University of Ulsan Open Access Korea
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An Automatic U-Net-Based Registration Method for Localizing Stents in Post-Stent Coronary Angiography Images
No full textBackground and objective: Percutaneous Coronary Intervention (PCI) is widely used to treat coronary artery blockages with stent placement. While PCI can improve patient outcomes, post-PCI complications such as in- stent restenosis and stent thrombosis remain significant clinical challenges. Monitoring stent positioning and detecting complications early are critical for ensuring long-term success. Current methods rely on manual interpretation of imaging modalities like fluoroscopy and angiography, which are prone to human error and inefficiencies, especially in high-volume clinical settings. While deep learning techniques have shown promise in automating stent detection in fluoroscopy images, conventional segmentation methods struggle to accurately detect stents in angiography images due to the presence of contrast agents. To address this limitation, we propose a novel registration method that utilizes stent detection from fluoroscopy images to localize stents in angiography without the need for segmentation. This approach provides a promising foundation for stable and automated stent detection, with potential applications in a variety of vascular interventions. By leveraging fluoroscopy-based registration, this method moves towards reducing reliance on manual interpretation and enhancing the consistency of stent localization. Method: The registration process primarily utilizes four datasets: the stent mask from the fluoroscopy images, the catheter mask and tip coordinate from the fluoroscopy images, the vessel mask from the angiography images, and the catheter mask and tip coordinate from the angiography images. The registration process is divided into four main steps. The first step, preprocessing, involves refining the datasets through smoothing and other adjustments. In the second step, mapping, the stent is moved and placed onto the angiography image. The third step, optimization, fine-tunes the stent's position to maximize its overlap with the vessel. Finally, in the last step, final positioning, the stent's location in the angiography image is determined after all adjustments have been made. Results: The results of this study demonstrate the effectiveness of our registration-based approach for stent localization in angiography images. Quantitative analysis showed that 93% of proximal positioning errors and 90% of distal positioning errors were within a 10 mm range, indicating high precision and consistency. The success rate, defined as cases where both proximal and distal errors were within 3 mm, was 40%. Qualitative analysis further confirmed the stability of our method across various anatomical scenarios, including challenging cases with bifurcations and multiple stents. These findings highlight the potential of our method to provide reliable and precise stent localization, supporting consistent post-PCI monitoring and improving clinical decision-making. Conclusions: This study presents a registration-based approach using fluoroscopy-derived stent masks to achieve stable and automated stent localization in angiography images. This approach overcomes the limitation of obscured stent visibility due to contrast agents, enabling consistent and reliable stent localization across various cases. The success rate of 40% highlights the effectiveness of the method but also underscores the challenge of achieving precise stent localization. By reducing the need for manual interpretation, it enhances the accuracy and efficiency of post-PCI monitoring, offering a promising solution that could improve patient outcomes and support clinicians in delivering high-quality care. Key words: Percutaneous Coronary Intervention (PCI), In-stent restenosis, Stent Thrombosis, Deep learning|Background and objective: Percutaneous Coronary Intervention (PCI) is widely used to treat coronary artery blockages with stent placement. While PCI can improve patient outcomes, post-PCI complications such as in- stent restenosis and stent thrombosis remain significant clinical challenges. Monitoring stent positioning and detecting complications early are critical for ensuring long-term success. Current methods rely on manual interpretation of imaging modalities like fluoroscopy and angiography, which are prone to human error and inefficiencies, especially in high-volume clinical settings. While deep learning techniques have shown promise in automating stent detection in fluoroscopy images, conventional segmentation methods struggle to accurately detect stents in angiography images due to the presence of contrast agents. To address this limitation, we propose a novel registration method that utilizes stent detection from fluoroscopy images to localize stents in angiography without the need for segmentation. This approach provides a promising foundation for stable and automated stent detection, with potential applications in a variety of vascular interventions. By leveraging fluoroscopy-based registration, this method moves towards reducing reliance on manual interpretation and enhancing the consistency of stent localization. Method: The registration process primarily utilizes four datasets: the stent mask from the fluoroscopy images, the catheter mask and tip coordinate from the fluoroscopy images, the vessel mask from the angiography images, and the catheter mask and tip coordinate from the angiography images. The registration process is divided into four main steps. The first step, preprocessing, involves refining the datasets through smoothing and other adjustments. In the second step, mapping, the stent is moved and placed onto the angiography image. The third step, optimization, fine-tunes the stent's position