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그래픽 하드웨어 가속을 이용한 실시간 색상 인식 (Real-time Color Recognition Based on Graphic Hardware Acceleration)

  • 김구진;윤지영;최유주
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제14권1호
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    • pp.1-12
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    • 2008
  • 본 논문에서는 야외 및 실내에서 촬영된 차량 영상에 대해 실시간으로 차량 색상을 인식할 수 있는 GPU(Graphics Processing Unit) 기반의 알고리즘을 제시한다. 전처리 과정에서는 차량 색상의 표본 영상들로부터 특징벡터를 계산한 뒤, 이들을 색상 별로 조합하여 GPU에서 사용할 참조 텍스쳐(Reference texture)로 저장한다. 차량 영상이 입력되면, 특징벡터를 계산한 뒤 GPU로 전송하고, GPU에서는 참조 텍스쳐 내의 표본 특징리터들과 비교하여 색상 별 유사도를 측정한 뒤 CPU로 전송하여 해당 색상명을 인식한다. 분류의 대상이 되는 색상은 가장 흔히 발견되는 차량 색상들 중에서 선택한 7가지 색상이며, 검정색, 은색, 흰색과 같은 3가지의 무채색과 빨강색, 노랑색, 파랑색, 녹색과 같은 4가지의 유채색으로 구성된다. 차량 영상에 대한 특징벡터는 차량 영상에 대해 HSI(Hue-Saturation-Intensity) 색상모델을 적용하여 색조-채도 조합과 색조-명도 조합으로 색상 히스토램을 구성하고, 이 중의 채도 값에 가중치를 부여함으로써 구성한다. 본 논문에서 제시하는 알고리즘은 다양한 환경에서 촬영된 많은 수의 표본 특징벡터를 사용하고, 색상 별 특성을 뚜렷이 반영하는 특징벡터를 구성하였으며, 적합한 유사도 측정함수(likelihood function)를 적용함으로써, 94.67%에 이르는 색상 인식 성공률을 보였다. 또한, GPU를 이용함으로써 대량의 표본 특징벡터의 집합과 입력 영상에 대한 특징벡터 간의 유사도 측정 및 색상 인식과정을 병렬로 처리하였다. 실험에서는, 색상 별로 1,024장씩, 총 7,168장의 차량 표본 영상을 이용하여 GPU에서 사용하는 참조 텍스쳐를 구성하였다. 특징벡터의 구성에 소요되는 시간은 입력 영상의 크기에 따라 다르지만, 해상도 $150{\times}113$의 입력 영상에 대해 측정한 결과 평균 0.509ms가 소요된다. 계산된 특징벡터를 이용하여 색상 인식의 수행시간을 계산한 결과 평균 2.316ms의 시간이 소요되었고, 이는 같은 알고리즘을 CPU 상에서 수행한 결과에 비해 5.47배 빠른 속도이다. 본 연구에서는 차량만을 대상으로 하여 색상 인식을 실험하였으나, 일반적인 피사체의 색상 인식에 대해서도 제시된 알고리즘을 확장하여 적용할 수 있다.

인공신경회로망을 이용한 F-18-FDG 뇌 PET의 간질원인병소 자동해석 (Automatic Interpretation of Epileptogenic Zones in F-18-FDG Brain PET using Artificial Neural Network)

