Dose differences between three-dimensional (3D) and four-dimensional (4D) doses could be varied according to the geometrical relationship between a planning target volume (PTV) and an organ at risk (OAR). The purpose of this study is to evaluate the correlation between the overlap volume histogram (OVH), which quantitatively shows the geometrical relationship between the PTV and OAR, and the dose differences. 4D computed tomography (4DCT) images were acquired for 10 liver cancer patients. Internal target volume-based treatment planning was performed. A 3D dose was calculated on a reference phase (end-exhalation). A 4D dose was accumulated using deformation vector fields between the reference and other phase images of 4DCT from deformable image registration, and dose differences between the 3D and 4D doses were calculated. An OVH between the PTV and selected OAR (duodenum) was calculated and quantified on the basis of specific overlap volumes that corresponded to 10%, 20%, 30%, 40%, and 50% of the OAR volume overlapped with the expanded PTV. Statistical analysis was performed to verify the correlation with the OVH and dose difference for the OAR. The minimum mean dose difference was 0.50 Gy from case 3, and the maximum mean dose difference was 4.96 Gy from case 2. The calculated range of the correlation coefficients between the OVH and dose difference was from -0.720 to -0.712, and the R-square range for regression analysis was from 0.506 to 0.518 (p-value <0.05). However, when the 10% overlap volume was applied in the six cases that had OVH value ${\leq}2$, the average percent mean dose differences were $34.80{\pm}12.42%$. Cases with quantified OVH values of 2 or more had mean dose differences of $29.16{\pm}11.36%$. In conclusion, no significant statistical correlation was found between the OVH and dose differences. However, it was confirmed that a higher difference between the 3D and 4D doses could occur in cases that have smaller OVH value.
Kim, Dae Gun;Jung, James J;Cho, Kwang Hwan;Ryu, Mi Ryeong;Moon, Seong Kwon;Bae, Sun Hyun;Ahn, Jae Ouk;Jung, Jae Hong
한국의학물리학회지:의학물리
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제27권4호
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pp.250-257
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2016
The purpose of this study was to compare the patient setup errors of two different immobilization devices (Feet Fix: FF and Leg Fix: LF) for pelvic region radiotherapy in Tomotherapy. Thirty six-patients previously treated with IMRT technique were selected, and divided into two groups based on applied immobilization devices (FF versus LF). We performed a retrospective clinical analysis including the mean, systematic, random variation, 3D-error, and calculated the planning target volume (PTV) margin. In addition, a rotational error (angles, $^{\circ}$) for each patient was analyzed using the automatic image registration. The 3D-errors for the FF and the LF groups were 3.70 mm and 4.26 mm, respectively; the LF group value was 15.1% higher than in the FF group. The treatment margin in the ML, SI, and AP directions were 5.23 mm (6.08 mm), 4.64 mm (6.29 mm), 5.83 mm (8.69 mm) in the FF group (and the LF group), respectively, that the FF group was lower than in the LF group. The percentage in treatment fractions for the FF group (ant the LF group) in greater than 5 mm at ML, SI, and AP direction was 1.7% (3.6%), 3.3% (10.7%), and 5.0% (16.1%), respectively. Two different immobilization devices were affected the patient setup errors due to different fixed location in low extremity. The radiotherapy for the pelvic region by Tomotherapy should be considering variation for the rotational angles including Yaw and Pitch direction that incorrect setup error during the treatment. In addition the choice of an appropriate immobilization device is important because an unalterable rotation angle affects the setup error.
골절 치료에서 최소 침습 수술 방법은 그 효용성이 입증 되었지만, 의료진이 골편을 직접 볼 수 없기 때문에 방사선 투시영상장치(C-armed fluoroscopy)에 의존하여 수술을 진행하게 된다. 최소침습 수술은 환자에게는 감염이 적고 회복이 빠르다는 장점이 있지만 의료진에게는 과도한 방사선 피폭과 부정확한 골절정복 가능성이 높아지는 문제점이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 수술 항법장치와 수술 지원로봇을 활용하는 방법을 제안한다. 골편의 3D CT 모델을 실제 골편과 특징점을 이용해서 정합하는 오픈 소스 기반으로 구성된 수술 항법 장치와 2D 투시 영상에서 골편간의 회전 변위를 정상측 투시 영상과 비교하여 확인 할 수 있는 방법을 제안하였고, 모델 뼈를 이용한 실험으로 제안한 방법의 임상적 타당성을 확인하였다. 그 결과 3D CT-기반 수술 항법 장치의 모델 뼈와 영상정합 정확도는 약 2mm 로 정형외과 수술에서 요구되는 사양을 만족했으며, 2D 투시 영상에서는 ${\pm}15^{\circ}$범위의 골편간의 회전에서 $2.5^{\circ}$이하의 변별력을 나타내었다.
