• 제목/요약/키워드: Noise dose

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몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 광자계수검출기 기반 이중에너지 스펙트럼 유방촬영에서 가중 영상 감산법을 통한 물질분리 (Material Decomposition through Weighted Image Subtraction in Dual-energy Spectral Mammography with an Energy-resolved Photon-counting Detector using Monte Carlo Simulation)

  • 엄지수;강순철;이승완
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제40권3호
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    • pp.443-451
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    • 2017
  • 유방촬영술은 유방암의 조기검진을 위해 시행되는 대표적인 검사이다. 하지만 유방 구성물질의 물리적 특성에 의존하는 유방촬영상은 병변의 악성 또는 양성 여부에 대한 정보 제공이 불가능하다. 이중에너지 영상 감산법을 시행하는 경우 유방촬영상에서 특정 물질에 대한 정보를 추출할 수 있지만 피폭선량을 증가시킬 뿐만 아니라 물질분리의 정확도를 감소시키는 단점이 있다. 본 연구에서는 물질의 선감약계수를 적용한 유방팬텀을 모사하여 광자계수검출기 기반 이중에너지 유방촬영에서 특정 물질에 대한 가중함수를 적용하여 분리의 정확도를 향상시킬 수 있는 기술을 제안하였다. 그리고 유방팬텀영상으로부터 물질분리의 정확도를 평가하기 위해 대조도 및 잡음 특성을 분석하였다. 분석 결과 이중에너지 가중 영상 감산법의 악성종양에 대한 대조도는 일반적인 유방촬영과 이중에너지 영상 감산법에 비해 각각 0.98, 1.06배로 큰 차이가 없다. 그렇지만 이중에너지 가중 영상 감산법 적용 시 양성종양에 대한 대조도가 0에 근사하기 때문에 양성종양에 대한 악성종양의 상대적인 대조도가 13.54배로 크게 향상된 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구에서 제안하는 이중에너지 가중 영상 감산법은 유방촬영 진단의 정확도 향상에 기여할 수 있을 것이다.

디지털 방사선 시스템에서 발생하는 Artifact (Artifacts in Digital Radiography)

  • 민정환;김정민;정회원
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제38권4호
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    • pp.375-381
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    • 2015
  • 디지털 방사선 시스템은 영상의학에서 큰 비중을 차지하고 있다. 잘못된 영상이 제공 된다면 이는 환자의 건강에 나쁜 영향을 줄 수 있기에, 올바른 디지털 방사선 영상이 제공되어야만 한다. 또한, artifact는 오진으로 이어질 수 있다. 디지털 방사선 시스템에서 발생하는 artifact를 종류별로 분석하여 그 결과 분석하였다. 본 연구에서 사용된 artifact는 서울의 종합병원 급 의료기관에서 2007년부터 2014년까지 수집된 자료들이다. 수집된 자료는 발생 원인별로 구별하여 그 원인을 분석하였다. artifact는 하드웨어적 artifact, 소프트웨어적 artifact, 사용자 오류, 시스템 artifact 및 기타로 구분하였다. 하드웨어적 artifact는 Ghost가 가장 빈번하게 관찰되었으며, 이는 신호의 잔류에 의한 것이다. 다음은 RF 잡음에 의한 오류, 장비 내 이물질에 의한 오류 순이다. 소프트웨어 artifact는 많은 원인이 있다. 부정확한 영상 교정에 의한 artifact가 가장 많았으며, EDR 인식오류, 접합면 처리 오류 등이 있으며, 소프트웨어 artifact는 매우 다양한 경향을 나타낸다. 사용자 오류는 디지털 의료 영상 시스템을 바르게 이해하지 못해 발생시킨 것들이 많았다. 아울러, 시스템 artifact는 DICOM 헤더 정보 오류, 압축 오류가 있다. 분명하게 나타나는 artifact는 재촬영의 원인이 되어 환자의 피폭을 증가시키고, 불분명하게 나타나는 artifact는 오진을 유발 시킬 수 있다. 따라서 방사선사에게서 이러한 artifact를 바로 구별 할 수 있는 능력이 요구 된다. 그러므로 artifact가 발생되는 원인과 그 특성을 분명하게 이해함으로 지속적인 교육과 안정적인 시스템 운영에 힘써야 할 것으로 사료된다.