to maximize its overlap with the vessel. Finally, in the last step, final positioning, the stent's location in the angiography image is determined after all adjustments have been made. Results: The results of this study demonstrate the effectiveness of our registration-based approach for stent localization in angiography images. Quantitative analysis showed that 93% of proximal positioning errors and 90% of distal positioning errors were within a 10 mm range, indicating high precision and consistency. The success rate, defined as cases where both proximal and distal errors were within 3 mm, was 40%. Qualitative analysis further confirmed the stability of our method across various anatomical scenarios, including challenging cases with bifurcations and multiple stents. These findings highlight the potential of our method to provide reliable and precise stent localization, supporting consistent post-PCI monitoring and improving clinical decision-making. Conclusions: This study presents a registration-based approach using fluoroscopy-derived stent masks to achieve stable and automated stent localization in angiography images. This approach overcomes the limitation of obscured stent visibility due to contrast agents, enabling consistent and reliable stent localization across various cases. The success rate of 40% highlights the effectiveness of the method but also underscores the challenge of achieving precise stent localization. By reducing the need for manual interpretation, it enhances the accuracy and efficiency of post-PCI monitoring, offering a promising solution that could improve patient outcomes and support clinicians in delivering high-quality care. Key words: Percutaneous Coronary Intervention (PCI), In-stent restenosis, Stent Thrombosis, Deep learning|경피적 관상동맥 중재술(PCI)은 관상동맥 질환을 치료하기 위해 스텐트를 삽입하여 혈관의 개통성을 유지하는 데 널리 사용되는 시술입니다. 그러나 PCI 후 발생하는 스텐트 내 재협착 및 혈전증과 같은 합병증은 여전히 주요한 임상적 문제로, 반복적인 시술을 필요로 하기도 합니다. 이러한 합병증을 모니터링하고 조기에 발견하기 위해 PCI 후 스텐트의 정확하고 일관된 위치 확인이 중요합니다. 기존에는 의사가 형광 투시 및 혈관조영 이미지를 수작업으로 판독해왔으나, 이는 특히 복잡한 임상 환경에서 사람의 오류와 변동성에 취약할 수 있습니다. 최근 딥러닝 기술의 발전으로 스텐트 탐지를 자동화하는 방법이 등장했으나, 전통적인 분할(segmentation) 접근법은 조영제를 사용한 혈관조영 이미지에서 스텐트가 잘 식별되지 않는 한계가 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 우리는 형광 투시 이미지에서 검출된 스텐트를 혈관조영 이미지에 정합(registration)하는 새로운 방식을 제안합니다. 이 방법은 혈관조영 이미지에서의 직접적인 분할을 필요로 하지 않으며, 객체 평활화, 노이즈 제거, 반복적인 정합 최적화 등의 과정을 통해 스텐트의 정확한 위치를 찾아낼 수 있습니다. 본 연구에는 867 명의 환자로부터 얻은 1,012 장의 이미지가 사용되었으며, 형광 투시 및 혈관조영 이미지에서 U-Net++, DeepLabV3+, FPN 세 가지 모델의 학습 결과를 앙상블하여 데이터셋으로 사용했습니다. 또한, 혈관조영 이미지에서 실제 스텐트 위치와 본 연구에서 제안한 정합 방식으로 얻은 스텐트 위치 간의 오류를 분석한 결과, 근위부와 원위부 위치의 오차가 각각 10mm 이하인 경우가 전체 이미지의 93%와 90%를 차지했으며, 성공 구간 (근위부와 원위부 모두의 오차가 3mm 이하)에 해당하는 사례는 전체의 40%를 차지하는 것으로 나타났습니다. 실패 사례(60%)를 분석한 결과, 57%는 예측된 스텐트 길이와 실제 길이 간의 차이로, 나머지는 분지 예측 오류, 스텐트 탐지 실패, 카테터 팁 좌표 오류가 주된 원인으로 확인되었습니다. 대부분의 이미지에서 정확한 위치를 찾을 수 있음을 확인했습니다. 본 연구의 기법은 PCI 후 스텐트 모니터링뿐만 아니라 기타 혈관 시술에서도 적용 가능성이 있으며, 향후 다양한 데이터셋을 통한 임상 검증을 통해 환자 치료 결과 향상 및 임상 의사 결정 지원에 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.Maste
회전 레이저 스캐닝시스템의 교정방법에 관한 연구 : 3D 표면측정을 위한 향상된 회전축 추정
No full textRotating laser scanner systems are increasingly employed in three-dimensional measurement tasks involving large-scale or geometrically complex objects, where full surface coverage often exceeds 180 degrees. These systems require multiple fields of view for complete geometry acquisition, and their efficacy hinges on precise calibration. Misalignment between the sensor’s rotating frame and its base coordinate system can introduce significant errors, undermining data quality and operational reliability.
This dissertation presents the development and validation of a low-cost, motorized laser scanning system, in which a line laser and camera are rigidly mounted on a single-axis rotating platform. The central aim is to enhance calibration accuracy to support high-precision applications, such as automated welding and object pose estimation, particularly in industrial environments like shipbuilding.
The research follows a two-stage methodology. The first stage introduces a geo-metric calibration technique, termed rotation axis identification, which estimates the rotation axis direction and a point along the axis by analyzing the camera’s motion trajectory. This method enables point cloud assembly from multiple scan angles, improving reconstruction fidelity. However, its accuracy is limited by reduced parameter observability under constrained rotation ranges, rendering the solution sensitive to pose variation and measurement noise.
To overcome existing calibration limitations, the second stage introduces an optimization-based approach built upon the hand-eye calibration model AX = XB. An initial estimate of the transformation is obtained using a closed-form solution via quaternion decomposition, providing a robust starting point. This estimate is refined through a two-phase nonlinear optimization process. In the first phase, the rotation matrix is optimized by minimizing the rotational error using the Frobenius norm between expected and observed rotations - this is purely based on transformation relationships derived from the AX = XB formulation. Following this, a second optimization step minimizes the full transformation error (rotation and translation together) to improve alignment accuracy. In the second phase, the calibration is extended to jointly optimize the rotation parameters and the laser scanner’s intrinsic parameters (e.g., laser plane equation), incorporating constraints based on plane-to-plane distances and planarity. This holistic calibration ensures enhanced geometric consistency. Experimental validations - including depth accuracy checks and planarity assessments confirm that this method significantly improves both projection precision and measurement repeatability over prior geometric-only calibration techniques.
