As the computing landscape is shifting to ubiquitous computing environments, there is increasingly growing the demand for a variety of device controls that react to user's implicit activities without excessively drawing user attentions. We developed an EMG-based car interface that enables the physically handicapped to drive a car using their functioning peripheral nerves. Our method extracts electromyogram signals caused by wrist movements from four places in the user's forearm and then infers the user's intent from the signals using multi-layered neural nets. By doing so, it makes it possible for the user to control the operation of car equipments and thus to drive the car. It also allows the user to enter inputs into the embedded computer through a user interface like an instrument LCD panel. We validated the effectiveness of our method through experimental use in a car built with the EMG-based interface.
본 연구는 디지털 방사선촬영 시스템에서 요추검사 시 조사야 크기에 따른 주변 장기선량과 요추 영상의 화질 변화를 정량화하여 의료피폭 저감화를 위한 자료를 제공하고자 하였다. 요추검사 시 조사야 크기는 $8^{\prime\prime}{\times}17^{\prime\prime}$에서 $14^{\prime\prime}{\times}17^{\prime\prime}$ 크기까지 변화하였으며, RANDO 팬텀을 대상으로 요추 전-후방향, 측방향 검사를 실행하였다. 장기선량은 간, 위, 췌장, 신장, 생식선을 선택하여 유리선량계로 측정하였으며, Image J로 영상 분해능을 비교 분석하였다. 전-후방향 촬영에서 요추의 주변 장기선량은 조사야 크기가 작아짐에 따라 감소하였으나, 생식선에서는 조사야의 가로축 길이가 1" 작아질 때마다 3.83%로 감소율의 변화가 없었다. 측방향 촬영에서 간, 신장과 같이 표면과 가까운 장기에서 장기선량은 높은 선량이 나타났으나, 조사야의 가로축 길이가 1" 작아질 때마다 감소율이 5% 이내로 나타났다. 그러나 생식선에서는 조사야의 가로축 길이가 1" 작아질 때마다 감소율이 24.34%로 나타났다. 조사야 내, 외부에 대한 선량 차이는 간에서 $549.8{\mu}Gy$, 위에서 $264.6{\mu}Gy$로 감소하였으나, 생식선에서는 평균 $1,135.1{\mu}Gy$로 큰 변화가 없었다. 조사야 크기에 따른 영상은 전-후방향 촬영에서 $9^{\prime\prime}{\times}17^{\prime\prime}$, 측방향 촬영에서 $10^{\prime\prime}{\times}17^{\prime\prime}$ 이하의 크기에서 30 dB 이상으로 영상의 질적 차이를 구분할 수 없었다. 따라서 요추검사는 다른 검사 부위보다 주변장기들이 많이 포함하고 있기 때문에 불필요한 환자의 피폭선량을 줄이고 양질의 영상을 얻기 위하여 조사야 크기 설정에 관한 권고기준안이 제시되어야 할 것으로 사료된다.
The skull has peripheral organs such as the crystalline lens and thyroid gland, which are highly radiosensitive, but the examination is performed without considering the uneven dose distribution due to the heel effect at the time of the current Skull Town's examination. However, no studies have been conducted on the exposure dose of surrounding organ tissues due to the difference in image density due to the heel effect and the non-uniformity of the dose. Using the cathode (-) and anode (+) set on the Tube to measure the scattered radiation along the Tube direction as a guide, change 30° and 37° in the cathode direction and 30° and 37° in the anode direction. It was given and investigated 5 times to obtain scattered radiation. image measurements were SNR, PSNR, RMSE, and MAE. Measurement results Measurement results of surrounding organ doses when the Tube direction was 30° and 37° The dose was low when the direction was cathodic in all organs (p<0.000). Both cathodes were higher in the image measurements(p<0.04). Continuous research may be needed for diagnostically valuable imaging and minimization of patient exposure dose.
