• 제목/요약/키워드: 컴퓨터 방사선 영상시스템

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CR을 이용한 일반촬영장치의 MTF 측정 (The MTF Measurement of the Conventional X-ray System by using the Computed Radiography)

  • 김창복
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제28권2호
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    • pp.111-115
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    • 2005
  • X-선을 이용하여 의료영상을 생성하는 시스템은 X-선 발생장치, 피사체, 영상전달매체 등의 여러 가지 차이에 따라 영상의 질이 결정된다. 즉, X-선 발생에서 최종영상에 이르기까지 화질에 영향을 미치는 요소가 다양하다는 것이다. 따라서 임상에서 영상을 생성하는 사용자는 최종영상에서 계속적인 영상의 평가와 관찰이 필요하다. 의료영상을 평가하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 그 중 실질 또는 실효해상도를 측정하는 방법으로 MTF 측정방법이 적절하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 X-선 필름을 이용하여 MTF를 계산하는 방법을 탈피하고, 디지털 의료영상의 MTF를 측정할 수 있는 소프트웨어(Borland C++ builder 소프트웨어와 LEAD tools 소프트웨어를 이용한 프로그램)를 이용하여 X-선 장비의 노후화 정도에 따른 MTF 특성을 측정하였다. 측정결과, 사용연수와 사용횟수가 오래된 X-선 발생장치는 최신 장치에 비해 해상력(resolution)과 선예도(sharpness) 등의 화질이 저하되는 것을 MTF 그래프를 통해 확인할 수 있었다. 또한, 디지털 의료영상에서도 간단하고 쉽게MTF를 측정할 수 있는 방법을 얻을 수 있었다.

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빅데이터와 AI를 활용한 의료영상 정보 시스템 발전 방향에 대한 연구 (A Study on the Development Direction of Medical Image Information System Using Big Data and AI)

  • 유세종;한성수;전미향;한만석
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제11권9호
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    • pp.317-322
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    • 2022
  • 정보기술의 급격한 발달은 의료 환경에서도 많은 변화를 가져오고 있다. 특히 빅데이터와 인공지능(AI)을 활용한 의료영상 정보 시스템의 빠른 변화를 견인하고 있다. 전자의무기록(EMR)과 의료영상저장전송시스템(PACS)으로 구성된 처방전달시스템(OCS)은 의료 환경을 아날로그에서 디지털로 빠르게 바꾸어 놓았다. PACS는 여러 솔루션과 결합하여 호환, 보안, 효율성, 자동화 등 새로운 발전 방향을 보여주고 있다. 그 중, 영상의 질적 개선을 할 수 있는 빅데이터를 활용한 인공지능(AI)과의 결합이 활발히 진행되고 있다. 특히 딥러닝 기술을 활용하여 의료 영상 판독을 보조할 수 있는 시스템인 AI PACS가 대학과 산업체의 협력으로 개발되어 병원에서 활용되고 있다. 이처럼 의료 환경에서 의료영상 정보 시스템의 빠른 변화에 맞추어 의료시장의 구조적인 변화와 이에 대처할 수 있는 의료정책의 변화도 필요하다. 한편, 의료영상정보는 디지털 의료영상 전송 장치에서 생성되는 DICOM 방식을 기본으로 하고, 생성하는 방법의 차이에 따라 Volume 영상, 단면 영상인 2차원적 영상으로 구분된다. 또한, 최근 많은 의료기관에서는 스마트 병원 서비스를 내세우며 차세대 통합 의료정보시스템의 도입을 서두르고 있다. 차세대 통합 의료정보시스템은 EMR을 바탕으로 전자동의서, AI와 빅데이터를 활용한 정밀의료, 외부기관 등을 통합한 솔루션으로 구축하며, 이를 바탕으로 환자 정보 DB 구축과 데이터의 표준화를 통한 의료 빅데이터 기반의 의학 연구를 목적으로 한다. 우리나라의 의료영상 정보 시스템은 앞선 IT 기술력과 정부의 정책에 힘입어 세계적인 수준에 있으며, 특히 PACS 관련 프로그램은 의료 영상정보 기술에서 세계로 수출을 하고 있는 한 분야이다. 본 연구에서는 빅데이터를 활용한 의료영상 정보 시스템의 분석과 함께 의료영상 정보 시스템이 국내에 도입되게 된 역사적 배경을 바탕으로 현재의 흐름을 파악하고 나아가 미래의 발전 방향을 예측하였다. 향후, 20여 년 동안 축적된 DICOM 빅데이터를 기반으로 AI, 딥러닝 알고리즘을 활용하여 영상 판독률을 높일 수 있는 연구를 진행하고자 한다.

