선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 촬영목적에 따라 촬영 각도를 조절하여 검사하는 것이 일반적이지만 촬영자에 따라 아날로그 눈금을 이용한 중심각도는 주관적으로 조정될 수 있어 검사 영상의 재현성을 저하시킬 수 있다. 이에 현재 많이 활용되고 있는 3D 프린터를 이용하여 보조기구를 제작하여 유용성 검증을 통하여 더 정확하고 재현성 높은 영상을 구현하는 것이 목적이다.
제안 방법
- Solidworks(Premium2017, Solidworks, USA) 캐드프로그램을 사용하여 설계하였으며, 슬라이서 프로그램인 CURA (4.7, Ultimker, Netherlands)로 가로 8.5 cm, 세로 10 cm, 높이 2.3 cm, 빗면 7.5 cm, 경사도 15°의 쐐기 모양을 생성한 후 G-code로 변경하고 전송하여 출력하였다[Fig. 1]. 두 개의 보조기구를 출력하여 서로 결합이 가능하도록 한쪽에는 돌기가 있으며 다른 한쪽에는 홈모양으로 하였다[Fig.
- 4]. 두 명의 검사자가 두 번의 각각의 실험에서 10번의 자세잡이를 하고 촬영화면에서 각각의 거리를 3회씩 측정하였다. 촬영에 익숙함을 통제하기 위해 1번씩 번갈아가며 촬영하였다.
- 첫 번째 실험은 임상에서 많이 사용하는 Law 법의 형태로 머리를 측면상태에서 MSP가 촬영 측으로 15° 회전한 뒤 중심선의 각도를 다리 방향으로 15° 입사하여 두 검사자 간의 차이를 측정하였다. 두 번째 실험은 제작한 보조기구를 사용하여 두부 팬텀에 장착한 후 중심선의 각도를 수직 입사하여 두 검사자 간의 차이를 측정하였다[Fig. 5].
- 둘째 방사선영상의 재현성 실험은 기존의 방법은 통계적으로 유의하지 않았으며 보조기구를 사용한 방법은 통계적으로 유의하였다. 이에 검사자의 숙련도와 관계없이 수직입사의 장점인 재현성 확보가 가능한 영상을 획득할 수 있었으며 3D 프린터를 이용하여 언제든지 수정과 재생산이 가능하도록 하였다. 또한, 다른 부위에 적용하여 화질의 손상 없이 재현성 높은 영상의 연구가 가능하며 보조기구 개발 연구에 자료로 활용할 수 있다고 생각한다.
- 재현성을 알아보기 위해 거리를 측정한다. A와 B, A와 a, A와 b, A와 c의 거리를 측정하였다[Fig.
- 촬영에 익숙함을 통제하기 위해 1번씩 번갈아가며 촬영하였다. 첫 번째 실험은 임상에서 많이 사용하는 Law 법의 형태로 머리를 측면상태에서 MSP가 촬영 측으로 15° 회전한 뒤 중심선의 각도를 다리 방향으로 15° 입사하여 두 검사자 간의 차이를 측정하였다. 두 번째 실험은 제작한 보조기구를 사용하여 두부 팬텀에 장착한 후 중심선의 각도를 수직 입사하여 두 검사자 간의 차이를 측정하였다[Fig.
- 조작하여 그 각도를 측정한다. 총 10명의 검사자가 X 선 관 회전각도 조작에 익숙함을 없애기 위해 순서대로 1번씩 시행한 후 이를 3번 반복 실험하였다. 각도를 조작 후 다리 방향, 앞쪽의 조작횟수가 각각 총 30회가 된다.
- 두 명의 검사자가 두 번의 각각의 실험에서 10번의 자세잡이를 하고 촬영화면에서 각각의 거리를 3회씩 측정하였다. 촬영에 익숙함을 통제하기 위해 1번씩 번갈아가며 촬영하였다. 첫 번째 실험은 임상에서 많이 사용하는 Law 법의 형태로 머리를 측면상태에서 MSP가 촬영 측으로 15° 회전한 뒤 중심선의 각도를 다리 방향으로 15° 입사하여 두 검사자 간의 차이를 측정하였다.