The resulting framework offers a robust and scalable calibration solution suitable for cost-effective rotating laser scanning systems. It supports enhanced 3D measurement accuracy under constrained scanning conditions and enables cross-view alignment for multi-vision systems with non-overlapping fields of view. This work contributes a practical and extensible calibration methodology for advancing 3D sensing technologies in real-world industrial applications.Docto
Chiral Magnetic Nucleation of Synthetic Ferromagnet with Dual Energy Barrier Originating from Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
No full textDzyaloshinskii-Moriya 상호작용에서 기인하는 이중 에너지 장벽을 가진 합성 강자성체의 자기 핵 생성 전류로 구동되는 자구벽(domain wall, 이하 DW) 논리는 정보를 저장하고 전달할 수 있는 다양한 아키텍처를 제공하며, 저전력 및 소형 논리 회로를 위한 잠재력으로 큰 주목을 받고 있다. 빠르고 에너지 효율적인 DW 소자의 개발은 중금속 위 초박막 자성층에서의 Dzyaloshinskii-Moriya 상호작용(Dzyaloshinskii-Moriya interaction, 이하 DMI)과 스핀궤도토크(spin-orbit torque, SOT)의 물리에 기반하고 있다. 최근 Luo et al.은 계면 DMI 에 의해 야기된 비대칭적인 DW 결합을 활용하여, 면외 자기와 면내 자기 영역 사이에서 전류로 구동되는 DW 논리 회로를 시연하였다. 이러한 개념을 응용으로 확장하기 위해 Raymenants et al.은 자기 터널 접합(magnetic tunnel junction, MTJ)을 사용하여 DW 의 전기적 읽기 및 쓰기가 가능한 기능성 DW 소자를 시연하였다. 이들은 Pt/Co 를 활용하여 효율적인 DW 운동을 구현하고, CoFeB/MgO 를 사용하여 MTJ 특성을 유지하는 결합된 시스템을 개발함으로써 이를 달성하였다. 그러나 실용적인 DW 논리 회로 구현을 위해서는 이러한 결합 시스템에서 DMI 와 SOT 효율을 정량적으로 평가하는 추가 연구가 필요하다. 특히 Pt/Co의 유효 DMI에 미치는 추가 자기층의 영향을 탐구하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 μm 크기의 소자에서 Pt/Co/W/CoFeB/MgO 스택 구조의 키랄 핵생성을 연구하였다. 우리는 Pt/Co/W/CoFeB/MgO 에서의 핵생성이 서로 다른 DW 에너지를 동반함을 시연하였다. 본 연구 결과는 약하게 결합된 합성 강자성(synthetic ferromagnet) 시스템에서 DMI 강도(HDMI)와 층간 교환결합에 의한 유효 자기장(Hinter)을 정확하게 결정할 수 있는 방법을 제시할 것이다.Maste
Factors Influencing Nursing Activities in Intensive Care Units for Patients Who Have Decided to Withdraw Life-Sustaining Treatment
No full textThis study aimed to identify the influence of the awareness of good death, knowledge of life-sustaining treatment decisions, and perception of nurses’ roles in the withdrawal of life-sustaining treatment on the importance of nursing activities for patients who have decided to withdraw life-sustaining treatment among intensive care unit(ICU) nurses working at a tertiary general hospital in U Metropolitan City. The purpose of this study was to provide foundational data for developing educational materials and nursing intervention protocols aimed at enhancing care for patients who have decided to discontinue life-sustaining treatment in clinical settings.
Data collection for this study was conducted using self-reported questionnaires between September 2 and September 20, 2024, following approval from the Institutional Review Board. A total of 188 ICU nurses participated in the study. The questionnaire consisted of tools on the characteristics of ICU nurses (general characteristics and characteristics related to withdraw life-sustaining treatment), awareness of good death, knowledge of life-sustaining treatment decisions, perception of nurses’ roles in the withdrawal of life-sustaining treatment, and nursing activities in the ICU for patients who have decided to withdraw life-sustaining treatment. The collected data were analyzed using the IBM SPSS Statistics 24.0 program, applying frequency, percentage, mean, standard deviation, t-test, paired t-test, ANOVA, Scheffé test, Pearson’s correlation coefficient, and multiple linear regression.
The results of this study are as follows.
1. The average score of the ICU nurses’ awareness of good death was 2.98±0.31 out of 4 points. The average score of their knowledge of life-sustaining treatment decisions was 15.51±2.65 out of 21 points. The average score for their perception of nurses’ roles in the withdrawal of life-sustaining treatment was 4.06±0.41 out of 5 points.
2. The changes in frequency of ICU nursing activities for patients who have decided to withdraw life-sustaining treatment revealed that, among the 44 items, the greatest decrease in frequency occurred in physical nursing at 12.7% (22.2 people), followed by emotional nursing at 6.1% (10.7 people), social nursing and spiritual nursing at 1.3% (2.3 people). Conversely, the greatest increase in activity frequency was the social nursing at 35.4% (62 people), followed by spiritual nursing at 31.4% (55 people), emotional nursing at 14.9% (26 people), and physical nursing at 6.1% (10.6 people).
3. The changes in the importance of ICU nursing activities for patients who have decided to withdraw life-sustaining treatment revealed that, among the 44 items, the areas that revealed a decrease in importance were physical nursing (t = 10.87, p < .001) and emotional nursing (t = 2.84, p = .005). Conversely, the areas that showed an increase in importance were spiritual nursing (t=-4.57, p<.001) and social nursing (t=-4.72, p<.001).