본 연구는 부산광역시 국공유지 자투리땅을 대상으로, 공원으로 조성 가능성을 판단하기 위한 실태파악과 적합성 평가에 대한 방법론적 접근을 제시하는 것을 목적으로 하고 있다. 이러한 연구목적을 달성하기 위해서 부산광역시의 국공유지 지목에 대한 재산 목록과 지적도면, 위성영상을 활용하여 국공유지 자투리땅의 현황 파악과 GIS분석을 통한 공원 적합성 평가 및 국공유지 자투리땅의 토지 특성을 분류했다. 그 결과, 공원으로 조성 가능한 국공유지 자투리땅은 516개소($375,934m^2$)이며, 평지에 위치한 토지가 39%로 가장 많이 분포했다. 또한, 토지 특성은 $500m^2$ 미만이며, 경사도 $5^{\circ}$ 이상의 평지형과 개방형이 가장 높은 비율을 차지했고, 부지수의 25.4%를 차지했다. 그리고 공원 조성에 적합한 부지 선정을 위해 예상 공원이용자 및 공원소외를 고려한 필요성, 토지이용 현황에 대한 공원 공급을 고려한 용이성, 접근성을 배려한 이용가능성의 세 가지 판단기준에 따라 평가한 결과는 조성 가능한 공원의 최적합지로 필요성 260개소, 용이성 305개소, 이용가능성 267개소이며, 이러한 기준의 최대 적합지로서는 61개소가 분석되었다. 이러한 결과는 국공유지의 단순한 유지 보존의 차원을 넘어 적극적인 활용하기 위해 자료를 시각화하여 나타낼 수 있는 GIS DB(Date Base) 구축에 대한 방법론과 향후 국공유지 자투리땅의 활용 및 관리에 기초적 자료를 제시했다고 볼 수 있다.
본 연구는 한반도 토지이용 및 토지피복 모니터링에 필요한 현존 자료의 특성과 활용 가능성을 분석하여 문제점을 파악하고 향후 한반도 전역의 국토모니터링을 위한 기술적 방안을 제시하고자 한다. 한반도 토지이용과 관련된 비 공간자료는 1911년부터 집계된 지적통계자료가 있다. 초기의 연도별 지적통계자료는 토지이용 변화의 추세를 가늠하는데 사용될 수 있지만, 분단 이후의 자료는 지목과 실제 토지이용 상태의 불일치로 토지 이용 모니터링에 직접적으로 사용하기에는 어려움이 있다. 한반도 토지 이용 및 토지 피복을 모니터링하기 위한 공간자료는 1970년대 이후 위성 영상자료를 이용하여 제작한 토지피복도가 주를 이루고 있다. 두 기관에서 독자적으로 제작된 서로 다른 시기의 북한 토지피복도를 이용하여 토지피복변화를 분석한 결과, 사용된 위성영상의 계절별 차이와 위성영상 분류과정에 적용된 분류등급과 분류방법의 불일치 등으로 직접 비교에 많은 어려움이 있었다. 지속적인 한반도 토지이용 및 토지피복 모니터 링을 위한 토지피복도 제작은 위성영상의 계절적 조건, 분류방법, 좌표등록 등에 호환성이 보장되도록 단일의 기준이 마련되어야 하며, 아울러 국제적인 토지피복 분류등급이나 정확도에서도 호환성을 갖추어야 한다.
본 연구에서는 빅데이터 시대에 주목을 받고 있는 온라인 맞춤형 광고를 활성화시킬 목적으로 기존 연구들에서 분명하게 규명되지 않았던 '개인 정보'와 '행태정보'의 의미를 명확히 하기 위해 '개인 정보'에 대한 법적 개념을 분석하였다. 분석 대상으로는 '개인정보보호법' 및 동법 시행령에 근거하여 마련된 '개인 정보 침해 요인 평가 지침'과 '개인 정보 비식별 조치 가이드라인'을 선정하였다. 결과에 의하면, '개인 정보'란, (1)살아 있는 개인(단체, 법인, 사물 등은 해당되지 않음)에 관한 모든 종류의 정보로서, (2)개인을 알아볼 수 있는 정보(식별자)이며 개인을 알아보기 어려운 것은 해당되지 않으며, (3)해당 정보 자체로는 개인을 알아볼 수 없어도 다른 정보와 쉽게 결합(결합 대상 정보의 입수 가능성, 결합 가능성이 있어야 함)하여 알아볼 수 있는 정보(속성자)를 포함한다. 보다 구체적으로, 개인 정보에는 기본정보, 고유식별정보, 민감정보, 기타 개인정보 등이 포함된다. 그리고 향후의 연구 방향으로서 기술 발달에 따른 '개인 정보' 개념에 대한 지속적인 연구, '온라인 맞춤형 광고 개인 정보 보호 가이드라인'의 실효성에 대한 연구, 이용자는 물론 사업자의 시각에서 본 개인 정보 보호의 법리에 대한 연구 및 개인 정보와 행태 정보의 명확한 구분을 전제로 한 온라인 맞춤형 광고 연구의 필요성 등을 제안하였다.
