베이지안 네트워크를 이용한 자동 화재 감지 시스템

정광호,고병철,남재열,Cheong, Kwang-Ho,Ko, Byoung-Chul,Nam, Jae-Yeal 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지B Vol.15 No.2

본 논문에서는 실시간 화재 감지를 위해 비전 기반의 새로운 화재 감지 기법을 제안한다. 기존의 비전기반 화재감지 기법에서는 컬러정보와 픽셀들의 시간적인 변화량 검출을 위해 다수의 휴리스틱한 특징들을 적용함으로써 실험결과가 환경의 변화에 민감한 문제들이 존재했다. 또한 정확한 화재감지를 위해서 많은 연산을 수행함으로써 감지시간 길어지는 단점이 있었다. 이러한 문제점들을 극복하기 위해서 본 논문에서는 시간축 상에서 불규칙하게 변화하는 화재의 특성을 분석하고 이를 토대로 확률 모델을 구성하여 이를 베이지안 네트워크(Bayesian network)에 적용하는 새로운 방법을 제안한다. 우선, 배경 모델링과 컬러 모델을 적용하여 화재 후보 영역을 검출하고, 이 후보 영역에서 명암도에 평준화된 Red 색상의 왜도(skewness)와 웨이블릿 변환을 통하여 얻어진 3가지 고주파 성분의 왜도를 노드로 갖는 베이지안 네트워크를 구성하여 최종 화재를 감별한다. 실생활 환경에서 촬영된 화재 영상에 대한 실험 결과는 빠른 검출 속도와 우수한 화재 검출 성능을 보여주고 있다. In this paper, we propose a new vision-based fire detection method for a real-life application. Most previous vision-based methods using color information and temporal variation of pixel produce frequent false alarms because they used a lot of heuristic features. Furthermore there is also computation delay for accurate fire detection. To overcome these problems, we first detected candidated fire regions by using background modeling and color model of fire. Then we made probabilistic models of fire by using a fact that fire pixel values of consecutive frames are changed constantly and applied them to a Bayesian Network. In this paper we used two level Bayesian network, which contains the intermediate nodes and uses four skewnesses for evidence at each node. Skewness of R normalized with intensity and skewnesses of three high frequency components obtained through wavelet transform. The proposed system has been successfully applied to many fire detection tasks in real world environment and distinguishes fire from moving objects having fire color.

kV X선 영상, 전자조사문 영상, 디지털화재구성 영상 간 기하학적 일치성 평가

정광호,김경주,조병철,강세권,주라형,배훈식,서태석,Cheong, Kwang-Ho,Kim, Kyoung-Joo,Cho, Byung-Chul,Kang, Sei-Kwon,Juh, Ra-Hyeong,Bae, Hoon-Sik,Suh, Tae-Suk 한국의학물리학회 2007 의학물리 Vol.18 No.3