4. No statistically significant difference was found in the overall awareness of good death based on general characteristics and factors related to withdrawal of life-sustaining treatment among ICU nurses. However, a statistically significant difference was observed in the sub-factor of clinical symptoms according to the clinical career in ICU(t=3.13, p=.046). Statistically significant differences in the knowledge of life-sustaining treatment decisions-making were identified based on age(t=-1.98, p=.049), marital status(t=-2.84, p=.005), and highest level of education(t=-2.23, p=.027). In addition, there was a statistically significant difference in the perception of nurses' roles in the withdrawal of life-sustaining treatment based on the current workplace(t=2.42, p=.037). Lastly, the changes in the importance of ICU nursing activities for patients who have decided to withdraw life-sustaining treatment showed statistically significant differences based on total clinical career (t=6.62, p=.002) and clinical career in ICU (t=8.49, p<.001).
5. In the correlation analysis examining the relationships between ICU nurses' awareness of good death, knowledge of life-sustaining treatment decisions, perception of nurses' roles in the withdrawal of life-sustaining treatment, and the importance of ICU nursing activities for patients who have decided to withdraw life-sustaining treatment, the importance of ICU nursing activities revealed a statistically significant positive correlation with the perception of nurses' roles in the withdrawal of life-sustaining treatment (r=.29, p<.001).
6. The factors influencing the importance of ICU nursing activities for patients who have decided to withdraw life-sustaining treatment were the perception of nurses' roles in withdrawal of life-sustaining treatment (β=.26, p=.001) and clinical career in ICU (β=-.33, p=.002). These variables explained 14.8% of the variance in the perceived importance of ICU nursing activities for patients who have decided to withdraw life-sustaining treatment.
This study identified that the factors influencing the importance of ICU nursing activities for patients who have decided to withdraw life-sustaining treatment were the perception of nurses' roles in the withdrawal of life-sustaining treatment and clinical career in ICU among the general characteristics. Therefore, to provide effective nursing care for patients who have decided to withdraw life-sustaining treatment in the ICU, it is essential to implement systematic education programs on life-sustaining treatment discontinuation and end-of-life care, considering the differences in the importance of nursing activities based on clinical career in ICU. Furthermore, it is imperative to develop protocols for the nursing care of patients who have decided to withdraw life-sustaining treatment. Such protocols will help ensure efficiency, consistency, and quality improvement in end-of-life care.
Keywords: Intensive care unit nurses, Awareness of good death, Knowledge of life-sustaining treatment decisions, Perception of nurses' roles in the withdrawal of life-sustaining treatment, ICU nursing activities for patients withdrawing life-sustaining treatment|본 연구는 U광역시 1개 상급종합병원에 근무하는 중환자실 간호사들을 대상으로 좋은 죽음 인식, 연명의료결정에 대한 지식, 연명의료중단에 대한 간호사 역할 인식이 연명의료중단을 결정한 환자의 중환자실 간호활동 중요도에 미치는 영향을 파악하였다. 이를 통해 임상 현장에서 연명의료중단을 결정한 환자 간호에 대한 교육자료 및 간호 중재 프로토콜 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 본 연구의 자료수집은 임상연구심의위원회의 승인을 받은 후 2024년 9월 2일부터 9월 20일까지 1개의 상급종합병원의 중환자실 간호사 총 188명을 대상으로 자기 보고식 설문지를 이용하여 실시되었다. 설문지는 중환자실 간호사의 특성(일반적 특성, 연명의료중단 결정 관련 특성), 좋은 죽음 인식, 연명의료결정에 대한 지식, 연명의료중단에 대한 간호사 역할 인식, 연명의료중단을 결정한 환자의 중환자실 간호활동에 관한 도구로 구성되었다. 수집된 자료는 IBM SPSS statistics 24.0 프로그램을 이용하여 연구목적에 따라 빈도, 백분율, 평균, 표준편차, t-test, paired t-test, ANOVA, Scheffe test, Pearson’s correlation coefficient, Multiple linear regression으로 분석하였다.
본 연구의 결과는 다음과 같다.
1. 중환자실 간호사의 좋은 죽음 인식은 4점 만점에 평균 2.98±0.31점이었다. 연명의 료결정에 대한 지식은 21점 만점에 평균 15.51±2.65점이었다. 연명의료중단에 대한 간호사 역할인식은 5점 만점에 평균 4.06±0.41점이었다.
2. 연명의료중단을 결정한 환자의 중환자실 간호활동의 빈도 변화는 44개 항목 중 연명 의료중단을 결정한 환자의 중환자실 간호활동 빈도의 감소가 가장 많은 영역은 신체 적 간호가 12.7%(22.2명)이었고, 정서적 간호가 6.1%(10.7명), 사회적 간호와 영적 간호가 1.3%(2.3명) 순이었다. 활동 빈도의 증가가 가장 많은 영역은 사회적 영역으 로 35.4%(62명)이었고, 영적 간호가 31.4%(55명), 정서적 간호가 14.9%(26명), 신체적 간호가 6.1%(10.6명)순으로 나타났다.
3. 연명의료중단을 결정한 환자의 중환자실 간호활동의 중요도 변화에서는 신체적 간호 (t=10.87, p<.001)와 정서적 간호(t=2.84, p=.005)에서 중요도가 감소하였다. 반면, 영적 간호(t=-4.57, p<.001)와 사회적 간호(t=-4.72, p<.001)에서는 중요도가 증가 하였다.
