• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제33권4호
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• pp.37-52
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• 2022

Over the past decades, radiation therapy combined with imaging modalities that ensure optimal image guidance has revolutionized cancer treatment. The two major purposes of using imaging modalities in radiotherapy are to clearly delineate the target prior to treatment and set up the patient during radiation delivery. Image guidance secures target position prior to and during the treatment. High quality images provide an accurate definition of the treatment target and the possibility to reduce the treatment margin of the target volume, further lowering radiation toxicity and improving the quality of life of cancer patients. In this review, the various types of image guidance modalities used in radiation therapy are distinguished into ionized (kilovoltage and megavoltage image) and nonionized imaging (magnetic resonance image, ultrasound, surface imaging, and radiofrequency). The functional aspects, advantages, and limitation of imaging using these modalities are described as a subsection of each category. This review only focuses on the technological viewpoint of these modalities and any clinical aspects are omitted. Image guidance is essential, and its importance is rapidly increasing in modern radiotherapy. The most important aspect of using image guidance in clinical settings is to monitor the performance of image quality, which must be checked during the periodic quality assurance process.

• Korean Journal of Anesthesiology
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• 제71권6호
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• pp.430-439
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• 2018

In infants and small children, ultrasound (US) guidance provides ample anatomical information to perform neuraxial blocks. We can measure the distance from the skin to the epidural space in the US image and can refer to it during needle insertion. We may also visualize the needle or a catheter during real-time US-guided epidural catheterization. In cases where direct needle or catheter visualization is difficult, US allows predicting successful puncture and catheterization using surrogate markers, such as dura mater displacement, epidural space widening due to drug injection, or mass movement of the drug within the caudal space. Although many experienced anesthesiologists still prefer to use conventional techniques, prospective randomized controlled trials using US guidance are providing increasing evidence of its advantages. The use of US-guided regional block will gradually become widespread in infants and children.

• 대한정형외과 초음파학회지
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• 제7권1호
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• pp.49-66
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• 2014

지금까지 경추부 중재술은 방사선 투시하에 하는 것이 표준화된 방법이었다. 그러나 방사선을 피폭해야 하는 문제가 있으며, 실시간으로 조영제를 이용하여 투시하거나 컴퓨터단층촬영 유도하 시술로써 안전하게 시행하려는 노력에도 불구하고, 특히 경추간공 차단술에서, 예기치 않은 주사제의 동맥내 주입이 발생하여 심각한 합병증인 척수 손상, 소뇌 및 뇌간 경색 등의 증례들이 방사선 투시하 시술에서 보고되는 것이 사실이다. 최근에는 그 대안으로서 경추부 초음파 유도하 중재술이 시행되고 있는데, 초음파는 주요 신경 및 혈관 구조물들의 위치를 관찰하면서 목표 부위 주위로 주사제가 퍼져나가는 양상을 파악할 수 있다는 장점이 있기 때문이다. 또한 초음파는 방사선이 없고 간편하며 주사하는 동안 실시간으로 계속 영상을 제공함으로써 시술의 정확도를 높일 수 있는 술기이다. 결국 초음파 유도하 시술은 주요 신경과 혈관의 위치를 확인하면서 그에 대한 손상 혹은 주사를 피할 수 있기 때문에 이러한 구조물들의 손상 위험이 높은 경추부에서 안전하게 시행할 수 있다는 중요한 장점이 있는 술기이다. 그리하여 저자는 실시간 초음파 유도하라는 술기가 경추부 중재술에서 얼마나 유용한가에 대해 분석하여 기술하였다.

• 대한정형외과 초음파학회지
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• 제6권2호
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• pp.81-93
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• 2013

본 종설에서는 요추부 중재술에 있어서 초음파라는 장비가 영상 장치로서 얼마나 유용한가에 대해 기술하였다. 우선 요천추부의 표면 해부학과 초음파 해부학에 대하여 기술하였는데, 이는 초음파 유도하 중재술에서 영상의 판독과 술기의 수행에 있어 해부학의 자세한 이해가 반드시 필요하기 때문이다. 방사선 투시하에 척추 중재술을 하는 것이 보편화 되어 있지만 방사선을 피폭해야 하는 문제가 늘 존재한다. 초음파는 방사선이 없고 간편하며 높은 정확도로 실시간 영상을 제공하는 장점들이 있으며 어떠한 임상 환경적 조건에서도 시행할 수 있다. 초음파 유도하 요추부 중재술은 방사선 투시기나 컴퓨터 단층촬영 유도로 시행하였던 기존의 방식을 대신할 수 있으며 방사선 피폭 없이 안전하게 시행할 수 있는 방법이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6066-6071
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• 2013

