The evolution of X-ray computed tomography (CT) has been based on the discovery of X-rays, the inception of the Radon transform, and the development of X-ray digital data acquisition systems and computer technology. Unlike conventional X-ray imaging (general radiography), CT reconstructs cross-sectional anatomical images of the internal structures according to X-ray attenuation coefficients (approximate tissue density) for almost every region in the body. This article reviews the essential physical principles and technical aspects of the CT scanner, including several notable evolutions in CT technology that resulted in the emergence of helical, multidetector, cone beam, portable, dual-energy, and phase-contrast CT, in integrated imaging modalities, such as positron-emission-tomography-CT and single-photon-emission-computed-tomography-CT, and in clinical applications, including image acquisition parameters, CT angiography, image adjustment, versatile image visualizations, volumetric/surface rendering on a computer workstation, radiation treatment planning, and target localization in radiotherapy. The understanding of CT characteristics will provide more effective and accurate patient care in the fields of diagnostics and radiotherapy, and can lead to the improvement of image quality and the optimization of exposure doses.
With the deployment of 4-th generation industrial revolution, the computer based manufacturing technologies employing advanced IT technology are much more popular than any other past years. In this research, some novel S/W technologies related to the industrial X-ray CT (computed tomography) for the inspection of the industrial parts are introduced. First, newly constructed industrial X-ray CT is presented in this paper, where some basic principles and functions of the CT are described. Then some research platforms are developed to generate more advanced functionalities of the industrial CT. Especially, the data transform from CT to general S/W such as Matlab is conducted. And based on this techniques, some supplementary S/W platform such as GUI (graphical user interface) of the CT S/W and some 3D voxel based image processing technologies can be developed in this paper. The industrial CT is one of the rare research items and it's values can be much more enhanced when it is used with advanced IT technologies.
Kim, Eun-Ah;Kwon, Se-Hun;Yang, Dong-Yeol;Yu, Ji-Hun;Kim, Kwon-Ill;Lee, Hak-Sung
Journal of Powder Materials
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v.28
no.3
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pp.208-215
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2021
Metal three-dimensional (3D) printing is an important emerging processing method in powder metallurgy. There are many successful applications of additive manufacturing. However, processing parameters such as laser power and scan speed must be manually optimized despite the development of artificial intelligence. Automatic calibration using information in an additive manufacturing database is desirable. In this study, 15 commercial pure titanium samples are processed under different conditions, and the 3D pore structures are characterized by X-ray tomography. These samples are easily classified into three categories, unmelted, well melted, or overmelted, depending on the laser energy density. Using more than 10,000 projected images for each category, convolutional neural networks are applied, and almost perfect classification of these samples is obtained. This result demonstrates that machine learning methods based on X-ray tomography can be helpful to automatically identify more suitable processing parameters.
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.30
no.4
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pp.324-329
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2010
Fuel rods using in nuclear power plants consist of uranium dioxide pellets enclosed in zirconium alloy(zircaloy) tubes. It is vitally important for the pellet surface to remain free from pits, cracks and chipping defects after it is loaded into the tubes to prevent local hot spots during reactor operation. This paper investigates the feasibility study for detecting surface flaws of pellets contained within nuclear fuel rod through X-ray tomography simulation. Reconstructed images used by parallel and fan-beam filtered back projection method were presented and confirmed the accessibility between simulation data and MPS(missing pellet surface) image data.
In 2019, a novel coronavirus (COVID-19) outbreak started in China and spread all over the world. The countries went into lockdown and closed their borders to minimize the spread of the virus. Shortage of testing kits and trained clinicians, motivate researchers and computer scientists to look for ways to automatically diagnose the COVID-19 patient using X-ray and ease the burden on the healthcare system. In recent years, multiple frameworks are presented but most of them are trained on a very small dataset which makes clinicians adamant to use it. In this paper, we have presented a lightweight deep learning base automatic COVID-19 detection system. We trained our model on more than 22,000 dataset X-ray samples. The proposed model achieved an overall accuracy of 96.88% with a sensitivity of 91.55%.
Objective: To present a hybrid approach that incorporates a constrained beam-hardening estimator (CBHE) and deep learning (DL)-based post-refinement for metal artifact reduction in dental cone-beam computed tomography (CBCT). Methods: Constrained beam-hardening estimator (CBHE) is derived from a polychromatic X-ray attenuation model with respect to X-ray transmission length, which calculates associated parameters numerically. Deep-learning-based post-refinement with an artifact disentanglement network (ADN) is performed to mitigate the remaining dark shading regions around a metal. Artifact disentanglement network (ADN) supports an unsupervised learning approach, in which no paired CBCT images are required. The network consists of an encoder that separates artifacts and content and a decoder for the content. Additionally, ADN with data normalization replaces metal regions with values from bone or soft tissue regions. Finally, the metal regions obtained from the CBHE are blended into reconstructed images. The proposed approach is systematically assessed using a dental phantom with two types of metal objects for qualitative and quantitative comparisons. Results: The proposed hybrid scheme provides improved image quality in areas surrounding the metal while preserving native structures. Conclusion: This study may significantly improve the detection of areas of interest in many dentomaxillofacial applications.
