• 제목/요약/키워드: 디지털 촬영

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영상 강화 기법을 통한 부유성 해양오염물질 탐지 기술 적용 가능성 평가: 해수면의 얇은 유막을 대상으로 (Evaluation of Application Possibility for Floating Marine Pollutants Detection Using Image Enhancement Techniques: A Case Study for Thin Oil Film on the Sea Surface)

  • 장소영;박영빈;권재엽;이상헌;김태호
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권6_1호
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    • pp.1353-1369
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    • 2023
  • 해상에서는 재난·재해 사고가 발생했을 시 바람 등에 의한 기상영향과 해류, 조류와 같은 해상영향에 의해 피해 규모가 달라지게 되며, 빠른 현장 파악을 통해 적합한 방제 방안을 세워 피해 규모를 최소화할 의무가 있다. 특히, 해상에 유출되는 오염물질 중 상대적으로 낮은 점도와 표면장력으로 인해 해수면에서 얇은 막으로 존재하는 오염물질은 육안으로 식별하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 쉽게 활용 가능한 촬영장비를 활용하여 RGB 이미지에서 해수면의 부유성 오염물질을 탐지하는 알고리즘을 개발하고, 실 해역에서 획득된 입력자료를 활용하여 알고리즘의 성능을 평가하고자 한다. 개발된 알고리즘은 영상 강화 기법을 활용하여 오염물질과 일반 해수면의 강도값 대비를 향상시키고, 히스토그램(Histogram) 분석을 통해 배경 임계값을 찾아 오염물질 이외의 부유물질을 제거하여 최종적으로 오염물질을 분류한다. 본 연구에서는 개발된 알고리즘의 성능평가를 위해서 대체물질을 이용한 실 해역 테스트를 수행하였으며, 대부분의 부유성 해양오염물질은 탐지되었으나 파도가 강한 곳에서는 오탐지 영역이 발생하였다. 그러나 기존 알고리즘에서 단일 임계값을 사용한 탐지 방법보다 약 3배 이상의 개선된 탐지 결과를 보여준다. 본 연구개발 결과를 통해 기존 현장에서 육안으로 식별이 어려웠던 부유성 해양오염물질을 탐지함으로써 현장에서의 방제 대응 활동에 유용하게 사용될 것으로 기대된다.

인공지능 기반 임상의학 결정 지원 시스템 의료기기의 성능 및 안전성 검증을 위한 간 종양 표준 데이터셋 구축 (Construction of a Standard Dataset for Liver Tumors for Testing the Performance and Safety of Artificial Intelligence-Based Clinical Decision Support Systems)

  • 김승섭;이동호;이민우;김소연;신재승;최진영;최병욱
    • 대한영상의학회지
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    • 제82권5호
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    • pp.1196-1206
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    • 2021
  • 목적 간 종양의 조영증강 컴퓨터단층촬영(이하 CT) 영상에 관한 인공지능 알고리즘의 성능과 안전성을 검증할 수 있는 표준 테스팅 데이터셋을 구축하고자 하였다. 대상과 방법 국내 4개 3차 의료기관의 복부 영상의학 전문가 4인이 모여 간 종양 진단 알고리즘의 성능과 안전성을 검증하기 위해 표준 데이터셋이 갖춰야 할 조건을 논의하였다. 각 기관마다 간세포암 75예, 전이암 75예, 그리고 양성 병변 30-50예씩 수집하여, 총 783명 환자의 CT 영상을 대상으로 하였다. 간세포암과 전이암의 경우 병리학적으로 확진된 경우만을 대상으로 하였다. 각 기관의 복부 영상의학 전문가들이 직접 환자의 임상정보를 추출하고 CT 영상에 관한 데이터 라벨링(labeling)을 수기로 시행하였다. CT 영상은 의료용 디지털 영상 및 통신(Digital Imaging and Communications in Medicine, DICOM) 파일로 저장하였다. 결과 복부 영상의학 전문가들이 수기 데이터 라벨링을 시행한 총 783 증례의 간 종양 조영증강 CT의 표준 데이터셋을 구축하였다. 알고리즘의 성능 및 안전성은 병변의 발견 여부 및 특성화의 정확도에 대해 민감도와 특이도를 계산하여 평가할 수 있다. 결론 본 연구에서 구축한 간 종양 조영증강 CT 영상의 표준 데이터셋은 임상의학 결정 지원시스템을 위한 기계학습 기반 인공지능 알고리즘을 평가하는 데에 활용될 수 있다.