조선 및 해양플랜트 산업은 복합 및 대형화됨에 따라 유지보수 및 검사 시스템이 중요해지고 있다. 최근 작업자의 작업이해도 향상과 효율을 높이기 위해 증강현실기반 유지보수 및 검사 시스템이 많이 주목받고 있는데, 증강되는 모델과 현실정보 간의 정확한 정합이 이루어지지 않아 작업에 오히려 혼동을 초래하는 일이 자주 발생한다. 이를 위하여 실모델에 특정 이미지를 부착하는 마커 기반 증강현실 기술이 사용되었으나, 조선 및 해양플랜트 산업 특성상 마커의 훼손 가능성이 있으며, 카메라가 명확히 마커 전체를 검출할 수 있어야 하기 때문에 작업자와 마커 간의 충분한 공간을 필요로 한다. 본 연구에서는 이러한 기존 증강현실 시스템의 한계점을 극복하기 위하여 마커리스 기반 증강현실을 활용하여 조선 및 해양플랜트 산업에서 가장 많은 공정을 차지하고 있는 파이프 시스템을 대상으로 정확하게 실 모델을 인식하고 해당 모델에 가상 CAD모델을 정합하는 방법론에 대해 연구하였다. 본 시스템을 통해 현실 작업자의 자세와 제한적인 환경에 따른 증강모델의 비틀림 현상을 개선하고 작업 이해에 혼동을 주는 현상을 없앨 수 있을 것으로 기대된다.
정확한 보철물의 제작을 위해서는 악간 관계의 정확한 인기가 중요하다. 전통적 석고 모형을 이용한 교합기에의 모형 부착 뿐 아니라 최근 디지털 치의학의 발전으로 디지털 모형 부착방법의 정확도에 대한 고찰이 필요하다. 본 논문에서는 Pubmed 검색을 이용하여 전통적 방법과 디지털을 이용한 모형 부착의 정확도에 대한 문헌 연구를 진행하였다. 전통적 교합인기재의 경우 폴리이써와 폴리비닐실록산 등의 탄성인기재가 변위량이 적었으며, 인기 기법에 따라 정확도의 차이가 관찰되었다. 모형 부착 과정에서 수직적 변위가 발생할 수 있으나 인기재 자체의 변화보다 모형을 교합기 상에 부착하는 과정 자체에서의 오차가 더 크게 나타난다고 보고되었다. 디지털 치의학의 발전으로 최근 많이 사용되고 있는 가상 모형 부착의 경우 좁은 범위에서는 유의미한 차이를 보이지 않지만 가상 인상 채득의 범위가 커질수록 정확성이 다소 떨어지는 경향을 보이기 때문에 광범위한 수복에서는 이를 인지하고 임상에 적용해야 한다. 각 제조사별 스캐너의 종류와 이미지 처리 알고리즘, 소프트웨어 또한 가상 모형 부착의 정확도에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 앞으로 충분히 발전 가능성을 보인다.
Ji Young Choi;Jihye Yun;Subin Heo;Dong Wook Kim;Sang Hyun Choi;Jiyoung Yoon;Kyuwon Kim;Kee Wook Jung;Seung-Jae Myung
Korean Journal of Radiology
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제24권11호
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pp.1093-1101
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2023
Objective: Cine magnetic resonance imaging (MRI) has emerged as a noninvasive method to quantitatively assess bowel motility. However, its accuracy in measuring various degrees of small bowel motility has not been extensively evaluated. We aimed to draw a quantitative small bowel motility score from cine MRI and evaluate its performance in a population with varying degrees of small bowel motility. Materials and Methods: A total of 174 participants (28.5 ± 7.6 years; 135 males) underwent a 22-second-long cine MRI sequence (2-dimensional balanced turbo-field echo; 0.5 seconds per image) approximately 5 minutes after being intravenously administered 10 mg of scopolamine-N-butyl bromide to deliberately create diverse degrees of small bowel motility. In a manually segmented area of the small bowel, motility was automatically quantified using a nonrigid registration and calculated as a quantitative motility score. The mean value (MV) of motility grades visually assessed by two radiologists was used as a reference standard. The quantitative motility score's correlation (Spearman's ρ) with the reference standard and performance (area under the receiver operating characteristics curve [AUROC], sensitivity, and specificity) for diagnosing adynamic small bowel (MV of 1) were evaluated. Results: For the MV of the quantitative motility scores at grades 1, 1.5, 2, 2.5, and 3, the mean ± standard deviation values were 0.019 ± 0.003, 0.027 ± 0.010, 0.033 ± 0.008, 0.032 ± 0.009, and 0.043 ± 0.013, respectively. There was a significant positive correlation between the quantitative motility score and the MV (ρ = 0.531, P < 0.001). The AUROC value for diagnosing a MV of 1 (i.e., adynamic small bowel) was 0.953 (95% confidence interval, 0.923-0.984). Moreover, the optimal cutoff for the quantitative motility score was 0.024, with a sensitivity of 100% (15/15) and specificity of 89.9% (143/159). Conclusion: The quantitative motility score calculated from a cine MRI enables diagnosis of an adynamic small bowel, and potentially discerns various degrees of bowel motility.