본 연구에서는 온보드 영상장치(On-Board Imager; OBI, Varian Medical Systems, USA)의 kV X선 영상 및 전자조사문 영상(Electric portal image), 디지털화재구성 영상(Digitally reconstructed radiographic image) 내 관심지점에서의 기하학적 일치성 여부를 평가하고자 하였다. 이를 위해 상용화된 IMRT 팬텀(Wellhofer, Germany)에 포함된 부품의 윗면 및 왼쪽면에 각 3개씩 총 6개의 볼베어링을 부착하여 위치 확인용 팬텀을 제작하였다. 각 영상의 획득을 위해 팬텀을 전자조사문 영상을 이용하여 각 방향에서 정확하게 중심이 일치하도록 셋업한 후 직교하는 kV X선 영상 및 전자조사문 영상을 획득하여 각 볼베어링의 절대 위치를 비교하였다. 또한 2차원-2차원 정합 후 보정 결과의 정확성 평가를 위하여 팬텀의 중심을 정확히 회전중심점에 일치시킨 후 갠트리 각도 $315^{\circ}$에서 획득된 전자조사문 영상을 기준 영상으로 한 뒤 카우치를 각 방향으로 $-5{\sim}5\;mm$ 임의로 이동한 후 OBI에서 지원하는 2차원-2차원 정합 기능을 이용하여 셋업 오차를 보정하도록 하였다. 이후 다시 갠트리 각도 $315^{\circ}$에서 전자조사문 영상을 획득한 후 기준 전자조사문 영상과 비교하였으며 이 과정을 10회 반복하였다. 연구 결과 kV X선 영상과 전자조사문 영상, 디지털화재구성 영상 간 볼베어링 중심의 위치는 1 mm 이내에서 일치하였으며 실제 위치와도 1 mm 이내에서 일치하였다. 또한 기준 전자조사문 영상과 2차원-2차원 정합 후 획득된 전자조사문 영상 내 각 볼베어링의 위치들도 1 mm 이내에서 일치하였다. 본 연구를 통해 OBI의 kV X선 영상이 기하학적으로도 전자조사문 영상과 동일함을 확인할 수 있었다 In this study we estimated a geometric correlation among digitally reconstructed radiographic image (DRRI), kV x-ray image (kVXI) from the On-Board Imager (OBI) and electric portal image (EPI). To verify geometric correspondence of DRRI, kVXI and EPI, specially designed phantom with indexed 6 ball bearings (BBs) were employed. After accurate setup of the phantom on a treatment couch using orthogonal EPIs, we acquired set of orthogonal kVXIs and EPIs then compared the absolute positions of the center of the BBs calculated at each phantom plane for kVXI and EPI respectively. We also checked matching result for obliquely incident beam (gantry angle of $315^{\circ}$) after 2D-2D matching provided by OBI application. A reference EPI obtained after initial setup of the phantom was compared with 10 series of EPIs acquired after each 2D-2D matching. Imaginary setup errors were generated from -5 mm to 5 mm at each couch motion direction. Calculated positions of all center positions of the BBs at three different images were agreed with the actual points within a millimeter and each other. Calculated center positions of the BBs from the reference and obtained EPIs after 2D-2D matching agreed within a millimeter. We could tentatively conclude that the OBI system was mechanically quite reliable for image guided radiation therapy (IGRT) purpose.

Dose Verification Study of Brachytherapy Plans Using Monte Carlo Methods and CT Images

정광호,이미연,강세권,배훈식,박소아,김경주,황태진,오도훈,Cheong, Kwang-Ho,Lee, Me-Yeon,Kang, Sei-Kwon,Bae, Hoon-Sik,Park, So-Ah,Kim, Kyoung-Joo,Hwang, Tae-Jin,Oh, Do-Hoon Korean Society of Medical Physics 2010 의학물리 Vol.21 No.3