전산화단층촬영 영상에서 지방간의 감별진단을 위한 컴퓨터보조진단의 응용 (Application of Computer-Aided Diagnosis for the Differential Diagnosis of Fatty Liver in Computed Tomography Image)

  • 박형후;이진수
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제10권6호
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    • pp.443-450
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    • 2016
  • 본 연구는 복부 전산화단층촬영 영상을 이용하여 지방간환자의 영상을 질감특징분석과 ROC curve 분석을 하였으며, 컴퓨터보조진단시스템의 구현을 위한 실험적인 선형 연구로서 전산화단층촬영 영상에서 지방간의 객관적이고 신뢰성 있는 진단 정보를 의사에게 제공하고자 하였다. 실험은 정상 및 지방간 복부 전산화단층촬영 영상을 실험영상으로 하여 설정된 구역에 대한 wavelet 변환을 거쳐 질감의 특징값을 나타내는 6가지 파라미터로 통계적 분석 결과를 나타내었다. 그 결과 엔트로피, 평균밝기, 왜곡도는 90% 이상의 비교적 높은 인식률을 보였고, 대조도, 평탄도, 균일도는 약 70% 정도로 비교적 낮은 인식률을 나타내었다. ROC curve를 이용한 분석에서 6가지의 파라미터 모두 0.900(p=0.0001)이상을 나타내어 질환인식에 의미가 있는 결과를 나타내었다. 또한 6가지 파라미터에서 질환 예측을 위한 cut-off 값을 결정하였다. 이러한 결과는 향후 복부 전산화단층촬영 영상에서 질환 자동검출 및 최종진단의 예비 진단 자료로서 적용 가능할 것이다.

CCD기반의 방사선치료 중 실시간 자동 환자 위치보정 시스템 개발: 타당성 연구 (The Development of Real Time Automatic Patient Position Correction System during the Radiation Therapy Based on CCD: A Feasibility Study)

  • 신동호;정광주;김미영;손재만;윤명근;임영경;이세병
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제24권3호
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    • pp.191-197
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    • 2013
  • 방사선 치료 시 방사선이 조사되는 동안 환자의 움직임을 모니터링하는 것은 치료의 성공을 결정 하는 중요한 요인이다. 따라서 방사선이 조사되는 동안 환자의 움직임을 실시간으로 감시하고 움직인 치료위치를 자동으로 보정 할 수 있는 시스템을 개발 하였다. 원점을 중심으로 직교하게 위치한 2개의 CCD 카메라를 이용하여 3차원적 환자의 위치를 확인 하고, 틀 맞춘 상호교차 비교법(normalized cross-correlation method)을 이용한 영상 본 맞춤(image pattern matching) 방법을 이용한 환자위치 모니터링 시스템을 개발하였다. CCD카메라로부터 촬영된 영상을 컴퓨터로 전달하여 위치 변화를 정량적으로 분석 하여 빔 켜고 끔(beam on and off)를 위한 방아쇠신호(trigger signal)를 발생시키고, 이동치료대(moving couch)의 모터를 제어할 수 있는 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 0.5 mm 이하의 분해능으로 환자의 위치를 자동으로 보정할 수 있었다.

치과방사선사진과 증강현실을 활용한 방사선촬영법 숙련용 디지털 콘텐츠 개발에 대한 융복합 연구 (Convergence and integration study related to development of digital contents for radiography training using dental radiograph and augmented reality)

  • 구자영;이재기
    • 디지털융복합연구
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    • 제16권12호
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    • pp.441-447
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    • 2018
  • 이 연구의 목적은 증강현실기술을 활용하여 치과 방사선 촬영술의 반복 연습이 가능한 디지털 콘텐츠를 개발하는데 있다. 성인 모델의 외형을 사진 촬영하고, 실습용 마네킹 팬텀을 컴퓨터 단층 촬영한 후, 이를 중첩하여 삼차원 객체를 제작하였다. 또한, 결과로 출력되는 106장의 방사선사진은 촬영법과 관련된 치아 정보를 활용하여 데이터베이스화하였고, 학습자가 성공적인 촬영을 수행하면 각 촬영조건에 맞는 부위별 영상이 호출되도록 시스템을 구축하였다. 이를 통해 임상 전 단계에서의 연습을 반복적으로 시행할 수 있었다. 이 콘텐츠를 이용하여 치과위생사의 방사선 촬영 임상 실무역량을 향상하는데 기여하고자 한다. 다만, 직접 얼굴인식을 통해 촬영하는 것이 실습효용 가치가 클 것으로 예상하기 때문에 이에 관련한 후속 연구가 필요하다.