PET/CT 검사에서 환자의 움직임이나 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물(washed-out artifact)이 발생하여 육안적 판독 및 정량평가의 정확성을 감소시킬 가능성이 있다. GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 영상에 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복시켜주는 알고리즘이다. 본 연구의 목적은 팬텀 실험을 통해 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하였을 때 기존의 정량 값으로 회복 가능한 비방사능의 역치 값을 측정하고, 냉소 인공물이 발생한 임상 환자 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하여 보정 전과 후의 영상을 비교 분석하고자 한다. $^{68}Ge$ 실린더 팬텀 영상에 냉소 인공물을 발생시키기 위해 임의의 $^{18}F$ 선원의 비방사능이 20 ~ 20,000 kBq/ml 가 되도록 20 단계로 분주하고 $^{18}F$ 선원의 CT 영상과 PET 영상간에 불일치(mis-registration) 정도가 없을 때, 불일치가 각각 1, 2, 3, 4 cm 일 때의 영상을 획득하였다. 또한 본원에서 $^{18}F-FDG$ Fusion Whole Body PET/CT 검사를 시행한 환자 중 유치 도뇨관 내에 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 34명의 환자를 대상으로, CT 영상과 PET 영상간의 불일치 정도(cm), 인공물을 발생시키는 원인이 되는 비방사능의 수치(kBq/ml), 인공물이 발생한 단면 내 근육에서의 $SUV_{mean}$, 인공물이 발생한 단면 내 병변에서의 $SUV_{max}$, 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변에서의 $SUV_{max}$를 측정하였다. 통계는 보정 전과 후의 차이를 비교하기 위해 대응 표본 t 검정을 시행하였다. 팬텀 실험에서는 $^{18}F$ 선원의 비방사능이 커질수록 $^{68}Ge$ 실린더 팬텀의 $SUV_{mean}$가 감소하였다. 불일치 거리가 커질수록 $SUV_{mean}$가 급격히 저하 되었지만 반대로 보정 효과는 더 크게 나타났다. 비방사능 50 kBq/ml 이하에서는 모든 조건에서 육안적으로도 냉소 인공물이 발생하지 않았으며 $SUV_{mean}$에도 차이가 없었다. 불일치가 없을 때와 1 cm 차이가 있을 때는 120 kBq/ml 이하부터 산란 제한 보정 알고리즘을 적용 할 때 기존 $SUV_{mean}$(0.95)와 동일하게 회복 되었고, 2 cm와 3 cm 차이에서는 100 kBq/ml 이하부터, 4 cm 차이에서는 80 kBq/ml 이하부터 기존 $SUV_{mean}$와 동일하게 회복 되었다. 임상 환자 34명의 영상을 분석한 결과, 불일치 평균 거리는 2.02 cm 이었고, 냉소 인공물을 발생시키는 평균 비방사능은 490.15 kBq/ml 이었다. 인공물이 발생한 단면 내 근육의 $SUV_{mean}$와 병변의 $SUV_{max}$는 보정 전 후 각각 통계적으로 유의한 차이가 있었지만(t=-13.805, p=0.000) (t=-2.851, p=0.012), 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변의 $SUV_{max}$는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=-1.173, p=0.250). GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 임상 검사에서 환자의 심한 움직임뿐만 아니라 높은 비방사능의 미세한 움직임에 의해 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복해 주는 알고리즘이다. 냉소 인공물이 발생 하였을 때 산란제한 보정 알고리즘 적용 후 그 원인이 되는 비방사능의 수치, CT 영상과 PET 영상의 불일치 거리 등을 감안하여 영상을 분석한다면 냉소 인공물 부위의 재촬영 없이, 육안적 판독 및 정량 값을 더 정확하게 평가 하는데 도움이 될 것으로 사료 된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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