Having its roots in medical applications, industrial gamma ray CT has opened up new roads far investigating and modeling industrial processes. Using a line of research related to industrial gamma ray CT, the authors set up a system of single source and detector gamma transmission tomography for wood timber and a packed bed phantom. The hardware of the CT system consists of two servo motors, a data logger, a computer, a radiation source and a radiation detector. One motor simultaneously moves the source and the detector for a parallel beam scanning, whereas the other motor rotates the scan table at a preset projection angle. The image is reconstructed from the measured projections by the filtered back projection method. The phantom was designed to simulate a cross section of a packed bed with a void. The radiation source was 20mCi of Cs-137 and the detector was a 1 inch $\times$ 1 inch NaI (TI) scintillator shielded by a lead collimator. The experimental gamma ray CT image has sufficient resolution to reveal air holes and the density distribution inside the phantom. The system could possibly be applied to a packed bed column or a pipe flow in a petrochemical plant.
4차 산업 혁명 시대를 맞이하여, 최근 기계, 전자 부품의 설계, 제조, 검사에 첨단 IT 기술을 융합하는 사례가 늘고 있다. 본 연구에서는 최근에 구축된 산업용 X-ray CT(computed tomography)를 사용한 산업용 부품의 검사에 대한 최신기술에 대해서 다룬다. 먼저 구축된 첨단의 최신 산업용 CT의 구조와 원리에 대해서 설명하며, 이러한 장비의 역할과 성능에 대해서 설명하고, 본 장비의 분석기법을 보완하기 위한 새로운 연구기반의 구축에 대해서 다룬다. 특히 장비의 출력데이터를 Matlab과 같은 범용 연구 툴로 전송하여 연구를 진행할 수 있는 기반을 구축하며, 이를 토대로 기존의 운용 소프트웨어가 제공하지 못했던 보조적인 3D user interface와 3차원 영상처리를 위한 플랫폼을 구축하는 연구를 진행 하였다. 산업용 3차원 X-ray는 아직 소개 된지 얼마 되지 않은 첨단의 고가의 장비로서 이를 활용할 연구의 종류와 내용이 매우 풍부한 주제로, 이러한 기초적인 연구기반은 추후의 보다 발전적인 연구를 위한 아주 유용한 토대가 될 것으로 판단된다.
The aim of the 3D medical imaging is to facilitate the creation of clinically usable image-based algorithm. Clinically usable imaging algorithm for image analysis requires a high degree of interaction to verify and correct results from registration algorithms, such as the Insight Toolkit (ITK) and the Visualization Toolkit (VTK) which are the class libraries. ITK provides segmentation algorithms and VTK has powerful 3D visualization. However, to apply those libraries to the medical images such as Computerized Tomography (CT), the algorithm based on the interactive construction and modification of data objects are necessary. In this paper we showed the 3D registration about mandibular premolar of human teeth acquired by micro-CT scanner. Also, we used the ITK to find the contour of pulp layer of premolar, furthermore, the 3D imaging was visualized with VTK designed to create one kind of view on the data of 3D visualization. Finally, we evaluated that the volume model of pulp layer would be useful for the tooth morphology in dental medicine.
Industrially, die-casting products are formed through casting, and so the methods to inspect the defects inside them are very restrictive. External inspection methods including visual inspection, sampling judgment, etc. enables researchers to inspect possible external defects, but x-ray inspection equipment has been generally used to inspect internal ones. Recently, they have been also applying three-dimensional internal inspections using CT equipment. However, they have their own limitations in applying to the use of industrial inspection due to limited detection size and long calculation time. To overcome the above problems, this paper has suggested a method to inspect internal defects by comparing the CAD data of the product to be inspected with the 3D data of the CT image. In this paper, we proposed a method for fast and accurate inspection in three dimensions by applying x-ray inspection to find internal defects in industrial parts such as aluminum die casting products. To show the effectiveness of the proposed method, a series of experiments have been carried out.
