• 제목/요약/키워드: fiber tracking

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확산텐서자기공명영상에서 수정된 기울기강하법을 이용한 텐서 중간값 필터에 관한 연구 (A Study on the Tensor-Valued Median Filter Using the Modified Gradient Descent Method in DT-MRI)

  • 김성희;권기운;박인성;한봉수;김동윤
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.817-824
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    • 2007
  • Tractography using Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging (DT-MRI) is a method to determine the architecture of axonal fibers in the central nervous system by computing the direction of the principal eigenvector in the white matter of the brain. However, the fiber tracking methods suffer from the noise included in the diffusion tensor images that affects the determination of the principal eigenvector. As the fiber tracking progresses, the accumulated error creates a large deviation between the calculated fiber and the real fiber. This problem of the DT-MRI tractography is known mathematically as the ill-posed problem which means that tractography is very sensitive to perturbations by noise. To reduce the noise in DT-MRI measurements, a tensor-valued median filter which is reported to be denoising and structure-preserving in fiber tracking, is applied in the tractography. In this paper, we proposed the modified gradient descent method which converges fast and accurately to the optimal tensor-valued median filter by changing the step size. In addition, the performance of the modified gradient descent method is compared with others. We used the synthetic image which consists of 45 degree principal eigenvectors and the corticospinal tract. For the synthetic image, the proposed method achieved 4.66%, 16.66% and 15.08% less error than the conventional gradient descent method for error measures AE, AAE, AFA respectively. For the corticospinal tract, at iteration number ten the proposed method achieved 3.78%, 25.71 % and 11.54% less error than the conventional gradient descent method for error measures AE, AAE, AFA respectively.

태양광(Fiber Optical System) 조명 측정 평가 (Measurement and Estimation of Fiber Optical System)

  • 차광석
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2002년도 학술대회논문집
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    • pp.83-86
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    • 2002
  • 본 연구는 태양광시스템의 센서와 프로그램 (타이머스위치)을 혼용한 제어시스템을 측정한 결과이다. 집광부 렌즈 초점의 정확도에 따른 효율 저감을 평가한 결과 실제 그 차이는 조사부 50cm 떨어진 곳에서 0.1lx 에서 5000lx 값 차이를 나타났다. 이는 태양광조명의 가장 중요한 핵심이 바로 태양추적의 정확성에 있는 것이다.

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섬유활용 아스팔트 콘크리트의 실험적 공용특성평가 (Evaluation of Laboratory Performance Characteristics of Fiber-Reinforced Asphalt Concrete)

  • 김낙석
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.61-72
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    • 2002
  • 본 연구에서는 마샬 배합설계법을 이용하여 섬유와 아스팔트 바인더의 적정한 양을 결정한 후 마샬 공시체를 제작하였다. 제작된 공시체를 이용하여 3단계의 온도(5, 20, 60$^{\circ}C$)하에서 간접인장강도 시험을 수행한 후 물성을 측정하여 기존의 아스팔트 혼합물(밀입도 20)과 섬유보강 아스팔트 혼합물 사이의 기계적 특성을 비교 분석하였다. 특히 혼합물의 소성 변형에 대한 저항성을 평가하기 위하여 휠트랙킹 시험을 실시하였다. 시험결과 전체적으로 재래식 밀입도 20 아스팔트 혼합물보다 섬유보강 아스팔트 혼합물의 간접인장강도가 높은 것으로 나타났으며, 특히 인성 (Toughness)값은 시험온도에 따라 $1.27{\sim}1.97$배 높게 나타났다. 또한 본 연구에서 수행되어진 $60^{\circ}C$에서 휠트랙킹 시험과 잔류 간접인장강도 시험에 대한 특성은 하절기의 고온 다습한 기후하에서 재래식 밀입도 20 혼합물보다 섬유보강 아스팔트 혼합물의 소성변형에 대한 저항성이 우수할 것으로 판단된다.

Suppression of Output Distortion in a Gyroscope using Fiber Amplifier/Source by Tracking of Optimum Modulation Amplitude

  • Park, Hee-Gap
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제3권2호
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    • pp.80-85
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    • 1999
  • We propose and demonstrate a new scheme for suppression of output distortion in an open-loop gyroscope employing an erbium-doped fiber amplifier/source (FAS). In addition to the main modulation for the rotation rate measurement, a small auxiliary modulation at a different frequency is used to extract an error signal, which is necessary for keeping the quasi-dc component of the feedback signal power at a constant level for varying rotation rate. By active tracking of the optimum modulation condition using this two-frequency modulation scheme, we obtain stable gyro output with suppressed distortion as well as stable FAS characteristics. We also calculate the distortion in the gyro response due to the feedback effect, from which we estimate the FAS gyro output distortion due to the residual ac feedback effect when the dc feedback effect is removed by the proposed scheme. The measured residual deviation agrees reasonably with the estimation.

