 원래의 모델보다 약간 크게 재구성되었지만 모양과 방향, 위치가 정확함을 확인할 수 있었다. 말굽형 모델은 재구성된 모양이 원래의 모양과 차이가 많이 났지만 기존 방법에 비하여 실제 모양에 근접하게 재구성할 수 있었으므로 병변을 확인하는 경우에는 도움이 될 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권1호
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• pp.19-26
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• 1997

목적 : 근치적 방사선치료 후 국소 재발된 비인강암의 방사선 재치료의 방법으로서 정위적 방사선 분할치료를 적용하여 그 치료 효과를 보고자 한다. 대상 및 방법 : 1995년 9월부터 1996년 8월까지 삼성 서울 병원 치료방사선과에서 정위적 방사선 분할치료를 시행받은 3명의 국소 재발 비인강암 환자들을 대상으로 하였다. 2명은 정위적 방사선 분할치료의 적용이 세 번째 방사선치료였다. 2명은 방사선 민감제로서 항암치료를 함께 시행하였다. 정위적 방사선 분할치료는 환자 개별적으로 제작되어 재장착이 용이한 Gill-Thomas-Cosman(GTC) 정위틀의 좌표계를 기준으로 하였으며 XKnife-3를 이용하여 multiple non-coplanar arc therapy의 치료 계획을 수립하여 일회당 2.5Gy씩 모두 45Gy 또는 50Gy를 조사하였다. 결과 : 3명 모두에서 만족할 만한 자각 증상의 호전을 경험하였으며 치료 종료 후 1개월에 시행한 자기 공명 영상에서 종양 크기의 현저한 감소를 확인하였으며 방사선으로 인한 뇌신경 장애의 부작용은 없었다. 2명은 정위적 방사선 분할치료의 치료 범위 바깥에서 다시 재발하여 7개월 및 9개월에 사망하였으며 1명은 4개월째 생존해 있다. 결론 : 정위적 방사선 분할치료는 국소 재발 비인강암의 방사선 재치료의 방법으로서 비교적 안전하고 효과적인 치료 방법을 확인하였으며 원격 전이에 대한 보다 효과적인 항암치료의 개발이 요구된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권1호
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• pp.27-33
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• 2007

목 적: 본원에서는 AVM (artery vein malformation)이나 뇌종양을 치료를 위하여 뇌정위방사선수술(SRS: stereotactic radiosurgery)을 시행한다. 치료위치의 확인과 선량을 검증하기위하여 본 연구에서는 Gafchromic EBT film (Gafchromic EBT QD+, International Specialty Products, USA)을 이용 두부팬톰 내의 선량분포를 계산치와 측정치를 비교하였다. 대상 및 방법: 본 실험에서는 기존의 인체모형팬톰의 두부의 2.5 cm 두께 한 슬라이스를 5장의 0.5 cm 아크릴로 대체하여 필름을 0.5 cm 간격으로 삽입할 수 있게 하였다. 4장의 필름과 5장의 아크릴판은 팬톰 단면모양을 따라 잘랐다. 이 두부팬톰에 실제 환자치료와 같은 절차로 SRS head ring과 localizer를 장착 후 0.5 cm 간격의 CT 영상을 얻어 치료계획을 수립하였다. 6 MV의 광자선을 2 cm 크기의 SRS cone을 장착하여 5개의 arc beam으로 300 cGy의 선량을 전달하였다. 필름 교정을 위해서 각각의 필름에 0, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 cGy의 선량을 조사하여 교정곡선을 얻었다. 3시간 후 팬톰내의 필름을 스캔하고 흑화도에 따른 선량으로 교정하였다. 뇌정위방사선수술의 평가를 위해 Gafchromic EBT 필름을 이용 두부팬톰 내 치료 위치를 확인하고 선량을 측정하여 계산 값과 비교하였다. 결 과: Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름의 선량교정 곡선은 900 cGy까지 선형을 잘 유지하였다. 모든 단면에 걸쳐 Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름을 이용한 두부팬톰 내 필름으로 측정한 선량과 치료계획장치(XKnife, Radionics, USA)로 계산된 선량의 차이는 5% 이내 였다. 결 론: 본 실험에서 2차원적 선량분석만이 가능한 GafChromic EBT 필름을 적층시켜 모든 슬라이스의 선량을 확인할 수 있었으며, Gafchromic $EBT^{(R)}$ 필름을 이용한 정위방사선수술에서 정도관리의 방법으로 가능할 것으로 사료된다.

• 대한영상의학회지
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• 제83권5호
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• pp.1090-1103
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• 2022

목적 본 연구는 미세석회화가 의심되는 유방에서 정위적 조직검사에 앞서서 시행하는 디지털 유방단층영상합성법(digital breast tomosynthesis with the two-dimensional synthesized mammogram; 이하 DBT with 2DSM)과 전면디지털유방촬영술(full-field digital mammography; 이하 FFDM)의 진단능을 비교 평가하고 영상의 진단적 명확도를 평가하기 위해서 시행하였다 대상과 방법 2015년 1월에서 2020년 1월까지 후향적 연구로서 189명의 환자 중 정위적 조직검사를 통한 조직병리검사상 미세석회화 병변이 확인된 환자를 중 DBT with 2DSM나 FFDM을 시행한 환자군에서 시행되었다. 두 명의 영상의학과 의사가 눈가림 상태로, Breast Imaging Reporting and Data System (BI-RADS) 분류에 따른 미세석회화의 평가 및 본 연구에서 별도로 1-5점 척도를 통해 정의한 진단적 명확도에 대한 평가를 시행하였다. 결과 전반적인 검사자간 일치도는 우수한 것으로 확인되었다. 맥네머 검정에서 악성가능성이 높은 미세석회화(4B, 4C, or 5)의 검출에 있어서는 두 진단방법 간에 통계적 유의성은 보이지 않았으나, 양성가능성이 높은 미세석회화(4A)의 진단에 있어서는 통계적 유의성을 보였다. DBT with 2DSM는 FFDM보다 더 높은 가시성을 보임이 확인되었고, 치밀유방에서도 FFDM보다 진단에 있어서 더 우수하였다. 결론 DBT with 2DSM는 FFDM과 비교하여 미세석회화 병변에 대해서 더 높은 전반적 진단적 정확도와 진단적 명확성을 제공하였다. DBT with 2DSM는 FFDM보다 양성 미세석회화 병변에서와 치밀유방에서 우수성을 보였다. 본 연구에서는 치밀 유방에서 미세석회화 병변에 대해서 정위적 생검을 시행할 때 유용한 진단 기구로서의 DBT with 2DSM의 역할을 확인할 수 있었다.