• Korean Journal of Radiology
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• 제22권3호
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• pp.442-453
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• 2021

Artificial intelligence (AI) will likely affect various fields of medicine. This article aims to explain the fundamental principles of clinical validation, device approval, and insurance coverage decisions of AI algorithms for medical diagnosis and prediction. Discrimination accuracy of AI algorithms is often evaluated with the Dice similarity coefficient, sensitivity, specificity, and traditional or free-response receiver operating characteristic curves. Calibration accuracy should also be assessed, especially for algorithms that provide probabilities to users. As current AI algorithms have limited generalizability to real-world practice, clinical validation of AI should put it to proper external testing and assisting roles. External testing could adopt diagnostic case-control or diagnostic cohort designs. A diagnostic case-control study evaluates the technical validity/accuracy of AI while the latter tests the clinical validity/accuracy of AI in samples representing target patients in real-world clinical scenarios. Ultimate clinical validation of AI requires evaluations of its impact on patient outcomes, referred to as clinical utility, and for which randomized clinical trials are ideal. Device approval of AI is typically granted with proof of technical validity/accuracy and thus does not intend to directly indicate if AI is beneficial for patient care or if it improves patient outcomes. Neither can it categorically address the issue of limited generalizability of AI. After achieving device approval, it is up to medical professionals to determine if the approved AI algorithms are beneficial for real-world patient care. Insurance coverage decisions generally require a demonstration of clinical utility that the use of AI has improved patient outcomes.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제13권1호
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• pp.75-83
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• 2024

In order to reduce the time and cost of developing a navigation system, a performance evaluation platform can be used. A User Interface (UI) is required to effectively evaluate the performance, which sets parameters and gives navigation sensor signals and data display, and also displays navigation results. In this paper, a LabVIEW-based UI design method for multi-integrated navigation systems is proposed and implementation results are presented. The UI consists of a signal and data generation part and a signal and data processing part. The signal and data generation part sets parameters for the signal and data generation and displays the navigation sensor signal and data generation results. The signal and data processing part sets parameters for the signal and data processing and displays the navigation results. The signal and data generation part and signal and data processing part are designed to satisfy the requirements of the UI for a performance evaluation of the navigation system. In order to show the usefulness of the proposed UI design method, parameters of the signal and data generation and the signal and data processing are set through the LabVIEW-based UI, and the Global Positioning System (GPS) signal and inertial measurement unit data generation results and the navigation results of a GPS Software Defined Receiver (SDR) and inertial navigation system are confirmed. The implementation results show that the proposed UI design method helps users conduct an effective performance evaluation of navigation systems.

• Korean Journal of Radiology
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• 제24권8호
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• pp.784-794
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• 2023

Objective: To determine whether dynamic susceptibility contrast-enhanced (DSC) perfusion magnetic resonance imaging (MRI) can be used to evaluate posterior cerebral circulation in pediatric patients with moyamoya disease (MMD) who underwent anterior revascularization. Materials and Methods: This study retrospectively included 73 patients with MMD who underwent DSC perfusion MRI (age, 12.2 ± 6.1 years) between January 2016 and December 2020, owing to recent-onset clinical symptoms during the follow-up period after completion of anterior revascularization. DSC perfusion images were analyzed using a dedicated software package (NordicICE; Nordic NeuroLab) for the middle cerebral artery (MCA), posterior cerebral artery (PCA), and posterior border zone between the two regions (PCA-MCA). Patients were divided into two groups; the PCA stenosis group included 30 patients with newly confirmed PCA involvement, while the no PCA stenosis group included 43 patients without PCA involvement. The relationship between DSC perfusion parameters and PCA stenosis, as well as the performance of the parameters in discriminating between groups, were analyzed. Results: In the PCA stenosis group, the mean follow-up duration was 5.3 years after anterior revascularization, and visual disturbances were a common symptom. Normalized cerebral blood volume was increased, and both the normalized time-topeak (nTTP) and mean transit time values were significantly delayed in the PCA stenosis group compared with those in the no PCA stenosis group in the PCA and PCA-MCA border zones. TTP_PCA (odds ratio [OR] = 6.745; 95% confidence interval [CI] = 2.665-17.074; P < 0.001) and CBV_PCA-MCA (OR = 1.567; 95% CI = 1.021-2.406; P = 0.040) were independently associated with PCA stenosis. TTP_PCA showed the highest receiver operating characteristic curve area in discriminating for PCA stenosis (0.895; 95% CI = 0.803-0.986). Conclusion: nTTP can be used to effectively diagnose PCA stenosis. Therefore, DSC perfusion MRI may be a valuable tool for monitoring PCA stenosis in patients with MMD.

