• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권5호
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• pp.465-471
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• 2021

Dual-energy X-ray imaging (DEI) techniques can provide X-ray images that a certain material is suppressed or emphasized by combining two X-ray images obtained from two different x-ray spectrum. In this paper, a single-shot DEI, which uses stacked two detectors (i.e., multilayer detector), is proposed to reduce the patient dose and increase throughput in angiography. The polymethyl methacrylate (PMMA) and aluminum (Al) were selected as two basis materials for material decomposition, and material-specific images are reconstructed as a vector combination of these two materials. We investigate the contrast and noise performance of material-decomposed images using iodine phantoms with various concentrations and diameters. The single-shot DEI shows comparable performances to the conventional dual-shot DEI. In particular, the single-shot DEI shows edge enhancement in material-decomposed images due to the different spatial-resolution characteristics of upper and lower detectors. This study could be useful for designing the multilayer detector including scintillators and energy-separation filter for angiography purposes.

• 대한임상검사과학회지
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• 제51권1호
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• pp.64-70
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• 2019

Dirofilaria immitis (D. immitis)는 개의 심폐사상충증을 일으키는 선형사상충이다. 이 기생충에 감염된 개는 감염 후기 단계에서 하나 이상의 증상과 혈관 주위의 염증을 동반한 심화된 심장 질환을 보인다. 감염 초기단계에 특이적이고 효율적으로 D. immitis를 검출하기 위해서, 선행연구에서 밝혀낸 D. immitis의 cytochrome c oxidase subunit I (COI)와 개의 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH)를 검출하는 특이적인 프라이머와 프로브를 이용하여 이중 TaqMan qPCR 방법을 개발했다. 양성 대조군인 플라스미드 유전자는 TA-cloning vector와 D. immitis의 COI나 개의 GAPDH로 구성되었다. 단일과 이중 TaqMan qPCR 방법은 특이적인 프라이머와 프로브, 그리고 게놈 유전자나 플라스미드 유전자로 수행했다. 프라이머의 농도를 최적한 후, 본 연구에서 개발한 이중 반응은 D. immitis의 COI와 개의 GAPDH를 동일 시료에서 동시에 검출했다. 검출 한계는 단일과 이중 방법 모두 25 copies였고, 두 방법 모두 좋은 선형성과 높은 민감도, 그리고 우수한 PCR 효율을 보여주었다. 병원체를 검출하기 위한 이중 방법은 단일 방법에 비해 비용과 노동력, 시간이 적게 든다. 따라서 이중 TaqMan qPCR 방법의 개발은 많은 수의 시료로부터 동시에 효율적으로 D. immitis 검출과 정량이 가능하게 할 것이다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제27권12호
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• pp.29-40
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• 2022

본 논문에서는 딥러닝 기법의 하나인 Mask R-CNN과 랜덤포레스트 분류기를 이용해 당뇨병성 망막병증의 병리학적인 특징을 검출하고 분석하여 자동 진단하는 시스템을 연구하였다. 당뇨병성 망막병증은 특수장비로 촬영한 안저영상을 통해 진단할 수 있는데 밝기, 색조 및 명암은 장치에 따라 다를 수 있으며 안과 전문의의 의료적 판단을 도울 인공지능을 이용한 자동진단 시스템 연구와 개발이 가능하다. 이 시스템은 미세혈관류와 망막출혈을 Mask R-CNN 기법으로 검출하고, 후처리 과정을 거쳐 랜덤포레스트 분류기를 이용하여 안구의 정상과 비정상 상태를 진단한다. Mask R-CNN 알고리즘의 검출 성능 향상을 위해 이미지 증강 작업을 실시하여 학습을 진행하였으며 검출 정확도 측정을 위한 평가지표로는 다이스 유사계수와 Mean Accuracy를 사용하였다. 비교군으로는 Faster R-CNN 기법을 사용하였고 본 연구를 통한 검출 성능은 평균 90%의 다이스 계수를 통한 정확도를 나타내었으며 Mean Accuracy의 경우 91% 정확도의 검출 성능을 보였다. 검출된 병리증상을 토대로 랜덤포레스트 분류기를 학습하여 당뇨병성 망막 병증을 진단한 경우 99%의 정확도를 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권5호
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• pp.138-142
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• 2017