  • 이재성;김석기;이명철;박광석;이동수
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.455-468
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    • 1998
  • 이 연구에서는 간질 환자의 F-18-FDG 뇌 PET 영상을 공간정규화 기법으로 표준지도 위에 정규화한 후 표준지도의 해부학적 위치 정보를 이용하여 뇌기능영상의 영역을 자동적으로 분할하고 각 해부학적 위치의 F-18-FDG 섭취율을 추출하였다. 뇌 각 영역의 F-18-FDG 섭취율을 데이터베이스화한 것을 입력으로 하는 인공신경회로망을 구성하고 학습시켜 핵의학 전문의가 판독한 결과와 얼마나 일치되는지를 분석하였다. 핵의학 전문의 2명이 좌측측두엽간질(112명), 우측측두엽간질(81명) 혹은 정상(64명)으로 판독한 F-18-FDG 뇌 PET 영상을 대상으로, 학습의 치우침을 줄이기 위해 각 질환 군에서 동일한 수(40명)를 선택하여 학습군을 구성하고 학습군을 제외한 정상 24명, 좌측측두엽간질 72명, 우측 측두엽간질 41명의 F-18-FDG PET을 시험군으로 하였다. 모든 영상을 SPM76을 이용하여 MNI 표준지도 위에 공간정규화하고 전체 뇌영역의 평균 계수를 100으로 정규화하였다. 영역 분할 프로그램을 개발하여 표준지도를 34개 영역으로 분할하고 모든 영상에서 각 뇌영역엔 대한 평균 계수를 추출하였다. 비선형 패턴분류에 효과적인 다층퍼셉트론 신경회로망 모델을 써서 오류역전파 알고리즘으로 학습시켰다. 한 층의 은닉층을 부여하고 은닉층의 뉴런 수를 5개부터 차츰 늘려가며 최적의 개수를 선택하였다. 초기 가중치와 바이어스 값은 무작위 값을 갖게 하였다. 출력단은 세 개의 뉴런을 갖고 각 뉴런은 입력이 정상이면 [1 0 0], 좌측측두엽간질이면 [0 1 0], 우측측두엽간질이면 [0 1 0]의 값을 탐 값으로 하였다. 뉴런의 활성화 함수는 시그모이드 함수를 사용하였다. 입력단은 17개의 뉴런으로 구성하고 서로 마주보는 뇌영역의 계수 타이(오른쪽-왼쪽)를 입력으로 하였다 회로망의 학습 횟수를 10,000번으로 제한하여 오타의 허용치를 1로 설정하고 학습 횟수가 넘거나 오차가 허용치보다 작을 때 학습을 중단하게 하였다. 모멘텀과 적응형 학습율을 사용하여 신경회로망의 성능을 향상시키고 학습 속도를 빠르게 하였다. 모든 PET 영상에서 성공적으로 공간정규화 파라메터를 추출하여 표준지도에 정규화할 수 있었다 다층퍼셉트론 모델을 기반으로 한 인공신경회로망으로 27개의 은닉층 뉴런을 사용했을 때 최적의 결과를 얻을 수 있었다. 학습군에 대해서 1508번의 반복 학습을 시킨 결과 오차율 0%인 신경 회로망을 얻었으며 시험군에 대해 적용한 결과 전문가의 판독결과와 80.3%의 일치율을 보였다. 은닉층의 뉴런 수가 10개나 30개인 경우에도 학습군에 대해 오타율 0%인 신경회로망을 얻을 수 있었으며 이때의 시험군에 대한 일치율 역시 75∼80%의 값을 보였다.

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수치 정밀토양에 기초한 전국 토양유실량의 평가를 위한 USLE/RUSLE 인자의 산정 (USLE/RUSLE Factors for National Scale Soil Loss Estimation Based on the Digital Detailed Soil Map)

  • 정강호;김원태;허승오;하상건;정필균;정영상
    • 한국토양비료학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.199-206
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    • 2004
  • 국가 전체의 토양유실량을 산정하기 위하여 범용토양유실예측공식 (USLE)과 개정 범용토양유실예측공식(RUSLE)의 각 인자를 재평가하였다. 정 외 (198,B)과 박 외 (2000)의 연구결과를 거리역산가중치법으로 계산하여 전국 150개 시군의 강우유출인자 (R)를 평가하였고, 한국토양총설 (1992), Taxonomical Classification of Korean Soils (2000), 농업환경변동조사사업 보고서 (2003)에 수록되어 있는 정보를 이용하여 390개 토양통, 1321개 토양상에 대한 토양침식성인자 (K)를 산출하였다. 지형인자 (LS)는 1 25,000 토양도를 이용하여 경사도, 경사장, 토지이용에 따른 대표 값을 산정하였으며 식생피복인자 (C)와 침식조절인자 (P)는 지난 27년간 농업과학기술원 토양보전분야의 연구결과를 종합하여 정리하였다 강우유출인자는 시군에 따라 2322-6408 MJ mm $ha^{-1}$ $yr^{-1}$ $hr^{-1}$이었으며 전체평균은 4276 MJ mm ha $yr^{-1}$ $hr^{-1}$이었다. 우리나라의 평균 토양침식성인자는 0.027 MT $r^{-1}$ $MJ^{-1}$ $mm^{-1}$이었으며 강 상류 및 내륙에 위치한 충북. 경북, 강원 등에서 낮았고, 경기, 충남, 전남등에서 높았다 토지이용별로 보면 논이 0.034 MT hr $MJ^{-1}$ $mm^{-1}$로 가장 컸고 밭, 임지, 초지가 각각 0.026, 0.019, 0.020 MT hr $MJ^{-1}$ $mm^{-1}$이었다. 밭의 작물인자는 0.06-0.45였으며 초지는 0.003이었다. 침식조절인자는 토양보전농법에 따라 0.01-0.85로 평가되었다.