4. 중환자실 간호사의 일반적 특성 및 연명의료중단 관련 특성에 따른 차이를 분석한 결 과, 좋은 죽음인식은 전체적으로 유의한 차이가 없었으나, 중환자실 근무경력(t=3.13, p=.046)에 따라 하부요인인 임상증상에서 유의한 차이를 보였다. 연명의료결정에 대 한 지식은 연령(t=-1.98, p=.049), 결혼상태(t=-2.84, p=.005), 최종학력(t=- 2.23, p=.027)에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 연명의료중단에 대한 간호 사 역할 인식은 근무부서(t=2.42, p=.037)에 따라 연명의료중단에 대한 간호사 역할 인식에 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 또한, 연명의료중단을 결정한 환자의 중환 자실 간호활동의 중요도 변화는 총 근무경력(t=6.62, p=.002), 중환자실 근무경력 (t=8.49, p<.001)에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보였다.
5. 중환자실 간호사의 좋은 죽음 인식, 연명의료결정에 대한 지식, 연명의료중단에 대한 간호사 역할 인식, 연명의료중단을 결정한 환자의 중환자실 간호활동의 중요도 간의 상관관계에서 연명의료중단을 결정한 환자의 중환자실 간호활동의 중요도는 연명의료 중단에 대한 간호사 역할 인식과 통계적으로 유의한 양의 상관관계가 있었다(r=.29, p=<.001).
6. 연명의료중단을 결정한 환자의 중환자실 간호활동의 중요도에 영향을 미치는 요인은 연명의료중단에 대한 간호사 역할 인식(β=.26, p=.001)과 중환자실 근무경력(β =-.33, p=.002)이었다. 이들 변수의 설명력은 14.8%로 나타났다.
본 연구를 통해 연명의료중단을 결정한 환자의 중환자실 간호활동의 중요도에 영향 을 미치는 요인은 연명의료중단에 대한 간호사 역할 인식, 일반적 특성 중 중환자실 근무경력으로 확인되었다. 따라서, 중환자실에서 연명의료중단을 결정한 환자에게 효 율적인 간호활동을 제공하기 위해서는 중환자실 간호사의 근무 경력에 따라 다르게 인식하고 있는 간호활동의 중요도를 고려한 환자에 대한 적절한 간호를 제공할 수 있 도록 체계적인 연명의료 및 임종 간호교육이 필요하다. 또한, 효율적인 간호 제공을 위해 연명의료중단을 결정한 환자 간호에 대한 프로토콜 개발이 필요하다.
주제어: 중환자실 간호사, 좋은 죽음 인식, 연명의료결정에 대한 지식, 연명의료중단에 대한 간호사 역할 인식, 연명의료중단을 결정한 환자의 중환자실 간호활동Maste
LOW-TEMPERATURE SINTERING OF NiMnCoO4 CERAMICS FOR THICK FILM TEMPERATURE SENSORS
No full textThis study investigates the low-temperature sintering of nickel manganese cobalt oxide (NiMnCoO4, or NMC) ceramics using glass frit as a sintering additive. NMC is commonly used in applications such as negative temperature coefficient (NTC) thermistors, gas sensors, and solid oxide fuel cells due to its excellent electrical conductivity and thermal stability. However, the high sintering temperatures (1200–1400ºC) required for proper densification of NMC limit the selection of electrode materials to costly options like platinum, palladium, and palladium/Ag alloys. By incorporating glass frit, which has a low melting point, the sintering temperature can be reduced, facilitating densification at lower temperatures (600–900ºC) and allowing the use of cost-effective silver electrodes. This research examines the effects of varying glass frit content on the microstructures, crystal structures, phase transitions, and electrical properties of NMC ceramics, aiming to determine the optimal glass frit content and sintering conditions for NMC ceramics. The study finds that 8 wt% glass frit is the optimal content for achieving low- temperature sintering between 950ºC and 1000ºC with reasonable sinterablity. Microstructural analyses reveal that excessive glass frit content impairs the sinterability of glass frit-mixed NMC (abbr. NMC-G) ceramics. The resistance and B value of NMC-G ceramics with 8 wt% glass frit sintered at 950ºC and 1000ºC are comparable to those of conventional pure NMC ceramics sintered at 1150ºC. Additionally, the recrystallization of components in the glass frit contributes to the increasing resistance of NMC-G ceramics. These findings suggest that using glass frit as a sintering aid presents a promising approach for applications of NiMnCoO4 ceramics, particularly in temperature-sensitive devices such as thick-film temperature sensors.Maste
전신호르몬요법 및 CDK 4/6 억제제 치료를 시행한 에스트로겐 수용체 양성, HER2 음성 유방암 환자에서 치료 전 ¹⁸F - F DG PET/CT의 예후적 의의
No full textBackground Cyclin-dependent kinase 4/6 (CDK4/6) inhibitors combined with endocrine therapy (ET) are the standard systemic therapy for estrogen receptor-positive, human epidermal growth factor 2- negative (ER+/HER2-) metastatic breast cancer (MBC). However, treatment response remains heterogeneous, and reliable prognostic tools are needed. This study evaluated the prognostic significance of 18F-FDG PET/CT in this setting.
Methods This retrospective cohort study included patients with ER+/HER2- MBC who underwent 18F- FDG PET/CT before initiating CDK4/6 inhibitors plus ET between 2018 and 2023. Maximum standardized uptake values (SUVmax), whole-body metabolic tumor volume (MTV), and total lesion glycolysis (TLG) were measured. Progression-free survival (PFS) and overall survival (OS) were analyzed using Cox regression and Kaplan–Meier methods using median values as cutoffs.
