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CT 영상 및 kV X선 영상을 이용한 자동 표지 맞춤 알고리듬 개발 (Development of an Automatic Seed Marker Registration Algorithm Using CT and kV X-ray Images)

  • 정광호;조병철;강세권;김경주;배훈식;서태석
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제25권1호
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    • pp.54-61
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    • 2007
  • 목 적: 본 연구의 목적은 전립선암 환자의 방사선 치료 시 표적의 정확한 위치를 찾기 위해 표지(marker)를 삽입한 경우 방사선치료계획 시 촬영한 CT 영상과 매 치료 시 온보드 영상장치(on-board imager, OBI)로부터 획득된 직교 kV X선 영상을 이용하여 표지의 위치를 계산하고 자동으로 맞춤을 수행하여 환자 셋업 오차를 보정하도록 하는 방법을 개발하는 것이다. 대상 및 방법: 세 개의 금 표지를 환자 전립선의 기준 위치에 삽입한 후 CT 모의치료기를 이용하여 2 mm 슬라이스 간격으로 CT 영상을 획득하였으며 매 치료 전에 환자 셋업 보정을 위하여 OBI를 이용하여 직교하는 kV X선 환자 영상을 획득하였다. CT 및 kV X선 영상 내 표지 정보 및 좌표 값 추출을 위하여 화소값의 문턱값 처리, 필터링, 외곽선 추출, 패턴 인식 등 다수의 영상처리 알고리듬을 적용하였다. 각 표지들 위치의 대표값으로 삼각형의 무게중심 개념을 이용하였으며 기준 CT 영상 및 직교 kV X선 영상으로부터 각각 무게중심의 좌표를 구한 후 그 차이를 보정해야 할 셋업의 오차로 계산하였다. 알고리듬의 건전성(robustness) 평가를 위해 팬텀을 이용하여 계산된 CT 및 kV X선 영상의 무게중심이 실제 지정된 위치와 일치하는지 여부를 확인하였으며, 본원에서 방사선 치료를 시행한 네 명의 전립선암 환자에 대상으로 치료 직전 촬영한 38 내지 39쌍의 kV X선 영상에 대하여 알고리듬을 적용한 후 OBI 프로그램에서 제공되는 2차원-2차원 맞춤 결과와 비교하였다. 결 과: 팬텀 실험 결과 실제 값과 CT 영상 및 직교 kV X선 영상으로부터 계산된 무게 중심 좌표 값이 1 mm 오차 내에서 일치함을 확인할 수 있었다. 환자 영상에 적용한 경우에도 모든 영상에 대하여 성공적으로 각 표지의 위치를 계산할 수 있었으며 2차원-2차원 맞춤 기능을 이용하여 계산된 셋업 오차와 비교해본 결과 1 mm 범위 내에서 일치함을 확인할 수 있었다. 본 알고리듬을 이용하여 계산한 결과 셋업 오차는 전후(AP) 방향으로 환자별로 작게는 $0.1{\pm}2.7\;mm$에서 크게는 $1.8{\pm}6.6\;mm$까지, 상하(SI) 방향으로 $0.8{\pm}1.6\;mm$에서 $2.0{\pm}2.7\;mm$, 좌우(Lat) 방향으로 $-0.9{\pm}1.5\;mm$에서 $2.8{\pm}3.0\;mm$까지였으며 환자에 따라 그 편차의 차이가 있었다. 결 론: 제안된 알고리듬을 이용하여 1회 셋업 오차를 평가하는 데 소요되는 시간은 10초 미만으로서 임상 적용 시 환자 셋업 시간을 줄이고 주관성을 배제하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 온라인 환자 셋업 보정 시스템에 적용하기 위해서는 선형가속기의 제어 시스템에 통합되는 것이 필요하다.

실리콘을 이용한 자화율 인공물의 감소에 관한 연구 (A study on the reduction on magnetic susceptible artifacts through the usage of silicon)