PET 영상의 잡음개선을 위한 적응적 공간 필터 개발 (Development of Adaptive Spatial Filter to Improve Noise Characteristics of PET Images)

  • 우상근;최용;임기천;송태용;정진호;이경한;김상은;최연성;박장춘;김병태
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.253-261
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    • 2002
  • 양전자방출단층촬영기(Positron emission tomography, PET) 영상 개선을 위하여 적응적 공간 필터를 개발하였으며. 개발한 필터의 성능을 시뮬레이션데이터. 모형 PET 영상과 환자 PET 영상을 이용하여 평가하였다. 경계화소로 검출된 화소와 윈도우내의 모든 화소값이 동일한 화소는 보존하고. 그 외 화소에 대하여 2:7:2 비율로 가중치를 주어 정열한 후 중앙의 9개 화소에 대한 평균값으로 대치하였다. 경계화소를 검출하기 위하여 두 개의 임계값(TH7, TH2)을 이용하였으며. 다음의 조건을 만족하면 경계화소로 판단하였다 . THl ($pix_max{\times}0.1/log_2(NPM)$, NPM :주변값중 최상위 값과 최하위 값을 제외한 주변값들의 평균) 보다 작은 ADs (중앙값과 주변값의 차에 대한 절대값) 개수는 8-k이고. TH2 ($NPM{\times}0.1$) 보다 큰 ADs 개수는 k. 여기서 k는 2, 3 ‥‥ 6의 값을 가진다 성능평가 결과 이 연구에서 제안한 필터가 가우시안 필터, 가중메디안 필터, 부분집합평균메디안 필터 등과 비교하여 우수한 성능을 제공하는 것을 관찰하였다. 본 논문에서 개발한 간단한 적응적 공간 필터는 공간 분해능 저하는 최소화하면서 균일도와 대조도를 향상시키는데 효과적 이여서 정확한 PET 영상 해석에 기여할 것으로 기대된다

식사의 질과 식행동 평가를 위한 노인영양지수 개정 연구 (Revision of Nutrition Quotient for Elderly in assessment of dietary quality and behavior)

