• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.557-570
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• 2019

In this study, a novel hierarchical approach is investigated to extract coronary vessel from X-ray angiogram. First, we propose to combine Decimation-free Directional Filter Bank (DDFB) and Homographic Filtering (HF) in order to enhance X-ray coronary angiographic image for segmentation purposes. Because the blood vessel ensures that blood flows in only one direction on vessel branch, the DDFB filter is suitable to be used to enhance the vessels at different orientations and radius. In the combination with HF filter, our method can simultaneously normalize the brightness across the image and increases contrast. Next, a coarse-to-fine strategy for iterative segmentation based on Otsu algorithm is applied to extract the main coronary vessels in different sizes. Furthermore, we also propose a new approach to segment very small vessels. Specifically, based on information of the main extracted vessels, we introduce a new method to extract junctions on the vascular tree and level of nodes on the tree. Then, the window based segmentation is applied to locate and extract the small vessels. Experimental results on our coronary X-ray angiography dataset demonstrate that the proposed approach can outperform standard method and attain the accuracy of 71.34%.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제25권4호
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• pp.209-217
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• 2021

Magnetic resonance angiography (MRA) plays an important role in accurate diagnosis and appropriate treatment planning for patients with arterial disease. Contrast-enhanced (CE) MRA is fast and robust, offering hemodynamic information of arterial flow, but involves the risk of a side effect called nephrogenic systemic fibrosis. Various non-contrast-enhanced (NCE) MRA techniques have been developed by utilizing the fact that arterial blood is moving fast compared to background tissues. NCE MRA is completely free of any safety issues, but has different drawbacks for various approaches. This review article describes basic principles of CE and NCE MRA techniques with a focus on how to generate angiographic image contrast from a pulse sequence perspective. Advantages, pitfalls, and key applications are also discussed for each MRA method.

• 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.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권5호
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• pp.365-373
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• 2002

병변의 정확한 위치 결정은 정위적 방사선 수술에서 정상조직을 보호하고 방사선을 정확히 병변에 조사하기 위하여 매우 중요하다. 병변의 검출 및 위치 결정에 보편적으로 사용되는 디지털 혈관조영술에서는 영상증배관의 기하학적 특성으로 인해 영상이 중심부로 휘는 바늘겨레 왜곡이 발생하게 된다. 이러한 왜곡은 병변 위치 결정의 오차를 증가시키므로 보정해주어야만 한다. 본 연구에서는 이러한 왜곡을 보정하기 위하여 바늘겨레 왜곡을 모사한 영상을 만들었다. 이렇게 만든 왜곡 모사 영상을 기하학적 변환 방법인 bilinear 변환과 polynomial 변환을 사용하여 보정하였다. 이러한 보정 방법으로 왜곡을 보정한 영상과 왜곡되지 않았을 때의 영상을 모사한 원영상과의 각 화소값과의 차이를 구하여 통계적인 오차를 계산하였다. 보정 결과 두 변환 방법 모두에서 원 영상과의 오차가 2% 이내로 보정 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 서로 다른 두 보정 방법간의 비교에서는 전 영역에서 거의 같은 오차를 나타냄으로써 두 보정 방법간의 차이가 나타나지 않음을 확인하였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제37권7호
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• pp.570-577
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• 2004

관상동맥우회술 후 이식편의 조기 열림을 판정하기 위한 CT 조영술은 비침습적이고 간단하며 안전한 방법으로 알려져 있다. 저자들은 관상동백 우회술 환자들에서 수술 후 퇴원 전에 CT 조영술을 시행하여 이식편의 조기 열림의 판정에 대한 여부와 영상에 미치는 인자들을 조사하였다. 대상 및 방법: 관상동맥 우회술을 받은 50예에서 수술 후 퇴원 전에 4개의 검출기를 가진 CT기로 조영술을 시행하고 내흉동맥 이식편(50편), 요골동맥편(18편), 대퇴정맥편(56편)의 조영상해로 이식편의 열림을 조사하고 이식편의 조영상태와 문합혈관의 직경, 부행혈류 및 협착정도와의 관계를 분석하였다. 결과: 좌관상동맥계에 문합되는 정맥편(24편, 32문합부)은 모두 잘 조영되었으나, 우관상동백계에 문합된 정맥편(30편, 35문합부) 중 3편 (4.7%)은 CT 조영술에서 조영되지 않았고 대퇴동맥을 통한 침습적인 관상동맥 조영술에서도 폐쇄된 소견을 보였다. 내흉동맥편 중 39편(78%)은 CT 조영술에서 잘 조영되었고 8편(16%)은 일부 좁아지거나 끊기는 불완전한 조영을 보였으며 3편(6%)은 조영되지 않았으나 동맥을 통한 침습적인 관상동맥 조영술에서는 모두 정상적인 열림 소견을 보였다. 결론: 관상동맥조영술 후 CT 조영술에서 조영되지 않는 정맥편은 페쇄를 의미하나, CT조영술에서 조영되지 않는 동맥편은 폐쇄가 아닌 관상동맥과 이식편 사이의 상경혈류 때문에 일어날 수 있으므로 조영이 안 되는 동맥편의 열림을 확인하기 위해서는 침습적인 관상동맥조영술이 필요할 것으로 생각된다.