• 한국측량학회지
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• 제38권3호
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• pp.259-267
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• 2020

실시간 정밀 위치결정을 위해서 N-RTK (Network Real-Time Kinematic) 기술이 많이 사용되고 있다. 하지만 기존의 N-RTK 시스템은 사용자 수 제한으로 인해 지속해서 늘어나는 무인 이동체의 위치결정을 하는 데 한계가 있다. 따라서 사용자 수 제한 없이 보정 신호를 생성하는 시스템이 있다면 어느 정도의 간격으로 있어야 전국어디에서든 위치결정을 할 수 있을지에 대한 연구가 필요할 것으로 판단하여 기선 거리에 따른 N-RTK 시스템의 정확도를 분석하였다. 다양한 장비를 사용하는 사용자들이 있을 것으로 예상하여 서로 다른 성능의 수신기로 로버 위치를 추정하였으며, 자료처리는 오픈소스 소프트웨어인 RTKLIB을 활용하였다. 실험 결과, 로버와 가장 가까운 기준국에서는 수신기의 종류와 관계없이 높은 비율로 고정해가 산출되었으며, 추정 좌표의 정확도 역시 비슷한 수준으로 결정되었다. 로버에서 약 40km 떨어져 있는 기준국 보정 신호를 활용하는 경우, 고정해 산출 비율은 평균 약 50% 정도 감소하였으나 수직 RMSE (Root Mean Squared Error)는 약 2.5-4.7cm로 단기선 결과(1.0-1.5cm)와 크게 다르지 않았다. 고가형 수신기는 장기선에서도 이상값(outlier) 크게 나타나지 않았으며, 향후 과학기술용 정밀 자료 처리 소프트웨어를 활용한 고정해 산출과 좌표 추정 정확도에 대한 분석을 수행할 예정이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.229-235
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• 2019

본 논문은 동일 대역 전이중 무선 통신 시스템의 구현에 관한 연구이다. 아날로그 RF 영역의 신호는 분리된 안테나를 이용하여 자기간섭 신호 크기를 줄이고, 디지털 영역은 SDR(Software Defined Radio)을 통해 자기간섭 신호를 제거하여 동일 대역 전이중 무선 통신 방식을 구현하였다. USRP X310 장치에 송신단의 안테나와 수신단의 안테나를 각각 사용하였으며, SDR 장치의 송수신단의 이득을 조절하여 수신단의 안테나로 들어오는 자기간섭 신호의 크기와 외부에서 수신하고자 하는 신호의 크기를 -64 dB으로 동일하게 설정하였다. 전이중 무선 통신 성능을 검증하기 위하여 소스데이터는 이미지를 사용하였으며 변조 방식은 OFDM 방식을 사용하였다. 반송파 주파수는 2.67 GHz, 대역폭은 20 MHz인 WiFi 표준 프레임을 사용하였다. 수신 신호에서 자기간섭 신호는 디지털 신호처리로 상쇄하였으며, 최대 34 dB까지 자기간섭 신호를 제거하였다. 자기간섭 신호를 제거하지 않았을 때는 OFDM 복조가 불가능하였다. 하지만 자기간섭 신호 제거량의 크기를 변화시켜가면서 BER을 측정한 결과, 자기간섭 신호를 34 dB 제거한 경우 BER이 $2.63{\times}10^{-5}$로 줄어들었고, 비터비 복호기(Viterbi decoder)를 통과한 결과, 100 Mbit data 송출량 동안 에러가 검출되지 않았다.