대다수의 근접치료용 방사선치료계획장치는 AAPM TG-43의 계산식에 기반을 둔 선량계산 알고리듬을 적용하고 있으나 이는 조직의 비균질성을 적절히 고려하지 못한다. 본 연구에서는 몬테칼로 방법을 이용하여 강내고선량근접치료계획을 검증하는 체계를 구축하고자 하였으며, 특히 환자의 CT 영상을 이용하여 물질정보로 변환한 후 직접 몬테칼로 계산을 수행하는 방법의 타당성에 초점을 맞추었다. 판형 팬텀 및 자궁경부암 환자의 CT 영상을 Plato (Nucletron, Netherlands) 치료계획장치를 이용하여 근접치료계획을 수행한 후 여기서 얻어진 인자들을 이용하여 EGSnrc 기반의 DOSXYZnrc 코드로 몬테칼로 계산을 수행하였으며, EBT 필름측정 결과와 비교하였다. DOSXYZnrc 코드의 선원 모델링 특성 상 후장전 장치의 $^{192}Ir$ 선원들을 직육면체 형태로 근사화하여 모델링하였으며 계산 시 체적소의 크기는 $2{\times}2{\times}2\;mm^3$로 하였다. 균질 매질 내에서는 TG-43 기반의 선량계산 결과와 몬테칼로 선량계산 결과가 잘 일치함을 확인할 수 있었으나 고밀도 물질이 포함된 비균질 매질 내에서는 오차가 커졌다. 환자의 경우 A점 및 B점의 오차는 3% 이내, 평균선량 오차는 5% 정도였다. 그러나 기존 선량계산 알고리듬의 경우 고밀도 물질의 영향을 적절히 고려하지 못하여 표적의 선량을 과대평가하여 실제로는 더 적은 선량이 들어갈 우려가 있다. 본 연구에서 제안된 선량계산 검증체계는 타당하며 선량 계산 결과도 실제와 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 또한 기존의 선량계산 알고리듬으로 계산된 치료계획결과를 확인할 경우에는 주의가 필요하며, 몬테칼로 방법과 같은 독립적인 검증 시스템이 유용할 것이다. Most brachytherapy treatment planning systems employ a dosimetry formalism based on the AAPM TG-43 report which does not appropriately consider tissue heterogeneity. In this study we aimed to set up a simple Monte Carlo-based intracavitary high-dose-rate brachytherapy (IC-HDRB) plan verification platform, focusing particularly on the robustness of the direct Monte Carlo dose calculation using material and density information derived from CT images. CT images of slab phantoms and a uterine cervical cancer patient were used for brachytherapy plans based on the Plato (Nucletron, Netherlands) brachytherapy planning system. Monte Carlo simulations were implemented using the parameters from the Plato system and compared with the EBT film dosimetry and conventional dose computations. EGSnrc based DOSXYZnrc code was used for Monte Carlo simulations. Each $^{192}Ir$ source of the afterloader was approximately modeled as a parallel-piped shape inside the converted CT data set whose voxel size was $2{\times}2{\times}2\;mm^3$. Bracytherapy dose calculations based on the TG-43 showed good agreement with the Monte Carlo results in a homogeneous media whose density was close to water, but there were significant errors in high-density materials. For a patient case, A and B point dose differences were less than 3%, while the mean dose discrepancy was as much as 5%. Conventional dose computation methods might underdose the targets by not accounting for the effects of high-density materials. The proposed platform was shown to be feasible and to have good dose calculation accuracy. One should be careful when confirming the plan using a conventional brachytherapy dose computation method, and moreover, an independent dose verification system as developed in this study might be helpful.

디지털 재구성 방사선영상과 온보드 영상장치를 이용한 2D-2D 정합 시 디지털 재구성 방사선영상의 질이 정합 정확도에 미치는 영향 분석

정광호,조병철,강세권,김경주,배훈식,서태석,Cheong Kwang-Ho,Cho Byung-Chul,Kaug Sei-Kwon,Kim Kyoung-Joo,Bae Hoon-Sik,Suh Tae-Suk 한국의학물리학회 2006 의학물리 Vol.17 No.2

본 연구에서는 환자 치료 전 셋업 확인을 위해 디지털 재구성 방사선영상(digitally reconstructed radiographs, DRR)을 참조영상으로 하여 온보드 영상 장치로부터 획득된 kV X선 영상과의 2차원 정합을 수행하였을 경우 DRR 영상의 질에 따라 환자 셋업 오차 보정의 정확도가 어떻게 달라지는가를 확인하였다. 방사선치료계획 장치로는 Pinnacle3와 Eclipse를 이용하였으며 참조 영상으로는 팬텀 및 환자를 각각 다른 슬라이스 두께로 부위별로 CT 촬영한 영상으로부터 재구성된 DRR 영상을 이용하였다. DRR 영상 및 프로파일 비교에서는 CT 슬라이스 두께가 증가함에 따라 이를 이용한 DRR 영상의 질이 저하됨을 확인할 수 있었지만 2차원 정합 결과 유사한 오차 값을 보여주어 DRR 영상의 질이 큰 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있었다. 슬라이스 두께에 따른 2차원 정합 결과의 차이가 크지는 않지만 일반적인 환자 치료계획 및 2차원 정합을 위해 슬라이스 두께 3 mm 이하의 CT 영상 획득이 필요할 것으로 생각한다. We evaluated the accuracy of a patient setup error correction due to reference image quality for a 2D-2D matching process. Digitally reconstructed radiographs (DRRs) generated by use of the Pinnacle3 and the Eclipse for various regions of a humanoid phantom and a patient for different CT slice thickness were employed as a reference images and kV X-ray Images from the On-Board Imager were registered to the reference DRRs. In comparison of the DRRs and profiles, DRR image quality was getting worse with an increase of CT image slice thickness. However there were only slight differences of setup errors evaluation between matching results for good and poor reference DRRs. Although DRR image quality did not strongly affect to the 2D-2D matching accuracy, there are still potential errors for matching procedure, therefore we recommend that DRR images are needed to be generated with less than 3mm slice thickness for 2D-2D matching.