• 대한핵의학회지
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• 제25권2호
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• pp.192-199
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• 1991

Peripheral arterial disease, because of it's significant and prolonged morbidity and related mortality is a major medical and surgical problem. Contrast angiogram remains the essential standard for the anatomic demonstration of disease. It does not, however, provide data suitable for quantification or any evaluation of the microcirculation. For these reasons, radionuclide studies are playing an increasingly important role by not only confirming the diagnosis and offering objective data on the physiologic significance of anatomic lesions, but by offering prognosis of healing and prediction of therapeutic results. In addition, radionuclide procedures offer means to safely and repeatedly monitor response to therapy and long term follow up. The object of this study was to evaluate the clinical availability of $^{201}T1$ perfusion scan in patients with peripheral arterial diseases. We performed $^{201}T1$ perfusion scans in patients with five Buerger' s disease (10 legs), six DM gangrenes (12 legs) and classified three perfusion pattern groups. Finally we compared treatment modalities among each groups and compaired T1-201 perfusion scan findings with angiographic findings in six patients with Buerger's disease. The results were as follows: 1) Seven legs showed increased perfusion in stress image and normal or increased perfusion in resting image (type 1). Six legs showed decreased perfusion in stress image and improved in resting image (type II). Of total 13 legs, only 1 leg needed to amputation. 2) Three legs showed decreased perfusion in stress and resting image (type III), and subsequently all cases were received surgical amputation. 3) In six Buerger's disease patients, there were disagreements in two patients (2 legs) between $^{201}T1$ scan and angiography, in which angiograms were normal but $^{201}T1$ scans showed 'type II' perfusion patterns.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.845-852
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• 2018

본 연구는 심장 혈관 조영술의 투시 영상과 씨네 영상을 획득하는 데 있어서 초당 프레임 횟수를 변화함에 따라 흡수선량과 획득 영상의 화질의 추이를 살펴보는 것을 목적으로 한다. 또, FOV 확대와 Live Zoom이라는 두 가지 확대 모드에 따른 변화도 고찰 대상으로 한다. 인체모형 팬텀을 심장 혈관 조영장치 위에서 초당 프레임 횟수를 7.5, 15, 30 f/s로 설정하고 두 가지 확대 모드에 대하여 각각 5회씩 촬영하였다. 선량의 척도로서는 흡수선량과 에어 커머가 사용되었고, 화질 평가의 척도로는 잡음의 세기로서의 표준 편차(SD), 신호 대 잡음비(SNR)와 대조도 대 잡음비(CNR) 등을 활용하였다. 초당 프레임 횟수가 30부터 15, 7.5 f/s로 감소되었을 때, DAP와 에어 커머는 동일한 비율로 감소하였으나, 화질의 척도인 SD, SNR과 CNR은 거의 변화가 없었다. 확대 모드에의 의존도에 관해서는, Live Zoom이 FOV 확대와 비교하였을 때, DAP, 에어 커머와 SD에 대해서는 통계적 의미 있는 차이를 보이지 않았으나, SNR과 CNR에 있어서는 통계적 유의미한 개선을 보였다. 이러한 실험 결과에 의하여, 초당 프레임 횟수는 화질의 열화 없이 되도록 낮게 설정하는 것이 가능하며, 확대 모드도 추가적인 선량 없이 실시간 확대가 가능한 Live Zoom 모드를 적극적으로 활용 가능하며 이는 화질의 여러 척도의 저하를 가져오지 않음을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.951-956
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• 2011

관상동맥 조영술은 관상동맥 협착을 검사하거나 치료를 하는데 널리 사용되고 있다. 특히, 카테터를 혈관에 삽입 시, 시술자는 혈관에 손상을 주지 말아야 하는 어려움을 가지고 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 최근 여러 연구자들이 혈관 영상의 에지 추출 기반 방법과 최적의 쓰레쉬홀드 기법 등에 관하여 많은 연구를 진행하고 있다. 그러나 이러한 방법들은 영상의 선명도와 화질에 따라서 그 성능의 차이가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 새로운 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 다중 샘플링과 보간법, 쓰레쉬홀드, 오검출 제거 등으로 구성되어 있다. 제안된 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 다양한 혈관 조영 영상을 사용하였으며, 그 결과, 제안된 기법이 카테터의 삽입 경로를 추출하는데 효과적이었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.101-107
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• 2016

