• 제목/요약/키워드: Image Guided System

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척추성형술을 위한 의료 영상 시스템의 설계 및 개발 (Design and Implementation of A Medical Image Guided System for Vertebroplasty)

  • 탁계래;이상범;이성재
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제10B권5호
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    • pp.503-508
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    • 2003
  • 척추에 대한 외과수술은 신경조직을 손상하지 않아야 하기 때문에 수술 절차가 신중하게 계획되고 고도의 정밀을 요구한다. 척추성형술(verte-broplasty)은 골다공증으로 인한 척추의 골절을 치료하기 위해 제안된 비교적 새로운 외과적인 수술방법으로 최소침습적인 수술 기법으로 피부를 통하여 골절된 척추부위에 구멍을 내고 그곳에 PMMA(polymethylmethacrylate)라 불리는 골시멘트(bone cement)를 주입하여 치료하는 방법이다. 최근의 연구결과, 수술 후 즉각적인 고통의 경감을 가져오며, 골다공증으로 인한 골절부위에 강도가 강한 골시멘트를 주입하게 됨으로써 골다공증 척추체에 구조적인 안정성을 제공해 주는 것으로 알려져 있다. 수술 후 발생하는 합병증의 대부분은 과도한 골시멘트의 주입으로 인한 것으로 알려져 있으며, 따라서 척추성형술의 치료에 가장 중요한 요인은 주입한 골시멘트의 양을 조절하는 것이다. 이에 본 연구에서는 환자의 컴퓨터단층촬영(computer tomography)을 통하여 획득한 영상을 토대로 척추성형술 시술시 필요한 의료 영상 시스템을 설계 및 개발하고, 텍스처 분석을 통하여 개개인의 환자에게 필요한 골시멘트의 양을 계산하는 알고리즘을 개발하여 이를 실제 환자의 시술시에 적용해 보았다. 결과적으로 본 시스템은 척추성형술시에 최적의 골시멘트의 양을 예측할 수 있었으며, 정형외과의 다른 부위의 수술시에도 적용가능성을 확인할 수 있었다.

Color Line 탐색을 이용한 AGV의 주행제어에 관한 연구 (A Study on the Navigation Control of Automated Guided Vehicle using Color Line Search)

  • 박영만;박경우;안동순
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.13-19
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    • 2003
  • 유연 생산 시스템(FMS)이나 자동화 창고(AWS) 등에 이용되는 AGV(Automated Guided Vehicle)에 관하여 많은 연구가 진행 중이다. 기존의 AGV는 마그넷 테이프나 전기와이어, RF나 Laser를 가이드라인으로 사용하고 있어 가이드라인 설치와 변경 시 시간과 비용이 많이 드는 단점이 있다. 본 논문에서는 단일 컬러 CCD카메라를 가지고 50mm 황색 컬러테이프를 가이드라인으로 사용하여 주행하는 AGV를 구현하였다. 컬러테이프를 사용하므로 라인설치 및 변경 추가 시 작업 시간이 빠르고 비용이 적게 드는 장점이 있다. 구현한 AGV의 구조와 컬러 특성만을 추출하여 주행용 가이드라인을 탐색하는 영상처리 기법과 AGV주행 결과를 제시하였다.

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Study of concrete de-bonding assessment technique for containment liner plates in nuclear power plants using ultrasonic guided wave approach

  • Lee, Yonghee;Yun, Hyunmin;Cho, Younho
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권4호
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    • pp.1221-1229
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    • 2022
  • In this work, the guided wave de-bonding area-detecting technique was studied for application to containment liner plates in nuclear power plant areas. To apply this technique, an appropriate Lamb wave mode, symmetric and longitudinal dominance, was verified by the frequency shifting technique. The S0 2.7 MHz mm Lamb wave mode was chosen to realize quantitative experimental results and their visualization. Results of the bulk wave, longitudinal wave mode, and comparison experiments indicate that the wave mode was able to distinguish between the de-bonded and bonded areas. Similar to the bulk wave cases, the bonded region could be distinguished from the de-bonded region using the Lamb wave approach. The Lamb wave technique results showed significant correlation to the de-bonding area. As the de-bonding area increased, the Lamb wave energy attenuation effect decreased, which was a prominent factor in the realization of quantitative tomographic visualization. The feasibility of tomographic visualization was studied via the application of Lamb waves. The reconstruction algorithm for the probabilistic inspection of damage (RAPID) technique was applied to the containment liner plate to verify and visualize the de-bonding condition. The results obtained using the tomography image indicated that the Lamb wave-based RAPID algorithm was capable of delineating debonding areas.