  • 임영숙;이정숙;황지윤;김기남;황효정;권세혁;김혜영
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제55권1호
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    • pp.155-173
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    • 2022
  • 본 연구의 노인영양지수 2021 (NQ-E 2021)은 노인의 식생활 관리 상태를 종합적, 객관적으로 평가할 수 있는 선별 영양진단 도구로 노인영양전문가 뿐만 아니라 일반인들도 쉽게 이해할 수 있어서 다양하게 활용되도록 하는 데 목표를 두고 수행되었다. NQ-E 2015 체크리스트 항목을 기반으로 하고, 노인의 식행동과 영양섭취 관련 문헌, 국민건강영양조사 자료, 국가 영양 정책 및 권고사항, 전문가 대상 심층면접을 통해 식품섭취영역에서 15개 항목, 식행동·식습관 영역에서 14개 항목의 총 29개 항목을 파일럿 조사용 체크리스트로 우선 선정하였다. 노인 100명을 대상으로 파일럿 설문조사 후 전문가 의견과 탐색적 요인분석을 거쳐서 전국 단위조사용 체크리스트로 23개 항목을 도출하였다. 전국단위 조사는 6개 광역시를 기준으로 층화추출한 총 1,000명을 대상으로 대면 조사를 수행하고, 탐색적 요인분석을 실시하여 노인 영양지수 평가항목을 3개 요인 (균형, 절제, 실천)으로 분류하고, 확정적 요인분석을 통해 최종 17개 항목이 NQ-E 2021의 구조방정식 모형에 적합한 것으로 도출되었다. 노인영양지수의 영역별 가중치는 각각 균형 0.55, 절제 0.10, 실천 0.35로 수렴되었다. 각 영역별로, '균형' 영역은 과일 섭취, 우유 및 유제품 섭취, 생선이나 조개류 섭취, 달걀 섭취, 콩이나 콩제품 섭취, 견과류섭취, 전곡이나 잡곡류 섭취, 물 섭취 빈도의 8개 항목, '절제' 영역에는 단음료나 단 음식 섭취와 기름진 빵이나 스낵 과자류 섭취 빈도의 2개 항목, '실천' 영역에는 건강한 식생활을 하려는 노력, 유통기한이나 영양표시 확인, 식사 전 손 씻기, 음식을 씹는데 불편한 정도, 우울정도, 숙면, 건강에 대한 자각의 7개 항목이 포함되었다. 전국단위 조사대상자의 NQ-E 2021 평균 점수는 51.7점이었고, 영역별 평균 점수는 균형 44.9점, 절제 52.2점, 실천 62.1점이었다. 본 연구에서 개발한 노인영양지수 (NQ-E 2021)는 17개의 간단한 설문항목, 10분 정도의 시간으로 노인의 전반적인 식사의 질과 식행동이 양호한지를 판정할 수 있고, 균형, 절제, 실천 영역의 구체적인 등급도 확인할 수 있다. NQ-E 2021은 오프라인뿐만 아니라 웹 연동 온라인 컴퓨터 프로그램으로 제공되어 간편하게 사용할 수 있으므로, 노인 스스로 자신의 영양상태를 평가하거나 또는 영양전문가들이 지역사회 주민들의 대면과 비대면 영양관리 자료로 다양하게 활용하는 것이 기대된다.

유기성폐자원에너지 인센티브제도 도입방안 연구(I): 바이오가스화 정밀모니터링 (A study on the introduction of organic waste-to-energy incentive system(I): Precise monitoring of biogasification)

  • 권준화;문희성;이원석;이동진
    • 유기물자원화
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    • 제29권4호
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    • pp.67-76
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    • 2021
  • 바이오가스화는 유기성폐기물을 안정적으로 분해하여 처리하는 과정에서 발생하는 메탄(CH4)가스를 이용해 환경친화적인 연료를 생산하는 기술이다. 바이오가스화는 수분함량이 높은 유기성폐기물의 에너지화에 가장 많이 활용되는 방법이며, 직매립(2005) 및 해양투기(2013) 등의 금지에 따른 유기성폐기물 처리에 유용한 공법이다. 최근 국내에서 발병한 아프리카돼지열병(ASF, African Swine Fever)으로 습식사료화 재활용이 금지되고, 건조 사료화 및 퇴비화 등의 생산제품 수요처가 부정적으로 인식되면서 음식물류폐기물의 처리에 어려움을 겪고 있다. 이에, 음식물류폐기물의 처리 및 자원화를 위해 바이오가스화가 더욱 주목받고 있다. 우리나라 에너지소비 규모는 268.41 106toe에 이르며 세계 9위 수준이다. 하지만 공급에너지의 약 95.8 %를 해외수입에 의존하고 있는 에너지 빈곤 국가이다. 따라서 국내에서는 신·재생에너지 공급의무화제도(RPS, Renewable energy portfolio standard)를 도입하고 있다. 국내의 RPS 제도는 다른 신재생에너지와 비교하여 폐기물에너지의 신·재생에너지 공급인증서(REC, Renewable energy certificate)의 가중치를 낮게 설정하고 있다. 따라서 폐자원에너지의 활성화를 위한 추가적 인센티브 제도가 요구된다. 본 연구에서는 음식물류폐기물, 음폐수 및 다양한 유기성폐기물이 처리되는 혐기소화조의 운영방식을 알아보고, 일정 기간의 정밀모니터링을 통해 폐자원에너지 인센티브제도를 마련하는 기초자료로써 활용하고자 하였다. 유기성 폐기물로 바이오가스를 생산하여 발전과 중질가스로 활용하는 4개소를 대상시설로 선정하였고, 현장조사 및 시료채취를 실시하였다. 채취된 유기성폐기물의 유입물 시료와 처리공정에 따른 유출물 시료의 기초 성상분석을 수행하였다. 성상분석 결과, 소화조 유입물의 총 고형물은 평 균 12.11 %이며, 총 고형물 중 휘발성 고형물은 85.86 %로 확인되었다. BOD와 CODcr 제거율은 소화조의 유입·유출 대비 각각 60.8 %와 64.8 %로 나타났으며, 유입물의 휘발성지방산은 평균 55,716 mg/L로 나타났으며, 혐기소화 후 감소율이 평균 92.3 %로 대부분 분해되어 제거된 것을 확인할 수 있다.