최근 디지털 영상장비 개발 기술의 발전으로 인하여 중재 시술이 일반화되고 있다. 중재 영상시술은 미세한 카테터와 가이드와이어를 체내에 삽입하고 시술하는 기술적 특성으로 인하여, 시술의 효과와 안전성을 높이기위해서는 엑스선영상의 고화질이어야 한다. 이로인하여 방사선 피폭량이 증가하는 문제점을 갖고 있다. 따라서 엑스선 디텍터의 성능을 개선하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 혈관 조영술을 기반으로 한 중재시술은 참조 영상 처리와 3D 의료 영상처리 기술이 요구된다. 본 논문에서는 중재시술을 지원하기 위한 가이드 시스템을 제안하고자 한다. 뇌혈관질환의 중재시술에 기존 혈관조형검사기반의 2D 의료영상이 갖고 있는 문제점을 해결하고, 중재시술 도구인 카테터와 가이드와이어의 목표 병변까지 실시간 위치 추적과 최적의 경로를 안내 해주고자 한다. 이를 위한 전체 시스템은 의료영상 획득부와 영상처리부 그리고 디스플레이 디바이스부로 구성하였다. 그리고 제안한 시스템에서 제공하는 가이드서비스의 실험환경은 브레인 팬텀(Complete intracranial model with aneurysms, ref H+N-S-A-010)을 엑스선으로 촬영하면서 실험하였다. 그리고 참조 영상을 생성하기 위해서 라프라시안 알고리즘 기반의 뇌혈관 모델링과 DICOM에서 추출한 이미지 처리를 위해 Volume ray casting 기법을 적용하였다. 그리고 카테터와 가이드와이어의 위치추적과 경로 제공을 위해 $A^*$ 알고리즘을 적용하였다. 끝으로 제안한 시스템에서 제공하는 카테터와 가이드와이어의 위치추적 수행결과를 보인다. 제안한 시스템은 향후 중재시술에 유용한 안내 서비스를 제공할 것으로 기대하고 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.371-379
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• 2019

관상동맥 조영술(CAG)의 씨네(Cine) 촬영에서 엑스선 촬영 조건의 변화가 입사 표면 선량(ESD)과 흡수선량(DAP)에 미치는 관계를 알아보고자 하였고 image J 프로그램을 통해 촬영된 혈관 조영 영상의 SNR과 CNR을 측정 분석하여 조건 변화가 선량관계 및 영상의 질에 미치는 유용성을 분석하고자 하였다. 2017년 11월부터 2018년 3월까지 본원에서 CAG를 시행한 33명(남24, 여9)의 데이터를 대상으로 하였고, 연령대는 37-76세(평균 $59{\pm}10$세), 몸무게53-104kg (평균 $72{\pm}10kg$), 키150-185cm (평균 $166.82{\pm}9.5kg$), BMI 18.3-33.2(평균 $25.8{\pm}3.2$)이었다. 촬영조건 및 데이터 획득은 관전류(mA)를 높게 한 A그룹(397.2mA)과 mA를 낮게 한 B그룹(370.7mA)의 ESD와 DAP를 후향적으로 획득하여 비교 분석 하였고 Image J를 통한 SNR과 CNR 측정 분석은 획득한 데이터를 공식에 대입하여 결과 값을 도출하였다. 통계프로그램은 SPSS (PASW)를 사용하여 촬영조건 변화에 따른 ESD와 DAP 및 SNR CNR의 상관관계 등을 분석하였다. 촬영조건의 mA에 변화를 주어 촬영한 A그룹과 B그룹의 ESD($A:483.5{\pm}60.1$, $B: 464.4{\pm}39.9$)와 DAP($A:84.3{\pm}10.7$, $B:81.5{\pm}7$)간의 관계는 통계적으로 유의하지 않았다(p>0,05). Image J를 통한 SNR과 CNR의 관계에선 B그룹의 좌심장동맥(LCA)을 촬영해 얻은 영상의 SNR($5.451{\pm}0.529$), CNR($0.411{\pm}0.0432$)이 A그룹 좌심장동맥(LCA)의 SNR($4.976{\pm}0.433$), CNR($0.459{\pm}0.0431$)보다 SNR $0.475{\pm}0.096$, CNR $-0.048{\pm}0.0$로 차이가 있었으나 통계적으로 유의하지는 않았다(p<0.05). 우심장동맥(RCA)을 촬영해 획득한 SNR과 CNR에선 A그룹의 SNR($4.731{\pm}0.773$)과 CNR($0.354{\pm}0.083$)이 B그룹의 SNR($3.24{\pm}0.368$), CNR($0.166{\pm}0.033$)보다 SNR $1.491{\pm}0.405$, CNR $0.188{\pm}0.005$로 증가된 수치를 나타냈으며 그 중 CNR이 통계적으로 유의했다(p<0.05). 상관관계 분석 결과에서는 SNR (LCA) & CNR (LCA), SNR (RCA) & CNR (RCA), ESD & DAP, ESD & sec, DAP & CNR (RCA), DAP & sec간에 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다(p<0.05). SNR과 CNR이 높을수록 선명하고 좋은 화질을 나타냄을 의미하는데 화질평가 및 선량변화 유용성에 관한 분석 연구를 진행한 결과 mA를 증가시켜 촬영 한 CAG의 RCA영상에서 SNR과 CNR이 증가된 수치를 보였다. 특히, CNR이 통계적으로 유의한 차이를 나타낸 것을 보았을 때 RCA촬영 시 mA를 향상시켜 촬영 할 경우 영상의 질 중 대조도가 한층 더 향상 될 수 있을 것으로 사료된다.