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Cone-Beam CT에서 물질 및 호흡 변화가 영상에 미치는 영향에 대한 고찰
나준영,김정미,김대섭,강태영,백금문,권경태,Na, Jun-Young,Kim, Jung-Mi,Kim, Dae-Sup,Kang, Tae-Young,Baek, Geum-Mun,Kwon, Gyeong-Tae 대한방사선치료학회 2012 대한방사선치료학회지 Vol.24 No.1
목 적: 본원에서 시행하고 있는 영상유도 방사선치료(Image Guided Radiation Therapy, IGRT)는 On-Board Imager system(OBI)을 이용하여 실시하고 있다. 본 논문에서는 Cone-Beam CT에서 물질 및 호흡의 변화가 영상에 미치는 영향을 분석하고 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 호흡의 모양을 임의로 조정할 수 있는 구동 팬텀(Motion Phantom)을 이용하여 기준 호흡에 따른 주기, 진폭, 기저호흡(Baseline)을 변화시키면서 폐 등가 물질 내의 지름 3 cm인 구 형태의 아크릴(Acryl)과 임상에 이용되고 있는 표지자(Fiducial Marker) 두 물질에 대하여 Cone-Beam CT를 총 3회 획득하고, 분석하였다. 결 과: 첫 번째 물질의 종류에 따라 구동 팬텀의 동일한 움직임을 원형 아크릴(Arcyl)일 때 100%, 표지자일 때 120% 나타내었다. 두 번째 기준 호흡 변화에 따라 기준 호흡의 영상크기를 1로 상쇄(Offset)하면 원형 아크릴(Arcyl)의 경우 기저호흡(Baseline)을 1.8 mm 이동 시켰을 때 1.13, 3.3 mm 이동 시켰을 때 1.27, 주기가 1초일 때 1.01, 2.5초일 때 1.045, 진폭이 기준의 0.7배일 때 0.86, 1.7배일 때 1.43의 변화를 보였고, 표지자의 경우 Baseline 1.8 mm shift일 때 1.18, 3.3 mm shift일 때 1.34, 주기가 1초일 때 1.0, 2.5초일 때 1.0, 진폭이 기준의 0.7배일 때 0.99, 1.7배일 때 1.66의 변화를 보였다. 결 론: Cone-Beam CT는 물질에 따라 그 움직임을 나타내는 것에 Fiducial marker의 경우 영상 크기에 20%의 영향이 있었다. 호흡의 변화에 따른 영향은 아크릴(Arcyl)의 경우 최소 13% 최대 43%, Fiducial marker의 경우 최소 18% 최대 66%의 변화를 보였다. 이런 영상의 차이는 큰 불확실성 요인이므로 Cone-Beam CT 획득 전에 환자의 호흡을 안정화해야 한다. 또한 영상획득 중간에도 지속적인 환자의 호흡 관찰을 하여 환자의 큰 호흡변화를 관찰하였다면 영상유도 후에 반드시 투시를 이용하여 치료부위를 확인할 필요가 있으며 재 Cone-Beam CT 획득을 통하여 보다 정확한 영상유도를 하는 것이 바람직하다고 사료된다. Purpose: Image Guided Radiation Therapy (IGRT) has been carried out using On-Board Imager system (OBI) in Asan Medical Center. For this reason, This study was to analyze and evaluate the impact on Cone-Beam CT according to variation of material and respiration. Materials and Methods: This study was to acquire and analyze Cone-Beam CT three times for two material: Cylider acryl (lung equvalent material, diameter 3 cm), Fiducial Marker (using clinic) under Motion Phantom able to adjust respiration pattern randomly was varying period, amplitude and baseline vis-a-vis reference respiration pattern. Results: First, According to a kind of material, when being showed 100% in the acryl and 120% in the Fiducial Marker under the condition of same movement of the motion phantom. Second, According to the respiratory alteration, when being showed 1.13 in the baseline shift 1.8 mm and 1.27 in the baseline shift 3.3 mm for acryl. when being showed 1.01 in 1 sec of period and 1.045 in 2.5 sec of period for acryl. When being showed 0.86 in 0.7 times the standard of amplitude and 1.43 in 1.7 times the standard of amplitude for acryl. when being showed 1.18 in the baseline shift 1.8 mm and 1.34 in the baseline shift 3.3 mm for Fiducial Marker. when being showed 1.0 in 1 sec of period and 1.0 in 2.5 sec of period for Fiducial Marker. When being showed 0.99 in 0.7 times the standard of amplitude and 1.66 in 1.7 times the standard of amplitude for Fiducial Marker. Conclusion: The effect of image size of CBCT was 20% in the case of Fiducial marker. The impact of changes in breathing pattern was minimum 13% - maximum 43% for Arcyl, min. 18% - max. 66% for Fiducial marker. This difference makes serious uncertainty. So, Must be stabilized breathing of patient before acquiring CBCT. also must be monitored breathing of patient in the middle of acquire. If you observe considerable change of breathing when acquiring CBCT. After Image Guided, must be need to check treatment site using fluoroscopy. If a change is too big, re-acquiring CBCT.
