• 한국인공지능학회지
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• 제9권2호
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• pp.1-5
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• 2021

Although CT has an advantage in describing the three-dimensional anatomical structure of the human body, it also has a disadvantage in that high doses are exposed to the patient. Recently, a deep learning-based image reconstruction method has been used to reduce patient dose. The purpose of this study is to analyze the dose reduction and image quality improvement of deep learning-based reconstruction (DLR) on the adult's chest CT examination. Adult lung phantom was used for image acquisition and analysis. Lung phantom was scanned at ultra-low-dose (ULD), low-dose (LD), and standard dose (SD) modes, and images were reconstructed using FBP (Filtered back projection), IR (Iterative reconstruction), DLR (Deep learning reconstruction) algorithms. Image quality variations with respect to varying imaging doses were evaluated using noise and SNR. At ULD mode, the noise of the DLR image was reduced by 62.42% compared to the FBP image, and at SD mode, the SNR of the DLR image was increased by 159.60% compared to the SNR of the FBP image. Based on this study, it is anticipated that the DLR will not only substantially reduce the chest CT dose but also drastic improvement of the image quality.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권4호
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• pp.92-98
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• 2021

Purpose: This study automatically discriminates homogeneous and structure edge regions on computed tomography (CT) images, and it evaluates the noise level and edge preservation ratio (EPR) according to the different types of iterative reconstruction (IR). Methods: The dataset consisted of CT scans of 10 patients reconstructed with filtered back projection (FBP), statistical IR (iDose⁴), and iterative model-based reconstruction (IMR). Using the 10th and 85th percentiles of the structure coherence feature, homogeneous and structure edge regions were localized. The noise level was estimated using the averages of the standard deviations for five regions of interests (ROIs), and the EPR was calculated as the ratio of standard deviations between homogeneous and structural edge regions on subtraction CT between the FBP and IR. Results: The noise levels were 20.86±1.77 Hounsfield unit (HU), 13.50±1.14 HU, and 7.70±0.46 HU for FBP, iDose⁴, and IMR, respectively, which indicates that iDose⁴ and IMR could achieve noise reductions of approximately 35.17% and 62.97%, respectively. The EPR had values of 1.14±0.48 and 1.22±0.51 for iDose⁴ and IMR, respectively. Conclusions: The iDose⁴ and IMR algorithms can effectively reduce noise levels while maintaining the anatomical structure. This study suggested automated evaluation measurements of noise levels and EPRs, which are important aspects in CT image quality with patients' cases of FBP, iDose⁴, and IMR. We expect that the inclusion of other important image quality indices with a greater number of patients' cases will enable the establishment of integrated platforms for monitoring both CT image quality and radiation dose.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.499-508
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• 2023

본 논문에서는 3차원 공간 내에서 동일 평면 상에 존재하는 특징점들의 좌표를 추정하기 위한 기법을 제안한다. 제안된 방법은 카메라 영상만을 이용하여 3차원 공간 내에 존재하는 다수의 특징점들을 검출한 다음 동일 평면 상에 위치하지 않는 특징점들은 제거시킨다. 이를 위해서 3차원 공간 내의 평면 객체와 2차원 카메라 영상 평면 사이의 평면 호모그래피(homography) 관계를 추정한 다음 각 특징점들의 평면 객체 상에서의 역사영 오차를 계산하고 오차값이 기준 값보다 큰 특징점들은 좌표값 추정 과정에서 제외시킨다. 제안된 방법은 별도의 센서 또는 최적화 알고리즘 없이 카메라 영상으로부터 추정된 평면 호모그래피 만을 이용한다. 실험 결과를 통해서 초당 40프레임 이상의 처리 속도를 보인다는 것을 확인할 수 있었으며, 또한 RGB-D 카메라를 이용하는 경우와 비교해도 처리 속도에 큰 차이를 보이지 않았으며, 특히 제안된 방법은 검출되는 특징점의 수가 지속적으로 증가하는 조건에서도 처리 속도가 거의 영향을 받지 않음을 알 수 있었다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제20권4호
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• pp.558-568
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• 2019

