• 제목/요약/키워드: 3D medical image

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심장 CT 혈관 조영 영상에서 대동맥 및 심문 자동 검출 (Automatic Extraction of Ascending Aorta and Ostium in Cardiac CT Angiography Images)

  • 김혜련;강미선;김명희
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.49-55
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    • 2017
  • 심장 CT 혈관 조영 영상은 심혈관의 전체 해부학 구조를 3D 로 보여줄 뿐 아니라 병변의 정보를 제공하기 때문에 관상동맥 질환 진단 및 치료에 많이 사용되고 있다. 하지만 영상의 방대한 크기로 인해 수동으로 정보를 추출하는 데는 한계가 있어 자동으로 심혈관을 정확하게 추출하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 심혈관 자동 추출 알고리즘을 개발하는데 있어 심혈관의 시작점인 상행대동맥의 심문을 검출하는 방법은 필수적인 부분이다. 본 논문에서는 심혈관의 시작점인 심문을 분할하는 방법을 제안한다. 첫째, 상행대동맥의 크기와 위치를 고려한 허프변환으로 대동맥 초기영역을 검출한다. 둘째, 초기영역을 기반으로 탐색범위를 줄일 수 있도록 관심 볼륨 영역을 설정한다. 셋째, 지오데식 활성외곽선 모델을 기반으로 정제된 대동맥 영역을 검출한다. 마지막으로 검출된 대동맥 영역에서 심문을 분할한다. 제안방법의 평가를 위해 20 개의 심장 CT 혈관 조영 영상에서 전문가가 수동으로 표기한 시작점과 비교 분석하였다. 실험 결과 제안방법을 통해 시작점이 제대로 추출 됨을 확인할 수 있었다.

담관 결찰에 의한 간섬유증 발생에서 비만세포 동원에 미치는 Stem Cell Factor의 역할 (Role of Stem Cell Factor on the Recruitment of Mast Cells in the Development of Liver Fibrosis Induced by Bile Duct Ligation in the Rat)

  • 제갈승주
    • 대한임상검사과학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.163-172
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    • 2004
  • Mast cells (MCs) have been implicated in the pathogenesis of tissue fibrosis. However, the role of MC in the development of liver fibrosis has not been fully elucidated. Stem cell factor (SCF) is known to recruit MCs to the liver following injury as it induces mast cell proliferation, survival and differentiation from resident tissue precursors. This study examines the interaction between activated hepatic stellate cells (HSCs) and MCs in rat fibrotic liver, and SCF production by HSCs during culture in vitro. Rats were studied 4, 7, 14 and 21 days after bile duct ligation (BDL). Fibrogenesis was assessed by a measurement of collagen stained with sirius red F3B. Activated HSCs and MCs were identified by ${\alpha}$-smooth muscle actin (${\alpha}-SMA$) immunohistochemical and alcian blue staining and measured by a computerized image analysis system. SCF production was determined in rat HSC cultures using Western blotting. Mild fibrotic changes were noted in BDL rat livers as early as 4 days after induction of cholestasis. Significant expansion and organization of fibrous tissue has occurred in day 14 BDL rats which progressed to bridging fibrosis by day 21. In BDL rats, both a large number of activated HSCs and MCs were detected in portal tracts and fibrous septa. Both area of activated HSCs infiltration and density of MCs were significantly higher in all BDL group compared with Shams. In BDL rats, both areas of activated HSCs infiltration and density of MCs were no significant difference between day 4 and 7 and were significantly higher in day 14. However, the areas of activated HSCs infiltration were significantly lesser in day 21 and the densities of MCs were significantly higher in day 21 compared with day14 BDL. In BDL rats, both areas of activated HSCs infiltration and density of MCs were highly correlated with areas of fibrosis. Western blotting showed that SCF protein was consistently produced in activated HSCs by culture on plastic and freshly isolated HSCs expressed relatively little 30kD SCF compared to late primary culture activated HSCs (day 14) and passaged HSCs. These results suggest that HSCs activated in vitro produce SCF, and may play an important role in recruiting mast cells to the liver during injury and fibrosis.

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X-ray CT Scanner를 이용한 MAGAT (Methacrylic Acid, Gelatin Gel and THPC) 중합체 겔 선량계의 선량 반응성 연구 (A Study on Dose Response of MAGAT (Methacrylic Acid, Gelatin Gel and THPC) Polymer Gel Dosimeter Using X-ray CT Scanner)