• 대한영상의학회지
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• 제82권2호
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• pp.406-416
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• 2021

목적 원발성 비점액성 직장암 환자에서 자기공명영상 기반 텍스처 분석 변수와 Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog (이하 KRAS) 유전자 변이와의 연관성을 조사한다. 방법 조직학적으로 비점액성 직장 선암종으로 진단받고 KRAS 유전자 정보가 있으며 치료 전 직장 자기공명영상을 시행한 79명의 환자를 훈련 데이터셋(n = 46)과 검증 데이터셋(n = 33)으로 나누었다. 텍스처 분석은 축상면 T2 강조영상에서 시행되었다. 텍스처 변수와 KRAS 유전자 변이와의 연관성은 Mann-Whitney U 검정을 통해 통계적으로 분석하였다. 수신기작동 특성 곡선(receiver operating characteristic) 분석을 이용하여 KRAS 유전자 변이를 예측하기 위한 최적의 절단값을 산출하였다. 이 절단값은 검증 데이터셋을 사용해 검증되었다. 결과 훈련 데이터셋에서 왜도(skewness)는 유전자 변이가 있는 집단(n = 22명)에서 유전자 변이가 없는 집단(n = 24명)보다 유의하게 높았다(0.221 ± 0.283; -0.006 ± 0.178, p = 0.003). 왜도의 곡선 하 면적 값(area under the curve)은 0.757 (95% 신뢰구간, 0.606-0.872)로 정확도는 71%, 민감도는 64%, 특이도는 78%였다. 다른 텍스처 변수들은 두 집단 간 유의한 차이를 보이지 않았다(p > 0.05). 검증 데이터셋에 절단값 0.078을 적용하였을 때 정확도는 76%, 민감도는 86%, 특이도는 68%였다. 결론 원발성 비점액성 직장암 환자에서 왜도는 KRAS 유전자 변이와 연관성을 보였다.

• 대한영상의학회지
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• 제83권1호
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• pp.112-126
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• 2022

목적 연조직 육종의 종양 가장자리 침윤을 예측하기 위한 3T 자기공명영상 텍스처 분석의 가치를 규명한다. 대상과 방법 3T 자기공명영상을 시행하고, 병리학적으로 연조직 육종으로 확인된 31명의 환자를 대상으로 하고, 병리학적인 가장자리 침윤을 표준으로 사용하였다. 연조직 육종에 대한 텍스처 분석은 축상 T1 강조영상, T2 강조영상, 지방억제 조영증강 T1 강조영상, 확산강조영상(b = 800 sec/mm²) 및 현성확산계수 지도 영상에서 이루어졌다. 텍스처 분석에서 얻어진 정량적 변수가 침윤성(infiltrative) 육종과 국한성(circumscribed) 육종에서 차이가 있는지 비교하였다. 결과 총 23명의 연조직 육종에서 병리학적인 가장자리 침윤을 보였다. 침윤성 육종과 국한성 육종은, T1 강조영상 공간 스케일 인자(spatial scaling factor; 이하 SSF) 0, 6에서의 첨도(kurtosis), 조영증강 T1 강조영상(SSF, 0)에서의 첨도, 확산강조영상(SSF, 0)에서의 왜도(skewness), 현성확산계수 지도(SSF 2, 4)에서의 왜도에서 유의한 차이가 있었다(p ≤ 0.046). 자기공명영상 텍스처 소견을 이용한 종양 가장자리 침윤을 예측하는 정확도는 수신자운영특성곡선(receiver operating characteristic; 이하 ROC)의 곡선하 면적(area under the ROC curve) 0.951 (p < 0.001)이었다. 결론 자기공명영상 텍스처 분석은 연조직 육종의 침윤성 가장자리를 예측하는 데 있어 신뢰 할 수 있으며 정확하다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제13권11호
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• pp.5427-5432
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• 2012