청소년 영양지수 (NQ-A 2021) 개정에 관한 연구 (Revision of Nutrition Quotient for Korean adolescents 2021 (NQ-A 2021))

  • 김기남;황효정;임영숙;황지윤;권세혁;이정숙;김혜영
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제56권3호
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    • pp.247-263
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    • 2023
  • 본 연구의 청소년 영양지수 (NQ-A) 2021은 청소년의 식생활 및 식행동을 종합적, 객관적으로 평가할 수 있는 선별 영양진단 도구로 영양전문가 뿐만 아니라 청소년 스스로도 쉽게 이용할 수 있도록 하는 것을 목표로 제·개정이 수행되었다. 본 연구에서는 2015에 개발된 한국 청소년 영양지수 (NQ-A) 체크리스트 항목을 기반으로 국민건강영양조사 자료, 국가 영양정책 및 지침, 청소년의 영양상태와 식행동에 관한 문헌에 대한 검토와 전문가를 대상으로 한 심층면접을 진행하였고, 이를 통해 25개의 파일럿 조사용 체크리스트를 우선 선정하였다. 파일럿 조사는 청소년 100명을 대상으로 시행되었고, 탐색적 요인분석과 전문가 의견수렴 과정을 거쳐 22개의 전국 단위 조사용 체크리스트 항목을 도출하였다. 전국 단위 조사의 경우 6개 광역시를 기준으로 층화추출된 총 1,000명의 청소년을 대상으로 진행되었고, 탐색적 요인 분석을 통해 청소년 영양지수 평가항목을 균형, 절제, 실천의 3가지 요인으로 분류한 후 확인적 요인분석을 통해 구조방정식 모형에 적합한 최종 20개 문항으로 NQ-A 2021를 최종 확정하였다. 청소년 영양지수의 영역별 가중치는 각각 균형 0.15, 절제 0.30, 실천 0.55로 결정되었다. 최종 확정된 NQ-A 2021의 각 영역별 문항은 다음과 같다. 균형영역에는 채소, 과일, 우유나 유제품, 콩이나 콩제품, 생선이나 조개류, 달걀, 견과류, 전곡·잡곡류의 섭취빈도의 8개 문항이, 절제영역에는 라면, 단음식·단음료, 카페인 음료, 맵고 짠 찌개나 탕류, 기름진 간식·튀김류 섭취, 야식, 편의점 등 길거리 음식 섭취빈도와 스마트폰 등을 보면서 식사하기 및 과식빈도의 9개 문항이, 실천영역에는 아침식사 빈도와 식품표시 확인, 식사 전 손 씻기의 3개 문항이 포함되었다. 대면평가로 이루어진 전국단위 조사대상자의 NQ-A 2021 평균 점수는 51.49점이었고, 각 영역별 평균점수는 균형 41.39점, 절제 55.67점, 실천 52.96점으로 나타났다. 본 연구의 NQ-A 2021은 20개의 체크리스트를 통해 10분 내외의 시간으로도 청소년의 식행동과 식생활을 평가할 수 있고, 균형, 절제, 실천 영역별 구체적 등급을 확인할 수 있다는 점에서 활발하게 이용될 수 있다. 또한 NQ-A 2021은 대면 평가와 웹사이트를 통한 비대면 온라인 평가가 모두 가능하며, 결과의 해석과 활용 자료를 함께 제공함으로써 영양전문가를 통한 영양교육과 연구뿐만 아니라 청소년 스스로 자신의 영양관리에도 다양한 활용이 가능할 것으로 기대된다.