  • 최관우;이호범
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권12호
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    • pp.5937-5942
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    • 2012
  • 본 연구에서는 인체 조직밀도와 유사한 실리콘을 이용하여 공기와 맞닿은 굴곡진 부분을 보상함으로써 자화율 인공물을 줄이고자 하였다. 연구대상은 정상인 16명을 대상으로 하였으며, 인체 중 굴곡이 많고 구조가 복잡하며 공기와 접촉하는 표면적이 넓어 자화율 인공물이 많이 발생하는 발을 검사부위로 하였다. 실험장비는 3.0T 초전도 자기공명영상장치를 이용하였으며, 자화율 차이에 민감한 SPIR 영상을 종족궁의 가운데부터 5개의 말절골을 모두 포함하여 중족골 및 족지골을 연장한 선에 평행하게 시상면으로 얻었다. 분석방법은 조직과 공기간 자화율 차이를 줄임으로서 자화율 인공물의 감소를 알아보기 위하여 실리콘 적용 전 후의 SNR과 CNR을 비교하였으며, 대응표본 T검정을 이용하여 통계분석 하였다. 연구결과 굴곡진 부분을 보상한 실리콘 적용 후 영상이 적용 전 영상에 비해 자화율 인공물이 감소하였으며, SNR은 적용 전 $3.91{\pm}1.33$에서 적용 후 $21.69{\pm}4.52$로 유의한 양의 상관관계로 증가하였고, CNR은 적용 전 $28.97{\pm}8.20$에서 적용 후 $4.88{\pm}2.14$으로 유의한 음의 상관관계로 감소하였다. 결론적으로 본 연구는 체적소에 영향을 주지 않으면서 본질적인 문제인 공기와 인체의 자화율차이를 보상한 획기적인 개선방법으로, 적용이 용이하며 저비용 고효율로 자화율 인공물을 줄일 수 있는 방안을 제시하였다는 데에 커다란 의의가 있다.

단추에 관한 연구 -19, 20세기를 중심으로- (The Study on the Buttons (centering around 19th-20th Centuries))

  • 이영란
    • 복식
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    • 제22권
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    • pp.263-276
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    • 1994
  • The achievement of notable social reoforms attained during the period of 19th and 20th centuries needlessly speaking remodelded the social environmental into several different patterns such as :1) high industrialization 2) propensity to consume 3) up graded overall social stands. Accordingly the industrial world of the but-tons too established the mess production syhstem by breaking from convention of hand-craft work of 17th century. The raw materials used in the production line on buttons during the 20th century are almost all-kind of materials one can possibly named including cheap plastic which enabled production lines to produce cheaper but higher productivities of the buttons being produced, The design (incused design) used in the 19-20h centuries are : men landscape, sports features, birds, livestocks, bugs, or geomatric features, tec, 1, The classification o f the buttons by materials Techniques shapes colors marking (Incused design) used in the productionof buttons in the England United States of America Laska Italy france Denmark Japan and India are categolizzed as : natural raw materials and syntetical resines. 1) Of the natural raw materials used are : Matal Enamel Iodine Agate, Coral, Green jade(Jasper) Granite, Wood, Ivory, Horn and bone etc. 2) The sythetical resin used in the button in-dustries are : Artificial jewell glass Acrylic material Styroform Celluloid and Nylon etc. 2. The thecnique quoted in producing buttons are hand craft work inlay work precision casting press mosic dye etching, processing, engraving and embossed carving etc. 3. The major designs used in the buttons in -dustries are : Round shape however elliptical column angular and edge shape often used. 4. The colors used are : The multi-colors were highly used than mono-colored materials such as : Adjoining Color and Contrast Color. The highest consideration to be considered in choosing the colors for the buttons are harmonization and matching factor with the garment or dresses to be wore. 5. The major design(incused design) on the buttons are embodiment and the design were also used in order of abstractive-combination abstractive with has offers much surprising. The button industries during the 19th and 20th centuries were not only the determination factors those can judge the value of self-pride of Nation and which were far beyond the in-dustrial arts in those days but also highly refelected and influenced by cultural sense ideology and self-pride of the Nation of those period. The followings are details of the role of the buttons categolized in the order of functional ornamental and symbolical aspects : 1. The functional role : The functional role of the buttons were simply designed for dress how-ever the buttons beyond from this role of function now a days. 2. The ornamental role : The ornamental role of he button beyond from this role of the button were effectuated by : 1) shape materials colors 2) technique locations size and design (incused design) 3) The ramaterials used for buttons shall not be over looked because it is highly depends on the taste sense and combination of harmony with the garment to be wore. 4) The color of the buttons are made well contrasted with the color of garments just as in the case of other artistical area such as matchs with the color of garment of contrast with brigtness of colors contrasted as complementary color and so and so. 5) The technique being adoped are: precision casting press handcraft inlay work etching mosic etc,. Since the buttons are no longer a simple catching devise used to fasten together the different part of the dress but now it has formed own and occupied the independent role in the garment or dresses location can be de-termined and varying depending on the ideas of designers. The size of the buttons has no specific limits, However the variation has widely dependined on the entire circumperence rhythm contrast harmonization of the garments. 3. The symbolical role : Since the button is no longer a just a simple devise for catching and fastening device used fastening together the different part of the garments but now were built a independent area as major part of the Garment and well reflected all kinds of occupations political background cultural as-pect etc. on the buttons. The design of buttons in the western circles are more simplified but they are polished looks and their techniques of manufacturing are comination of both machanis and handcraft. The colors used in the buttons are pretty well harmonized with garment(dress). Almost all kind of materials can be used in the but-tons however materials used in the buttons are : Bone of livestocks ivory, turtle shell are no longer used because the prevention of cruely of animal. On the contraly the level of buttons indus-try of Korea is far to reach and catch up with the level of western circles. It is highly suggested therefore the but-tons industrial field of Republic of Korea shall place and encouragement in producing beter industrial environment of the buttons based on the traditional and cultural aspect of republic of Korea to produce both manufacturing of qulified and best designed and colored buttons.