방사선치료에서의 품질보증을 위한 통계적공정관리의 활용

정광호,Cheong, Kwang-Ho 한국의학물리학회 2015 의학물리 Vol.26 No.2

The goal of quality assurance (QA) is to minimize systematic errors in order to maintain the quality of a certain process. Statistical process control (SPC) has been utilized for QA in radiation therapy field since 2005 and is changing QA paradigm. Its purpose is to maintain a process within the given control limits while monitoring of error trends such as variation or dispersion. SPC can be applied to all QA aspects of radiotherapy; however, a medical physicist should have enough knowledge about the application of SPC to QC/QA procedures. In this paper, the author introduce a concept of SPC and review some previously reported studies those used SPC for QA in radiation therapy. 품질보증의 목적은 공정의 품질을 유지하기 위하여 계통적인 오류를 최소화하는 것이다. 통계적공정관리는 2005년 이후 방사선치료분야에서도 이용되기 시작하였으며 품질보증의 패러다임을 바꾸어가고 있다. 통계적공정관리의 목적은 공정의 안정성을 관리한계 내에서 유지하며 변동의 양상도 감시하기 위한 것이다. 통계적공정관리는 방사선치료 품질보증 전 분야에 적용 가능하지만, 이를 제대로 활용하기 위해서는 통계적공정관리에 대한 지식이 필요하다. 본 논문에서는 통계적공정관리의 개념을 설명하고 방사선치료분야에서 이를 활용한 연구들을 소개하였다.

국소 최소자승 잡음 감소 필터를 이용한 광자선 및 전자선 몬테칼로 선량 계산 시간 단축

정광호,서태석,조병철,진호상,Cheong Kwang-Ho,Suh Tae-Suk,Cho Byung-Chul,Jin Hosang 한국의학물리학회 2005 의학물리 Vol.16 No.3

The Monte Carlo method cannot have been used for routine treatment planning because of heavy time consumption for the acceptable accuracy. Since calculation time is proportional to particle histories, we can save time by decreasing the number of histories. However, a small number of histories can cause serious uncertainties. In this study, we proposed Monte Carlo dose computation time and uncertainty reduction method using specially designed filters and adaptive denoising process. Proposed algorithm was applied to 6 MV photon and 21 MeV electron dose calculations in homogeneous and heterogeneous phantoms. Filtering time was negligible comparing to Monte Carlo simulation time. The accuracy was improved dramatically in all situations and the simulation of 1 $\%$ to 10$\%$ number of histories of benchmark in photon and electron dose calculation showed the most beneficial result. The empirical reduction of necessary histories was about a factor of ten to fifty from the result. 몬테칼로 선량계산 시 적절한 정확도를 얻기 위해서는 계산입자수를 늘려야 하고 그로 인해 계산 시간이 오래 걸리게되므로 일상적 치료계획의 선량계산 방법으로 이용되지 못했다. 본 연구에서는 몬테칼로 모의실험 시 계산입자 수를 줄여서 선량계산을 수행한 후 잡음 감소 필터를 적용하여 선량계산 결과를 개선하고자 하였다. 이를 위해 국소 최소자승 잡음 감소 필터를 제작하고 광자선 및 전자선 균질/비균질 팬텀 내 선량계산 결과에 대하여 적용하여 선택적 여과를 수행하였으며 그 유효성을 등선량 곡선 비교 및 감마시험을 통하여 검증하였다. 연구 결과 통계적 불확실도를 2$\%$ 이내로 유지하기 위해 필요한 계산입자수의 10$\%$ 이하의 계산입자 수를 이용하여 몬테칼로 선량계산 뒤 후처리한 결과가 기준계산 입자수를 이용하여 얻은 몬테칼로 선량계산 결과와 유사해질 수 있음을 확인하였다.

