Quasi-breath-hold (QBH) Biofeedback in Gated 3D Thoracic MRI: Feasibility Study

김태호,이레나,김시용,Kim, Taeho,Pooley, Robert,Lee, Danny,Keall, Paul,Lee, Rena,Kim, Siyong Korean Society of Medical Physics 2014 의학물리 Vol.25 No.2

연구의 목적은 의사호흡정지(QBH) 바이오 피드백이 의료영상획득 시간의 큰변화 없이 잔류 호흡 운동을 조절함으로써 호흡 운동에 의한 영상 오류를 줄이고, 게이트 3차 흉부 자기 공명 영상을 향상시킬 수 있다는 가설을 실험하는 것이다. 가설을 확인하기 위해 건강한 다섯 사람을 대상으로 3T 지멘스 엠알아이의 호흡 탐색기가 포함된 T2 가중 스페이스 엠알 펄스 시퀀스를 이용해 두번의 게이트 자기공명 영상 연구를 시행 하였다: 자유 호흡 상태와 의사호흡정지 바이오 피드백 호흡상태, 의사호흡정지 바이오 피드백 시스템은 알피엠(RPM) 시스템(실시간 위치 관리시스템, 베리안)을 사용하여, 복부의 외부 위치를 측정하고, 음향과 시각적으로 각각의 호흡주기의 90% 위치에서 2초 숨을 정지하도록 안내하는 방법을 사용했다. 평가방법은 의사호흡정지 바이오 피드백 시스템을 이용시 간 상부의 호흡정지모습의 재현성이 게이팅 영역 내에서 향상되는지를 지원자의 실험을 통해 평가하였다. 자유호흡상태와 의사호흡정지 바이오 피드백상태에서 3차 흉부자기공명영상내에 호흡 운동에 의한 영상 오류와 게이팅영역 내에서의 잔류 호흡 운동 조절여부도 함께 평가했다. 또한, 복부 변위의 RMSE도 (제곱근오차) 조사되었다. 의사호흡정지 바이오 피드백방법을 사용함으로 자유호흡의 경우보다 게이트 3차 흉부 엠알 영상에서 폐와 간에서 호흡운동에 의한 영상오류의 감소 결과를 획득했다(영상획득시간: ~6분). 이는 의사호흡정지 바이오 피드백사용시, 게이팅 영역에서 복부 운동 감소와 횡경막의 잔류 움직임 감소가 일치함을 의미한다. 따라서, 알피엠을 통해 얻은 복부 변위의 전체 자료에서평균 RMSE는 (제곱근오차) 자유 호흡의 2.0 mm에 비해 7 mm (67% 감소, p값=0.02)로 감소하였으며, 게이팅영역만을 고려했을때는 자유 호흡의 1.7 mm가 의사호흡정지 바이오 피드백 호흡을 사용함으로써 0.7 mm (58 % 감소, p값=0.14) 로 개선되었다. 선형 피팅을 사용하여 얻은 평균 기준 이동값은 의사호흡정지 바이오 피드백 을 사용하면 자유 호흡 5.5 mm/분보다 0.6 mm/분(89% 감소, p값=0.017)으로 감소되었다. 이 연구는 의사호흡정지 바이오 피드백을 이용해 게이트 3차 흉부 자기 공명 영상 중에 간 상부의 호흡정지 재현성이 향상되는 것을 보여 주었다. 이 시스템은 내부 해부학의 운동을 조절함으로써 게이트 의료 영상과 방사선 치료에 임상적으로 적용 할 수 있다. The aim of the study is to test a hypothesis that quasi-breath-hold (QBH) biofeedback improves the residual respiratory motion management in gated 3D thoracic MR imaging, reducing respiratory motion artifacts with insignificant acquisition time alteration. To test the hypothesis five healthy human subjects underwent two gated MR imaging studies based on a T2 weighted SPACE MR pulse sequence using a respiratory navigator of a 3T Siemens MRI: one under free breathing and the other under QBH biofeedback breathing. The QBH biofeedback system utilized the external marker position on the abdomen obtained with an RPM system (Real-time Position Management, Varian) to audio-visually guide a human subject for 2s breath-hold at 90% exhalation position in each respiratory cycle. The improvement in the upper liver breath-hold motion reproducibility within the gating window using the QBH biofeedback system has been assessed for a group of volunteers. We assessed the residual respiratory motion management within the gating window and respiratory motion artifacts in 3D thoracic MRI both with/without QBH biofeedback. In addition, the RMSE (root mean square error) of abdominal displacement has been investigated. The QBH biofeedback reduced the residual upper liver motion within the gating window during MR acquisitions (~6 minutes) compared to that for free breathing, resulting in the reduction of respiratory motion artifacts in lung and liver of gated 3D thoracic MR images. The abdominal motion reduction in the gated window was consistent with the residual motion reduction of the diaphragm with QBH biofeedback. Consequently, average RMSE (root mean square error) of abdominal displacement obtained from the RPM has been also reduced from 2.0 mm of free breathing to 0.7 mm of QBH biofeedback breathing over the entire cycle (67% reduction, p-value=0.02) and from 1.7 mm of free breathing to 0.7 mm of QBH biofeedback breathing in the gated window (58% reduction, p-value=0.14). The average baseline drift obtained using a linear fit was reduced from 5.5 mm/min with free breathing to 0.6 mm/min (89% reduction, p-value=0.017) with QBH biofeedback. The study demonstrated that the QBH biofeedback improved the upper liver breath-hold motion reproducibility during the gated 3D thoracic MR imaging. This system can provide clinically applicable motion management of the internal anatomy for gated medical imaging as well as gated radiotherapy.