보상여과판을 이용한 비인강암의 전방위 강도변조 방사선치료계획 (Dose Planning of Forward Intensity Modulated Radiation Therapy for Nasopharyngeal Cancer using Compensating Filters)

  • 추성실;이상욱;서창옥;김귀언
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제19권1호
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    • pp.53-65
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    • 2001
  • 목적 : 비인강암 환자의 국소제어율을 향상시키기 위한 목적으로 보상 여과판을 이용한 전방위 강도변조 방사선치료방법(intensity modulated radiation therapy : IMRT)을 계획하고 기존 3차원 입체조형치료방법과 비교하여 최적의 방사선치료방법을 모색하고자 한다. 대상 및 방법 : 3-차원 입체조형치료계획으로 치료받았던 비강암환자(T4N0M0) 1예를 선택하여 치료면의 굴곡과 뼈, 공동 등 불균질 조직으로 인하여 발생되는 표적체적의 선량분포를 균일하게 만들고 주변 정상장기의 손상을 최소화하기 위한 일차 입사선량의 강도 조절을 보상여과판으로 시행 하였다. 환자는 열변성 plastic mask로 고정시킨 후 치료조준용 CT Scan (PQ5000)을 이용하여 3 mm 간격으로 scan 하고 가상조준장치(virtual simulator)와 3차원 방사선치료계획 컴퓨터$(ADAC-Pinnacle^3)$를 이용하여 보상여과판을 제작하였다. 각 조사면을 세분한 소조사선(beamlet)의 강도 가중치(weighting)를 계산하고 가중치에 따른 선량 감약을 보상여과판의 두께로 환산하여 판별이 쉽도록 도표화하였다. 방사선 치료성과의 기준은 정량적으로 평가할 수 있는 선량체적표(dose volume histogram : DVH)와 종양억제확율(tumor control probability : TCP)및 정상조직 손상확율(normal tissue complication probability : NTCP)의 수학적 관계식을 이용하여 치료효과를 평가하였다. 결과 : 전방위 IMRT에서 계획용표적체적(planning target volume: PTV)내의 최소선량과 최대선량의 차이가 입체조형치료계획보다 약간 증가하였으며 평균선량은 강도조절치료계획에서 약 $10\%$, 더 높았고 전체 방사선량의 $95\%$가 포함되는 체적(V95)은 비교적 양쪽 설계방법에서 비슷한 양상을 보이고 있었다. 주위 건강장기들의 DVH에서 방사선에 민감한 장기인 시신경, 측두엽, 이하선, 뇌간, 척수, 측두하악골관절 등은 강도조절치료계획에서 많이 보호되었다. PTV의 종양제어확율은 입체조형치료계획과 강도변조치료계획에서 모두 비교적 균일하였으며 계획선량이 50 Gy에서 80 Gy로 증가함에 따라 TCP가 0.45에서 0.56으로 완만하게 증가하였다. 척수, 측두하악골 관절, 뇌간, 측두엽, 이하선, 시신경교차, 시신경 등 정상장기의 손상확율은 입체조형치료계획보다 강도조절치료계획에서 월등히 감소되었으며 특히 뇌간(brain stem)의 NTCP는 입체조형치료계획에서 보다 강도조절치료계획에서 훨씬 적은 값(0.3에서 0.15)으로 감소되었다. 계획선량의 증가에 따른 TCP와 NTCP를 입체조형치료계획과 강도조절치료계획에서 TCP는 공히 완만한 증가를 보였으나 NTCP값은 선량증가에 비례적으로 증가하였고 입체조형치료계획이 강도조절치료계획보다 월등히 증가하였다. 결론 : 보상여과판을 이용한 전방위 강도변조 방사선치료에서 PTV내의 선량 균일도의 개선은 없었지만 뇌간, 척수강 등 정상장기의 피폭을 줄일 수 있었다. 특히 인체표면의 굴곡이 심하거나 뼈, 동공 등으로 종양에 도달하는 방사선량분포가 균일하지 않을 경우 매우 유리한 치료방법이였다. 방사선치료성적을 평가함에 있어 DVH와 TCP, NTCP 등 수학적 척도를 이용함으로서 치료성과의 예측, 종양선량의 증가(dose escalation), 방사선수술의 지표 및 방사선치료의 질적 상황을 정량적 수치로 평가할 수 있어 방사선치료성과 향상에 기여할 수 있다고 생각한다.