콘빔 CT 및 MLC 로그데이터를 이용한 전달 선량 재구성 시 오차 분석

정광호,박소아,강세권,황태진,이미연,김경주,배훈식,오도훈,Cheong, Kwang-Ho,Park, So-Ah,Kang, Sei-Kwon,Hwang, Tae-Jin,Lee, Me-Yeon,Kim, Kyoung-Joo,Bae, Hoon-Sik,Oh, Do-Hoon 한국의학물리학회 2010 의학물리 Vol.21 No.4

본 연구에서는 콘빔 단층촬영영상(cone beam CT; CBCT) 및 다엽 콜리메이터(multileaf collimator;MLC) 로그데이터를 이용한 적응형 방사선치료기법의 체계를 구축하고, 그 과정에서의 선량 계산 오차의 양상을 팬텀을 이용하여 분석하고자 하였다. Catphan-600 (The Phantom Laboratory, USA) 팬텀을 CT와 CBCT 촬영 후 CT 영상을 이용하여 간단한 단계별조사(step-and-shoot) 방식의 세기조절방사선치료(intensity-modulated radiation therapy; IMRT) 계획을 수립하였다. 이후 빔전달 시 생성된 MLC 로그데이터(Dynalog)를 이용하여 실제 전달된 세그먼트 별 모니터단위(MU) 가중치와 MLC 엽(leaf)의 위치를 구한 후 이를 다시 Pinnacle3에 넣고 선량을 재계산하였다. 초기 치료 계획은 치료 계획용 CT 영상($CT_{plan}$) 및 CBCT 영상($CBCT_{plan}$)에 대하여 계산되었으며, 재구성된 선량 역시 치료 계획용 CT 영상($CT_{recon}$) 및 CBCT 영상($CBCT_{recon}$)에 대하여 계산되었다. 각 선량 계산을 $CT_{plan}$을 기준으로 하여 2차원 선량분포, 감마 인덱스, 선량-부피 히스토그램(dose-volume histogram; DVH)을 이용하여 분석하였다. 2차원 선량분포 및 DVH 분석 모두에서 원래의 치료 계획보다 실제 전달된 선량이 다소 많은 것으로 나타났으나 임상적인 의미는 미미했다. 감마 인덱스의 경우 CBCT에 선량을 계산했을 때 치료 계획 정보나 재구성된 선량 정보를 이용한 경우 모두 오차가 크게 발생했다. 재구성된 선량은 빔의 경계 부분에서 오차가 크게 발생하였으나 그 영향은 CT 및 CBCT 영상 간 차이에 의한 것보다 작았다. CBCT 영상에 전달된 선량을 재구성하게 되면 두 영향이 복합적으로 작용하여 오차는 더 줄어들게 되지만 $CT_{plan}$과 $CBCT_{plan}$의 차이에 비하여 $CBCT_{plan}$과 $CBCT_{recon}$ 차이는 상대적으로 작아 전달된 선량의 오차를 평가할 때 불확실성이 커졌다. 그러므로 선량 계산 오차의 양상은 셋업 오차, CBCT 영상을 이용한 선량 계산 오차 및 재구성된 선량 계산의 오차로 나누어 분석될 필요가 있을 것이다. We aimed to setup an adaptive radiation therapy platform using cone-beam CT (CBCT) and multileaf collimator (MLC) log data and also intended to analyze a trend of dose calculation errors during the procedure based on a phantom study. We took CT and CBCT images of Catphan-600 (The Phantom Laboratory, USA) phantom, and made a simple step-and-shoot intensity-modulated radiation therapy (IMRT) plan based on the CT. Original plan doses were recalculated based on the CT ($CT_{plan}$) and the CBCT ($CBCT_{plan}$). Delivered monitor unit weights and leaves-positions during beam delivery for each MLC segment were extracted from the MLC log data then we reconstructed delivered doses based on the CT ($CT_{recon}$) and CBCT ($CBCT_{recon}$) respectively using the extracted information. Dose calculation errors were evaluated by two-dimensional dose discrepancies ($CT_{plan}$ was the benchmark), gamma index and dose-volume histograms (DVHs). From the dose differences and DVHs, it was estimated that the delivered dose was slightly greater than the planned dose; however, it was insignificant. Gamma index result showed that dose calculation error on CBCT using planned or reconstructed data were relatively greater than CT based calculation. In addition, there were significant discrepancies on the edge of each beam while those were less than errors due to inconsistency of CT and CBCT. $CBCT_{recon}$ showed coupled effects of above two kinds of errors; however, total error was decreased even though overall uncertainty for the evaluation of delivered dose on the CBCT was increased. Therefore, it is necessary to evaluate dose calculation errors separately as a setup error, dose calculation error due to CBCT image quality and reconstructed dose error which is actually what we want to know.