전자선 치료 시 Bolus를 적용한 경우 표면선량의 Treatment Planning System(TPS) 계산 값과 실제 측정값의 비교 (Comparison of Treatment Planning System(TPS) and actual Measurement on the surface under the electron beam therapy with bolus)

  • 김병수;박주영;박병석;송용민;박병수;송기원
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.163-170
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    • 2014
  • 목 적 : 표재성 종양 치료를 위하여 선택한 전자선은 bolus와 동시에 사용할 경우 표면선량에 급격한 변화를 보이게 되며 이는 치료결과의 중요한 변수로 작용할 수 있다. 이에 본 논문에서는 전자선 치료에서 bolus가 적용될 경우 표면선량을 좌우할 수 있는 4 가지 변수에 따른 치료계획시스템(Treatment Planning System, TPS)의 표면선량 계산 값과 실제 측정값을 비교 분석하였다. 대상 및 방법 : 치료계획시스템(Pinnacle 9.2, philips, USA)과 실제 측정값을 비교하기 위하여 실제 치료 시 주로 발생되는 4가지 변수(A: bolus 두께 - 3, 5, 10 mm, B: 조사야 크기 - $6{\time}6$, $10{\time}10$, $15{\time}15cm2$, C: 에너지 - 6, 9, 12 MeV, D: 겐트리 각도 - 0, $15^{\circ}$)를 설정하였다. 16 cm 두께의 solid water phantom을 이용하여 bolus(Action Products, USA) 없이 전산화단층촬영(lightspeed ultra 16, General Electric, USA)을 시행하였고 치료 계획은 TPS 상에서 각각 3, 5, 10 mm bolus를 생성하여 A, B, C, D를 조합한 총 54개의 beam으로 계획하였다. 이때 SSD 100 cm, 300 MU를 조사하였고 TPS와 실제 측정값을 비교 분석하기 위해 EBT3 film(International Specialty Products, NJ, USA)을 이용해 iso-center에 위치시켜 2회 반복 측정하였다. 측정된 film은 디지털 평판 스캐너(Expression 10000XL, EPSON, USA)와 선량 농도 분석시스템(Complete Version 6.1, RIT, USA)을 사용하여 각각의 평균값과 표준편차 값으로 분석하였다. 결 과 : bolus 두께에 따른 값은 3, 5, 10 mm에서 실제 측정된 값이 TPS의 계산 값보다 각각 101.41%, 99.58%, 101.28%, 표준편차는 각각 0.0219, 0.0115, 0.0190 으로 나타났다. 조사야 크기에 따른 실제 측정값은 $6{\time}6$, $10{\time}10$, $15{\time}15cm2$ 각각 계산 값에 비해 99.63%, 101.40%, 101.24%, 표준편차는 0.0138, 0.0176, 0.0220 으로 나타났다. 에너지에 따른 값은 상대적으로 6, 9, 12 MeV 각각 99.72%, 100.60%, 101.96%, 표준편차는 0.0200, 0.0160, 0.0164로 나타났다. 빔 각도에 따른 실제 측정값은 계산된 값에 비하여 0, $15^{\circ}$에서 각각 100.45%, 101.07%, 표준편차는 0.0199, 0.0190 으로써 $15^{\circ}$에서 $0^{\circ}$보다 0.62% 높게 측정되었다. 결 론 : 본 논문에서 사용한 변수에 따른 계산 값과 측정값을 분석한 결과 5 mm bolus, $6{\time}6cm2$ 조사야, 저 에너지 전자선, $0^{\circ}$ 겐트리 각도에서 TPS로 계산한 값이 측정값에 더 가까웠지만 다른 변수를 적용한 비교에서도 최대 2% 오차범위 내에 포함되는 결과를 보였다. 전자선과 bolus를 동시에 사용하는 경우 본 논문에서 선택된 변수의 범위를 벗어난다면 각각의 변수에 따라 실제 측정값이 TPS와 달라질 수 있기 때문에 정확한 표면선량에 대한 QA를 반드시 실시해야 한다.