- 측두골의 구조물인 유양봉소 등의 방사선학적 진단을 하는 Law 법을 이중각도에 대한 보상이 가능하여 수직 입사가 가능한 보조기구를 3D 프린터로 제작하고 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째 X선 관 회전실험은 통계적으로 유의하지 않았으나 각도 차이가 검사자 간 최대 9°까지 나타났다.
대상 데이터
- 단순 방사선 촬영 장비로는 DK medical system(Innovision, Korea)을 사용하였으며 촬영 조건은 75 kV, 20 mAs, 초점-필름 간의 거리(Focus Film Distance; FFD) : 100 cm, 조사야 (Field of View; FOV) : 25 cm×25 cm 로 설정하였다. 팬텀은 PBU-60(Kyotokagaku, Japan)의 두부(Serial No, 19H-06) 부분을 사용하였다.
- 본 연구에서는 보급형FFF(Fused Filament Fabrication) 방식의 Ultimaker S3(Ultimaker, Netherlands)를 사용하였다<;Table 1>.
- 재료로 폴리락티산(Poly Lactic Acid; PLA)소재를 사용하였으며 TPU 95A 필라멘트(Ultimaker, Netherlands)를 사용하였으며 재료의 밀도는 1.24 g/cm3이었다.
- 팬텀은 PBU-60(Kyotokagaku, Japan)의 두부(Serial No, 19H-06) 부분을 사용하였다.
데이터처리
- X선 관 회전각도가 다리 방향으로 15°와 앞쪽 15°에서의 유의 확률값이 각각 0.20, 0.14로 0.05보다 크므로 정규분포를 따르므로 모수적방법인 일표본 T-test를 채택하였고 검정력값은 15로 하였다.
- 다리 방향으로 향한 방사선영상 재현성 평가의 첫 번째 실험자의 측정점 A-a와 두 번째 실험자의 A-B, A-c를 제외하고 모두 유의확률이 0.05 미만이므로 비모수적 통계 방법인 Mann-Whitney U test를 사용하였다<;Table 3>.
- 분석프로그램은 SPSS(V. 22. Chicago, IL, USA)를 이용하여 모든 실험방법의 정규성 검정을 통해 유의 확률값을 구하여 모수, 비모수를 방법을 구분하였다. 첫 번째 실험인 X선 관 회전각도 재현성 실험은 모수적 방법으로 일표본 T-test를 실시하였으며 두 번째 실험인 방사선영상에서의 재현성 실험은 모두 비모수방법인 Mann-Whitney U test 를 이용하여 분석하였으며 p 값은 0.
- 수직 입사한 방사선영상 재현성 평가의 첫 번째 실험자의 측정점 A-c를 제외하고 모두 유의확률이 0.05 미만이므로 Mann-Whitney U test를 사용하였다<;Table 4>.
- Chicago, IL, USA)를 이용하여 모든 실험방법의 정규성 검정을 통해 유의 확률값을 구하여 모수, 비모수를 방법을 구분하였다. 첫 번째 실험인 X선 관 회전각도 재현성 실험은 모수적 방법으로 일표본 T-test를 실시하였으며 두 번째 실험인 방사선영상에서의 재현성 실험은 모두 비모수방법인 Mann-Whitney U test 를 이용하여 분석하였으며 p 값은 0.05 미만일 경우 유의성이 있는 것으로 판단하였다(p<0.05).
성능/효과
- 다리 방향으로 중심선을 입사한 기존의 방사선영상 재현성 평가에서 유의확률이 모두 0.05 미만이므로 통계적으로 유의하여 촬영자 간의 촬영 재현성이 떨어졌다.