갠트리 회전에 의한 온-보드 영상장치 회전중심점의 정도관리 프로그램 개발

정광호,조병철,강세권,김경주,배훈식,서태석,Cheong, Kwang-Ho,Cho, Byung-Chul,Kang, Sei-Kwon,Kim, Kyoung-Joo,Bae, Hoon-Sik,Suh, Tae-Suk 한국의학물리학회 2006 의학물리 Vol.17 No.4

본 연구에서는 방사선치료용 선형가속기의 갠트리 회전에 따른 온-보드 영상장치(on-board imager, OBI)의 회전중심점의 위치 정확도 확인을 위해 제조사에서 제공된 고객인수시험절차서(customer accetpance procedure, CAP)상에서 명시된 방법을 비롯하여 OBI 선원 위치 $0^{\circ},\;90^{\circ},\;180^{\circ},\;270^{\circ}$에서 획득된 영상, 갠트리 각도 $10^{\circ}$ 간격으로 촬영된 영상, 콘빔 CT 재구성을 위한 미처리 투사영상 등에 디지털 영상처리 기법을 적용하여 자동으로 오차를 계산하는 새로 제안된 세 가지의 방법들을 각기 적용하여 그 오차를 평가하고 각 방법의 효용성에 대하여 검증하였다. 갠트리 회전에 따른 OBI 회전중심점의 오차 변화 양상 확인을 위해서는 $10^{\circ}$ 간격으로 영상 촬영 후 5차 다항식을 이용하여 조정함수(fitted function)를 구하는 방법이 적절하지만 정도관리 목적으로 최대 오차만을 구하고자 할 경우에는 $0^{\circ},\;90^{\circ},\;180^{\circ},\;270^{\circ}$ 등 네 방향에서 촬영된 영상을 이용하여 계산하는 것으로도 충분하였다. 각 방법을 적용하여 오차를 구한 결과 OBI 선원의 위치가 $90^{\circ}$부터 $180^{\circ}$ 사이일 경우 가장 크게 나타났으며 최대값은 0.44 mm였다. 또한 기간에 따른 OBI 회전중심점의 변화 양상은 최대 0.6 mm 이내로 안정적으로 유지되고 있음을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 방법이 주기적인 정도관리에 적용된다면 간단하면서도 비교적 정확하게 평가를 수행할 수 있을 것으로 기대된다. Positional accuracy of the on-board imager (OBI) isocenter with gantry rotation was presented in this paper. Three different type of automatic evaluation methods of discrepancies between therapeutic and OBI isocenter using digital image processing techniques as well as a procedure stated in the customer acceptance procedure (CAP) were applied to check OBI isocenter migration trends. Two kinds of kV x-ray image set obtained at OBI source angle of $0^{\circ},\;90^{\circ},\;180^{\circ},\;270^{\circ}$ and every $10^{\circ}$ and raw projection data for cone-beam CT reconstruction were used for each evaluation method. Efficiencies of the methods were also estimated. If a user needs to obtain an isocenter variation map with full gantry rotation, a method taking OBI image for every $10^{\circ}$ and fitting with 5th order polynomial was appropriate. However for a mere quality assurance (QA) purpose of OBI isocenter accuracy, it was adequate to use only four OBI Images taken at the OBI source angle of $0^{\circ},\;90^{\circ},\;180^{\circ}\;and\;270^{\circ}$. Maximal discrepancy was 0.44 mm which was observed between the OBI source angle of $90^{\circ}\;and\;180^{\circ}$ OBI isocenter accuracy was maintained below 0.5 mm for a year. Proposed QA program may be helpful to Implement a reasonable routine QA of the OBI isocenter accuracy without great efforts.