Results Among 374 patients, 82 (21.9%) had de novo metastatic disease and 357 (95.5%) received CDK4/6 inhibitors as first-line therapy. High SUVmax (≥7.6), MTV (≥21.2 cm³), and TLG (≥78.9) were significantly associated with shorter PFS and OS (all p < 0.05) during the median follow-up of 44 months, as determined by Kaplan–Meier analysis. In multivariable Cox analysis, all parameters independently predicted PFS (adjusted hazard ratio for SUVmax: 1.47, 95% confidence interval [CI] 1.09–1.99; MTV: 1.56, 95% CI 1.14–2.13; TLG: 1.57, 95% CI 1.16–2.13). The overall associations between PET parameters and PFS were consistent across subgroups according to menopausal status, progesterone receptor status, histologic grade, Ki-67, and endocrine sensitivity.
Conclusions Pretreatment 18F-FDG PET/CT parameters are independent prognostic markers in ER+/HER2- MBC patients receiving CDK4/6 inhibitors with ET, supporting their utility for risk stratification. Keywords: 18F-FDG PET, breast cancer, metastasis, CDK4/6 inhibitor, prognostic biomarkerMaste
BRAF 돌연변이를 동반한 대장암에서 면역관문억제제와 BRAF 또는 MEK 억제제의 병합요법의 효용성 평가
No full textBRAF-mutated colorectal cancer is associated with poor prognoses and low response rates to standard treatments. As the combination treatment of immune checkpoint inhibitors and BRAF and/or MEK inhibitors has shown favorable therapeutic effects against BRAF-mutant melanoma in preclinical and clinical trials, we hypothesized that the treatment would yield positive results in BRAF-mutant colorectal cancer. In this study, we evaluated the activity of combination treatment with immune checkpoint inhibitors and BRAF and/or MEK inhibitors in BRAF-mutant colorectal cancers. We treated BRAF V600E colorectal cancer cells HT-29 and SNU-1235 with encorafenib (BRAF inhibitor) and binimetinib (MEK inhibitor) and assessed the degrees of MAPK inhibition, JAK/STAT inhibition, cell viability, apoptosis, and the expression of antigen-presenting machinery proteins. We also inoculated HT-29 cells into mice and treated them with an immune checkpoint inhibitor (durvalumab), encorafenib, and binimetinib for 4 weeks and assessed MAPK inhibition, antigen-presenting machinery patterns, and CD8+ T cell activation. We found that treatment with BRAF inhibitor, MEK inhibitor, or both resulted in a significant reduction in the growth of tumor cell lines, along with the inhibition of the MAPK pathway. In vivo results showed similar results as the combination treatment with an immune checkpoint inhibitor and BRAF and/or MEK inhibitors were effective in inhibiting the growth of implanted tumors, along with inhibition of the MAPK and JAK/STAT pathway, induction of antigen-presenting machinery, and activation of cytotoxic T cells. Our study demonstrates the potential effectiveness of the combination of immune checkpoint inhibitors with BRAF or MEK inhibitors for colorectal cancers containing the BRAF mutation.Maste
The association between changes in vital signs during sleep and prognosis in patients with acute cerebral infarction
No full textBackground: Vital signs undergo dynamic changes during sleep and may influence outcomes in acute cerebral infarction. This study aimed to investigate whether nocturnal alterations—particularly oxygen desaturation and variability in BP and HR—are associated with early neurological deterioration (END), and further evaluated their association with long term functional outcomes, assessed by the 3-month modified Rankin Scale (mRS) in patients with acute ischemic stroke (AIS). Methods: We retrospectively reviewed AIS patients admitted to Asan Medical Center between January 2022 and December 2023, who presented within 24 hours of symptom onset and underwent continuous vital sign monitoring. NOD was defined as any SpO₂ ≤90% during nighttime, and END as a ≥2-point increase in NIHSS within 7 days. BP and HR variability were calculated using the standard deviation of 4-hour interval values. Univariate and multivariate logistic regression identified factors related to END and 3-month mRS. Two mediation models assessed indirect effects via BPV and END, respectively. Results: Among 298 patients, 79 (26.5%) experienced END. NOD (OR 3.73, p = 0.005) and higher BPV (OR 1.08, p = 0.018) were independently associated with END. Moderated regression analaysis revealed a significant interaction effect, where BPV amplified the impact of NOD on END (p < 0.001), but mediation model did not support a significant indirect effect through BPV (ACME = 0.032, p = 0.07). Patients with NOD had worse 3-month mRS scores (mean 2.4 vs. 1.62, p = 0.025). A second mediation analysis demonstrated that the effect of NOD on poor 3-month mRS outcome was fully mediated by END (ACME = 0.154, p = 0.004), with no significant direct effect, suggesting END fully explained the impact of NOD on poor 3-month functional outcome. Conclusion: In AIS patients, both nocturnal oxygen desaturation and blood pressure variability were independently associated with early neurological deterioration. BP variability appeared to enhance the impact of NOD on END, suggesting a potential synergistic effect. These findings suggest that preventing END caused by NOD during the acute stage of stroke may help improve mRS outcomes at 3 months.Maste
Vascular patency comparison after microanastomosis using vascular bio-adhesive glue
No full text연구 목적
미세혈관 문합술은 성형외과 유리피판 수술에서 중요한 과정으로, 혈관의 찢어짐, 개통성 유지의 어려움 등 다양한 위험성을 내포하고 있다. 이러한 과정은 집도의의 기술과 경험에 크게 의존하기 때문에 숙련도에 따라 결과가 달라질 수 있는 술기이다. 이를 극복하기 위한 방안으로, 피브린 글루(fibrin glue)를 사용하여 문합 부위의 혈액 누출을 막고 혈관 개존율 유지 및 수술 시간을 단축시킨 사례가 다수 보고되었으나 피브린 글루는 혈관 내부로 유입될 경우 혈전 생성의 위험이 있어, 사용에 한계가 있다. 본 연구는 피브린 글루의 한계를 극복하고 입증된 안전성을 가진 생체용 혈관 유착 글루(Vascular bio-adhesive glue)를 미세혈관 문합술에 도입하여, 혈관 개통성 유지와 혈전 생성에 대한 안전성을 검증하고자 한다. 이를 통해, 재건 수술에서 생체용 혈관 유착 글루의 유용성을 입증하여 임상적 근거를 마련하는 것을 목표로 한다.