  • 정재용;이충일;민정환;김연래;이성용;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권1호
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    • pp.1-8
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    • 2010
  • CT 촬영 장치를 기반으로 한 MAGAT (Methacrylic Acid, Gelatin gel And THPC) 정상 산소 중합체 겔 선량계의 화합물 조성비와 CT 영상 스캔 인자의 변화에 따른 선량 반응성을 평가하였다. 다양한 농도의 메타크릴산(MAA, MethAcrylic Acid)과 젤라틴을 조성하여 MAGAT 선량계를 제작하고 20 Gy까지의 방사선을 조사하였다. 조사된 겔 선량계는 CT 촬영 장치(Brilliance Big bore scanner, Phillps, Netherlands)를 이용하여 다양한 스캔 인자(관전압, 관전류, 단면두께)로 같은 위치에서 20회까지의 CT 영상을 획득하였다. 획득된 영상으로 $N_{CT}$-선량 반응곡선($N_{CT}$-dose response), 선량 감도(dose sensitivity), 선량 분해능(dose resolution)을 측정, 평가하였다. 각 조성비 별 MAGAT 선량계의 $N_{CT}$-선량 반응곡선에서 메타크릴산과 젤라틴의 양이 증가함에 따라 기울기와 절편이 증가하였다. 선량 감도는 $0.338{\pm}0.08$에서 $0.859{\pm}0.1$까지 나타났고 메타크릴산이 증가, 젤라틴이 감소할수록 증가하였으나 그 변화는 메타크릴산 농도의 증가에 따라 감도가 증가되는 것에 비해 아주 작은 변화를 보였다. 선량 분해능은 약 2.6에서 6 Gy까지 다양하게 나타났으며 감도와 영상 내의 노이즈에 의해 큰 변화를 보였다. 영상 스캔 인자의 변화에 대한 반응곡선은 관전압, 관전류, 단면두께의 변화에 따른 곡선의 기울기와 감도는 큰 변화를 보이지 않았으나 영상 내의 노이즈(평균 CT number의 표준편차)는 위의 3개의 인자가 증가할수록 감소함을 보였다. 본 연구는 CT 촬영장치를 이용한 MAGAT 중합체 겔의 선량 반응성을 평가하여 적정한 조성비와 스캔 인자를 얻을 수 있었으며 CT를 기반으로 한 3차원 선량계를 간단하고 효율적으로 임상에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

애니메이션 캐릭터 디자인에서의 언캐니 밸리 효과 연구 - 언캐니 밸리(uncanny valley)의 회피와 이용을 중심으로 (Uncanny Valley Effect in the Animation Character Design - focusing on Avoiding or Utilizing the Uncanny Valley Effect)

  • 정이;문현선
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권43호
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    • pp.321-342
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    • 2016
  • 인공적으로 창조된 캐릭터가 실제의 인간과 얼마나 닮았느냐에 따라 일어날 수 있는 부정적인 정서 반응을 측정한 결과로 나타나는 것이 '언캐니 밸리' 곡선이다. 애니메이션 캐릭터 디자인에서 자주 나타나는 언캐니 밸리 효과는 공포와 혐오감, 불안감을 조성해 디자이너가 의도하지 않은 부정적인 반응을 불러일으킬 수 있다. 특히 대중의 호응을 필요로 하는 상업 애니메이션의 경우, 이런 부정적인 반응은 창조된 캐릭터의 실패로 직결될 것이다. 따라서 디자이너는 언캐니 밸리 효과를 회피하거나 이용하는 방식을 통해 캐릭터 디자인의 호감도를 조정하고 관객의 정서를 자극함으로써 적절한 효과를 유발해 애니메이션 작품을 성공으로 이끌 수 있다. 이에 본고는 실제의 인간 형상 및 캐릭터 디자인의 언캐니 밸리 지수를 측정하고, 이 수치들에 대한 분석을 통해 보다 긍정적인 정서를 환기하는 애니메이션 캐릭터 디자인의 표준을 확립하고자 하였다. '언캐니'라는 개념은 1906년 의학자 옌취(Ernst Jentsch)에 의해 처음으로 제기되었다. 이후 1919년에는 정신분석학의 창시자인 프로이트가 이 개념을 심리 현상에 적용하였으며, 1970년대에는 일본의 로보트 전문가 마사시로 모리(Masahiro Mori) 교수가 인지 효과의 '언캐니 밸리' 이론 가설을 제시하였다. 본 논문은 이러한 연구 성과를 바탕으로 감각인지 생성과 정서 표현이라는 두 가지 측면에서 '언캐니 밸리' 지표를 해독하였다. 미키마우스 캐릭터 디자인 분석에서는 '언캐니 밸리' 지표의 효과를 확인하였으며, 실제와의 유사성을 높인 미키마우스의 인형 이미지가 왜 관객에게 '언캐니' 반응을 일으키는지 설명하였다. 애니메이션 작품 분석에서는 픽사에서 제작한 애니메이션의 유아 캐릭터와 동일한 연령대의 인간 유아 데이터를 비교하여 3D 애니메이션 캐릭터 제작이 지나친 사실성과 실제감을 추구해서는 안 되는 이유를 규명하였다. 이어서 애니메이션 캐릭터 디자인에서 '언캐니 밸리' 효과를 회피하거나 이용한 사례를 상세히 논술해 이에 대한 관객의 4단계 감각인지 및 정서 변화를 파악하였다. 이 연구 결과는 애니메이션 캐릭터의 호감도를 향상시키는 데 중요한 참고 자료로 활용될 수 있을 것이다.