Clinical Uses of Diffusion Tensor Imaging Fiber Tracking Merged Neuronavigation with Lesions Adjacent to Corticospinal Tract : A Retrospective Cohort Study

  • Yu, Qi;Lin, Kun;Liu, Yunhui;Li, Xinxing
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제63권2호
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    • pp.248-260
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    • 2020
  • Objective : To investigate the efficiency of diffusion tensor imaging (DTI) fiber-tracking based neuronavigation and assess its usefulness in the preoperative surgical planning, prognostic prediction, intraoperative course and outcome improvement. Methods : Seventeen patients with cerebral masses adjacent to corticospinal tract (CST) were given standard magnetic resonance imaging and DTI examination. By incorporation of DTI data, the relation between tumor and adjacent white matter tracts was reconstructed and assessed in the neuronavigation system. Distance from tumor border to CST was measured. Results : The sub-portion of CST in closest proximity to tumor was found displaced in all patients. The chief disruptive changes were classified as follows : complete interruption, partial interruption, or simple displacement. Partial interruption was evident in seven patients (41.2%) whose lesions were close to cortex. In the other 10 patients (58.8%), delineated CSTs were intact but distorted. No complete CST interruption was identified. Overall, the mean distance from resection border to CST was 6.12 mm (range, 0-21), as opposed to 8.18 mm (range, 2-21) with simple displacement and 2.33 mm (range, 0-5) with partial interruption. The clinical outcomes were analyzed in groups stratified by intervening distances (close, <5 mm; moderated, 5-10 mm; far, >10 mm). For the primary brain tumor patients, the proportion of completely resected tumors increased progressively from close to far grouping (42.9%, 50%, and 100%, respectively). Five patients out of seven (71.4%) experienced new neurologic deficits postoperatively in the close group. At meantime, motor deterioration was found in six cases in the close group. All patients in the far and moderate groups received excellent (modified Rankin Scale [mRS] score, 0-1) or good (mRS score, 2-3) rankings, but only 57.1% of patients in the close group earned good outcome scores. Conclusion : DTI fiber tracking based neuronavigation has merit in assessing the relation between lesions and adjacent white matter tracts, allowing prediction of patient outcomes based on lesion-CST distance. It has also proven beneficial in formulating surgical strategies.

외부공진형 광주파수가변 레이저를 이용한 실시간 광섬유 케이블의 미세 진동 측정 연구 (Real-time Subtle Vibration Sensing of Optical Fiber Cable based on External-cavity Frequency-swept Laser)

  • 장한솔;김창석
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제23권6_2호
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    • pp.943-948
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    • 2020
  • In this paper, we developed a fiber optic interferometer system based on frequency-swept laser. This frequency-swept laser with an external-cavity structure can generate a high coherent light with a linewidth of 132 kHz at 1552 nm. It also shows a superior swept linearity of R2 = 0.99995 under repetition rate of 200 kHz due to absence of mechanical moving parts in the laser cavity. By using a piezoelectric fiber optic stretcher, various vibration experiments were implemented, such as 0.5 to 2.0 kHz vibration signals with intervals of 0.5 kHz, with a sampling rate of 7 kHz. Real-time peak tracking can be successfully recovered according to the applied vibration frequency with high linearity of R2 = 0.99983.

태양광 집적을 위한 태양위치 추적장치 (An Accurate Sun Tracking System)

  • 백현규;곽만섭;현웅근
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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    • pp.737-741
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    • 2001
  • 본 논문에서는 태양광을 이용한 조명시스템이 설계되었다. 개발되고 있는 시스템은 태양추적을 위한 제어부와 Cds센서 모듈 그리고 태양광 전송부로 이루어져있다. $\pm$2$^{\circ}$의 허용오차 범위내에서 집광판이 태양에 수직으로 추적하기 위하여 Cds센서를 이용한 on-line 알고리즘이 설계되었다. 재발되고 있는 시스템의 효율성을 입증하기 위하여 몇가지의 야외 실험이 진행 중에 있다.

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확산텐서 MR 영상을 이용한 백질의 비등방성 측정 및 백질섬유 트래킹: 확산경사자장의 방향수가 미치는 영향 (Anisotropy Measurement and Fiber Tracking of the White Matter by Using Diffusion Tensor MR Imaging: Influence of the Number of Diffusion-Sensitizing Gradient Direction)

  • 전우선;홍성우;이종세;김성현;김재형
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제10권1호
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    • pp.1-7
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    • 2006
  • 목적 : 최근 확산텐서영상(diffusion tensor imaging)의 발전으로 뇌백질의 미세 구조적 특성을 평가할 수 있게 되었다. 그러나 확산텐서영상을 얻기 위한 적절한 영상촬영조건 중 확산 강조 경사자장의 적정한 방향 수에 대하여 충분히 연구되지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 뇌백질의 트래킹(tracking)을 수행하는 데에 있어 확산강조 경사자장의 방향 수가 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 건강한 남녀 13명 (남: 10, 여: 3, 평균나이: 30세, 연령분포: 23-37) 을 대상으로 하였다. 확산텐서영상은 모든 영상촬영조건을 동일하게 유지하면서 확산강조 경사자장의 방향 수를 6-방향, 15-방향, 32-방향으로 변화시키면서 시행하였다. 영상 범위는 뇌교 하방 1 cm부터 측뇌실 상방 2-3 cm까지 포함하였으며 전교련-후교련 연결선에 평행하게 하였다. 영상후처리를 통해 FA (fractional anisotropy, 분할 비등방성) map을 만든 후, 뇌량의 무릎과 팽대에서 FA의 평균값과 표준편차를 각 FA map에서 구하였다. 그리고 뇌의 피질척수로에서 트래킹을 시행하여 트래킹된 백질 섬유의 수를 측정하였다. 얻어진 FA, FA의 표준편차, 트래킹된 피질척수로의 섬유 수를 통계적 방법으로 6-방향, 15-방향, 32-방향사이에서 비교하였다. 결과 : FA는 확산강조 경사자장의 방향 수에 따라 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 경사자장의 방향 수가 증가함에 따라 FA의 표준편차는 유의하게 감소하였고, 트래킹된 피질척수로의 섬유 수는 유의하게 증가하였다. 결론 : 확산텐서영상에서 확산강조 경사자장의 방향 수를 증가시킬수록 더 우수한 백질의 트래킹이 가능하였다.

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