연구 방법
총 12 마리의 Male Wistar Rats (8 주령, 300-400g)를 혈관 기준으로 세 군을 나누었고, 군별로 새는 부위(leakage)를 막는 방법을 다르게 하였다.
1 군 : 생체용 혈관유착 글루를 도포한 군 (Bioadhesive glue)
2 군 : 실로 재봉합한 군 (Hand sewn suture)
3 군 : 피브린 글루를 도포한 군 (Fibrin glue)
1. 생체용 혈관 유착 글루 제작
돼지 기관 고리(Porcine trachea ring)의 점막 조직의 탈세포화 과정을 거친 후 젤화시켜 기관 점막 탈세포화 세포외기질 (Tracheal Mucosa Decellularized Extracellular Matrix, TM-dECM)를 제작하고, 체온의 열전도와 LED 광원을 활용하여, 젤을 혈관에 도포할 점도로 조정한다. 추가로, 형광 현미경 관찰을 위해 적색형광물질을 부착하여 TM-dECM 을 제작하였다.
2. 랫드 혈관 미세문합술 및 누출 부위 실험 진행
랫드의 양쪽 대퇴부 정맥 및 동맥을 박리하여, 각 혈관의 근위부와 원위부를 혈관 클램프로 물고 중간 지점을 1/2 만 절단 (뒷벽은 남긴) 후 실로 미세혈관 문합을 시행하였다. 다만, 혈액의 누출(leakage)이 일어날 수 있는 0.2-0.4 mm 의 간격만 남기고 hand sewn suture 를 시행하였다. 10-0 에틸론 실로 4-5 땀의 suture 을 진행하고 누출 부위에는 군 별로 실험방법을 적용하였다. 이후 랫드는 2 주뒤 다시 절개하여 혈관 상태를 확인하였고, 봉합 부위를 포함한 혈관 조직을 채취하였다.
3. 혈관 개통성 평가
(1) 즉각적 혈관 개통성 확인 (Immediate patency)
각 실험군에서 Milking test 를 통해 혈관 개통성(patency) 및 혈액 누출(leakage) 여부를 확인하였다.
(2) 지연된 혈관 개통성 확인 (Delayed patency)
실험 후 2 주 뒤에 동일하게 Milking test 를 통해 혈관 개통성(patency) 및 혈액 누출(leakage) 여부를 확인하였다.
(3) 데이터 수집 및 통계 분석
총 1 군 18 개의 혈관, 2 군 10 개 혈관, 3 군의 10 개의 혈관의 개통성 평가를 시행하였고, 지연성 개통성 평가 시행 중 2 군의 2 개의 혈관과 3 군의 2 개의 혈관은 손상되어 평가 불가능하였다. 평가된 결과를 토대로 각 그룹 간 검사결과의 유의한 차이가 있는지 확인하기 위해 Fisher 의 정확검정으로 p-value 를 확인하였다.
4. 병리조직 채취
실험 후 2 주가 지난 시점에 양측 대퇴부 혈관 조직을 횡단면 및 종단면으로 잘라 OCT compound 를 이용하여 slide 를 제작하였다.
(1) 형광 현미경 촬영 – Red Fluorescence 590nm
미세문합을 시행하지 않은 정상혈관(대조군)과 비교하여, 형광물질이 부착된 생체용 혈관유착 글루의 실험군에서 글루의 지속 여부 및 혈관 내 침투 여부를 확인하였다.
(2) Hematoxylin & Eosin (H&E) 염색, Masson's trichrome (MT) 염색, Alpha- Smooth muscle actin(α -SMA) 면역조직화학 염색
1,2,3 군을 비교하여, 각 군의 혈관 내막의 연속성, 혈관 내막 및 중막 이상 증식, 섬유화 여부를 확인하였다. 또한 Image J 프로그램을 이용하여 endothelial hyperplasia 를 비교하기 위해 각 군의 내막 두께를 측정하였다.
(3) TNF-α (Tumor Necrosis Factor-alpha), ICAM-1 (Intercellular Adhesion Molecule-1), MCP-1 (Monocyte Chemoattractant Protein-1), CD4 면역조직화학 염색
1,2,3 군을 비교하여, 혈관 내벽의 염증반응을 확인하였다.
(4) CD 31 면역조직화학 염색 - 1 군의 혈관 재생 반응을 확인하였다.
결과
1. 임상적 결과 비교
(1) 모든 군에서 immediate patency 는 모든 혈관에서 유지되었고, 혈액 누출도 없었다.
(2) 2 주 뒤 Delayed patency 는 1 군의 대퇴부 정맥 1 개를 제외하고 모든 혈관에서 개통성이 유지되었고, 혈액 누출 또한 없었다.
