목적 : 4차 산업혁명이 진행됨에 따라 타각적 굴절검사값, 수차 및 동공크기 등을 이용하여 최적의 안경처방값 을 도출해주는 머신러닝(machine learning)을 개발하고자 하였다. 방법: 시력에 영향을 줄 수 있는 안질환 및 전신질환이 없고 안구 수술 이력이 없는 근시안(1,000안)을 대상으로 진행하였다. I-Profilerplus(Zeiss, Berlin, Germany)를 사용하여 타각적 굴절이상도(objective-refraction) 및 안구수차(ocular wavefront-aberration), 동공 크기를 측정하였고, 자각적 굴절이상도(subjective-refraction)는 Visuphor500(Zeiss, Berlin, Germany)를 사용하여 구면 굴절력(S, Diopter), 원주 굴절력(C, Diopter), 난시 축(Ax, °)을 측정하였다. 측정 후, 파이썬(Python, version 3.10)을 이용하여 머신러닝 모델 생성 및 예측 성능을 확인하였다. 결과: 자각적 굴절이상도에서 구면 굴절력에 영향을 미치는 요인은 타각적 구면 굴절력, defocus aberration, spherical aberration, trefoil aberration 순으로 높았고, 원주 굴절력에 영향을 미치는 요인은 타각적 원주 굴 절력, defocus aberration, coma aberration, trefoil aberration 순으로 높았으며, 난시 축은 타각적 난시축만 영향을 미치는 것으로 나타났다. 구면 굴절력, 원주 굴절력, 난시 축의 자각적 굴절이상도와 머신러닝 예상값은 차이가 없는 것으로 나타났다(p=0.976, 0.948, and 0.349, respectively). 결론 : 자각적 굴절이상도를 예측하는 머신러닝 모델을 생성하였고, 해당 모델의 예측된 값과 자각적 굴절이상 도와 유의한 차이가 없는 것을 통해 예측 정확도를 확인하였으며 앞으로 개인 맞춤형 처방을 위한 정확한 안경처 방값을 도출하는데 기초자료가 될 수 있을 것으로 생각된다.

자기공명영상은 고해상도의 연부조직에 대한 영상정보를 제공하며, 뇌종양 등 연부조직 진단에 활용된다. 본 연구는 합성곱신경망 인공지능을 통해 뇌종양 자기공명영상 분류성능을 확인해 보고자 한다. 4개 종류로 구분된 3264 장의 MRI 데이터 세트(data set)를 이용하였으며, 인공지능 학습을 위해 훈련용 데이터와 시험용 데이터를 9 : 1, 훈련용 데이터의 10%를 검증용 데이터로 구분하였다. 합성곱신경망은 기본 CNN과 VGG16으로 구성하였으며, 학습 평가는 정확도와 손실율로 확인하였으며, 생성된 모델을 통해 분류성능 정확도를 확인하였다. 실험 결과 과적합은 없었으며, 분류성능은 기본 CNN과 VGG16 각각 67%와 80%의 분류성능을 보였다. 도출된 뇌종양 자기공명영상 분류 결과를 통해 자기공명영상과 인공지능 접목에 관한 기초 자료로 사용될 수 있을 것이라 사료된다.

MRI는 연부조직에 대한 고해상도의 영상을 제공하며 진단적 가치가 매우 높은 영상 검사이며, 디지털 데이터를 이용하여 딥러닝 기술을 통해 컴퓨터 보조 진단 역할을 수행할 수 있다. 본 연구는 딥러닝 기반 YOLOv3를 이용하여 뇌종양 분류 성능을 확인해 보고자 한다. 253장의 오픈 MRI 영상을 이용하여 딥러닝 학습을 진행하고 학습 평가지표는 평균손실(average loss)와 region 82와 region 94를 사용하였으며, 뇌종양 분류 모델 검증을 위해 학습에 사용되지 않은 영상을 이용하여 검출 성능을 평가하였다. 평균손실은 2248 epochs 시 0.1107, region 82와 region 94의 24079 반복학습 시 average IoU, class, .5R, .75R은 각각 0.89와 0.81, 1.00과 1.00, 1.00과 1.00, 1.00과 1.00의 결과값을 도출하였다. 뇌종양 분류 모델 검증 결과 정상 뇌와 뇌종양 각각 95.00%, 75.36%의 정확도로 분류할 수 있었다. 본 연구 결과를 통해 MRI 영상을 활용한 딥러닝 연구 및 임상에 기초자료로 사용될 것이라 사료된다.

The purpose of this study was to investigate the effect of a single treatment o voltage pulsed current (HVPC) on edema reduction. Hind limbs of 23 anesthetized were injured by dropping a 400 g weight onto the plantar aspects of the feet. On limb of each frog was randomly selected to receive 30 minutes of continuous, 12 cathodal HVPC at voltages 10 % less than motor threshold levels. Limb volumes measured by water displacement before trauma and at predetermined intervals hours posttrauma. Sources of significant differences were determined by t-test HVPC significantly (p<0.05) reduced edema formation. We hypothesize that HVP also be effective in controlling edema formation after impact injuries in humans.