디지털 마모그램에서 Mass형 유방암 분할을 위한 초기 위치 자동 검출 (Automatic Detection of Initial Positions for Mass Segmentation in Digital Mammograms)

  • 이봉렬;이명진
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.702-709
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    • 2010
  • Mass형 종양 분할의 성능은 mass의 초기 위치에 큰 영향을 받는다. 따라서 몇몇의 논문들은 방사선 전문의로부터 획득한 mass의 초기 위치를 이용하여 종양의 분할을 진행하였다. 그러나, 본 논문은 mass 검출을 위한 부가정보 없이 디지털 마모그램만을 이용한 컴퓨터 지원 진단 시스템을 구성하여 방사선 전문의에게 mass로 추정되는 곳의 위치를 제시함을 목표로 한다. 제안된 시스템은 영역 확장 기법과 열림 연산을 통한 유방 영역 분할, 분할된 유방영역에서 mass 특성을 갖는 위치의 시드 설정, 설정된 시드 기반 레벨 셋을 통한 mass 영역 분할로 구성된다. Mass 분할을 위한 시드 설정은 부표본화된 유방영상에 대해 블록기반 분산 정보와 마스킹 정보를 이용하는 Mass Scoring Measure(MSM) system을 통하여 수행되었다. 테스트에 사용된 이미지는 DDSM 데이터베이스를 사용하였으며, 실험 결과 종양검출의 정확도는 4 FP/image에서 78%의 민감도를 나타내었고, 상하방향(CC)과 내외사방향(MLO) 이미지를 동시 고려시 92%의 민감도를 보였다.

CT 영상에서 뇌출혈의 자동인식 (Intracerebral Hemorrhage Auto Recognition in Computed Tomography Images)

  • 최석윤;강세식;김창수;김정훈;김동현;예수영;고성진
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제36권2호
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    • pp.141-148
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    • 2013
  • CT 검사 시 뇌출혈의 부위는 심각한 정도에 따라 인지하기 어려운 경우도 있으며, 응급상황에서 숙련이 되지 않은 의료진에게는 부담을 준다. 응급상황에서 검사와 동시에 뇌출혈부위를 자동으로 빨리 파악하고 정량적인 정보를 제공하는 보조적인 역할은 필요하며, 컴퓨터를 이용한 자동 검출 및 인식 시스템은 출혈부위 진단에 매우 큰 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 출혈부위를 문턱치값 처리, 모폴로지 연산, 원형률 계산을 접목하여 뇌 출혈부위의 자동검출에 성공하였고 검출 후보군에서 잘 못 선정된 영역을 판정하기위한 주성분분석을 이용한 분류기 개발에 성공하였다. 개발된 시스템을 응급상황의 뇌출혈 환자에게 적용한다면 의료진에게 수술계획을 위한 유용한 정보가 될 것으로 사료된다.

전산화단층촬영 영상에서 통계적 특징을 이용한 질감특징분석 알고리즘의 적용: 간세포암 중심으로 (Application of Texture Feature Analysis Algorithm used the Statistical Characteristics in the Computed Tomography (CT): A base on the Hepatocellular Carcinoma (HCC))

  • 유주은;전태성;권진아;정주영;임인철;이재승;박형후;곽병준;유윤식
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.9-15
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    • 2013
  • 본 연구는 전산화단층촬영에서 간 질환의 자동 인식으로 질감특징분석(texture feature analysis. TFA) 알고리즘을 제안하고자 하였으며, 간세포암(Hepatocellular carcinoma. HCC)에 대한 컴퓨터보조진단(computer-aided diagnosis. CAD) 시스템을 설계하고, 제안하는 각 알고리즘의 성능을 평가하고자 하였다. HCC 영상에서 분석영역($40{\times}40$ 픽셀)을 설정하고 각 부분영상에 통계적 특징을 이용한 6가지 TFA 파라메터(평균 밝기, 평균 대조도, 평탄도, 왜곡도, 균일도, 엔트로피)비교하여 간세포암 인식률(recognition rate)을 구하였다. 결과적으로 TFA는 간세포암 인식률을 나타내는 척도로 유의함을 알 수 있었으며 6가지 파라메터에서 균일도가 가장 인식률이 높았으며 평균 대조도, 평탄도, 왜곡도가 비교적 높았고 평균 밝기와 엔트로피는 상대적으로 낮은 인식률을 나타내었다. 이와 관련하여 높은 인식률을 보인 알고리즘(최대 97.14%, 최소 82.86%)을 간세포암 영상의 병변을 판별하여 임상의 조기 진단을 보조하여 치료를 시행한다면 진단의 효율성이 높아 질 것으로 판단되었으며, 향후 효율적이고 정량적인 분석을 추가함으로써 질병인식의 일반화에 대한 기준 연구가 필요 할 것으로 사료되었다.