Objective: To evaluate whether computed tomography (CT) reconstruction algorithms affect the CT texture features of the liver parenchyma. Materials and Methods: This retrospective study comprised 58 patients (normal liver, n = 34; chronic liver disease [CLD], n = 24) who underwent liver CT scans using a single CT scanner. All CT images were reconstructed using filtered back projection (FBP), hybrid iterative reconstruction (IR) (iDOSE⁴), and model-based IR (IMR). On arterial phase (AP) and portal venous phase (PVP) CT imaging, quantitative texture analysis of the liver parenchyma using a single-slice region of interest was performed at the level of the hepatic hilum using a filtration-histogram statistic-based method with different filter values. Texture features were compared among the three reconstruction methods and between normal livers and those from CLD patients. Additionally, we evaluated the inter- and intra-observer reliability of the CT texture analysis by calculating intraclass correlation coefficients (ICCs). Results: IR techniques affect various CT texture features of the liver parenchyma. In particular, model-based IR frequently showed significant differences compared to FBP or hybrid IR on both AP and PVP CT imaging. Significant variation in entropy was observed between the three reconstruction algorithms on PVP imaging (p < 0.05). Comparison between normal livers and those from CLD patients revealed that AP images depend more strongly on the reconstruction method used than PVP images. For both inter- and intra-observer reliability, ICCs were acceptable (> 0.75) for CT imaging without filtration. Conclusion: CT texture features of the liver parenchyma evaluated using the filtration-histogram method were significantly affected by the CT reconstruction algorithm used.

• 핵의학기술
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• 제21권1호
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• pp.15-22
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• 2017

본원에서 시행하는 Brain SPECT 검사는 $^{99m}Tc-ECD$ 또는 $^{99m}Tc-HMPAO$를 주사 한 후 뇌 영상을 얻어 뇌 관류상태를 평가하는 검사이다. 하지만 검사 중 일부 환자 상태가 불안정할 경우 움직임이 발생하여 재촬영이나 검사실패로 이어지는 경우가 발생 된다. 이에 현재의 Step and Shoot Mode(SSM)이 아닌 움직임이 발생되더라도 재구성을 통해 영상 구현이 가능한 Dynamic Continuous Mode(DCM)를 적용하여 환자의 재촬영과 피폭선량을 감소시키고 검사실에 운영 효율성을 높이고자함에 있다. Deluxe PET/SPECT Phantom과 Hoffman 3D Brain Phantom으로 Filtered Back Projection(FBJ)과 Iterated Reconstruction(IR)으로 재구성하여 영상을 구현하였다. 이미지를 가지고 핵의학과 5년이상의 임상경력이 있는 의사 5명과 방사선사 5명을 대상으로 리커트 5점 척도(Likert 5 Scale)와 블라인드 판독 테스트를 실시 하였다. 판독의 블라인드 테스트 결과 최소 DCM 3Repeat (30%)에서 7Repeat (50%)까지 판독에 영향을 주지 않는다고 답해 주었다. DCM으로 검사 시 환자 움직임이 발생되면 불필요한 부분을 제거하여 재촬영, 재주사의 감소를 가져올 수 있고, 장비 오류 시 영상을 재구성 후 구현 할 수 있어 검사실 운영 효율도 높을 수 있을 것으로 기대된다. 또한 SPECT검사뿐 만 아니라 SPECT/CT검사 에서도 활발한 연구가 적용 될 거라 기대 되며 마지막으로 실제 환자 적용은 환자 데이터의 충분한 수집 후 병원 판독 실정에 맞게 도입이 필요 하리라 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.541-549
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• 2023