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동적 $H_2^{15}O$ PET에서 앙상블 독립성분분석법을 이용한 심근 혈류 정량화 방법 개발 (Development of Quantification Methods for the Myocardial Blood Flow Using Ensemble Independent Component Analysis for Dynamic $H_2^{15}O$ PET)

  • 이병일;이재성;이동수;강원준;이종진;김수진;최승진;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.486-491
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    • 2004
  • 목적: 요소분석법. 독립성분분석법 등이 PET을 이용하여 심근혈류를 비침습적으로 측정하기 위하여 사용되어 왔다. 이론적으로 뛰어나고 새로운 방법인 앙상블 독려성분분석법을 이용하여 $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET데이터의 정량분석방법을 개발하였다. 이 연구에서 사용한 앙상블 독려성분분석법을 이용하여 환자의 혈류를 정량화 하였다. 대상 및 방법: 관동맥질환이 의심되어 관류 SPECT를 시행한 환자 20명을 대상으로 $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET을 시행한 후 앙상블 독립성분분석법을 이용하여 심근 독립성분영상을 추출하였으며, 좌심실영역과 심근영역에 대한 영상대조도를 조사하였다. 앙상블 학습은 독립성분과 가중치 행렬에 대한 확률분포를 가정하고 베이지안 이론에 의해서 혼합자료에 대한 확률분포를 추정한다. 이렇게 추정한 혼합자료의 확률분포와 실제 분포간의 차이인 Kullback-Leibler 발산치가 최소가 되도록 독립성분과 가중치 행렬을 순차적으로 변화시켜가며 최종 해를 찾는 방식이다. 이 연구에서 사후확률분포는 동적 핵의학 영상에 적합한 비음성제약조건과 함께 수정된 가우시안 분포를 이용하여 최적화 하였다. 혈류량은 심첨부, 중벽 네 부분, 하벽 네 부분의 9개 영역으로 나누어 측정하였으며, 측정결과에 대해 관류 SPECT 소견과 관동맥조영술의 소견과 비교하였다. 결과: 전체 20명의 휴식기 및 부하기 영상에서 5명을 제외한 15명의 데이터에 대해 심근혈류를 측정할 수 있었다. $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET에서 앙상블 독립성분분석법을 이용하여 정량화한 휴식기 혈류량은 $1.2{\pm}0.40$ ml/min/g, 부하기 혈류량은 $1.85{\pm}1.12$ml/min/g이었다. 같은 영역에 대해 두 번 측정했을 때 측정된 심근혈류값의 상관계수는 0.99로 재현성이 높았다. 분리된 독립성분영상에서 영상대조도는 좌심실에 대한 심근영역의 비는 평균 1:2.7이었다. 관동맥 조영술을 시행한 9명에서 협착이 없는 분절과 협착이 있는 분절의 혈류예비능에 유의한 차이가 있었다(P<0.01). 또한, 관동맥조영술에서 협착이 확인된 66분절의 심근관류 SPECT 소견에서 가역적 혈류감소를 보인 분절의 혈류예비능이 더 많이 감소되는 경향을 보였으나 통계적 유의성을 보이지는 않았다. 결론: 앙상블 학습을 이용한 독립성분분석방법을 이용하여 심근혈류가 측정이 되었다. 앙상블 독립성분분석법을 이용한 $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET 분석방법이 관상동맥 질환의 분석 및 동적 핵의학 영상 데이터의 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

초등학생의 에너지 과잉섭취 위험 진단을 위한 식습관평가표 개발 (Development of an Eating Habit Checklist for Screening Elementary School Children at High Risk of Energy Overintake)