본 논문에서는 의료용 초음파를 이용하는 로봇 시스템을 위한 3차원 캘리브레이션 방법을 제안한다. 고정된 기준점을 구성하기 위한 캘리브레이션 블록을 제작한 후 옵티컬 트래커(optical tracker)를 이용하여 초음파 프루브(probe)의 위치와 기준점의 위치를 측정한다. 초음파 영상의 픽셀 좌표와 센서로 측정된 위치를 비교하여 6개의 파라미터로 이루어진 초음파 프루브와 영상 내의 픽셀 좌표와의 관계 행렬을 구하고 2개의 파라미터로 이루어진 스케일링 행렬을 계산한다. 정밀한 캘리브레이션을 위해 캘리브레이션 블록 내부 모양과 매질 선택에 대한 적절성을 실험을 통해 검증한다. 제안된 방법은 간단한 형태의 캘리브레이션 블록과 옵티컬 트래커를 사용하여 설치에 많은 시간이 필요하지 않는 장점이 있기 때문에 초음파 영상을 이용하는 로봇 작업에 널리 적용이 가능하다.

• The Korean Journal of Pain
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• 제34권3호
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• pp.339-345
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• 2021

Background: Ultrasound-guided caudal epidural injection (CEI) is limited in that it cannot confirm drug distribution at the target site without fluoroscopy. We hypothesized that visualization of solution flow through the inter-laminar space of the lumbosacral spine using color Doppler ultrasound alone would allow for confirmation of drug distribution. Therefore, we aimed to prospectively evaluate the usefulness of this method by comparing the color Doppler image in the paramedian sagittal oblique view of the lumbosacral spine (LS-PSOV) with the distribution of the contrast medium observed during fluoroscopy. Methods: Sixty-five patients received a 10-mL CEI of solution containing contrast medium under ultrasound guidance. During injection, flow was observed in the LSPSOV using color Doppler ultrasonography, following which it was confirmed using fluoroscopy. The presence of contrast image at L5-S1 on fluoroscopy was defined as "successful CEI." We then calculated prediction accuracy for successful CEI using color Doppler ultrasonography in the LS-PSOV. We also investigated the correlation between the distribution levels measured via color Doppler and fluoroscopy. Results: Prediction accuracy with color Doppler ultrasonography was 96.9%. The sensitivity, specificity, positive predictive value, and negative predictive value were 96.7%, 100%, 100%, and 60.0%, respectively. In 52 of 65 patients (80%), the highest level at which contrast image was observed was the same for both color Doppler ultrasonography and fluoroscopy. Conclusions: Our findings demonstrate that color Doppler ultrasonography in the LS-PSOV is a new method for determining whether a drug solution reaches the lumbosacral region (i.e., the main target level) without the need for fluoroscopy.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.435-441
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• 2018

본 연구에서는 집속초음파에 의한 하지정맥류 치료에서 치료의 효율과 안전성을 높이기 위한 영상유도 알고리즘을 제안하고자 하였다. 하지정맥류가 발생한 위치에 따라 영상 유도 기법을 달리하여 알고리즘을 수립 하였다. 심부성 하지정맥류의 경우는 획득된 초음파영상에서 혈관의 가로 단면 영상을 추출하고 혈관 중심부의 목표영역을 표시하도록 하였으며, 표재성 하지정맥류의 경우에는 인체의 표재정맥에서 획득한 CCD 카메라 영상에서 혈관 영역을 분리한 영상을 기반으로 한 영상 유도 시스템을 제작하고 하지정맥류 진행 정도에 따라 각기 다른 알고리즘을 설계 하였다. 실험결과 초음파 영상 기반의 알고리즘은 전체적으로 최대 $830{\mu}m$ 정도의 낮은 오차를 보였으나 CCD 영상 기반의 알고리즘은 일부 데이터에서 최대 8.3 mm 정도의 오차를 보였다. 이에 표재성 하지정맥류 영상 유도 알고리즘에 대해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 예상되며 이후 간단한 시스템을 구성함으로써 혈관 추적의 정확도를 평가할 필요성이 있을 것으로 예상된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권2호
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• pp.25-39
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• 2021

Brachytherapy, along with external beam radiation therapy (EBRT), is an essential and effective radiation treatment process. In brachytherapy, in contrast to EBRT, the radiation source is radioisotopes. Because these isotopes can be positioned inside or near the tumor, it is possible to protect other organs around the tumor while delivering an extremely high-dose of treatment to the tumor. Brachytherapy has a long history of more than 100 years. In the early 1900s, the radioisotopes used for brachytherapy were only radium or radon isotopes extracted from nature. Over time, however, various radioisotopes have been artificially produced. As radioisotopes have high radioactivity and miniature size, the application of brachytherapy has expanded to high-dose-rate brachytherapy. Recently, advanced treatment techniques used in EBRT, such as image guidance and intensity modulation techniques, have been applied to brachytherapy. Three-dimensional images, such as ultrasound, computed tomography, magnetic resonance imaging, and positron emission tomography are used for accurate delineation of treatment targets and normal organs. Intensity-modulated brachytherapy is anticipated to be performed in the near future, and it is anticipated that the treatment outcomes of applicable cancers will be greatly improved by this treatment's excellent dose delivery characteristics.