심장병 진단을 위한 실시간 디지탈 감산 조영 영상기법의 개발 (Development of Cardiac Digital Subtraction Angiographic System for Diagnosis of Cardiac Diseases)

  • 민병구;이태수
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제26권2호
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    • pp.132-139
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    • 1989
  • 본 연구에서는 심장의 박동영상을 방사선 투시법으로 관찰하여 심장질환을 진단하기 위한 실시간 처리 심장 디지탈 감산 조영 영상기법(cardiac digital subtraction angiography)을 개발하여 임상실험을 시행하였다. 평균 1초에 1번의 심장박동에 따른 주변부위의 운동에 의한 오차의 영향을 감소하면서, 좌심실 박동상을 32프레임까지 실시간으로 감산 처리하는 고속기억(512X512 해상도와 256 gray level) 및 고속 데이타링크 시스템과 프로세서를 개발하였다. 기억된 영상을 컴퓨터에 입력하고, 심장의 경계면을 Dynamic Programming을 사용하여 검출하고, 부피를 구하여 심장의 박동에 따른 최대부피(ESV)와 박동후 최소부피(ESV), 최대와 최소부피의 비율(EF)로서 표시되는 심박출계수 등 심장의 좌심실기능을 나타내는 생리계수를 영상으로 부터 구하는 알고리듬을 개발해서 임상실험을 시행하였다.

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사이버나이프 6-D Skull Tracking의 유용성 평가 (The variability of 6-D Skull Tracking(6DST) in Cyberknife for Bone metastasis patients)

  • 이건호;배선명;송흥권;백금문
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제30권1_2호
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    • pp.41-47
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    • 2018
  • 목 적 : 사이버나이프(Accuray Inc., Sunnyvale, CA)를 이용한 제1, 2경추의 정위체부방사선치료(Stereotactic Body Radiation Therapy, SBRT)시 사용가능한 Xsight Spine Tracking(XST)과 6-Dimensional Skull Tracking(6DST)의 비교를 통해 6DST의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 2017년 1월부터 9월까지 본원에서 사이버나이프를 이용하여 제1, 2경추에 SBRT를 진행한 환자 9명을 대상으로, 전산화단층촬영장치(Lightspeed VCT 64, General Electric Co. Waukesha, WI, USA)를 이용해서 컴퓨터 단층 영상(Computed tomography) 을 획득한 후 전산화치료계획시스템(Multiplan system Version 4.6, Accuray, US)를 이용해 제 1, 2경추에 대한 XST와 6DST가 가능한 계획을 수립하였다. 1차 영상 유도를 통해 환자 자세를 보정한 후 동일 환자에 대한 XST와 6DST를 순서대로 진행하고 측정된 결과값을 비교 평가하였다. 결 과 : 제1경추를 대상으로 XST을 실시한 후 측정된 6D Couch 의 Y, Z, X 축 값과 Roll, Pitch, Yaw 값 중 최대값은 0.9 mm, 0.9 mm, 0.7 mm과 $1.0^{\circ}$, $1.0^{\circ}$, $1.2^{\circ}$로 측정되었고, 6DST의 경우 0.7 mm, 0.7 mm, 0.9 mm과 $0.5^{\circ}$, $0.9^{\circ}$, $0.8^{\circ}$로 측정되었다. 제2경추의 XST를 실시했을 때 측정된 값 중 최대값은 0.7 mm, 0.7 mm, 0.8 mm과 $0.9^{\circ}$, $1.0^{\circ}$, $1.8^{\circ}$였고, 6DST의 경우 0.9 mm, 0.7 mm, 0.9 mm와 $0.9^{\circ}$, $0.9^{\circ}$, $1.0^{\circ}$로 측정되었다. 결 론 : 이번 연구를 통해서 제 1, 2 경추에 대한 XST와 6DST의 6D Couch 측정값이 모두 본원에서 기준으로 하고 있는 범위 안에서 측정되고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 두 방법을 진행하는 과정에서 설정값 변경을 진행해야하는 XST보다 6DST가 영상유도절차를 간소화 시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 제 1, 2 경추에 대한 SBRT를 진행할 경우 XST와 더불어서 6DST를 사용한다면 정확한 치료와 더불어서 치료 시간을 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다.

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