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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.
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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.
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김태호 ( Taeho Kim ),방은수 ( Eunsoo Bang ) 국어교육학회 2015 國語敎育學硏究 Vol.50 No.1
이 논문은 문학교실의 실천적 변화를 이끌기 위해 문학교사에 대한 연구가 필요하며, 특히 초등학교에서 문학교사 논의는 초등교육의 특수성을 반영하는 가운데 이루어져야 한다는 문제의식에서 출발하였다. 이에 이 논문에서는 초등교육의 특수성을 고려하여 초등학교에 요구되는 문학교사 정체성을 논구하였다. 초등학교에서는 문학적 지식보다 문학을 향유하는 태도에 중점을 두고, 통합적 차원에서 문학교육을 수행할 수 있는 문학교사가 요구된다. 다음으로 문학교사 정체성을 갖춘 것으로 추정되는 초등교사들을 대상으로 문화기술지 연구를 수행하였다. 그 결과, 참여자들이 문학교사를 문학에 대한 애정과 이를 학생들과 소통할 수 있는 교사로 여기고 있음을 알 수 있었다. 또한 참여자들은 초등학교에 문학교사가 거의 없다고 생각하였다. 그리고 그 원인으로 문학적 경험의 부재, 교육대학에서 실행되는 문학교육의 부실함, 문학을 자본화하는 사회구조적 문제 등을 꼽고 있었다. 결론에서는 앞선 연구를 기반으로 평생교육 차원에서 초등학교에 문학교사를 위치시키기 위한 개인적.제도적 노력이 필요함을 주장하였다. The purpose of this paper is to study identity of literature teacher in the primary school. The most of primary school teachers don’t have identity of literature teacher. This is a big problem to normalize literature education in the primary school because a teacher is the key of education. So we clarify the need for the identity of literature teacher to primary school teacher. And we carry out a qualitative study targeting teachers who study about literature education periodically. Finally, we suggest an alternative that formate identity of literature teacher to the primary teacher on the lifelong education.
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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.
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김태호(Taeho Kim) 한국SCM학회 2014 한국SCM학회지 Vol.14 No.1
This paper deals with the problem of determining the optimal assignment of transportation works to identical trucks to minimize the total difference between delivery time desired by customers and real delivery time. Transportation work can be defined as a huge size or amount of freight such as steel coil and oil or a group of small freights which can be delivered by a truck by one travel. This paper develops a brand new quantitative model from the view point of customers rather than that of deliverers, tries to find the optimal assignment of freights to trucks and the optimal order of delivery of them. In conclusion, it is possible to identify the new optimal scheme which can improve the customer satisfaction.
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