  • 연미영;현태선
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제41권5호
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    • pp.414-427
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    • 2008
  • 초등학교 $4{\sim}6$학년 어린이 142명 (남 80명, 여 62명)을 대상으로 식습관과 식이섭취조사를 실시하여 에너지를 과잉으로 섭취할 위험이 있는 어린이를 선별할 수 있는 간단한 식습관평가표를 개발한 결과는 다음과 같다. 에너지 과잉섭취 위험이 있는 어린이를 선별하기 위해서는 과잉섭취의 위험을 나타낼 수 있는 지표가 필요하므로 에너지 섭취량, 지방 섭취량, 에너지필요추정량에 대한 에너지 섭취량 비율 (%EER)의 세가지 지표를 임의로 선정하였고, 식습관 각 문항의 응답 보기에서 가장 좋은 식습관에 대하여 0점, 가장 좋지 않은 식습관에 대하여 2점을 부여하고, 이 두가지 식습관 사이에 중간 정도의 보기가 있는 경우 1점을 부여하였다. 부여된 점수로 계산한 각 문항의 식습관 점수와 에너지 과잉섭취 위험 평가지표와의 Pearson상관계수를 계산한 결과 유의적인 양의 상관관계를 나타낸 식습관 문항은 식사 중 TV 시청 여부, 식사속도, 식사량, 과식횟수, 외식횟수, 간식횟수, 라면과 패스트푸드 섭취 횟수에 관한 7개 문항으로 나타나 이들을 평가표에 포함시킬 문항으로 선정하였다. 선정된 문항 중에서 에너지 과잉섭취 위험을 더 잘 가려낼 수 있는 문항에 대한 가중치를 부여하기 위하여 선정된 문항과 에너지 과잉섭취 위험 평가지표와의 단계적 회귀분석을 실시하였고, 단계적 회귀분석 결과에 따라 세가지 지표 모두와 유의수준이 0.1 미만인 식사량에 관한 문항의 배점을 1점으로 낮추었다. 진단기준 점수를 결정하기 위해서 %EER$\geq$125%를 에너지 과잉섭취군, %EER < 125%를 비과잉섭취군으로 분류하고, 두 집단의 식습관평가표 점수 분포를 살펴본 후, 임의의 진단기준 점수에 대한 민감도, 특이도, 양성예측도를 구한 결과 5점을 진단기준 점수로 결정하였다. 본 조사대상자를 식습관평가표로 진단하여 5점 이상을 위험군으로 분류하였을 때, 13.4%가 위험군으로 분류되었고, 이들의 영양소 섭취량을 비위험군과 비교한 결과 위험군의 에너지 섭취량 평균은 2,156 kcal, 비위험군은 1,708 kcal로 유의적 차이가 있었으며, 대부분의 영양소 섭취량에도 유의적 차이를 볼 수 있었다. 그러나 에너지 섭취량으로 보정해 주어 INQ로 계산한 결과 모든 영양소에서 차이를 볼 수 없었다. 따라서 본 연구에서 개발된 에너지 과잉섭취 위험 진단을 위한 식습관평가표는 에너지 과잉을 잘 나타내 준다고할 수 있겠다. 본 연구에서 개발된 7문항의 식습관평가표는 복잡한 식이섭취조사를 실시하지 않고도 에너지 과잉섭취의 위험이 있는 어린이를 선별할 수 있으리라고 생각되며, 초등학생이 쉽고 간편하게 사용할 수 있으므로 이들을 대상으로 영양판정이나 영양교육을 실시할 때 활용할 수 있을 것이다. 다만 본 연구에서는 중소도시, 군 지역 어린이를 대상으로 조사한 결과를 이용하여 에너지 과잉섭취 위험을 평가할 수 있는 식습관평가표를 개발하였으므로 대도시를 포함한 다양한 지역의 어린이에게 활용하여 타당성을 검토하는 것이 필요하겠다. 개인의 식습관을 평가하여 진단하는 것은 영양교육이나 영양사업을 계획하고 실시하기 위하여 가장 먼저 해야 하는 단계로 이를 위한 간단하고 효율적인 평가도구가 절실히 필요하다. 따라서 앞으로 다양한 인구집단을 대상으로 다양한 영양적 위험을 평가하고 진단할 수 있는 식습관평가표가 지속적으로 개발되어야 할 것이다.