위성영상의 형태추출을 통한 지도화 : 고빈도 공간필터 사용을 중심으로 (The Line Feature Extraction for Automatic Cartography Using High Frequency Filters in Remote Sensing : A Case Study of Chinju City)

  • 정인철
    • 한국지역지리학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.183-196
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    • 1996
  • 지도의 형태는 전통적으로 항공사진이나 위성사진을 이용한 수작업에 의해 추출되어 왔으나, 최근의 원격탐사 기술의 발달은 지도의 형태추출에 새로운 혁신을 가져다 주었다. 공간필터기법을 이용하면 지도형태 추출의 자동화가 가능한데, 특히 선의 추출을 고빈도필터를 이용하여 가능하다. 본 연구에서는 먼저 필터와 지도화의 관계에 대해 이론적으로 고찰한 다음 지도의 선형화와 관련하여 유용하다고 알려진 필터들을 소개하였다. 그리고 이 필터들을 진주시의 SPOT Panchromatic 영상에 적용하였다. 적용한 결과 본고에서 소개한 필터적용 영상이 전반적으로 초기영상보다 개선되어 선형화작업에 매우 유용함을 확인하였다. 특히 초기영상이 포함된 필터영상들의 해석이 용이하였고 선형화가 명확하였다. 그러나 문헌에서 유용성이 인정된 필터라도 일부 필터는 진주시의 경우 선형화작업이 전혀 불가능하였다.

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고정 카메라에서의 시공간적 경계 정보를 이용한 이동 객체 윤곽선 검출 방법 (Moving Object Contour Detection Using Spatio-Temporal Edge with a Fixed Camera)

  • 곽재호;김회율
    • 방송공학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.474-486
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    • 2010
  • 본 논문에서는 시간적, 공간적 경계 정보를 이용한 이동 객체의 윤곽선 검출 방법을 제안한다. 일반적으로 이동 객체의 경우 객체의 윤곽선(contour)을 구성하는 경계(edge) 픽셀에서 시간 축과 공간 축을 중심으로 큰 변화량(gradient)을 가진다. 따라서 시간 축과 공간 축을 중심으로 변화량이 큰 경계 픽셀을 구하면 이동 객체의 윤곽선을 검출할 수 있다. 본 논문에서는 임의의 픽셀에 대하여 시간 축을 중심으로 한 경계 정보를 구하기 위해 Temporal Edge라는 새로운 형태의 변화량 계산 방법을 제안한다. Temporal Edge는 시간 t와, t-2에서 입력된 두 그레이 스케일 영상의 차를 시간 축을 기준으로 x방향, y방향으로 Sobel Mask를 적용하여 구한다. 검출된 Temporal Edge를 이용하여 이동 객체의 윤곽선이 존재하는 후보 영역을 검출하고, 검출된 후보 영역을 중심으로 공간적 경계 정보를 구하여 이동 객체의 대강의 윤곽선을 검출 한다. 후처리 과정에서 검출된 대강의 윤곽선으로부터 배경 경계와 노이즈 픽셀을 제거한 후 최종적으로 이동 객체의 윤곽선을 검출한다. 제안한 방법은 기존의 배경 차 방법과는 다르게 별도의 배경 영상을 만들지 않기 때문에 배경 차 방법이 가지는 문제점을 극복하였으며, 빠른 연산 속도로 실시간 적용이 가능하다. 실험을 통하여 야간에도 강인한 윤곽선을 검출할 수 있음을 확인하였고, 엔트로피 방법과의 비교를 통해 제안하는 방법의 우수성을 보였다.