본 연구는 CT 촬영 시 금속으로 인해 발생한 금속 인공물 감소를 위한 알고리즘 적용에 따른 영상 화질에 대한 정량적 비교를 하고자 한다. Spectral detected-based CT와 CT ACR 464 팬톰을 이용하여 일반적인 필터보정역투영 알고리즘을 적용한 기준 영상을 10장 획득하고, 동일 팬톰에 금속 인공물을 발생시켜 일반적인 필터보정역투영 알고리즘을 적용한 영상을 10장 획득하였다. 금속 인공물을 발생시켜 획득한 영상의 원시 데이터에 metal artifact reduction 알고리즘, 가상 단일 에너지 알고리즘, metal artifact reduction 알고리즘 적용 후 추가로 가상 단일 에너지 알고리즘을 적용한 영상을 각각 10장씩 획득하였다. 알고리즘 적용에 따른 hounsfield unit 비교를 위해 CT ACR 464 팬톰 module 1에 위치한 폴리에틸렌, 뼈, 아크릴, 공기, 물에 관심영역을 설정하고, 전체 영상 화질 평가를 위해 평균 제곱근 오차, 평균 절대 오차, 신호 대 잡음비, 최대 신호 대 잡음비, 구조적 유사도 지수 지표를 통해 알고리즘 별 비교하였다. 알고리즘 적용 영상 별 hounsfield unit 비교 결과 알고리즘 적용 영상 간 유의한 차이를 보였으며(p < .05), 아크릴을 제외한 관심영역에서 가상 단일 에너지 알고리즘 적용 영상에서 큰 변화를 나타냈다. 영상 화질 평가 지표 결과 metal artifact reduction 알고리즘 적용 영상 화질이 가장 높았으나, 구조적 유사도 지수는 metal artifact reduction 알고리즘 적용 후 추가로 가상 단일 에너지 알고리즘이 동시에 적용된 영상이 가장 높았다. CT 촬영 시 금속 인공물 감소에 metal artifact reduction 알고리즘이 가상 단일 에너지 알고리즘에 비해 효과적이었지만, 양질의 CT 영상 획득을 위해 알고리즘 적용에 따른 이점과 영상 화질 변화를 파악하고 효율적인 활용이 필요하다고 사료된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.323-328
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• 2010

견관절 탈구나 골절로 인해 arm sliding를 착용한 환자에서 외전(abduction)이 불가능한 경우 superior-inferior axial projection view를 대신하여 시행하는 velpeau view는 탈구나 골절 환자가 상체를 뒤로 젖히는 자세를 취하기가 어려워 고통이 가중되었다. 하지만 환자의 상체를 숙여 검사하는 새로운 검사법인 'modified velpeau view'를 제안하며 검사 시 자세고정의 용이함과 임상적 유용성에 대해 알아 보고자 2009년 10월부터 2010년 1월까지 견관절 탈구나 골절로 의심되어 본원에 내원한 환자들 중 velpeau view 처방을 받은 환자 20명과 정상인 30명을 대상으로 velpeau view와 modified velpeau view에서 wall-bucky와 환자의 상체 숙임각(30도, 45도, 60도, 75도)의 변화에 따른 골 구조의 차이를 비교하였다. 영상의학과 전문의와 정형외과 전문의에게 영상평가 기준을 제시하고 0점부터 5점을 만점으로 영상이 평가되었다. 정상인군에서 wall-bucky와 상체의 숙임각 변화에 따른 골구조의 비교결과 45도와 60도가 velpeau view 와 비슷한 진단수준을 보였으며, 진단 가치를 증명하기 위한 영상평가 결과 velpeau view에서는 shoulder head의 anterior와 posterior, glenoid fossa의 anterior와 posterior를 관찰할 수 있었지만, modified velpeau view에서는 velpeau view에서 관찰되는 부위 뿐만 아니라 acromioclavicular joint와 coracoid process도 관찰할 수 있었다. modified velpeau view가 velpeau view와 비교시 velpeau view를 대체할 만한 수준의 진단적 가치를 지닌 유용한 검사임이 확인 되었다. 또한 modified velpeau view는 velpeau view position이 어려운 환자를 대상으로 적용 가능한 대체법으로서 뿐만 아니라 어깨 골절과 탈구 이외의 어깨 질환의 진단을 위한 새로운 검사로서의 임상적 적용을 위해 다양한 시각에서의 연구와 개선의 노력이 필요함을 시사한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권1호
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• pp.28-35
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• 2015