동적 $[^{11}C]Raclopride$ 뇌 PET의 움직임 보정이 선조체 내인성 도파민 유리 정량화에 미치는 영향 (Effects of Motion Correction for Dynamic $[^{11}C]Raclopride$ Brain PET Data on the Evaluation of Endogenous Dopamine Release in Striatum)

  • 이재성;김유경;조상수;최연성;강은주;이동수;정준기;이명철;김상은
    • 대한핵의학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.413-420
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    • 2005
  • 목적: 수용체 결합능 정량화를 위해서는 방사성추적자의 동태를 충분히 관찰하기 위해서 보통 뇌 PET 영상을 60-120분 정도 얻어야 한다. 이처럼 장기간 PET 영상을 얻게 되는 경우 보통 피험자의 수의적/불수의적 움직임을 피할 수 없고 이러한 피험자의 머리 움직임은 재구성된 PET 영상의 공간해상도를 저하시키고 측정된 방사능 농도의 정확성을 떨어뜨리는 요인이 된다. 이 연구에서는 동적 영상 정보만을 이용하여 피험자의 머리 움직임을 보정할 수 있는 방법을 개발하고 이를 피험자의 움직임이 불가항력적인 뇌활성화 도파민 D2 수용체 영상에 적용하여 움직임 보정이 리간드 결합능 및 외부 자극에 의한 도파민 유리(release) 정량화에 미치는 영향을 평가하였다. 대상 및 방법: 4명의 정상인 자원자에서 비디오 게임에 의한 도파민 유리를 평가하기 위한 실험으로 순간+연속 주입법을 이용하여 얻은 $[^{11}C]raclopride$ PET 영상을 이용하였으며 실제로 도파민 유리를 계산하기 위해서 필요한 프레임들만을 선별해서 영상 정합 기법을 적용하였다. 즉, $[^{11}C]raclopride$을 투여한 후 선조체에서의 리간드의 특이적 결합이 항정상태(steady state)에 최초로 도달하는 과제 수행 전 (30-50 분) 영역과, 비디오 게임 과제에 의해 도파민이 유리된 후 다시 항정상태에 도달하는 70-90분, 비디오 게임을 멈춘 후 다시 항정상태에 도달하는 110-120 분 데이터에만 움직임 보정 기법을 적용하는 방식이다. 각 항정상태 구간은 보통 2-4개의 프레임으로 구성되므로 먼저 이들 프레임들간의 영상정합을 수행(intra-condition registration)하여 평균 영상을 만들고 이들 평균 영상들을 정합하여 최종적으로 움직임 보정(inter-condition registration)을 하였다. 게임 수행 전후의 도파민유리를 평가하기 위하여 머리 움직임 보정 전후의 게임 과제 수행 전후의 결합능 백분율 변화를 구하였으며 각 조건에 대한 결합능 파라미터 영상을 구하고 움직임 보정 전후의 결합능 영상의 화소별 차이를 SPM2를 이용한 t-test(쌍체 검정)로 알아보았다. 결과: 움직임 보정 전후의 영상을 비교하였을 때, 움직임 보정 전 영상에서, 게임 수행시 영상이 게임을 위한 스크린 위치에 따른 시야 변동으로 게임 수행전 영상에 비하여 앞쪽 아래로 기울어져 있음을 알 수 있었으며 이러한 경향은 대상 피험자 모두에서 관찰되었다. 보정 전 영상으로부터 측정된 비디오 게임에 의한 도파민 유리는 putamen에서 29%, caudate head에서 57%, ventral striatum에서 17% 였으나, 보정 후 영상으로부터 구한 도파민 유리는 이들 영역에서 각각 3.9%, 14,1%, 0.6%로 움직임 보정을 하지 않은 경우 선조체 모든 구소물에서 결합능 감소, 즉 게임에 의한 도파민 유리가 과대평가됨을 알 수 있다. SPM 분석결과에서도 움직임을 보정하지 않은 영상을 이용한 경우, 선조체 구조물에서의 결합능 감소와 움직임에 의한 영상강도 저하가 복합적으로 영향을 주어 결합능 차이가 매우 유의하게 평가되었으나 움직임 보정 후 영상을 이용하여 비교한 경우, 결합능 변화가 선조체 영역에서 국한되어 나타나며 그 유의성이 움직임 보정 전에 비하여 낮음을 알 수 있었다. 결론: 뇌활성화 과제 수행시에 동반되는 피험자의 머리 움직임에 의하여 도파민 유리가 과대평가되었으며 이는 이 연구에서 제안한 영상정합을 이용한 움직임 보정기법에 의해서 개선되었다.