2차원 확산을 사용하는 다중전송률 MC-DS/CDMA 시스템 (Multirate Multicarrier DS/CDMA with 2-Domain Spreading)

  • 김남선
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.27-35
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    • 2011
  • 직교 주파수분할 다중(OFDM)시스템과 직접확산 코드분할다중접속(DS/CDMA)시스템이 결합된 다중반송파(MC) DS/CDMA 시스템은 대역폭 효율, 고 전송률과 페이딩에 강한 특성으로 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 시간영역과 주파수영역에서 확산을 수행하는 다중전송률 MC-DS/CDMA 시스템에서 복잡성이 감소된 다중사용자 검출기를 살펴본다. 여기서 시간영역과 주파수영역의 확산부호로는 2차원 직교 가변확산부호(OVSF)로부터 만들어진 1차원 OVSF 코드를 사용한다. 제안된 시스템에서는 다중사용자간섭(MUI)을 감소시키기 위해 코드그룹 간섭제거(CGIC) 수신기를 사용하는데, 이 CGIC 수신기는 1차원 OVSF 코드들의 상관특성을 이용하여 코드 그룹이라는 개념을 사용하여 다른 사용자들의 정보 없이도 사용자 선호를 검출할 수 있는 수신기이다. CGIC를 갖는 다중사용자 검출기가 시간 및 주파수영역에 따로 또는 같이 적용될 것이다. AWGN 채널 환경 하에서 시스템의 성능을 분석하며, 단일(다중) 전송률, 다중사용자를 갖는 시간/주파수 영역에서 확산된 MC-DS/CDMA과 비교할 것이다. 이러한 결과로서 기존의 정합검출기에 비해 제안된 시스템의 성능이 향상됨을 알 수 있다.

식품 중 발기부전치료제 및 유사물질의 분석 (Determining Anti-impotence drug-like compounds in Food)

  • 최동미;임무혁;이경진;권광일;정지윤;박건상;홍무기;이철원
    • 분석과학
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    • 제17권6호
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    • pp.520-526
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    • 2004
  • 식품 중 발기부전치료제 및 유사물질 (anti-impotence drug-like compounds)인 실데나필, 바데나필, 타다라필, 호모실데나필, 홍데나필 및 하이드록시호모실데나필에 대해 고속액체크로마토그라피를 이용하여 동시분석을 시도하였다. 환제나 캅슐제 등 고체 시료의 경우 균질화한 후 일정량을 취하고, 드링크제 등 액체시료의 경우 일정량을 취하여 물에 희석한 후 유기용매로 추출하여 대상물질에 대해 photodiode array 스펙트럼의 최대흡수파장을 확인하였다. 인산을 함유한 아세토니트릴을 이동상으로 하고 $C_{18}$ 컬럼으로 분석한 결과 바데나필, 홍데나필, 하이드록시호모실데나필, 실데나필, 호모실데나필, 타다라필의 순으로 용리되었으며, PDA 스펙트럼의 최대흡수파장은 바데나필의 경우 216 nm, 홍데나필의 경우 233 및 282 nm, 하이드록시호모실데나필, 실데나필 및 호모실데나필의 경우 222 및 293 nm, 그리고 타다라필의 경우 284 nm이었다. 검출한계는 물질마다 차이는 있으나 신호대 잡음비 3이상에서 0.04 mg/kg이었으며 평균 회수율은 95 ~ 109% 이었고 식품시료 중 검출된 대상물질은 1.7 (홍데나필) ~ 63 (타다라필) mg/1회복용량 수준이었다.

소아 흉부 CT 검사에서 재구성 기법에 따른 영상의 유용성 평가 (Evaluation of the usefulness of Images according to Reconstruction Techniques in Pediatric Chest CT)

  • 김구;곽종혁;이승재
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.285-295
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    • 2023
  • 기술의 발전으로 CT 검사에 있어 환자가 받는 피폭선량을 줄이기 위한 노력은 새로운 재구성 기법 개발과 함께 계속 진행되고 있다. 최근에는 반복적 재구성 기법의 한계를 극복하기 위해 딥러닝 재구성 기법이 개발되었다. 본 연구는 소아 흉부 CT 영상에서 재구성 기법에 따른 영상의 유용성을 평가하였다. 환자 실험은 2021년 1월 2일부터 2022년 12월 31일까지 경상남도 P 병원에서 흉부 조영 CT 검사를 받은 소아 환자 중 85명을 대상으로 연구를 진행하였다. 팬텀 실험에 사용된 팬텀은 Pediatric Whole Body Phantom PBU-70이다. 검사 후 FBP, ASIR-V(50%), DLIR(TF-Medium,High)로 영상을 재구성했고, 동일한 크기의 ROI를 설정하여 HU값, SD값을 획득하여 SNR, CNR 값을 산출하여 영상을 평가하였다. 그 결과 DLIR의 TF-H가 모든 실험에서 ASIR-V(50%)와 TF-M에 비해 잡음 값이 가장 낮았으며, SNR과 CNR의 값이 가장 높았다. 소아 흉부 CT 검사에서 DLIR이 적용된 TF 영상이 ASiR-V 영상보다 잡음이 적었고, CNR과 SNR은 높은 것으로 나타났으며 DLIR이 적용되면 기존의 재구성법에 비해 영상의 질이 더 향상될 것으로 판단된다.