Kim, Young-Ki;Yoon, Young-Deuk;Yoon, Chong-Yul;Kim, Jung-Soo;Kim, Woon-Kyung;Song, Moon-Ho
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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v.37
no.1
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pp.27-36
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2000
As a potential approach for non-destructive testing of concrete structures, we evaluate the time-of-flight (TOF) ultrasound tomography technique In conventional X ray tomography, the reconstructed Image corresponds to the internal attenuation coefficient However, in TOF ultrasound tomography, the reconstructed Image is proportional to the retractive index of the medium Because refractive effects are minimal for X-rays, conventional reconstruction techniques are applied to reconstruct the Image in X-ray tomography However, since ultrasound travels in curved path, due to the spatial variations in the refractive index of the medium, the path must be known to correctly reconstruct the Image. Algorithm for determining the ultrasound path is developed from a Geometrical Optics point view and the image reconstruction algorithm, since the paths are curved It requires the algebraic approach, namely the ART or the SIRT Here, the difference between the computed and the measured TOP data is used as a basis, for the iteration process First the initial image is reconstructed assuming straight paths. It then updates the path based on the recently reconstructed image This process of reconstruction and path determination repeats until convergence The proposed algorithm is evaluated by computer simulations, and in addition is applied to a real concrete structure.
The aim of this series of experiments was to examine the opportunity for application of X-ray computer tomography (CT) in cattle production. Firstly, tissue composition of M. longissimus dorsi (LD) cuts between the $11-13^{th}$ ribs (in Exp 1. between the $9-11^{th}$ ribs), was determined by CT and correlated with tissue composition of intact half carcasses prior to dissection and tissue separation. Altogether, 207 animals of different breeds and genders were used in the study. In Exp. 2 and 3, samples were taken from LD cuts, dissected and chemical composition of muscle homogenates was analysed by conventional procedures. Correlation coefficients were calculated among slaughter records, tissues in whole carcasses and tissue composition of rib samples. Results indicated that tissue composition of rib samples determined by CT closely correlated with tissue composition results by dissection of whole carcasses. The findings revealed that figures obtained by CT correlate well with the dissection results of entire carcasses (meat, bone, fat). Close three-way coefficients of correlation (r = 0.80-0.97) were calculated among rib eye area, volume of cut, pixel-sum of adipose tissue determined by CT and intramuscular fat or adipose tissue in entire carcasses. Estimation of tissue composition of carcasses using equations including only CT-data as independent variables proved to be less reliable in prediction of lean meat and bone in carcass ($R^2 = 0.51-0.86$) than for fat (($R^2 = 0.83-0.89$). However, when cold half carcass weight was also included in the equation, the coefficient of determination exceeded $R^2 = 0.90$. In Exp. 3 tissue composition of rib samples by CT were compared to the results of EUROP carcass classification. Findings revealed that CT analysis has higher predictive value in estimation of actual tissue composition of cattle carcasses than EUROP carcass classification.
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.24
no.3
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pp.125-134
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2024
The novel coronavirus 2019 is called COVID-19 has outspread swiftly worldwide. An early diagnosis is more important to control its quick spread. Medical imaging mechanics, chest calculated tomography or chest X-ray, are playing a vital character in the identification and testing of COVID-19 in this present epidemic. Chest X-ray is cost effective method for Covid-19 detection however the manual process of x-ray analysis is time consuming given that the number of infected individuals keep growing rapidly. For this reason, it is very important to develop an automated COVID-19 detection process to control this pandemic. In this study, we address the task of automatic detection of Covid-19 by using a popular deep learning model namely the VGG19 model. We used 1300 healthy and 1300 confirmed COVID-19 chest X-ray images in this experiment. We performed three experiments by freezing different blocks and layers of VGG19 and finally, we used a machine learning classifier SVM for detecting COVID-19. In every experiment, we used a five-fold cross-validation method to train and validated the model and finally achieved 98.1% overall classification accuracy. Experimental results show that our proposed method using the deep learning-based VGG19 model can be used as a tool to aid radiologists and play a crucial role in the timely diagnosis of Covid-19.
Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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2005.11b
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pp.859-861
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2005
X-ray를 이용한 CT(Computed Tomography : 이하 CT)영상은 사물에 대해 회전하면서 X-ray가 투과하여 감약 정도에 따라서 영상을 획득하지만 검사 목적과는 관계없이 발생되는 통계적인 오차로 인해 정확한 CT영상의 구성을 교란하거나 방해하여 영상의 질을 저하시키고 미세 부분의 관찰 능력을 감소시키는 장해 음영인 아티팩트(artifact)라는 노이즈가 발생한다. 이러한 노이즈를 제거하는 필터를 설계 할 때는 두 가지 고려해야 할 사항이 있는데 첫째는 영상내의 노이즈을 정확히 판단하여 효과적으로 제거해야 하며, 둘째로는 원래의 영상에 가깝도록 경계와 같은 세부 영역을 보존해야 한다는 점이다. 기존에는 mean 필터나 median 필터, 그리고 Gaussian 필터 등을 사용했지만 상세한 부분을 보존하기에는 실패하는 단점이 있다. 따라서 본문에서는 wavelet 변환을 하여 영상의 주파수 대역을 저주파 영역과 고주파 영역으로 분리하여 각각의 영역에서 노이즈를 제거할 수 있도록 적합한 필터를 설계하고 방법을 제안하여 그 필터를 CT 3차원 뇌혈관 영상에 적용하여 많은 노이즈를 제거하였고 낮은 Threshold값에서도 작은 혈관을 관찰 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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