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나준영,강태영,백금문,권경태,Na, Jun Young,Kang, Tae Young,Baek, Geum Mun,Kwon, Gyeong Tae 대한방사선치료학회 2013 대한방사선치료학회지 Vol.25 No.1
목 적: 본원에서 시행하고 있는 호흡동조 방사선치료(Respiratory Gated Radiation Therapy, RGRT)는 RPM (Real-time Position Management) Respiratory Gating System (version 1.7.5, Varian, USA)을 이용하여 실시하고 있다. 본 연구는 호흡변화에 따른 방사선치료의 정확성을 분석하고 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 움직임을 임의로 조정할 수 있는 구동 팬텀(Motion Phantom)인 QUASAR Programmable Respiratory Motion Phantom (Moudus Medical Device Inc. CANADA)을 이용하였다. 폐암과 간암 환자 50명의 호흡을 분석하여 호흡의 변화를 관찰한 결과를 기준으로 주기 3초, 진폭 1.5 cm인 총 60초간의 기준호흡에서 매번 기저호흡(Baseline)을 기울기를 갖고 점진적으로 내려가는 경우와, 간헐적으로 기준 기저호흡 보다 더 내려가는 경우의 호흡 모양을 만들어 본원에서 사용되고 있는 Phase gating, 보통 30~70% gating 치료 방법과 동일하게 방사선을 조사하였다. 결 과: 점진적으로 매번 기저호흡이 0.01 cm, 0.03 cm, 0.05 cm씩 내려가는 호흡의 경우 모든 조건에서 방사선이 조사되었다. 간헐적으로 기저호흡이 0.2 cm, 0.4 cm, 0.6 cm, 0.8 cm 내려가는 경우도 모든 조건에서 방사선이 조사되어 RPM Respiratory Gating System에서 Phase gating 방식은 기저호흡 변화에 대하여 방사선이 모두 조사되었다. 결 론: 최적의 방사선치료를 위해 종양의 움직임을 고려하여 시행하는 호흡동조 방사선치료에서 RPM Respiratory Gating System의 Phase gating 방식은 본 연구에서와 같이 기저호흡의 변화가 호흡동조에 정확히 반영되지 않음을 알 수 있었다. 이에 호흡동조 방사선치료에는 무엇보다 환자의 호흡 관찰이 중요하다고 사료되며 호흡의 변화가 관찰되었다면 즉시 방사선치료를 멈추고 호흡을 관찰한 후 변화된 호흡상태에서 투시를 시행하여 치료부위를 다시 확인한 후에 치료를 재개하여야 한다고 사료된다. Purpose: Respiratory Gated Radiation Therapy (RGRT) has been carried out using RPM (Real-time Position Management) Respiratory Gating System (version 1.7.5, varian, USA) in Asan Medical Center. This study was to analyze and evaluate the accuracy of Respiratory Gated Radiation Therapy (RGRT) according to variation of respiration. Materials and Methods: Making variation of respiration using Motion Phantom:QUASAR Programmable Respiratory Motion Phantom (Moudus Medical Device Inc. CANADA) able to adjust respiration pattern randomly was varying period, amplitude and baseline by analyze 50 patient's respiration of lung and liver cancer. One of the variations of respiration is baseline shift gradually downward per 0.01 cm, 0.03 cm, 0.05 cm. The other variation of respiration is baseline shift accidently downward per 0.2 cm, 0.4 cm, 0.6 cm, 0.8 cm. Experiments were performed in the same way that is used RPM Respiratory Gating System (phase gating, usually 30~70% gating) in Asan Medical Center. Results: It was all exposed radiation under one of the conditions of baseline shift gradually downward per 0.01 cm, 0.03 cm, 0.05 cm. Under the other condition of baseline shift accidently downward per 0.2 cm, 0.4 cm, 0.6 cm, 0.8 cm equally radiation was exposed. Conclusion: The variations of baseline shifts didn't