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사례기반추론과 텍스트마이닝 기법을 활용한 KTX 차량고장 지능형 조치지원시스템 연구 (An Intelligence Support System Research on KTX Rolling Stock Failure Using Case-based Reasoning and Text Mining)

  • 이형일;김종우
    • 지능정보연구
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    • 제26권1호
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    • pp.47-73
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    • 2020
  • KTX 차량은 수많은 기계, 전기 장치 및 부품들로 구성되어 있는 하나의 시스템으로 차량의 유지보수에는 상당히 많은 전문성과 유지보수 작업자들의 경험을 필요로 한다. 차량 고장발생 시 유지보수자의 지식과 경험에 따라 문제 해결의 시간과 작업의 질적 차이가 발생하며 그에 따른 차량의 가용율이 달라진다. 일반적으로 문제해결은 고장 매뉴얼을 기반으로 하지만 경험이 많고 능숙한 전문가의 경우는 이와 더불어 개인의 노하우를 접목하여 신속하게 진단하고 조치를 취한다. 이러한 지식은 암묵지 형태로 존재하기 때문에 후임자에게 완전히 전수되기 어려우며, 이를 위해 사례기반의 철도차량 전문가시스템을 개발하여 데이터화된 지식으로 바꾸려고 하는 연구들이 있어왔다. 하지만, 간선에 가장 많이 투입되고 있는 KTX 차량에 대한 연구나 텍스트의 특징을 추출하여 유사사례를 검색하는 시스템 개발은 아직 미비하다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 차량 유지보수 전문가들의 노하우를 통해 수행된 고장들에 대한 진단과 조치 이력을 문제 해결의 사례로 활용하여 새롭게 발생하는 고장에 대한 조치가이드를 제공하는 지능형 조치지원시스템을 제안하고자 한다. 이를 위하여, 2015년부터 2017년동안 생성된 차량고장 데이터를 수집하여 사례베이스를 구축하였고, 차원축소 기법인 비음수 행렬 인수분해(NMF), 잠재의미분석(LSA), Doc2Vec을 통해 고장의 특징을 추출하여 벡터 간의 코사인 거리를 측정하는 방식으로 유사 사례를 검색하였으며, 위의 알고리즘에 의해 제안된 조치내역들 간 성능을 비교하였다. 분석결과, 고장 내역의 키워드가 적은 경우의 유사 사례 검색과 조치 제안은 코사인 유사도를 직접 적용하는 경우에도 좋은 성능을 낸다는 것을 알 수 있었고 차원 축소 기법들의 성능 비교를 통해 문맥적 의미를 보존하는 차원 축소 방식 중 Doc2Vec을 적용하는 것이 가장 좋은 성능을 나타낸다는 것을 알 수 있었다. 텍스트 마이닝 기술은 여러 분야에서 활용을 위한 연구들이 이루어지고 있는 추세이나, 본 연구에서 활용하고자 하는 분야처럼 전문적인 용어들이 다수이고 데이터에 대한 접근이 제한적인 환경에서 이러한 텍스트 데이터를 활용한 연구는 아직 부족한 실정이다. 본 연구는 이러한 관점에서 키워드 기반의 사례 검색을 보완하고자 텍스트 마이닝 기법을 접목하여 고장의 특징을 추출하는 방식으로 사례를 검색해 조치를 제안하는 지능형 진단시스템을 제시하였다는 데에 의의가 있다. 이를 통해 현장에서 바로 사용 가능한 진단시스템을 단계적으로 개발하는데 기초자료로써 시사점을 제공할 수 있을 것으로 기대한다.