Journal of International Society for Simulation Surgery
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제3권1호
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pp.16-21
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2016
Computed tomography (CT) can completely digitize the interior and the exterior of nearly any object without any destruction. Generally, the resolution for industrial CT is below a few microns. The industrial CT scanning, however, has a limitation because it requires long measuring and processing time. Whereas, 2D X-ray imaging is fast. In this paper, we propose a novel concept of 3D non-destructive inspection technique using the advantages of both micro-CT and dual X-ray images. After registering the master object’s CT data and the sample objects’ dual X-ray images, 3D non-destructive inspection is possible by analyzing the matching results. Calculation for the registration is accelerated by parallel computing using graphics processing unit (GPU).
목적: 본 연구는 $^{18}F$-FDG PET/CT검사 시 우연히 발견된 갑상선병변의 악성여부를 평가하기 위하여 위양성으로 판독되어지는 양성종양이나 염증질환과 악성 종양의 감별이 가능한 검사법으로 지연영상(Delay scan)을 적용하고 결과 값(SUV)의 기준안을 마련하며 이 연구에서 제시되는 검사법의 유용성을 평가하는데 있다. 재료 및 방법 : 2008년 1월부터 2008년 4월 까지 E대학병원에 내원하여 $^{18}F$-FDG PET/CT를 시행한 환자 25명(1명 제외)을 대상으로 후향적 분석을 실시하였다. $^{18}F$-FDG PET/CT영상 촬영은 SIEMENS사에서 만든 Biograph-Duo에서 시행하였으며, $^{18}F$-FDG PET/CT 정상영상(1hr)을 취득한 후 갑상선이상섭취가 있고 SUV 2.0이상인 환자를 대상으로 1시간후에 갑상선부위를 1bed 지연영상을 촬영하였고, 한 bed에 2분 동안 영상을 얻었다. 갑상선이상섭취가 있고 SUV 2.0이상인 환자를 대상으로 이상섭취가 있는 부위의 1시간영상과 2시간지연영상의 maxSUV를 측정하여 비교분석하였다. 결과: $^{18}F$-FDG PET/CT 검사 시 우연히 갑상선에 $^{18}F$-FDG 섭취를 보인 환자 24명중 갑상선 암(Thyroid cancer)이 5명으로 20.8%로 나타났으며 모두 양성병변을 시사하는 소견을 나타냈다. 갑상선기능이상이나 갑상선염 등 단순 갑상선 이상섭취로 판독된 19명의 1시간영상과 2시간 영상의 표준섭취계수(SUV)값은 나타낸 표로 1시간영상의 $^{18}F$-FDG 표준섭취 평균값은 5.06maxSUV이었고, 2시간 평균값은 5.23maxSUV였다. 측정된 두 값의 차이는 0.19maxSUV이었다. 갑상선암으로 판독된 5명의 1시간 PET/CT검사에서 갑상선국소부위의 $^{18}F$-FDG 표준섭취 평균값은 9.63maxSUV 이었고 2시간 평균값은 10.65maxSUV이였다. 두 값의 차이는 1.02maxSUV로 나타났다. 결론 : 본 연구는 우연히 발견된 갑상선 국소부위에 5.0이상 maxSUV의 이상섭취병변이 발견된 경우에는 $^{18}F$-FDG PET/CT 지연영상을 추가로 검사한다면 병소의 악성 여부 감별에 도움을 줄 수 있는 유용한 촬영방법임을 확인할 수 있었다.
최근 방사선치료 분야에 있어서 환자 선량이 중요한 쟁점이 되고 있다. 선량 감소를 위해 선진 기술을 이용한 방사선치료 시 사용하는 진단영상 장비에 대한 평가가 이루어져야 한다. 특히 CT는 방사선치료 분야에서 널리 사용되는 영상 장비이며, 본 연구에서는 CT의 선량과 영상에 대한 평가를 실시하였다. 선량과 영상을 동시에 비교할 수 있도록 동일한 조건 하에서 평가를 실시하였다. 또한 몬테카를로 시뮬레이션 툴인 MCNPX를 이용한 선량과 영상 평가가 가능하다는 것을 확인하였다. 저 선량 CT 영상의 질을 향상시키기 위하여 MLEM기법을 이용한 반복적 영상재구성 기법을 구축하였다. 본 연구의 평가 방법을 통해 방사선 치료 분야에서의 환자 선량을 줄이는 것뿐만 아니라 산업 연구 분야에서의 영상장비들의 총체적인 평가가 가능할 것이다.