accurately reflect on phase gating in RPM Respiratory Gating System. This inexactitude makes serious uncertainty in Respiratory Gated Radiation Therapy. So, Must be stabilized breathing of patient before conducting Respiratory Gated Radiation Therapy. also must be monitored breathing of patient in the middle of treatment. If you observe considerable changes of breathing when conducting Respiratory Gated Radiation Therapy. Stopping treatment immediately and then must be need to recheck treatment site using fluoroscopy. If patient's respiration rechecked using fluoroscopy restabilize, it is possible to restart Respiratory Gated Radiation Therapy.
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마이데이터 환경에서 개인의 민감 데이터 주권확보를 위한 비대칭 키 암호화 기반 원격진료시스템
나준영,손채봉,이광기,고은수,김대열 한국지능시스템학회 2023 한국지능시스템학회논문지 Vol.33 No.6
마이데이터는 데이터 생성 주체가 데이터를 활용 및 관리하는 모델이다. 특히 민감 데이터를 다루는 의료분야에서 마이데이터로의 움직임이 나타나고 있다. 본 연구에서는 마이데이터 기반 개인 건강/의료 데이터 활용과 환자의 신원과 민감 데이터의 주권을 확보하기 위한비대칭 키 암호화 기반의 원격 진료시스템을 제안한다. 본 시스템은 두 가지 핵심 아이디어를 바탕으로 한다. 첫째, Verified Credential (VC) 기반의 신원 인증을 활용하여 신원 주권을 확보한다. 이를 위해 블록체인 분산 신원 인증과 같은 방식으로 신원의 무결성을 보장한다. 둘째, 비대칭 키 암호화 방식을 활용하여 데이터의 보안을 강화한다. 환자의 Vital 데이터를 진료 병원의 공개키로 암호화하여 해당 병원만 조회할 수 있도록 한다. 이러한 기술적접근을 통해 원격 진료 시 생성되는 건강 데이터의 관리 및 보호 방법을 제시하고, 환자의신원 보호를 보장하고자 한다. 실효성 검증을 위해 rPPG 라이브러리 및 Ethereum기반 DID라이브러리를 이용해 개발하였으며, User-Hospital 가상 시나리오를 통해 사용 가능함을 확인하였다. Mydata is a model in which data is used and managed by the data generator. In themedical field, which deals with sensitive data, there is a movement to utilize mydata. Inthis study, we propose a telehealth system based on asymmetric key encryption to utilizepersonal health/medical data based on mydata and secure patient identity andsovereignty of sensitive data. The system is based on two main ideas. First, the systemutilizes Verified Credential (VC) based identity authentication to ensure the patient'sidentity sovereignty. To achieve this, the integrity of the identity is guaranteed by theVC-based process such as the decentralized identifier method. Second, asymmetric keyencryption is used to enhance data security. The hospital's public key encrypts thepatient's vital data, ensuring that only the hospital can access it. Through this technicalapproach, we propose a method that effectively manages and protects health datagenerated during telehealth, while ensuring the protection of patient identity. Wedeveloped the system using rPPG library and Ethereum-based DID library to verify itseffectiveness and confirmed that it can be used through a User-Hospital virtual scenario.
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