• 한국음향학회지
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• 제39권1호
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• pp.16-23
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• 2020

고강도 집중 초음파(High-Intensity Focused Ultrasound, HIFU) 치료에서 HIFU 초점의 효과적인 위치 파악은 안전한 치료 계획을 개발하는 데 중요하다. 자기 공명 영상 유도 HIFU(Magnetic Resonance Imaging guided HIFU, MRIgHIFU)는 HIFU 초점을 영상화하여 치료 중에 초음파 경로를 시각화 할 수 있지만 초음파 이미징 유도 HIFU(Ultrasound imaging guided HIFU, USIgHIFU)에서는 어려움이 있다. 본 연구에서는 USIgHIFU에 대해 HIFU 초점을 영상화할 수 있는 실시간 초음파 빔 시각화 기법을 제시 하였다. 제안 된 방법에서, 음향 강도(Ispta < 720 mW/㎠) 아래의 이미징 초음파 변환자의 동일한 중심 주파수를 갖는 짧은 펄스가 HIFU 변환기를 통해 전송되고, HIFU 빔 경로를 시각화하기 위해 수신 신호는 동적 수신 포커싱 및 후속 에코 처리를 거쳤다. 소 혈청 알부민 젤 팬텀을 이용한 생체외 실험으로부터, HIFU 빔 경로는 낮은 음향 강도 (Ispta = 94.8 mW/㎠)에서도 명확히 영상화 할 수 있었고 HIFU 초점은 손상이 생성되기 전에 성공적으로 시각화하였다. 이 결과는 제안 된 초음파 빔 경로 시각화 방법이 USIgHIFU 치료에서 원치 않는 조직 손상을 최소화하면서 실시간으로 HIFU 초점을 영상화하는 데 사용될 수 있음을 나타낸다.

• 대한정형외과 초음파학회지
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• 제7권2호
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• pp.105-112
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• 2014

목적: 미추 경막외 차단술은 요통과 하지 방사통에 효과적으로 외래환자의 치료에 자주 사용되고 있으나 임상 경험이 풍부한 의사에 의해 시술되어도 25%의 실패율이 보고되고 있다. 저자들은 초음파 유도하 미추 경막외 차단술의 유효성을 추간판 탈출증 환자군과 척추관 협착증 환자군으로 나누어 결과를 비교하였다. 대상 및 방법: 요통과 하지 방사통을 호소하여 본원 외래에 내원한 55명의 환자를 대상으로 초음파 유도하 미추 경막외 차단술을 시행하였다. 환자를 복와위 자세로 눕힌 후 방사형 탐지자(round probe)를 이용하여 22게이지 바늘이 천-미추막을 통과한 것을 확인 후 약물을 투여하였다. 추간판 탈출증 환자군은 31명이었으며, 척추관 협착증 환자군은 24명이었다. 임상적 평가는 시각통증척도(VAS)를 이용하여 통증의 변화를 평가하였으며, 시행 전, 시행 후, 시행 2주 후, 시행 4주 후 전화 인터뷰와 외래 방문 시 조사하였다. 결과: 초음파 유도하 미추 경막외 차단술은 55예 중 53예에서 바늘이 성공적으로 삽입되어 96.4%의 성공률을 보였다. 추간판 탈출증 환자군과 척추관 협착증 환자군에서 성별의 차이는 없었으나 나이는 추간판 탈출증군에서 $42.3{\pm}10.8$세로 척추관 협착증군의 $62.8{\pm}15.1$세와 비교할 때 유의한 차이가 있었다(p<0.001). 시각통증척도는 추간판 탈출증 군에서 시행 전 6.8, 시행 후 3.1, 시행 2주 후 1.8, 시행 4주 후 1.77로 나타났으며, 척추관 협착증 군에서 시행 전6.9, 시행 후 3.6, 시행 2주 후 4.3, 시행 4주 후 4.9로 나타났다. 시행 전에 비해 시행 후 시각통증척도는 양 군에서 유의하게 호전되었으며(p<0.001), 나이를 보정한 후의 결과, 시간에 따라 양 군간 시각통증척도의 차이는 통계적으로 유의하였다(p<0.001). 결론: 초음파 유도하 미추 경막외 차단술은 높은 성공률을 보이며 척추관 협착증 환자군에 비해 추간판 탈출증 환자군에서 더 효과적인 것으로 사료된다.