(3) Fisher 의 정확검정으로 나온 p-value 값이 1.000 으로 각 그룹 간의 통계적으로 유의한 차이가 없으며, 1 군과 다른 군간의 patency 차이가 유의하지 않다는 결론이다
2. 병리 검사 결과
1) 형광 현미경 촬영
미세문합을 시행하지 않은 정상 혈관(대조군)과 비교하였을 때, 1 군에서 적색 신호가 높게 발현되었다. 적색 신호 발현 위치는 문합한 부분 혈관 바깥쪽에 국한되어 있으며, 혈관 내에 침투되지 않음을 확인하였다.
2) 혈관 내벽 이상 증식 및 리모델링(remodeling) 확인 - H&E, MT, α -SMA
1,2,3 군을 비교하였을 때,1 군의 혈관 내벽의 이상 증식은 reactive 한 요소 외 보이지 않았다. Image J 를 이용한 혈관 내막 두께를 세군에서 비교하였을 때 1 군에서 과도한 내막 증식 소견은 보이지 않았다.
3) 혈관 내벽의 염증반응 확인 -TNF-α, ICAM-1, MCP-1, CD4
1,2,3 군을 비교하였을 때, Suture 로 인해 intima 손상으로 생긴 endothelial activation 이 모든 군에 유사하게 나타났고, 1 군에서 CD4 는 균일한 염색 강도로 관찰되어, 염증반응의 T cell 침윤 보다는 reactive response 로 보였다.
4) 혈관 재생 확인 - CD31
1 군에서 혈관 내피세포의 증식 및 재생으로 혈관 내피층의 연속성을 확인할 수 있었다.
결론
본 연구는 생체용 혈관 유착 글루의 임상적 효용성을 동물실험을 통해 입증한 것으로, 이는 성형외과 수술에서 중요한 미세문합 술기에 활용할 수 있는 도구로서의 가능성을 제시한다. 이전의 실로 문합하는 방법이나 피브린 글루와 개통성을 비교하였을 때 통계적으로 유의한 차이가 없으며, 이는 기존의 방법을 대체할 수 있는 잠재성을 보여준다. 다만, 생체용 혈관 유착 글루의 몇 가지 보완이 필요한 점이 확인되었으며, 이러한 부분들이 해결될 경우 실제 임상에서의 효율적이고 광범위한 활용 가능성이 더욱 높아질 것이다. 따라서 후속 연구를 통해 기술적 개선과 임상적 적용 가능성을 심화 검토하는 것이 필요하다.Maste
Eye-writing Character Recognition based on Deep Learning to Support Independent Communication in ALS Patients
No full text본 연구는 근위축성 측색경화증 (Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS) 환자의 독립적 인 의사소통을 지원하기 위해 웨어러블 시선 추적 장치와 딥러닝 모델을 활용한 eye- writing 문자 인식을 진행하였다. ALS 환자의 경우 신체 대부분의 근육이 마비되기 때문 에, 질병의 후기 단계까지 스스로 움직일 수 있는 눈을 이용한 의사소통 수단은 매우 중 요한 역할을 한다. 이를 위해 웨어러블 시선 추적 장치인 Tobii Pro Glasses 3를 착용한 피험자가 eye-writing을 진행한 후, 2D 시선 데이터를 기반으로 알파벳 소문자 26자를 인식하는 딥러닝 기반 문자 인식 모델을 구축하였다. 딥러닝 모델로는 WaveMixLite 구 조를 사용하였으며, EMNIST 오픈 데이터셋을 활용해 사전 학습을 진행한 후 본 연구의 eye-writing 데이터셋을 사용해 추가 학습을 진행하였다. 실험은 총 20명의 피험자를 대상으로 진행되었으며, 피험자는 4개의 세션에 걸쳐 각 세션에서 알파벳을 두 번씩 eye-writing하도록 하였다. 모델의 일반화 성능 평가에는 Leave-One-Group-Out Cross-Validation 기법을 적용하여, 특정 피험자에 의한 편향을 줄이고 모델의 인식 성 능을 확보하고자 하였다. 모델 성능은 eye-writing 데이터를 기반으로 모델이 각 알파벳 을 얼마나 정확하게 인식하는지를 평가하기 위해, 모델이 맞게 예측한 알파벳의 수를 전 체 알파벳의 수로 나누어 정확도(accuracy)로 평가하였으며, 평균적으로 84% 이상의 성 능을 기록하였다. 피험자별 정확도 차이가 나는 이유를 분석하게 위해 피험자별 eye- writing 평균 속도를 기반을 slow performers 그룹과 fast performers 그룹으로 나누어 ALS 환자의 독립적 의사소통 지원을 위한 딥러닝 기반 Eye-writing 문자 인식 울 산 대 학 교 대 학 원 의 용 생 체 공 학 과 정 수 민 성능 차이를 비교하였다. eye-writing 시간이 상대적으로 긴 slow performers 그룹이 더 높은 인식 정확도를 보였다(p < 0.05). 이는 eye-writing 속도가 빠를수록 알파벳 인 식 과정에서 발생하는 오차가 증가할 수 있음을 시사하며, 보다 천천히 정확하게 문자를 작성하는 것이 인식 성능에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 의미한다. 본 연구의 결과는 ALS 환자가 눈의 움직임을 통해 효과적으로 의사소통할 수 있고, 실제 환자들을 위한 실용적인 의사소통 보조 도구로 활용될 수 있는 가능성을 제시한다. [주제어] ALS, eye-writing, eye tracking, Deep learning, wearable eye tracker, Human-Computer InteractionMaste