CT 영상 및 kV X선 영상을 이용한 자동 표지 맞춤 알고리듬 개발

정광호(Kwang-Ho Cheong),조병철(Byung-Chul Cho),강세권(Sei-Kwon Kang),김경주(Kyoung-Joo Kim),배훈식(Hoon-Sik Bae),서태석(Tae-Suk Suh) 대한방사선종양학회 2007 Radiation Oncology Journal Vol.25 No.1

목 적: 본 연구의 목적은 전립선암 환자의 방사선 치료 시 표적의 정확한 위치를 찾기 위해 표지(marker)를 삽입한 경우 방사선치료계획 시 촬영한 CT 영상과 매 치료 시 온보드 영상장치(on-board imager, OBI)로부터 획득된 직교 kV X선 영상을 이용하여 표지의 위치를 계산하고 자동으로 맞춤을 수행하여 환자 셋업 오차를 보정하도록 하는 방법을 개발하는 것이다. 대상 및 방법: 세 개의 금 표지를 환자 전립선의 기준 위치에 삽입한 후 CT 모의치료기를 이용하여 2 mm 슬라이스 간격으로 CT 영상을 획득하였으며 매 치료 전에 환자 셋업 보정을 위하여 OBI를 이용하여 직교하는 kV X선 환자 영상을 획득하였다. CT 및 kV X선 영상 내 표지 정보 및 좌표 값 추출을 위하여 화소값의 문턱값 처리, 필터링, 외곽선 추출, 패턴 인식 등 다수의 영상처리 알고리듬을 적용하였다. 각 표지들 위치의 대표값으로 삼각형의 무게중심 개념을 이용하였으며 기준 CT 영상 및 직교 kV X선 영상으로부터 각각 무게중심의 좌표를 구한 후 그 차이를 보정해야 할 셋업의 오차로 계산하였다. 알고리듬의 건전성(robustness) 평가를 위해 팬텀을 이용하여 계산된 CT 및 kV X선 영상의 무게중심이 실제 지정된 위치와 일치하는지 여부를 확인하였으며, 본원에서 방사선 치료를 시행한 네 명의 전립선암 환자에 대상으로 치료 직전 촬영한 38 내지 39쌍의 kV X선 영상에 대하여 알고리듬을 적용한 후 OBI 프로그램에서 제공되는 2차원-2차원 맞춤 결과와 비교하였다. 결 과: 팬텀 실험 결과 실제 값과 CT 영상 및 직교 kV X선 영상으로부터 계산된 무게 중심 좌표 값이 1 mm 오차내에서 일치함을 확인할 수 있었다. 환자 영상에 적용한 경우에도 모든 영상에 대하여 성공적으로 각 표지의 위치를 계산할 수 있었으며 2차원-2차원 맞춤 기능을 이용하여 계산된 셋업 오차와 비교해본 결과 1 mm 범위 내에서 일치함을 확인할 수 있었다. 본 알고리듬을 이용하여 계산한 결과 셋업 오차는 전후(AP) 방향으로 환자별로 작게는 0.1±2.7 mm에서 크게는 1.8±6.6 mm까지, 상하(SI) 방향으로 0.8±1.6 mm에서 2.0±2.7 mm, 좌우(Lat) 방향으로 -0.9±1.5 mm에서 2.8±3.0 mm까지였으며 환자에 따라 그 편차의 차이가 있었다. 결 론: 제안된 알고리듬을 이용하여 1회 셋업 오차를 평가하는 데 소요되는 시간은 10초 미만으로서 임상 적용 시환자 셋업 시간을 줄이고 주관성을 배제하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 온라인 환자 셋업 보정 시스템에 적용하기 위해서는 선형가속기의 제어 시스템에 통합되는 것이 필요하다. P urpose: The purpose of this study is to develop a practical method for determining accurate marker positions for prostate cancer radiotherapy using CT images and kV x- ray images obtained from the use of the on- board imager (OBI). Materials and Methods: Three gold seed markers were implanted into the reference position inside a prostate gland by a urologist. Multiple digital image processing techniques were used to determine seed marker position and the center- of- mass (COM) technique was employed to determine a representative reference seed marker position. A setup discrepancy can be estimated by comparing a computed COMOBI with the reference COMCT. A proposed algorithm was applied to a seed phantom and to four prostate cancer patients with seed implants treated in our clinic. R esults: In the phantom study, the calculated COMCT and COMOBI agreed with COMactual within a millimeter. The algorithm also could localize each seed marker correctly and calculated COMCT and COMOBI for all CT and kV x- ray image sets, respectively. Discrepancies of setup errors between 2D- 2D matching results using the OBI application and results using the proposed algorithm were less than one millimeter for each axis. The setup error of each patient was in the range of 0.1±2.7∼1.8±6.6 mm in the AP direction, 0.8±1.6∼2.0±2.7 mm in the SI direction and -0.9±1.5∼2.8±3.0 mm in the lateral direction, even though the setup error was quite patient dependent. Conclusion: As it took less than 10 seconds to evaluate a setup discrepancy, it can be helpful to reduce the setup correction time while minimizing subjective factors that may be user dependent. However, the on- line correction process should be integrated into the treatment machine control system for a more reliable procedure.