피사체 두께에 따른 산란선 발생이 화질에 미치는 영향 (The Effects of Image Quality due to Scattering X-ray according to increasing Patient Thickness)

  • 박지군;양승우;전제훈;조수연;김교태;허예지;강상식
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제11권7호
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    • pp.671-677
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    • 2017
  • 본 연구에서는 피사체 두께 증가에 따른 산란선 발생이 의료 영상화질에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기 위한 연구를 수행하였다. 기존 병원에서 검사빈도가 높은 흉부를 조직등가물질로 제작한 미국표준협회(ANSI; American National Standards Institute) 팬텀을 이용하여 피사체 두께가 증가함에 따라 발생하는 산란선 비율을 MCNPX 전산모사 하였으며, 실제 측정값과의 비교 분석을 수행하였다. 또한 피사체 두께 증가에 따라 획득된 X선 영상을 이용하여 RMS 입상성 평가, RSD 및 NPS 분석을 통해 산란선 발생 증가에 따른 화질 영향을 평가하였다. 흉부 팬텀위에 두께 1 인치의 아크릴 팬텀을 추가적으로 증가시키면서 분석한 결과, 표준 두께인 6.1 inch에서 산란선 비율은 48.9 %를 기준으로 1 인치 증가시마다 57.2 %, 62.4 %, 66.8 %로 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 MCNPX 모의실험과 실제 측정한 산란선량은 유사한 결과를 보였다. 획득한 영상의 RMS 측정 결과, 피사체 두께가 증가함에 따라 표준편차가 낮아지는 값으로 도출되었다. 하지만 이를 평균 입사선량을 고려한 RDS 분석에서는 6.1 inch에서 0.028, 7.1 inch의 경우 0.039, 8.1 inch 경우 0.051 및 9.1 inch에서 0.062으로 증가하는 결과를 나타났다. 이는 피사체 두께 증가에 따른 산란선 발생 증가가 신호대 잡음비를 감소시킨다는 것을 알 수 있었다. 또한 검출기에 입사한 산란선 분포만 이용하여 측정한 NPS 결과에서도 피사체 두께가 증가할수록 노이즈가 증가하는 결과로 도출되었다.

I-131 SPECT/CT 검사의 에서 조준기 종류에 따른 영상 비교 평가 (Comparison of Collimator Choice on Image Quality of I-131 in SPECT/CT)