전부 피개관의 치아 형성 시 축면 경사각에 대한 조사 (Clinical Convergence Angle of Prepared Tooth for full Veneer Crowns)

  • 김성진;배아란;우이형;김형섭
    • 구강회복응용과학지
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    • 제26권1호
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    • pp.21-32
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    • 2010
  • 삭제된 치아의 경사도는 치관 수복물의 유지와 저항에 있어 매우 중요한 요소이다. 하지만 다양한 구강 내 환경과 술자의 능력에 따라 이상적인 경사도를 얻는 것은 쉽지 않다. 따라서 이상적으로 삭제된 치아의 경사도와 실제 임상에서 삭제된 치아의 경사도를 조사하고자 한다. 본 실험의 연구 자료는 K대학 부속 치과병원 중앙 기공실을 통하여 보철과 전공의가 시술한 환자의 모형과 일반 기공소를 통해 일반 개업의가 시술한 환자의 모형을 수집한다. 연구 방법은 각 치아의 근원심면과 협설면을 디지털 카메라를 통해 촬영한 뒤 'ImageJ' 프로그램 상에서 치아의 삭제 각도를 측정 한 뒤 항목별( 1. 술자 집단별 분류, 2. 치열궁 내에서의 위치에 따른 분류, 3. 삭제 양식에 따른 분류 )로 분류하여 비교 분석한다. 이번 연구를 통해 조사한 결과 국내 임상가의 지대치 형성시 축면 경사각의 평균은 $15.02^{\circ}$ 표준 편차는 ${\pm}10.13^{\circ}$였다. 1. 술자 집단별 분류에 대한 분석 일반 치과의 집단의 측면 경사각과 보철과 전공의 집단의 축면 경사각에서 유의성 있는 차이를 보였다(p<0.05). 2. 치열궁 내에서의 위치에 따른 분석 치아의 근원심면과 협설측면에 따라 일반 치과의 집단의 경우 유의성 있는 차이가 없었으며(p>0.05) 보철과 전공의 집단에서는 유의성 있는 차이를 보였다(p<0.05). 치아의 전후적인 위치에 따라 일반 치과의 집단의 경우 전치부와 소구치부 사이에 유의성 있는 차이가 없었으며 (p>0.05) 두 부위와 대구치부 사이에서는 각각 유의성 있는 차이를 보였다(p<0.05). 보철과 전공의 집단의 경우 전치부와 소구치부 사이에 유의성 있는 차이가 없었으며(p>0.05) 두 부위와 대구치부 사이에서는 각각 유의성 있는 차이를 보였다(p<0.05). 상악과 하악으로 분류하여 분석한 경우 일반 치과의 집단에서 근원심면과 전체적인 축면의 경사각에 각각 유의성 있는 차이가 없었으며(p>0.05) 협설측면에서는 유의성 있는 차이를 보였다(p<0.05). 보철과 전공의 집단에서도 근원심면과 전체적인 축면의 경사각에 각각 유의성 있는 차이가 없었으며(p>0.05) 협설측면에서는 유의성 있는 차이를 보였다(p<0.05). 악궁을 좌측과 우측으로 분류하여 분석한 경우 일반 치과의 집단과 보철과 전공의 집단에서 각각 유의성 있는 차이가 없었다(p>0.05). 3. 삭제 양식에 따른 분석 단일 치관을 위한 지대치와 3본 고정성 부분 의치를 위한 지대치로 분류하여 분석한 결과 일반 치과의 집단에서 근원심면의 경우 단일 치관을 위한 지대치의 축면 경사각과 3본 고정성 부분 의치를 위한 지대치의 축면 경사각에 유의성 있는 차이를 보였으며(p<0.05) 협설측면과 전체적인 축면의 경우 각각 단일 치관을 위한 지대치의 축면 경사각과 3본 고정성 부분 의치를 위한 지대치의 축면 경사각에 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 보철과 전공의 집단에서는 협설측면의 경우 단일 치관을 위한 지대치의 축면 경사각과 3본 고정성 부분 의치를 위한 지대치의 축면 경사각에 유의성 있는 차이가 없었으며(p>0.05) 근원심면과 전체적인 축면의 경우 각각 단일 치관을 위한 지대치의 축면 경사각과 3본 고정성 부분 의치를 위한 지대치의 축면 경사각에 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 이상에서 임상에서 치아 삭제시 이상적인 축면 경사각을 얻기 힘들며 이는 술자의 경험과 악궁 내에서의 위치, 삭제 양식에 따라 영향을 받을 수 있다.

