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자료유형
학술저널
저자정보
이민식 (서울아산병원) 조민석 (서울아산병원) 이호연 (한국과학기술원) 정혜균 (서울아산병원) 조병철 (서울아산병원)
저널정보
한국의학물리학회 의학물리 의학물리 제28권 제4호
발행연도
2017.12
수록면
171 - 180 (10page)
DOI
https://doi.org/10.14316/pmp.2017.28.4.171

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The purpose of this study is to install a system that compensated for the respiration motion using an articulated robotic manipulator couch which enables a wide range of motions that a Stewart platform cannot provide and to evaluate the performance of various prediction algorithms including proposed algorithm. For that purpose, we built a miniature couch tracking system comprising an articulated robotic manipulator, 3D optical tracking system, a phantom that mimicked respiratory motion, and control software. We performed simulations and experiments using respiratory data of 12 patients to investigate the feasibility of the system and various prediction algorithms, namely linear extrapolation (LE) and double exponential smoothing (ES2) with averaging methods. We confirmed that prediction algorithms worked well during simulation and experiment, with the ES2-averaging algorithm showing the best results. The simulation study showed 43% average and 49% maximum improvement ratios with the ES2-averaging algorithm, and the experimental study with the QUASARTM phantom showed 51% average and 56% maximum improvement ratios with this algorithm. Our results suggest that the articulated robotic manipulator couch system with the ES2-averaging prediction algorithm can be widely used in the field of radiation therapy, providing a highly efficient and utilizable technology that can enhance the therapeutic effect and improve safety through a noninvasive approach.
#Articulated robotic manipulator #Real-time tumor tracking #Prediction algorithm #ES2-averaging

목차

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Keall PJ / 2006 / The management of respiratory motion in radiation oncology report of AAPM Task Group 76 / Med. Phys 33(10):3874~3900 google schola Chung H / 2016 / Feasibility Study of Roboticsbased Patient Immobilization Device for Real-time Motion Compensation / Prog Med Phys 27(3):117~124 google schola Depuydt T / 2011 / Geometric accuracy of a novel gimbals based radiation therapy tumor tracking system / Radiother Oncol 98(3):365~372 google schola Engelsman M / 2005 / How much margin reduction is possible through gating or breath hold? / Phys. Med. Biol 50(3):477~490 google schola Stevens CW / 2001 / Respiratorydriven lung tumor motion is independent of tumor size, tumor location, and pulmonary function / Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys 51(1):62~68 google schola

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