  • 김정열;김주연;남궁혁;강천구;김재삼
    • 핵의학기술
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    • 제18권1호
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    • pp.33-42
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    • 2014
  • I-131의 주 에너지는 364 keV이고 이차적으로 637과 723 keV의 감마선을 방출한다. 이런 이유로 I-131 핵종을 이용한 검사에서는 일반적으로 고 에너지 조준기를 사용하고 있다. 반면 중 에너지 조준기는 과도한 격벽 투과의 영향 때문에 사용이 권고되지 않지만 I-131의 낮은 선량에 대해 계수율의 민감도를 향상시키기 위해 중 에너지 조준기를 사용하기도 한다. 이에 본 연구에서는 I-131 SPECT/CT에서 고 에너지와 중 에너지 조준기를 사용하여 조준기 선택에 대한 영상의 영향을 평가하고자 한다. I-131 점 선원과 NEMA NU-2 IQ phantom을 이용하여 Siemens symbia T16 SPECT/CT 장비로 중 에너지 조준기와 고 에너지 조준기를 사용하였다. 영상획득은 단일 에너지 창과 삼중 에너지 창으로 각각 적용하여 영상을 획득하였고, 재구성방법은 반복재구성 기법인 Flash 3D를 이용하여 CTAC, Scatter correction 적용 유무와 Iteration과 subset의 횟수를 변경하여 획득된 영상을 재구성하였다. 획득된 영상을 분석하여 두 조준기의 민감도와 대조도 그리고 잡음을 비교 평가하였다. 민감도는 중 에너지 조준기가 고 에너지 조준기보다 높게 나타났다(중 에너지 조준기: 188.18 cps/MBq, 고 에너지 조준기: 46.31 cps/MBq). 대조도는 삼중 에너지 창과 고 에너지 조준기를 사용하고 CTAC를 적용하여 16 subset 8 iteration을 적용한 재구성영상에서 가장 높은 대조도를 나타냈고(TCQI=190.64), 동일한 조건에서 중 에너지 조준기를 사용하였을 경우는 고 에너지 조준기에 비해 낮은 대조도를 나타냈다(TCQI=66.05). 잡음평가에서는 고 에너지 조준기보다 중 에너지 조준기에서 높게 나타났다 (P<0.001). 적절한 조준기의 선택은 영상의 질에 있어 중요한 사항이다. 본 연구를 통해 고 에너지 감마선을 방출하는 I-131 검사에서는 일반적으로 사용되고 있는 고 에너지 조준기를 사용하는 것이 영상의 질에 있어 가장 권고되는 바이다. 하지만 에너지 창, 매트릭스 크기, 반복 재구성 조건(subset과 iteration 수) 그리고 CTAC 및 scatter correction 여부등과 같은 조건들을 적절히 적용한다면 낮은 선량의 낮은 민감도를 갖는 조건에서는 중 에너지 조준기를 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

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GATE 시뮬레이션을 사용한 알루미늄 부가필터 두께에 따른 Digital Radiography의 영상 화질 비교 평가 (Comparison Evaluation of Image Quality with Different Thickness of Aluminum added Filter using GATE Simulation in Digital Radiography)

  • 오민주;홍주완;이영진
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.81-86
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    • 2019
  • X-선 영상에서 필터를 통한 여과의 역할은 영상 형성에 유용한 광자를 이용해 환자의 피폭량을 낮춤과 동시에 영상의 대조도를 높이는 것이다. 영상을 형성하는 데 있어서 저에너지 X-선은 환자 조직의 최초 몇 cm 부위에서 흡수되고 고에너지 부분만을 통과하여 형성되므로, 방사선 여과는 여과물질을 삽입하여 저에너지 X-선을 여과물질로 하여금 흡수시켜 환자의 피폭량을 낮추고 영상의 질을 높인다. 본 연구의 목적은 시뮬레이션을 통해 이상적인 환경에서 부가 필터가 방사선 영상 촬영 시 영상의 화질에 미치는 영향을 확인하고, 실제 방사선 영상을 촬영할 경우와 비교하는 것이다. 이를 위해 시뮬레이션 프로그램인 Geant4 Application for Tomographic Emission (GATE)를 이용해 Polymethylmethacrylate (PMMA) Phantom의 실제 크기, 모양과 재질을 모사하고 부가 필터의 사용유무 및 필터의 두께에 따른 촬영 조건을 설정하여 시뮬레이션 결과 영상을 얻어냈다. 또한, Digital Radiography (DR)장비로 실제 PMMA Phantom을 필터가 없는 경우와 필터가 있을 때 그 두께를 변화시키며 촬영했다. 시뮬레이션의 결과 영상과 실제 실험을 통해 얻은 영상을 각각 Image J 프로그램을 이용해 Contrast-to-noise ratio (CNR) 평가를 실행한 뒤, 시뮬레이션 결과 영상과 최종적으로 도출된 두 영상의 변화 추이를 비교 측정했다. 실험 결과 DR장비와 시뮬레이션 영상 모두 CNR이 감소하는 추세를 보였으며, 이는 결국 영상에서의 대조도 감소로 인해 나타난 결과였다. 이론적으로 관전압 (kVp)이 증가하면 대조도가 감소하고, 이를 통해보았을 때 필터는 저에너지부의 X-선을 흡수하면서 전체적인 선량을 감소시키지만, X-선의 평균에너지를 증가시키는 역할을 한다는 것을 알아볼 수 있었다.