지하철 소음/진동 저감방안 적용 사례(광화문 D타워)

김태호,방중석,정화영,Kim, Taeho,Bang, Jung Seok,Jung, Hwa-Young 한국콘크리트학회 2016 콘크리트학회지 Vol.28 No.5

4-포트 수평/수직 겸용 프로브용 교정키트

김태호(Taeho Kim),김종현(Jonghyeon Kim),김성준(Sungjun Kim),김광호(Kwangho Kim),푸보(Bo Pu),나완수(Wansoo Nah) 한국전자파학회 2014 한국전자파학회논문지 Vol.25 No.5

본 논문에서는 4-포트 수평/수직 프로브 스테이션을 사용하여 수직 커넥터 핀의 특성 측정 시 사용되는 회로망 분석기의 교정용 키트(calibration kit)를 제안한다. 기존의 수평면에서 사용되는 교정키트를 사용하면, 교정 후 프로브 암의 변경 및 추가적인 장치가 필요하며, 이로 인한 시간 소요뿐 아니라, 주변 상황에 민감한 프로브 팁의 위치 변동에 기인한 정밀도 훼손의 위험이 있다. 본 논문에서는 이를 보완할 수 있는 4-포트 수평/수직 겸용 교정키트를 제시한다. 교정은 SOLT 방법을 이용하였으며, Short, Open, Load는 수평면에서 교정하며, Thru는 프로브의 위치에 따라서 교정기판의 같은 수평면에서 교정하거나 또는 교정기판의 위쪽, 아래쪽을 수직으로 연결하여 사용할 수 있도록 설계/제작하였다. 즉, 기판에 수직한 Thru를 교정할 때에는 교정키트를 수직으로 세워 키트 양면을 사용하여 교정할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 교정키트에서의 SOLT 회로 반사/전달 특성을 기존 교정키트의 SOLT 회로의 반사/전달 특성과 비교 분석하였으며, 두 교정키트의 전달 특성은 길이 보정 후, 300 kHz부터 8.5 GHz까지 약 ±0.1 dB의 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 이와 같이 설계/제작된 4-포트 수평/수직 교정키트의 유용성을 입증하기 위하여 각각 수평 측정의 경우와 수직 측정의 경우의 두 가지 경우 사례 연구를 수행하였으며, 그 결과를 기존의 교정키트를 사용한 후 측정된 결과 데이터와 비교 분석하였다. In this paper, we propose a horizontal/vertical calibration kit for calibrating a vector network analyzer(VNA) to measure the vertical connector pin. If the conventional calibration kit is used, we should change the arm for a probe or need an assistant device and it takes a long time. In addition there is a risk of precision degradation caused by the position change of the probe tip sensitive to the surroundings. We suggest a 4-port vertical calibration kit to make up for the aforementioned shortcomings. The calibration kit was manufactured for the SOLT calibration method. ‘Short’, ‘Open’, and ‘Load’ are available in the horizontal plane, ‘Thru’ is available not only in the horizontal plane on the two planes of a PCB, but in the vertical plane between the two planes according to the positions of the probes. We complemented the conventional calibration kit to make a vertical calibration kit to be used for the vertical measurement method. We compared and analysed their reflection/transfer characteristics of the SOLT calibration standards of the proposed calibration kit and conventional one, we get a ±0.1 dB differences of transfer characteristics in the range from 300 kHz to 8.5 GHz. In order to demonstrate usefulness, and we performed a case study for horizontal and vertical cases, and compared the results of the proposed calibration kit and conventional one.