양전자방출 방사성동위원소를 주입한 팬텀에서 방출되는 511keV 에너지의 감마선이 X-선 CT영상에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 한다. 스캔방법은 증류수를 주입(0 mCi)한 기준영상과 양전자 방출핵종인 $^{18}F$(Fluorine) 의 용량을 1 mCi, 2 mCi, 5 mCi, 10 mCi로 변화시켜 획득된 영상의 CT 번호와 픽셀값을 측정하였다. 양전자 방출핵종($^{18}F$)을 주입한 팬텀 영상의 CT 번호(HU) 측정 결과, 기준물($-7.58{\pm}0.66$ HU), 1 mCi($-9.85{\pm}0.50$ HU), 2 mCi($-10.27{\pm}0.21$ HU), 5 mCi($-11.31{\pm}0.66$ HU), 10 mCi($-13.47{\pm}0.38$ HU)로 물을 채운 기준 영상과 비교하여 10 mCi에서는 5.89 HU, 5 mCi에서는 3.73 HU, 2 mCi에서는 2.69 HU, 1 mCi에서는 2 HU가 감소하였다. 팬텀 영상의 픽셀 값은 기준물($-2.70{\pm}0.75$), 1 mCi($-4.72{\pm}0.58$), 2 mCi($-6.01{\pm}0.78$), 5 mCi($-6.10{\pm}0.84$), 10 mCi($-8.20{\pm}0.60$)로 기준물영상과 비교한 픽셀 값의 변화는 10 mCi에서는 5.50, 5 mCi에서는 3.40, 2 mCi에서는 3.10, 1 mCi 에서는 2.02가 감소하는 것을 알 수 있었다. 본 실험을 통해 양전자 방출핵종($^{18}F$)의 용량(Dose) 증가에 따라 CT번호와 영상의 픽셀 값은 비례적으로 감소하였으며 감소폭 또한 비슷한 값을 나타냈다. 이에 PET/CT의 정도관리 항목에 양전자 방출핵종으로 인한 X선 CT 영상의 변화 정도와 그에 따른 적합기준을 마련하고 주기적 관리가 이루어져야 할 것이다.
A new algorithm is developed that can reduce the metal artifact on CT caused by pedicle screws. Metal artifact has been recognized as a major problem in precise reading of CT images. In particular, spine surgeons have been bothered with the artifact appearing on CT taken after pedicle screw insertion. To reduce the artifact, our new algorithm first finds the center line from CT images, and then overlays an exact size screw image on the CT. The exact screw is obtained from an actual design specifications of screw, and the CT images are processed to maximize bone margins while minimizing screw images through adjusting the window width and level. 실험 결과 단순한 Window W/L 조절로는 해결되지 않는군요. This algorithm provides spine surgeons with more accurate CT images and thus better interpretation of CT to ascertain the success or failure of pedicle screw insertion.
흉부 CT 영상은 각종 흉부 질환의 진단에 널리 사용되고 있으며, 영상 분석 기술을 이용하여 암이나 다양한 형태의 종양 등의 관심 영역(region-of-interest)을 자동으로 탐지하는 기법들이 최근 많이 연구되고 있다. 본 논문에서는 흉부 CT 영상에서 연속된 여러 장의 2D 영상의 변화를 분석하여 중요 관심 영역인 노듈(nodule)을 찾는 방법을 제안한다. 인접 영상에서의 노듈의 연속성과 크기의 변화, 모양, 밝기의 특징을 분석하여 노듈을 검출하였고, 실험 결과, 상당한 정도의 정확도를 보였다. 향후 추가적인 연구를 통하여 실제 환경에서도 활용 가능할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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