지방정부 신뢰요인의 탐색

정광호 ( Kwang Ho Cheong ),이달곤 ( Dal Gon Lee ),하혜수 ( Hyue Su Ha ) 한국행정학회 2011 韓國行政學報 Vol.45 No.4

정부신뢰에 대한 상당한 연구가 이루어졌음에도 불구하고 여전히 지방정부의 신뢰에 대한 연구는 부족한 실정이다. 해외의 경우 중앙정부뿐만 아니라 지방정부 신뢰에 대한 실증분석이 부분적으로 이루어지고 있으나 국내의 경우 아직 지방정부 신뢰에 대한 실증연구는 드물다. 이에 본 연구는 한국갤럽의 시민인식도 조사자료를 이용하여 두 가지 논점을 중심으로 지방정부 신뢰함수를 탐색하고자 한다. 첫째, 지방정부 신뢰가 중앙정부 신뢰와 밀접한 관련성을 가지면서도 고유한 특성이 있는지 살펴보고자 한다. 둘째, 지방정부를 관료조직(시군구청)과 선출직(지방의회 및 지방자치단체장)으로 구분하여 이들 특성이 지방정부 신뢰에 어떻게 투영되는지 살펴보고자 한다. 또한 지방정부 성과를 효율성, 형평성, 적절성, 유능함, 청렴성 등으로 구체화하여 정부성과와 신뢰 사이의 관련성도 분석하고자 한다. 본 연구의 분석결과, 지방정부의 신뢰는 국가기관(행정부, 국회)의 신뢰와 밀접히 관련된 것으로 나타났다. 지방정부의 효율성 및 형평성에 대한 인식과 지방정부 신뢰 사이에는 연관성이 없었고 반면 청렴성 및 유능함에 대한 인식은 지방정부 신뢰와 유의미한 연관성을 가진 것으로 나타났다. 또한 선출직에 대한 신뢰는 주민선호를 반영하는 적절성에 대한 인식과 밀접한 연관성을 보여주었다. 한편 정책이해도가 높을수록 그리고 군지역의 경우 시군구청, 지방의회, 그리고 지방자치단체장에 대한 신뢰가 모두 높았다. Despite numerous studies on trust in government, there is still little research on trust in local government. The reason is that most studies have mainly focused on central government, rather than local governments. Using the annual citizen survey of the Knowledge Center for Public Administration and Policy conducted by Korean Gallup, we attempt to explore factors that influence trust in local government in terms of two points. First, we examine unique characteristics embedded in trust in local government that differ from those influencing trust in central government. Second, we group local government into three subcategories-local executive branch (Si-Gun-Goo), local assembly, and chief executives in local government (governor, mayor, district head)-and compare the levels of trust in the three local institutions. In addition, we explore the relationship between government performance and trust in terms of five performance criteria: efficiency, equity, relevance, competence, and integrity. The main findings are as follows: First, the level of trust in local government is mainly related to the level of trust in the central government. For instance, the level of trust in the local assembly is significantly related to that in the national assembly. Second, the perception of the competence and integrity of local government significantly influences the level of trust in local executive branches, the local assembly, and chief executives. In addition, the perception of the relevance of the local assembly and chief executives elected by direct vote has a significant effect on the level of trust in these institutions. However, regarding the perception of the efficiency of local government, this is not the case. Policy literacy, representing the degree of understanding of public affairs in local government, influences the level of trust in local executive branches, the local assembly, and chief executives in local government. Further research should focus on case studies to compare local governments with a low and a high level of citizen trust and should identify various contextual factors that influence the level of trust in local government by using multi-level analysis.