광전용적맥파(PPG)는 조직의 미세혈관에서 혈류의 변화를 감지할 수 있는 간단하고 저가의 광학기법이다. PPG는 피부 표면에서 비침습 방식의 측정에 사용된다. 본 논문에서는 PPG 센서를 이용한 심박 모니터링 시스템을 구현하였다. 제안한 시스템은 PPG 센서를 이용하여 데이터를 수집하고, 2차 미분 방식으로 심박수를 검출한다. 제안한 시스템의 유용성을 확인하기 위하여 상용 의료기기와 RR-구간의 측정을 수행하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.463-470
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• 2022

정맥주사는 환자의 치료를 위해 주사 약물, 수액, 비경구 영양, 혈액제제의 투입 등에 광법위하게 이용되고 있으며 입원 환자에게 가장 빈번하게 행해지는 침습적 처치로서, 채혈, 말초 카테터 삽입 및 기타 IV요법 등에 해당하며 연간 10억건 이상 발생하고 있다. 정맥주사는 정맥주사 교육을 받은 숙련된 간호사들에 의해서만 시술되는 어려운 시술 중에 하나이며 실패 시 정맥에 혈전증 및 혈종이나 신경손상 등을 초래할 수 있다. 정맥주사를 자주 시술하는 간호사들도 비만, 피부색, 나이 등의 요인으로 정맥 검출이 쉽지 않아 실수들이 발생하는 경우도 있다. 이에 정맥주사 시 실수를 줄이기 위해 손등이나 팔의 정맥 구조를 시각화할 수 있는 보조 장비들에 대한 연구들이 발표되고 있다. 본 논문은 정맥주사 시 정맥의 구조를 시각화하는 정맥검출 장비 개발에 관한 연구에 대한 내용으로서, 정맥검출을 위한 실험 모듈을 제작하고 각기 다른 파장대를 지닌 NIR(근적외선) LED와 Filter의 파장대 조합에 따른 획득 영상의 밝기 비교를 통해 최적의 조합을 선정하는 연구를 진행했다. 또한 구현한 정맥검출 실험 모듈을 통해 획득한 정맥 영상의 선명화를 위해 그레이스케일 변환, 히스토그램 평활화, 샤프닝 필터 적용하고 이진화 이후 마킹을 통해 혈관 부분을 녹색으로 변환하는 영상처리 알고리즘을 도출하였다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제30권6호
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• pp.711-716
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• 2001

Objectives : Three-dimensional computed tomographic angiography(3D-CTA) is recently developed diagnostic imaging modality. We have studied this noninvasive method for possible role in replacing conventional angiography( CA) in the detection of aneurysms of the circle of Willis in patients with subarachnoid hemorrahge(SAH). Methods : We studied retrospectively, the 100 patients with SAH or unruptured aneurysms admitted to our hospital from October 1997 to December 1998. Among there, 85 patients underwent CTA, 82 patients underwent CA and 67 patients underwent both of CTA and CA. 3D-CTA was obtained using maximum intensity projection(MIP) and shaded-surface display(SSD) reconstruction. Results : Total 107 aneurysms were detected in 92 patients, and 64 aneurysms were detected in 67 patients underwent both CTA and CA. In five cases of those 67 cases, aneurysms were detected by CA but not by 3D-CTA. The detection rate of aneurysms(91.8%) and the detection rate of parent artery in cases of anterior communicating artery aneurysms(86.9%) with total 3D-CTA were relatively compatible with that of CA. But 3D-CTA was not enough in detection of posterior communicating artery aneurysms, internal carotid artery aneurysms as well as small sized aneurysm(<3mm). Conclusion : We consider CTA is valuable in as a screening test for cerebral aneurysm and follow-up test. And it is also valuable in early surgery for patients with aneurysmal rebleeding because of simple, quick, non-invasive method.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.813-820
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• 2009

본 논문에서는 웨어러블 펄스 옥시미터를 이용하여 IEEE 802.15.4기반의 무선센서네트워크 환경에서 측정에 대한 외부의 자각 없이 자유스러운 생활 속에서 측정 가능한 유비쿼터스 헬스케어 시스템을 구현하고자 하였다. 환자로부터 산소포화도 데이터를 측정하기 위해 반사형 프로브, 산소포화도 모듈, 그리고 무선센서 노드로 구성된 저전력 웨어러블 펄스 옥시 미터를 구현하였다. TinyOS 어플리케이션기의 무선센서 노드는 제작된 프로브로부터 측정 된 데이터를 수집하여 무선통신을 위한 패킷을 구성하며, 무선센서 네트워크를 통해 베이스 스테이션으로 전송된 데이터는 서버 PC에서의 모니터링과 데이터 처리 및 저장이 가능하게 하였다. 서버 PC에서는 LabVIEW소프트웨어 프로그램을 통해 전송된 산소포화도 데이터가 실시간 모니터링 되며, PPG 파형의 2차 미분처리를 통해 동맥혈의 상태를 추정 할 수 있는 가속도 맥파(APG)를 검출하도록 하였다. 또한 실제 연령대별 실험을 통해 가속도 맥파에 의한 혈관 탄성도의 수치를 비교분석 하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권2호
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• pp.10-17
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• 2007