I. 목 적 : 경추의 퇴행성 질환이나 분리증을 진단하는데 필수적인 전 후 사방향 촬영은 $45^{\circ}$사방향 (하 상방향 tube angle $15^{\circ}$)으로 촬영하여 경추 추간공과 주변 구조물을 살피는 것으로 알려져 있으나 아직까지 우리나라 성인에 대한 연구결과는 거의 없는 실정이다. 본 연구는 우리나라 성인에 적합한 전 후 사방향 촬영 각도를 알아보는데 목적이 있다. II. 대상 및 실험방법 : 1. 연구대상인 성인의 경추 신경공과 정중 시상면이 이루는 평균 각을 알아보기 위해 C-spine MRI를 촬영한 환자 200명(남 100명, 평균 40.3세, 여자 100명 47.6세)을 대상으로 축방향 T2 강조영상에서 C2-C3부터 C7-T1까지의 평균 각을 구하였다. 2. 경추에 이상이 없는 남자 10명(평균 36.2세)을 대상으로 전 후 사방향 촬영시 경추 신경공과 정중 시상면이 이루는 각도에서 실제로 추간공이 가장 크게 관찰되는지를 알아보기 위하여 나선식CT(QXi, GE medical) 촬영을시행하여, 축방향 영상에서 추간공이 이루는 각과 3D Raysum기법에서의 추간공의 최대횡경을 이루는 각도를 비교하였다. 또한 경추 전후 사방향 $45^{\circ}$, $50^{\circ}$, $55^{\circ}$(하 상방향 tube angle $15^{\circ}$)로 촬영한 일반촬영 영상을 PACS로 전송하여 최대횡경을 측정하고, 그 차이를 비교하였다. III. 결 과 : 연구대상인 성인추간공의 평균 각도를 MR영상에서 측정한 결과 C2-C3, C3-C4, C4-C5, C5-C6, C6-C7, C7-T1에서의 각은 $47.4^{\circ}{\pm}3.3$, $50.5^{\circ}{\pm}2.3$, $52.7^{\circ}{\pm}4.2$, $53.2^{\circ}{\pm}1.9$, $53.2^{\circ}{\pm}2.3$, $55.2^{\circ}{\pm}2.3$로 나타나 하부 경추로 갈수록 신경공과 정중 시상면이 이루는 각이 커짐을 알 수 있었다. 10명을 대상으로 CT촬영하여 Raysum 영상에서 추간공의 최대 횡경을 보이는 각도와 2D 축방향 영상에서 측정한 추간 공의 각도의 비교에서는 유의한 차이가 없었다(P>0.01). 전 후 사방향 $45^{\circ}$, $50^{\circ}$, 그리고 $55^{\circ}$로 촬영한 일반촬영에서의추간공의최대횡경을측정한결과 C2-C3, C3-C4, C4-C5까지는 각도가 $5^{\circ}$씩 커질수록 횡경이 감소($0.11\;mm{\sim}0.21\;mm$)한 반면 C5-C6, C6-C7, C7-T1에서는 횡경이 증가($0.32\;mm{\sim}0.91\;mm$)함을 알 수 있었으며, 그 차이를 분산분석(ANOVA)을 통해 비교한 결과 하부경추로 갈수록 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(P<0.001). IV. 결 론 : 우리나라 성인에 있어서 추간공을 관찰하기 위한 전 후 사방향촬영각도는 상부 경추의 경우 전 후사방향 $50^{\circ}$에서, 하부 경추의 경우 $55^{\circ}$에서 추간공을 가장 크게 관찰할 수 있었다. 따라서 향후 경추의 퇴행성 질환을 진단하는데 본 연구의 촬영법이 유용할 것으로 사료된다.