전립선 암 환자의 영상유도 방사선 치료 시 Fiducial Marker를 이용한 2D/2D Match의 유용성에 대한 연구 (Usability of 2D/2D Match for Image Guided Radiotherapy (IGRT) of Prostate Cancer with Fiducial Markers)

  • 배선명;양오남;송흥권;백금문
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.19-24
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    • 2010
  • 목 적: Fiducial marker를 이용한 전립선암 방사선치료 시 적용 가능한 여러 영상유도 중 marker match를 이용한 Image guided radiotherapy (IGRT)의 유용성에 관하여 연구하고자 한다. 대상 및 방법: Fiducial marker를 이용해 영상유도 방사선 치료를 실시하는 전립선암 환자 10명을 대상으로 하였고, On-board image (OBI) system이 구성된 선형가속기(CLINAC iX)를 이용하였다. 환자를 set up 한 후 marker match와 Cone-beam Computed Tomography (CBCT)를 이용해 영상 유도를 실시한 후 X, Y, Z축에 대한 보정 값을 결정하고 이를 비교 평가하였다. 동일 환자를 대상으로 동일한 조건에서 marker match와 CBCT를 1주일에 한 번씩 총 5회 시행하였다. 결 과: Marker match와 CBCT에서 10명 모두 동일한 방향성을 보였고, marker match와 CBCT의 보정 값을 비교해본 결과 평균적으로 X축에서 약 0.6 mm, Y축에서 약 0.7 mm, Z축에서 약 0.8 mm의 차이를 보였다. 결 론: Fiducial marker를 이용하여 전립선암을 치료할 경우 marker match의 사용은 CBCT를 이용한 영상 유도와 평균 1.0 mm 미만의 보정 값의 차이를 보였으며, CBCT를 단독으로 이용하여 영상유도를 실시하는 것 보다 marker match와 CBCT를 이용한 3D/3D match를 병행하여 영상 유도를 실시하는 것이 치료기간 동안 영상 유도로 인한 환자의 피폭을 줄이고 영상획득 시간을 단축시킬 수 있어 매우 유용하였다.

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영상유도 양성자치료를 위한 콘빔 CT 재구성 알고리즘: 기하학적 보정방법에 관한 연구 (Geometric Calibration of Cone-beam CT System for Image Guided Proton Therapy)

  • 김진성;조민국;조영빈;윤한빈;김호경;윤명근;신동호;이세병;이레나;박성용;조관호
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제19권4호
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    • pp.209-218
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    • 2008
  • IMRT, 양성자 치료와 같이 방사선 치료 기술이 발전할수록 치료 시 환자의 위치를 확인하고 그 정확성을 평가하는 기술의 중요성이 강조되고 있다. 현재 국립암센터 양성자치료센터에 설치되어 있는 양성자 치료기의 단순 X-선 영상시스템을 이용하여 콘빔 CT (cone-beam CT) 3차원 영상을 획득, 영상유도 방사선 치료의 가능성을 확인하고자 하였다. 양성자 치료기에 설치되어있는 X-선 영상시스템(SDD: 2,108 mm, SOD: 1,511 mm, Varian a277 x-ray tube & Varian Paxscan 4030: a-Si+DRZ screen)을 이용하여 양성자 갠트리를 $2^{\circ}$씩 회전시켜가면서 기하학적인 오차 측정을 위한 팬톰과 인체 팬톰 (Humanoid phantom, Rando, CA, USA)의 투사영상을 획득하였다. 현재 시스템적으로 연속적인 회전과 영상획득이 지원되지 않아서 영상획득 후 갠트리를 회전하는 방법으로 투사영상을 획득하였다. 기하학적 오차측정을 위한 팬텀과 두경부 팬텀에 대해서 $360^{\circ}$를 회전하며 180장의 투사영상($2,304{\times}3,200$, 14 bit with 127${\mu}m$ pixel pitch)을 관전압 85 kVp, 관전류 80 mA, 조사시간 0.5 s의 조건으로 촬영하였다. 콘빔 CT 영상재구성을 위해 Ram-Lak filter를 적용한 Feldkamp cone-beam 알고리즘을 사용하였으며, 획득한 180장의 투사영상을 사용하여 $0.4{\times}0.4{\times}0.4mm^3$의 voxel size를 가진 $512{\times}512{\times}512$ CT영상을 재구성하였다. 기하학적인 오차 측정방법을 통해 X-선 선원, 검출기와 갠트리의 기하학적 정보를 측정하였다. 측정된 결과에 의하면 검출기가 $0.25^{\circ}$ 회전된 오차를 보이는 것을 발견하였다. 기하학적 교정으로 재구성된 콘빔 CT 영상을 multi-planar view (axial, sagittal and coronal view) 및 3차원 영상으로 재구성하여 비교 평가 하였다. 현재 양성자치료기에 설치되어있는 단순 X-선 영상 시스템에서 기하학적 오차 측정을 위한 볼 팬텀을 이용하여 시스템의 오차를 측정하였다. 측정한 오차를 바탕으로 기하학적 교정을 통해서 두경부 및 복부 팬텀에 대한 3차원 영상인 콘빔 CT 영상들을 재구성하였다. 추후 연속적인 회전을 통한 영상획득이 가능하게 된다면, 보다 정확하고 신속한 영상재구성이 가능 하며 콘빔 CT가 영상유도 양성자 치료에 매우 유용할 것으로 사려된다.