본 논문에서는 반복적 구성 기법과 관전류 노출자동조절 기법이 영상의 화질과 방사선량에 미치는 영향을 관상동맥 전산화단층촬영 혈관조영 영상(coronary computed tomography angiography, CCTA)을 대상으로 팬텀 실험에 기반하여 평가하고자 한다. 이를 위하여 미국 의학물리학회(American Association of Physics in Medicine) 표준의 성능 평가 팬텀을 320 다중검출열 CT로써 촬영하였다. 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp의 관전압에 있어서, 관전류 노출자동조절 기법은 저선량 목표 표준편차(SD=44)와 고선량(목표 표준편차=33)의 두 가지 설정으로써 촬영하였다. 재구성 변수로서는 필터보정 역투영(FBP)와 반복적 재구성 방법을 설정하여, 전부 12개의 재구성 영상을 획득하였다(12=3 (80, 100, 120 kVp)${\times}2$ (저선량(목표SD=44), 고선량(목표SD=33))${\times}2$ (필터보정역투영, 반복적 재구성). 영상의 화질은 잡음의 세기(표준편차), 변조전달함수, 대조대잡음비(CNR)에 의하여 평가하였으며, 관전압과 관전류 노출자동조절 기법에서의 목표 선량과 대소 및 재구성 기법의 선택이 화질과 방사선량에 미치는 영향을 관찰하였다. 반복적 재구성 기법은 필터보정역투영 기법보다 영상 잡음을 대폭 감소시켰으며 이는 저선량의 경우 더욱 뚜렷하였다. 즉, 잡음의 세기는 관전류 노출자동조절의 설정이 고선량 (목표SD=33)과 저선량(목표SD=44)인 경우, 각각 평균 38%와 평균 46% 감소하였다. 반복적 재구성 기법에 의하여, 변조전달 함수에 의한 공간적 해상도의 평가에 있어서 미약한 감소를 보였으나, 이로써 잡음 저감과 대조대잡음비(CNR)에 있어서의 현저한 개선을 상쇄할 정도의 영향에는 미치지 못 하였다. 결과적으로, 관상동맥 전산화단층촬영 혈관조영 영상의 획득에서 있어서, 반복적 재구성 기법과 관전류 노출자동조정 기법을 동시에 사용하는 것은 영상의 화질을 개선하면서 공간적 해상도의 저하 등 그 부작용은 최소화함으로써, 합리적으로 획득 가능한 한 최소한의 선량 (ALARA)의 원칙에 충실한 실제 임상적 효과를 의미한다고 기대할 수 있다.

• 대한핵의학회지
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• 제36권6호
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• pp.344-356
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• 2002