Vasomotor area로 알려져 있던 외측연수망상체는 최근 rostral ventrolateral medulla로 불리 면서 sympathoexcitatory neuron이 집중적으로 분포하는 연수내 부위로서, 체성교감신경반사에 중요한 역할을 하는 것으로 알려지고 있어 이 부위로의 입력정보가 그동안 많은 연구가 되어온 내측 척수망상로 세포와 어떤 차이를 보이는가를 규명하고자 하였다. 1) Medial SRT 세포는 34 cell중 약 60%가 동측으로 향하였으나, lateral SRT cell의 경우 47 cell의 약 60%가 반대측으로 향하였다. 2) 각 군의 세포를 말초자극에 대한 반응성에 따라, LT cell, Deep cell, HT cell및 WDR cell로 나누었으며 유해자극을 전달하는 세포를 HT와 WDR cell이라 하고, 무해자극을 전달하는 세포와 유해자극을 전달하는 세포의 비율로 볼 때, 다른 부위에 비하여 rostral VLM에 유해자극정보가 비교적 많이 전달됨을 볼 수 있었다. 3) 평균 전도 속도는 각 군간에 유의한 차이가 없었으나, Deep cell은 HT cell보다 유의하게 빠른 전도속도를 보였다. 4) Medial SRT 세포는 척수 회백질 내에서 Rexed laminae VII및 VIII에 주로 분포하며, LRN projecting SRT cell의 경우엔 전 lamina에 걸쳐 고루 분포하였다. 이상의 결과는 내측 및 외측 망상체간의 말초 입력 정보의 차이를 보여주고 있으며, 연수 망상체의 세 부위중 특히 rostral ventrolateral medulla로 많은 동통정보가 입력되고 있어 RVLM의 기능중 하나인 체성교감반사의 통합과 연관된 역할을 하리라 기대된다.
본 연구에서는 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 이용하여 방사선 치료계획 시 3차원 흡수선량 분포 검증을 위한 정도 관리 소프트웨어를 개발하여 겔을 이용한 3차원 선량분석 방법을 제시하고자 한다. 우선 치료계획상의 3차원 흡수선량 데이터와 측정한 겔 광학밀도 데이터의 입출력 기능을 구현하였고, 변환 테이블을 이용하여 광학밀도를 흡수선량으로 변환하는 기능을 구현하였다. 겔에서 측정된 흡수선량과 치료계획상의 흡수선량 분포간의 기하학적 매칭을 위하여 3D 볼륨 데이터의 x, y, z 방향 및 회전 변환을 구현하였다. 매칭이 완료된 두 선량 분포간에 일치도를 검증하기 위하여 3차원 감마 인덱스알고리듬을 구현하였고, 감마 통과 지도(gamma passing map) 기반의 일치도 확인 기능을 구현하였다. 광학밀도와 흡수선량간의 관계를 분석하기 위하여 원기둥 형태의 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 대상으로 X-선 전산화 단층촬영기를 이용하여 CT 영상을 획득하였고, 방사선 치료계획 시스템(Eclipse, Varian, Palo Alto)을 이용하여 원반 형태의 6개의 가상 표적을 생성하여, 각각에 1 Gy에서 6 Gy까지 선량이 전달되도록 입체조형 방사선 치료계획을 수립하였다. 다음으로 광학 CT 스캐너($Vista^{TM}$, Modus Medical Devices Inc, Canada)를 이용하여 기준 투영 영상들을 획득하였고, 치료계획과 동일하게 겔에 방사선을 조사하였다. 조사2시간 후 매 2시간 간격으로 광학 CT 스캐너로 투영 영상 셋을 획득 후 3차원 광학밀도 데이터로 재구성하였다. 실린더 중심축을 따라 치료계획상의 흡수선량 프로파일과 광학밀도 프로파일을 추출하여 광학선량 대비 흡수선량 대응 테이블을 정의하였다. 이후 본 연구에서 개발한 소프트웨어를 이용하여 3차원상의 선량 분포의 일치도를 평가하였다. 광학밀도와 흡수선량간에는 supra-linear 관계가 나타났으며, 광학밀도는 그 크기에 따라 24시간당 60% 전후로 감쇄하였다. 측정된 흡수선량은 중심축 부근에서는 치료계획 선량과 잘 일치하였으나, 주변부로 갈수록 크게 낮아짐을 확인할 수 있었으며, 이로 인하여 3D 감마 통과율은 선량 차이율과 DtoA 각각 3%/3 mm의 조건하에 70.36%로 낮게 나타났다. 이러한 결과는 광학 CT 스캐너 내부의 오일과 $PRESAGE^{REU}$ 겔간의 굴절률이 정확하게 매칭되지 않아서 광학 스캔 시 빔이 굴절되어 부정확한 데이터를 만들어 내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발한 정도 관리소프트웨어는 3차원 겔 선량을 비교 분석하기에 유효한 것으로 평가되었으나, $PRESAGE^{REU}$ 겔로부터 정확한 흡수선량데이터를 획득하기 위해 겔 선량측정 과정의 많은 개선이 요구된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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