간접변환방식 DR장비에서 CsI:Tl과 Gd2O2S의 검출기 화질 평가 (Image Quality Evaluation of CsI:Tl and Gd2O2S Detectors in the Indirect-Conversion DR System)

  • 공창기;최남길;정묘영;송종남;김욱;한재복
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.27-35
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 DR (digital radiography) 장비에서 팬텀을 이용하여 간접변환방식의 CsI:Tl 검출기와 $Gd_2O_2S$ 검출기를 중심으로 두께가 두꺼운 흉부 팬텀과 중간 두께의 대퇴부 팬텀, 그리고 피사체의 두께가 얇은 손 팬텀의 영상을 획득하고 SNR과 CNR을 분석하여 검출기의 특성을 알아보고자 하였다. 피사체 두께 변화에 따른 SNR과 CNR을 측정한 결과 중간 두께의 대퇴부 팬텀과 두께가 얇은 손 팬텀을 촬영 하였을 때 SNR과 CNR은 $Gd_2O_2S$ 검출기보다 CsI:Tl 검출기에서 높게 나타났음을 확인 할 수 있었다. 그러나 두께가 두꺼운 흉부 팬텀을 사용하였을 때는 $Gd_2O_2S$ 검출기의 SNR이 80~125 kVp 일 때와 CNR이 80~110 kVp 일 때 CsI:Tl 검출기 보다 값이 높게 나타났고, 저관전압에서 고관전압으로 갈수록 SNR과 CNR은 모두 증가하였다. 중간 두께의 대퇴부 팬텀에서 CsI:Tl 검출기의 SNR과 CNR은 40~50 kVp 일 때 증가하다 고관전압으로 갈수록 감소하는 것을 확인 할 수 있었고, $Gd_2O_2S$ 검출기의 SNR과 CNR은 40~60 kVp 일 때 증가하다 고관전압으로 갈수록 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 두께가 얇은 손 팬텀에서 CsI:Tl 검출기의 SNR과 CNR은 저관전압에서 감소하다가 고관전압으로 갈수록 증가하면서 100~110 kVp에서는 감소하였고, $Gd_2O_2S$ 검출기의 SNR과 CNR은 고관전압으로 갈수록 감소하는 것을 확인하였다. MTF는 0.5~3 lp/mm에서 CsI:Tl 검출기가 $Gd_2O_2S$ 검출기보다 6.02~90.90%로 높음 보여주고 있고, DQE는 0.5~3 lp/mm에서 CsI:Tl 검출기가 $Gd_2O_2S$ 검출기보다 66.67~233.33% 높음 보여주고 있다. 결론적으로 MTF와 DQE의 비교에서는 CsI:Tl 검출기가 $Gd_2O_2S$ 검출기보다 높게 나타났지만, 두꺼운 흉부팬텀에서 일정 관전압 구간에서는 저가의 $Gd_2O_2S$ 검출기가 고가의 CsI:Tl 검출기보다 SNR과 CNR이 높다는 것을 확인하였다. 흉부 X선 검사 시 CsI:Tl 검출기보다 $Gd_2O_2S$ 검출기를 사용하여 우수한 화질의 흉부영상을 구현함으로써 검사에 유용할 것으로 판단되어지며, 사용자 입장에서 검출기 형태를 결정 할 때 가격대비 성능을 고려 해볼 사항으로 판단된다.