인공지능 정보처리를 위한 뉴로모픽 HW기반 뉴로모픽 SW 플랫폼

김태호(Taeho Kim),유미선(Misun Yu),김상철(Sang Cheol Kim),권용인(Yongin Kwon),김영주(Young Joo Kim),김용연(Yong Yeon Kim),이제민(Jemin Lee),마유승(Yu Seung Ma) 한국정보과학회 2020 정보과학회지 Vol.38 No.2

큐브위성 K ²SAT 비행모델에 대한 구조해석

김태호(Taeho Kim),김기덕(Kiduck Kim),김태영(Taeyoung Kim),곽필원(Pilwon Kwak),방효충(Hyochoong Bang),김종범(Jongbum Kim) 한국항공우주학회 2017 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2017 No.11

사람 신경 간세포에서 도파민 신경세포 분화유도에 대한 Nurr 1 유전자의 역할 규명

김한집(Han Jip Kim),이학섭(Haksup Lee),김현창(Hyon Chang Kim),민철기(Churl Ki Min),이명애(Myung Ae Lee),김승업(Seung Up Kim),한진(Jin Han),염재범(Jae Boum Youm),김나리(Nari Kim),박원선(Won Sun Park),김태호(Taeho Kim),김의용(Euiyong Kim 한국생물공학회 2005 KSBB Journal Vol.20 No.5

3차원 가상 환경에서의 객체 조립을 위한 양손 공간 인터랙션 기반 인터페이스

김태호(Taeho Kim),박진아(Jinah Park) 한국HCI학회 2014 한국HCI학회 학술대회 Vol.2014 No.2

3차원 객체 조립은 두 개 이상의 객체들을 사용자가 의도한 위치에 의도한 자세로 배치하는 작업으로써 건축, 디자인, 혹은 기타 시뮬레이션 작업에서 널리 사용되는 작업이다. 하지만 제한적이거나 고정된 시점으로 인해 주어진 작업을 가상 공간에서 수행하는데 어려움이 따른다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 연구에서는 3차원 객체 조립에 적합한 시점을 동적으로 생성해주는 인터페이스를 제안하고자 한다. 우선 사용자의 3차원 입력을 바탕으로 객체의 조작 기준계를 생성해주는 인터랙션 기법인 Virtual Handle with Grabbing Metaphor(VHGM)를 양 손 모두에 적용해 사용했다. VHGM은 3D 커서의 확장으로서 객체의 선택과, 조작 기능을 포함한다. VHGM으로부터 얻어진 각각체의 Local한 기준계를 이용하여 조작중인 두 객체간의 상대적인 위치와 자세를 정의하고 이 정보들을 바탕으로 객체 조립에 대한 가이드라인을 제공하는 방법을 제안한다. 가이드라인은 손의 위치와 방향을 바탕으로 가상 객체를 이동 시켜 조립에 필요한 이동 거리를 줄여주는 기능과 조작 중인 물체의 정보를 바탕으로 추가적인 시점들을 제공하는 기능으로 이루어진다. 본 연구에서는 가상공간의 프레임을 양손의 활동 범위로 대표되는 실제 환경의 프레임에 매핑 시킨 인터페이스를 제안하였으며, 이를 통해 햅틱, 입체영상 등의 추가적인 피드백 없이도 몰입감 있는 가상 환경을 제공할 수 있을 것으로 기대한다. 3D object assembly is frequently used in architecture, design or other simulation environments, and it refers to the task that gathers two or more objects into a desired position and places them together in certain orientation. While performing such task in virtual environment, the user encounters difficulties in operation due to the limited and often fixed view of the scene. In this paper, we present an interface that has dynamically changing view for assembly task in virtual environment. We employed Virtual Handle with Grabbing Metaphor (VHGM) which generates a reference frame of the manipulation based on the 3D user input. We applied VHGM to two hands interaction. Using a local frames of reference generated by VHGM, we defined the relative position of the objects to make a guideline for the assembly task. The guideline can help the user reduce moving distance of hands for gathering objects. We also provided an additional view based on a spatial relationship among objects and positions of the user‘s hands. Our idea was to project the frame of the virtual environment into the real world so that the proposed interface can provide immerse simulation environment without additional feedbacks such as haptic interface or stereoscopic view.