목적: 적혈구 혈액 풀 SPECT는 높은 특이도로 인하여, 간의 대표적인 양성 종양인 혈관종의 진단에 널리 사용되어 왔지만 낮은 해상도가 이 검사의 단점 중 하나였다. 최근 들어 ordered subset expectation maximization (OSEM)이라는 기술이 임상 핵의학 분야에서 단층영상의 재구성에 도입되고 있는 바, 저자들은 간 혈관종을 대상으로 기존의 역투사방식과 새로운 수정된 반복영상구성법인 OSEM을 비교하고자 하였다. 대상 및 방법: 24명의 간 혈관종 환자의 28개의 병변들 각각으로부터 이중 헤드 감마 카메라를 이용하여 단층영상 재구성을 위한 64개의 투사 영상을 얻었다. 이들 raw data는 LINUX운영체계의 개인용 컴퓨터에 보내서, 각각의 header file을 interfile로 대체하여 OSEM프로그램이 인식할 수 있도록 하였다. 최상의 영상을 구성하는 조건을 알아보기 위하여 다양한 subset 수(1, 2, 4, 8, 16 그리고 32) 및 반복계산 수 (1, 2, 4, 8, 그리고 16)하에서 재구성을 시도하여 4번의 반복계산과 16개의 subset일 때를 최적 조건으로 선택하였다. 이후 이 조건 하에서 OSEM과 역투사 방법으로 각각 모든 대상을 재구성한 후에 3명의 핵의학 및 방사선과 전문의가 특별한 정보 없이 모든 영상을 검토하였다. 결과: 28개의 병변을 맹검한 결과, 거의 모든 증례에서 OSEM이 역투사에 비교하여 최소한 대등하거나 우수한 영상의 질을 보여주었다. 비록 3 cm 이상의 큰 병변의 검출에는 차이가 없었으나 1.5-3 cm 크기의 병변 5개는 OSEM을 통하여서만 발견되었다. 하지만 1.5 cm 미만의 작은 병변 4개는 양쪽 모두에서 검출되지 않았다. 결론: OSEM은 작은 크기의 간 혈관종을 발견하는데 보다 높은 민감도를 보였으며 전체적인 영상의 질에 있어서도 보다 좋은 대조도와 윤곽을 보여주었다. OSEM은 이와 같은 장점 뿐만 아니라 높은 사양의 컴퓨터를 요하지않고 계산시간이 길지 않기 때문에 임상에서 간 혈관종의 진단을 위한 적혈구 혈액풀 SPECT에 쉽게 적용될 수 있는 좋은 방법으로 사료된다.

• 해부∙생물인류학
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• 제31권4호
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• pp.133-142
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• 2018

조직표본의 실제적인 3차원 구조에 대한 정보를 3차원 조직학이라고 하였다. 무른 성분들이 섞여 있고, 물을 포함 하고 있는 조직 내부의 미세구조의 3차원적 분석을 위해 방사광의 X선을 광원으로 하는 위상대조 미세단층 촬영이 활용되고 있다. 하지만, X선 위상대조영상 분석에서 물을 포함하고 있는 조직에서는 위상대조가 제대로 구현되지 않다는 것을 알게 되었다. 이러한 현상을 해결하기 위해 다양한 방법들을 적용하였으며, 표본을 얼렸을 때 위상대조가 강화된다는 사실을 확인하였다. 방사광 전파위상대조 동결미세단층촬영은 포항가속기연구소 X선 영상빔라인에서 수행하였다. 표본을 동결상태로 유지하면서 $0.18^{\circ}$ 간격으로 $180^{\circ}$ 회전하였으며, 표본을 통과한 X선에 의해 섬광기에 맺힌 영상을 광학렌즈로 확대하여 CCD카메라로 모았다. 각 표본 전체 투사영상을 OCTOPUS 소프트웨어로 재구성하여 2차원 단면영상으로 만들고, Amira 소프트웨어를 이용하여 3차원 영상으로 재구성하였으며, 단면영상에서 각 구조에 대한 구역화와 랜더링 작업을 수행하였다. 물에 의한 위상대조 방해 영향을 줄이기 위해 표본을 얼렸을 때 위상대조는 강화되었으나 동결팽창에 의한 조직변형이 관찰되었다. 표본을 막힌 공간에 넣고 주위를 포매제로 채워 급속냉동 동안 표본이 압박되도록 하였을 때 위상대조의 강화와 동결팽창에 의한 조직변형을 줄일 수 있었다. 결론적으로, 생체조직 내부 미세구조의 비파괴, 고해상도 3차원 영상분석에 있어 조직표본을 동결포매제로 포매 후 급속냉동하고, 방사광에서 방출되는 X선을 광원으로 하는 전파위상대조 동결미세단층촬영법은 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 기대한다.