의료용 초음파 시스템으로 혈류 속도를 측정할 때, 순수한 혈류 신호의 검출이 필요하다. 초음파 트랜스듀서를 통해 들어오는 반사 신호는 체세포 조직(tissue), 혈관 벽(blood wall), 적혈구(red blood cell), 잡음(noise) 등이 혼합된 신호이다. 혼합된 신호에서 체세포 조직과 혈관 벽 신호를 클러터(clutter)라고 한다. 본 논문에서는 ICA(independent component analysis)를 적용하여 클러터 신호와 잡음을 효과적으로 제거하는 방법을 제시하였다. Field II 초음파 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 초음파 반사 신호를 생성하고, ICA를 사용하여 각 독립 신호들을 분리, 클러터 신호를 제거하여 혈류 신호를 추출했다. 추출전 혈류신호를 2D 자기상관(autocorrelation) 방법으로 혈류 속도를 측정했다. 그리고 PCA(principal component analysis)방법을 적용한 고유 필터(autocorrelation) 방법으로 클러터를 제거한 결과와 비교하였다. 그 결과 잡음 환경에서의 혈류 속도 측정에 ICA 방법이 우수한 적용 결과를 보였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권5호
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• pp.365-373
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• 2002

병변의 정확한 위치 결정은 정위적 방사선 수술에서 정상조직을 보호하고 방사선을 정확히 병변에 조사하기 위하여 매우 중요하다. 병변의 검출 및 위치 결정에 보편적으로 사용되는 디지털 혈관조영술에서는 영상증배관의 기하학적 특성으로 인해 영상이 중심부로 휘는 바늘겨레 왜곡이 발생하게 된다. 이러한 왜곡은 병변 위치 결정의 오차를 증가시키므로 보정해주어야만 한다. 본 연구에서는 이러한 왜곡을 보정하기 위하여 바늘겨레 왜곡을 모사한 영상을 만들었다. 이렇게 만든 왜곡 모사 영상을 기하학적 변환 방법인 bilinear 변환과 polynomial 변환을 사용하여 보정하였다. 이러한 보정 방법으로 왜곡을 보정한 영상과 왜곡되지 않았을 때의 영상을 모사한 원영상과의 각 화소값과의 차이를 구하여 통계적인 오차를 계산하였다. 보정 결과 두 변환 방법 모두에서 원 영상과의 오차가 2% 이내로 보정 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 서로 다른 두 보정 방법간의 비교에서는 전 영역에서 거의 같은 오차를 나타냄으로써 두 보정 방법간의 차이가 나타나지 않음을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제31권7호
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• pp.939-948
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• 2004

본 논문에서는 동일 환자에 대해 시간차를 두고 촬영한 뇌 CT-CT 혈관조영영상간 움직임을 보정하기 위한 강인하고 고속의 정합방법을 제안한다. 먼저, 두 영상에서 3차원 경계검출 기법을 이용하여 특징점을 추출하고, 기준영상에서는 이를 지역적 가중치 3차원 거리맵으로 변환한다. 부유영상을 기준영상으로 강체변환하면서 두 경계간의 상관관계가 최대인 위치를 탐색한다. 이 때, 최대위치가 더 이상 변화하지 않고 일정 이상 반복되면 해당위치를 최적위치로 하여 부유영상을 최적위치로 변환시켜 두 영상을 정합한다. 실험을 위하여 인공영상을 사용하여 정화성과 강인성을 평가하였고, 육안평가를 위하여 뇌 CT-CT 혈관조영영상을 사용하였다. 본 제안방법은 지역적 가중치 3차원 거리맵을 이용함으로써 적은 샘플링 개수에도 국부최대인 위치에 수렴하지 않고 최적위치로 강인하면서 고속으로 영상이 정합되었다