한국·중국 초등교원양성기관 교육과정 내 아동문학교육 관련 교과목 비교 연구

김태호 ( Taeho Kim ),마성은 ( Sungeun Ma ),조은숙 ( Eunsook Cho ) 사단법인 아시아문화학술원 2021 인문사회 21 Vol.12 No.1

이 논문의 목적은 우리나라 초등교원양성기관 교육과정의 아동문학 및 문학교육 관련 교과목을 분석하는 데 있다. 이를 위해 한국과 문화적 유사성을 지닌 중국 초등교원양성기관의 교육과정을 비교 분석하여 연구하였다. 한국과 중국의 초등교원양성체제 및 교육과정 편성 기준을 탐색하고 양국에서 아동문학교육에 특화된 초등교원양성기관을 선정하여 그 교육과정을 비교하였다. 그 결과 한국의 교육대학교에서 학생들이 아동문학을 학습할 기회는 매우 제한되었다. 중국의 경우, 상대적으로 아동문학교육 관련 교과목이 다수, 체계적으로 편성되어 있었다. 이는 중국의 초등교원양성체제가 다원화되어 있기 때문이다. 중국 초등교원양성기관 교육과정의 장점을 무조건 수용할 필요는 없으나 아동문학교육 특성화된 면모를 검토하여 한국 실정에 적합하게 수용할 필요가 있다. The purpose of this paper is to study how children’s literature education courses are organized in the curriculum of Korean university of education. To do this, the chinese university curriculum with cultural similarities to Korea was compared and studied. First, we explored the standards for organizing university of education curriculums in both countries. In addition, university of education specializing in children’s literature education were selected from both countries and compared the curriculum. As a result, students at university of education in Korea have very limited opportunities to study children’s literature. In China, there were a number of educational courses related to children’s literature and systematically organized. This is because China’s system of nurturing elementary teachers is multiple. Since there are differences in the system for nurturing elementary teachers in both countries, It is not necessary to unconditionally accept the merits of the Chinese elementary school teacher training curriculum, but it is necessary to properly accommodate the Korean elementary school teacher training institutions by reviewing the specialized aspects of children’s literature education.

스크리닝 기법을 활용한 기후변화 적응대책 목록 구축

김태호(Taeho, Kim),박창석(Changsug, Park),강정은(Jungeun, Kang),이상혁(Sanghyeok, Lee) 한국환경정책학회 2019 한국환경정책학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.2

국군수도병원의 중증외상환자에 대한 분석 (2017-2019)

김태호 ( Taeho Kim ),이호준 ( Hojun Lee ),변선주 ( Sunju Byun ),하범만 ( Beomman Ha ) 국군의무사령부 2021 대한군진의학학술지 Vol.52 No.1

Objective; The aim of this study was to analyze the characteristics of military trauma compared with civilian trauma and to suggest a long-term development direction for the military trauma system in the future. Method; This was a retrospective observational study conducted in an emergency room of a military tertiary hospital. We enrolled consecutive severe trauma patients visiting our emergency room from January 2017 to December 2019. We retrospectively reviewed electronic medical records to determine the characteristics of military trauma including vital signs, injury mechanism, injury site, duration of survival, transport method, surgery, and interventional procedure. Result; Among 20 patients, 3 were dead immediate after arriving at the emergency room. The mean injury severity score was 23.2±8.7 and 12(60%) were treated by emergency procedures(operation and interventional procedure) and 8(40%) were required conservative management. Overall survival rate was 85% and the most common cause of death was active bleeding. Conclusion; By fully understanding the characteristics of military trauma, we can thoroughly prepare for the trauma management system including operation of military trauma center in the future.