본 연구의 목적은 컴퓨터단층 혈관조영술에서 혈관 직경을 정확하게 측정할 수 있는 새로운 측정 방법 인 상대적 측정법의 기초연구 자료를 제공하고자 한다. 비이온성 요오드 조영제를 자체 제작한 관류 팬텀에 일정한 속도로 흐르게 한 후 컴퓨터단층 혈관조영술 검사를 시행하였다. 원시 데이터를 얻은 후 다중평 면재구성 및 최대강도투사법으로 영상을 재구성하였고 장비사에서 제공하는 거리측정 장치를 사용하여 팬텀의 직경을 측정하였다. 측정법은 고식적 측정법과 본 연구에서 제안하는 상대적 측정법을 사용하였다. 관류팬텀의 평균 직경은 다중평면재구성기법과 최대강도투사법 모두에서 상대적 측정법이 기존 측정법 보다 실측에 더 가깝게 나타났다(34% VS 24%, p<0.05). 하지만 두 가지 측정법 모두 실측보다 여전히 확대된 결과를 나타내고 있음을 확인하였다. 따라서 상대적 측정 방법에 대한 추가 연구가 필요한 실정이며, 이에 본 연구가 기초 자료를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.

본 연구에서 Phantom에 고 밀도 물질이 삽입 된 CT 영상을 재구성 하여 방사선 치료 계획 시 선량 분포에 대한 평가를 하고자 하였다. Gammex 467 Tissue Characterization Phantom을 사용하여 인체 조직과 유사한 영상을 획득하였고 Titanium을 삽입하여 금속물로 인한 인공허상을 발생시켜 영상을 획득하였다. 획득한 영상은 Metal Artifact Reduction for Orthopedic Implants (O-MAR)를 이용하여 영상을 재구성 하였고 전산화 치료계획 시스템을 이용하여 체적을 분석 하고 선량 분포를 추출하였다. MapCHECK™을 이용하여 선형가속기의 광자선 선량 분포를 측정하여 계획한 선량 분포와 비교 분석 하였다. 비교 분석 결과 Titanium으로 인한 인공허상이 발생 되었을 때 O-MAR를 적용한 체적은 BR-12 Breast는 16.8 % 그리고 LV 1 Liver는 40.2 % 증가하였고 선량 분포는 O-MAR를 적용하기 전의 선량 분포 보다 1.4 에서 1.6 % 높게 나타났다. 결론적으로 금속물로 발생된 인공허상 O-MAR를 적용하여 가능한 제거하고 치료계획에 이용해야 오류를 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 양성자 치료를 시행하고 있는 수모세포종 환자의 양성자 치료 시 환자들의 Skin에서 홍반이나 피부염이 발생하는 경우가 빈번하여 Phantom에서 실제 환자와 동일한 치료계획 후 생체 내 선량측정 검출기(In-vivo dosimetry)로 사용되는 열 형광선량계(Thermo-luminescence Dosimeter, TLD)와 EBT3 Film으로 실제선량을 조사측정한다. 측정된 선량값을 치료계획 된 피부선량과 비교 분석하여 양성자 치료 시 임상적으로 피부선량 측정 사용에 유용성이 있는지 알아보고자 한다. Phantom을 수모세포종의 전뇌척수치료(Cranio-spinal irradiation, CSI) Set-up position으로 위치하여 Brain에서부터 Pelvis까지 CT촬영하고 양성자 치료계획 후 치료실에서 디지털 영상 포지셔닝 시스템(Digital Imaging Positioning System, DIPS)을 이용하여 정확하게 치료 Isocenter지점을 맞춘다. 양성자 빔이 들어가는 5부위의 치료 Isocenter 지점과 CT촬영 시 Phantom에 표시한 Marker 2부위, 모두 7지점에 미리 교정을 마친 열 형광선량계와 EBT3 Film을 교차해가면서 위치하여 붙이고 치료 계획된 양성자 빔을 각각 10회씩 조사한다. 10회 반복 측정하여 얻은 값을 평균산출하여 치료계획 시스템 에서 측정된 Skin Dose와 비교 분석한 결과, 측정위치의 어려움이 있는 정확한 측정이 결여된 한 지점을 제외한 나머지 6지점의 측정 선량값은 열 형광선량계와 EBT3 Film 모두 절대 선량값과 ±2%이내의 분포를 보였다. 결론적으로, 본 연구에서는 국내 최초의 양성자 치료에서 Enterance skin dose 측정을 위한 In-vivo dosimetry로 열 형광선량계와 EBT3 Film의 임상적인 유용성을 확인하였다.