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비전 시스템을 이용한 AGV의 차선인식 및 장애물 위치 검출에 관한 연구 (A Study on Detection of Lane and Situation of Obstacle for AGV using Vision System)

  • 이진우;이영진;이권순
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2000년도 추계학술대회논문집
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    • pp.207-217
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    • 2000
  • In this paper, we describe an image processing algorithm which is able to recognize the road lane. This algorithm performs to recognize the interrelation between AGV and the other vehicle. We experimented on AGV driving test with color CCD camera which is setup on the top of vehicle and acquires the digital signal. This paper is composed of two parts. One is image preprocessing part to measure the condition of the lane and vehicle. This finds the information of lines using RGB ratio cutting algorithm, the edge detection and Hough transform. The other obtains the situation of other vehicles using the image processing and viewport. At first, 2 dimension image information derived from vision sensor is interpreted to the 3 dimension information by the angle and position of the CCD camera. Through these processes, if vehicle knows the driving conditions which are angle, distance error and real position of other vehicles, we should calculate the reference steering angle.

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IGRT를 위한 비침습적인 호흡에 의한 장기 움직임 실시간 추적시스템 (A Non-invasive Real-time Respiratory Organ Motion Tracking System for Image Guided Radio-Therapy)

  • 김윤종;윤의중
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.676-683
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    • 2007
  • A non-invasive respiratory gated radiotherapy system like those based on external anatomic motion gives better comfortableness to patients than invasive system on treatment. However, higher correlation between the external and internal anatomic motion is required to increase the effectiveness of non-invasive respiratory gated radiotherapy. Both of invasive and non-invasive methods need to track the internal anatomy with the higher precision and rapid response. Especially, the non-invasive method has more difficulty to track the target position successively because of using only image processing. So we developed the system to track the motion for a non-invasive respiratory gated system to accurately find the dynamic position of internal structures such as the diaphragm and tumor. The respiratory organ motion tracking apparatus consists of an image capture board, a fluoroscopy system and a processing computer. After the image board grabs the motion of internal anatomy through the fluoroscopy system, the computer acquires the organ motion tracking data by image processing without any additional physical markers. The patients breathe freely without any forced breath control and coaching, when this experiment was performed. The developed pattern-recognition software could extract the target motion signal in real-time from the acquired fluoroscopic images. The range of mean deviations between the real and acquired target positions was measured for some sample structures in an anatomical model phantom. The mean and max deviation between the real and acquired positions were less than 1mm and 2mm respectively with the standardized movement using a moving stage and an anatomical model phantom. Under the real human body, the mean and maximum distance of the peak to trough was measured 23.5mm and 55.1mm respectively for 13 patients' diaphragm motion. The acquired respiration profile showed that human expiration period was longer than the inspiration period. The above results could be applied to respiratory-gated radiotherapy.

이동로보트의 궤도관제기법 (NAVUNGATION CONTROL OF A MOBILE ROBOT)

  • 홍문성;이상용;한민용
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1989년도 한국자동제어학술회의논문집; Seoul, Korea; 27-28 Oct. 1989
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    • pp.226-229
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    • 1989
  • This paper presents a navigation control method for a vision guided robot. The robot is equipped with one camera, an IBM/AT compatible PC, and a sonar system. The robot can either follow track specified on a monitor screen or navigate to a destination avoiding any obstacles on its way. The robot finds its current position as well as its moving direction by taking an image of a circular pattern placed on the ceiling.

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스테레오 비전에 의한 AGV의 주행라인 검출 시스템에 관한 연구

  • 전성재;조연상;박흥식
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.275-275
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    • 2004
  • 현재 국가 간의 경쟁력 확보를 위하여 자동화 기술의 개발을 통한 무인화ㆍ자동화를 실현함으로써 물류비용 및 인건비의 절감을 위한 노력에 많은 투자가 이루어지고 있는 실정이다 FMS를 구축하기 위해서는 AGV는 반드시 필요한 운송 장치로 현재 많은 제품들이 생산되어 현장에서 사용되고 있다. 현재 AGV는 바닥에 설치되어 있는 주행라인을 따라서 이동하는 방식이 가장 많이 사용되고 있으며, 주행라인 검출 방식으로 말이 사용되고 있는 전자유도 방식은 설비비용이 말이 들고 경로 수정이 어렵다는 문제점을 가지고 있다.(중략)

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