Background and Purpose: Ovarian cancer is the leading cause of death among gynecologic cancers because of the lack of effective early detection methods. Accuracies of the human epididymis protein 4 (HE4) and mesothelin in detecting ovarian cancer have never been systematically assessed. The current systematic review aimed to tackle this issue. Methods: MEDLINE, EMBASE, and Cochrane databases were searched (September 1995-November 2011) for studies on the diagnostic performances of HE4 and mesothelin in differentiating ovarian cancer from other benign gynecologic diseases. QUADAS items were used to evaluate the qualities of the studies. Meta-DiSc software was used to handle data from the included studies and to examine heterogeneity. All included studies for diagnostic performance were combined with sensitivity, specificity, positive likelihood ratio (PLR), negative likelihood ratio (NLR), diagnostic odds ratios (DORs) with 95% confidence intervals (CIs), summary receiver operating characteristic (SROC) curves, and areas under the SROC curves (AUC). Results: A total of 18 studies and 3,865 patients were eligible for the final analysis. The pooled sensitivity estimates for HE4 (74.4%) were significantly higher than those for mesothelin (49.3%). The pooled specificity estimates for mesothelin (94.5%) were higher than those for HE4 (85.8%). The pooled DOR estimates for HE4 (26.22) were higher than those for mesothelin (24.01). The SROC curve for HE4 showed better diagnostic accuracy than that for mesothelin. The PLR and NLR of HE4 were 6.33 (95% CI: 3.58 to 11.18) and 0.27 (95% CI: 0.21 to 0.34), respectively. The PLR and NLR for mesothelin were 11.0 (95% CI: 6.21 to 19.59) and 0.51 (95% CI: 0.42 to 0.62), respectively. The combination of the two tumor markers or their combination with CA-125 increased sensitivity and specificity to different extents. Conclusion: The diagnostic accuracy of HE4 in differentiating ovarian cancer from other benign gynecologic diseases is better than that of soluble mesothelin-related protein. Combinations of two or more tumor markers show more sensitivity and specificity.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.1237-1244
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• 2009

본 논문에서는 모든 휴대폰이 가지고 있는 액정의 광원을 활용하여 데이터 전송및 비용처리를 할 수 있는 디지털 카드시스템을 제안한다. 즉, 휴대폰의 내장된 VM(Vurtual Machine)OS에 소프트웨어방식으로 카드번호와 같은 데이터를 내장한 버츄얼 모바일 카드를 생성하여 휴대폰에 탑재하고, 탑재된 모바일 카드에 휴대폰에 장착된 발광장치(LCD 백라이트 혹은 유기 EL)를 모바일 카드의 제어모듈이 모바일 카드의 내장 데이터를 펄스 선호로 발광하게 함으로써, 카드번호와 같은 데이터를 전용리더기로 수신토록 하는 모바일 디지털 카드 시스템이다. 제안하는 기술은 휴대폰의 광원을 컨트롤 하는 방법을 사용하여 전용 휴대폰의 필요 없이 보급된 대부분의 휴대폰에 적용 가능하며, 소프트웨어로 구현되어 다양한 기능을 추가하는 것이 가능하다. 그러나 휴대폰을 이용한 디지카드시스템은 휴대폰의 성능에 따라 데이터의 전송시간에 차이가 나고, 암호화 등의 이유로 데이터를 길게 하면 데이터의 길이에 비례하여 전송속도가 늘어나는 단점이 있다. 본 논문에서 제안한 디지카드 시스템은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 유기 EL(OLED)을 이용하여 속도를 획기적으로 향상시켰으며 또한 소프트웨어적으로 암호화를 해결하여 보안상의 문제 등을 해결하였다.

• 대한소아치과학회지
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• 제35권1호
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• pp.1-10
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• 2008

치아 우식증과 침식증의 진단과 예방에 있어 구강 내 환경, 특히 산도를 정밀하게 평가하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구는 구강 내의 산도측정을 위한 기존 방법들의 단점을 보완하고자 구강 내 무선 pH 원격측정 방법을 개발하고, 실제로 측정시의 효율성을 얻기 위해 시행되었다. 구강 외로 부착되는 부가적인 장치 없이 구강 내에만 장착하여 24시간 이상 수소이온농도지수(이하 pH)를 측정할 수 있는 무선 원격측정장치를 개발하고, 정확한 산도의 측정이 가능한지를 검증하였다. 그리고 이 장치를 실제 구강 내에 장착하여 피검자로 하여금 24시간 동안의 시간별 상세한 섭식과 활동 내용, 수면 상태를 기록하도록 하고 24시간 후 구강으로부터 수거하여 지난 24시간 동안의 pH의 변화를 획득하고 분석하였다. 그 결과, 구강 내 장치와 구강 외 장치로 이루어진 구강 내 무선 pH 원격측정방법의 개발에 성공하였으며 24시간 동안 피검자의 구강 내 pH 변화를 측정한 결과, 피검자가 실제 섭취하였던 시간과 음식 종류에 일치하게 측정치를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통하여 장시간 무선 pH 원격측정방법을 이용하여 구강 내 pH를 측정할 수 있게 됨으로써, 기존의 유선 pH 원격측정방법이 가진 한계점을 극복할 수 있게 되어 구강 내 환경이나 우식학과 관련된 보다 광범위한 연구가 가능하게 될 것이다.