- 두 실험 모두 유의확률이 0.05보다 크므로 통계적으로 유의하지는 않았으나 다리 방향으로 중심선을 조작한 평균 각도는 15.03±2.37이며 가장 큰 오차는 –3°에서 +5°이었으며 앞쪽으로 중심선을 조작한 평균 각도는 14.88±2.00이며 가장 큰 오차는 –4°에서 +4°이었다<;Table 2>.
- 첫째 X선 관 회전실험은 통계적으로 유의하지 않았으나 각도 차이가 검사자 간 최대 9°까지 나타났다. 둘째 방사선영상의 재현성 실험은 기존의 방법은 통계적으로 유의하지 않았으며 보조기구를 사용한 방법은 통계적으로 유의하였다. 이에 검사자의 숙련도와 관계없이 수직입사의 장점인 재현성 확보가 가능한 영상을 획득할 수 있었으며 3D 프린터를 이용하여 언제든지 수정과 재생산이 가능하도록 하였다.
- 그 이유는 이 중 각도 촬영법이 격자(Grid)에 의한 Cut-off 현상이 발생하여 화질에 영향을 미치기 때문이다. 또한, 촬영된 방사선 영상평가에서 살펴보면 보조기구를 사용하여 이중각도를 만들고 수직입사한 경우가 통계적으로 유의하지 않은 결과를 미루어 볼 때 숙련도가 떨어지는 검사자도 재현성을 확보할 수 있다는 결과가 도출되었다. 실험에서 사람을 대상으로 하지 않은 점과 팬텀에 유양봉소의 공기가 함유되어 있지 않아서 화질평가를 할 수 없었다는 단점이 있다.
- 제작한 보조기구를 사용하여 수직 입사한 방사선영상의 재현성 평가에서 유의확률이 모두 0.05 이상이므로 통계적으로 유의하지 않아 촬영자 간의 재현성 높았다.
후속연구
- 이에 검사자의 숙련도와 관계없이 수직입사의 장점인 재현성 확보가 가능한 영상을 획득할 수 있었으며 3D 프린터를 이용하여 언제든지 수정과 재생산이 가능하도록 하였다. 또한, 다른 부위에 적용하여 화질의 손상 없이 재현성 높은 영상의 연구가 가능하며 보조기구 개발 연구에 자료로 활용할 수 있다고 생각한다.
- 추후에 검토된 개선방법을 적용하여 추가연구가 필요하다고 생각한다. 추가적인 연구 및 활용방안으로는 방사선학과 재학생들의 촬영학 실습은 주로 팬텀을 통해 이루어지고 있기에 보조기구를 활용하여 촬영법의 이해를 높이고 중심선 또는 환자 자세의 각도의 달라짐에 따른 영상의 해부학적 변화를 이해하는데 크게 활용될 수 있다고 생각한다.
- 이는 재료인 PLA가 아크릴과 같은 밀도여서 사용되었으나 개선사항이며 개선방법으로는 3D 프린터의 다른 재료 물질 활용, 보조기구의 소형화, 그리고 보조기구의 내부에 재료를 채우는 밀도 조절하는 것이다. 추후에 검토된 개선방법을 적용하여 추가연구가 필요하다고 생각한다. 추가적인 연구 및 활용방안으로는 방사선학과 재학생들의 촬영학 실습은 주로 팬텀을 통해 이루어지고 있기에 보조기구를 활용하여 촬영법의 이해를 높이고 중심선 또는 환자 자세의 각도의 달라짐에 따른 영상의 해부학적 변화를 이해하는데 크게 활용될 수 있다고 생각한다.
- 실험에서 사람을 대상으로 하지 않은 점과 팬텀에 유양봉소의 공기가 함유되어 있지 않아서 화질평가를 할 수 없었다는 단점이 있다. 향후 다양한 임상 적용 연구로 보조기구의 성능개선과 사례를 계속해서 진행할 예정이다[15]. 보조기구를 이용하여 촬영된 영상에 인공물 (Artifact) 음영이 관찰되었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.