• Title/Summary/Keyword: Medical Images

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조직투명화 기술을 통한 3차원적 접근 (Three-Dimensional Approaches in Histopathological Tissue Clearing System)

  • 이태복;이재왕;전진현
    • 대한임상검사과학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.1-17
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    • 2020
  • 조직병리학에서 현미경을 이용한 삼차원적 접근법은, 이차원 단면의 조직 슬라이드에서 박절 과정 중 부차적으로 발생하는 공간정보의 손실로 인하여 확인하기 어려웠던, 조직 내부 분자들의 공간적 배열, 상호결합, 구조적인 형태와 이들의 통합적인 공간적 정보체로서, 조직 내에 복잡하게 얽혀진 다양한 정보를 풀어내는데 있어서 복합적인 데이터를 제시하여 준다. 이광자 현미경(two-photon microscope)과 자동화된 보정환(correction collar)이 탑재된 고성능 대물렌즈의 개발과 같은 광학장비 영역의 발전은 조직투명화 과정을 거치지 않은 두꺼운 시료의 이미징에 있어서 광학적인 이론과 실체 사이에 존재하는 격차를 줄이는데 기여하였다고 할 수 있다. 하지만, 대물렌즈의 길어진 작동범위(working distance)와 최적화된 고강도 레이저의 사용으로 얻게 되는 이점들은 세포 내 각 구성요소의 굴절률(refractive index) 차이로 인하여 증가되는 빛의 분산(light scattering) 현상으로 인해 자연스럽게 감소하게 된다. 조직투명화 기술이 처음 등장하였던 초창기 시도되던 간단한 굴절률 일치화(RI matching) 기법에서부터 현대의 최첨단 통합 조직 투명화 기술에 이르기 까지를 관찰하여 볼 때, 형태학적인 변화없이 조직의 투명도를 높이는 것과, 내재적으로 또는 고정과정 중에 유래되어 혼합된 자가형광 노이즈를 효과적으로 제거하는것이 선명한 이미지를 얻기 위한 주요한 고려대상이라고 할 수 있다. CLARITY는 장비에 기반한 조직투명화 기법으로서 임상 조직병리 실험실에서 처리되는 동결절편과 포르말린에 고정된 검체 모두의 투명화를 위한 실험실 작업흐름(workflow) 통합 및 일상적인 실험절차와 호환이 가능할 것으로 보여진다.

스핀밸브 바이오 센서를 이용한 혈액과 나노입자의 자성특성 검출 (The Detection of Magnetic Properties in Blood and Nanoparticles using Spin Valve Biosensor)

  • 박상현;소광섭;안명천;황도근;이상석
    • 한국자기학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.157-162
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    • 2006
  • 이온빔 증착 스퍼터링법과 고아 리소그래피법으로 FeMn-스핀밸브 바이오 센서를 제작하였다. 혈액내의 Fe를 포함한 헤모글로빈(Hemoglobin)과 나노 자성입자의 자성검출은 최대 자장감응 약 $0.1{\sim}0.8%/Oe$인 거대자기저항 스핀밸브 바이오 센싱소자를 이용하였다. 사용된 혈액은 인체의 피였고, Co-페라이트 나노 자성입자는 수용성 무정형 실리카로 코팅이 되었으며, 그 크기의 평균직경의 범위는 9nm에서 50nm이었다. 실제 크기가 $5x10{\mu}m^2 $ 혹은 $2x6{\mu}m^2 $로 제작된 센싱소자의 4 전극 중 전류 입력단자에 흐르는 감지전류는 1 mA로 하였다. 혈액과 나노자성 입자가 소자의 중앙부분으로 떨어졌을 때, 출력신호는 각각 자성 여부의 검출 특성을 알 수 있는 충분한 크기로 나타났다.

합곡(合谷) 침자(鍼刺)가 뇌혈류에 미치는 영향에 대한 핵의학적 고찰 (The nuclear medical study on the effect of Hap-Kok(LI4) Acupuncture on cerebral blood flow)

  • 양유선;김성진;황유진;유동수;김민자;조은희;김현중;양명복;이병철;이인;이건목
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제18권6호
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    • pp.93-104
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    • 2001
  • Objective : To localize and compare the cerebral regions- activated by the the stimulation of traditional and burning acupunctures in right Hap-Kok (LI4) acupoints. Methods : Thirty-four healthy normal volunteers (19 males, 15 females, age 31${\pm}$11 years) were studies by rest/acupuncture Tc-99m HMPAO SPECT using same-dose sequential injection method using right Hap-Kok(LI4), traditional and burning acupunctures. All images were spatially normalized and the differences between rest and acupuncture activation state were statistically analyzed using SPM 96. Results : Statistical analysis of the effect by the stimulation using traditional acupuncture in right L14 showed regional cerebral perfusion increase in right inferior frontal lobe, right straight gyrus, left anterolateral frontal lobe, left anteroinferior temporal lobe, left posterior temporal lobe, and left cerebellum. In the stimulation using burning acupuncture in right LI4, regional cerebral perfusion increased in right posterior prefrontal lobe, right precental gyrus, right postcentral gyrus, right poteroinferior temporal lobe, left precentral gyrus, left Broca's area, left anterior parietal lobe, left posterior prefrontal lobe, and left cerebellum. In right LA, diffuse perfusion increase were noted in the both inferior frontal lobe by traditional acupuncture compared to burning acupuncture. Conclusion : The results localized the cerebral areas showed the effect of the acupuncture on cerebral blood flow. The effects of traditional and burning acupunctures on cerebral blood flow were similar in right Hap-Kok (LI4) acupoints. But the effects of traditional acupunctures on cerebral blood flow are stronger than those of burning acupunctures on cerebral blood flow.

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폐렴환자에서 진동 공명 영상 검사(VRI)의 유용성 (Usefulness of Vibration Response Imaging (VRI) for Pneumonia Patients)

  • 박유진;박중희;홍미진;김원동;이계영;김순종;김희정;하경원;전규락;김현애;유광하
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제71권1호
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    • pp.30-36
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    • 2011
  • Background: Pneumonia is commonly seen in outpatient clinics. it is widely known as the most common cause of death from infectious disease. Pneumonia has been diagnosed by its typical symptoms, chest X-ray and blood tests. However, both chest X-rays and blood tests have limitations in diagnosis. Thus primary care clinicians usually have been constrained due to a lack of adequate diagnostic tools. Vibration response imaging (VRI) is a newly emerging diagnostic modality, and its procedure is non-invasive, radiation-free, and easy to handle. This study was designed to evaluate the diagnostic usefulness of the VRI test among pneumonia patients and to consider its correlation with other conventional tests such as Chest X-ray, laboratory tests and clinical symptoms. Methods: VRI was performed in 46 patients diagnosed with pneumonia in Konkuk University Medical Center. VRI was assessed in a private and quiet room twice: before and after the treatment. Sensors for VRI were placed on a patient's back at regular intervals; they detected pulmonary vibration energy produced when respiration occurred and presented as specific images. Any modifications either in chest X-ray, C-reactive protein (CRP), white blood cell count (WBC) or body temperature were compared with changes in VRI image during a given time course. Results: VRI, chest X-ray and CRP scores were significantly improved after treatment. Correlation between VRI and other tests was not clearly indicated among all patients. But relatively severe pneumonia patients showed correlations between VRI and chest X-ray, as well as between VRI and CRP. Conclusion: This study demonstrates that VRI can be safely applied to patients with pneumonia.

맥진(脈診)에 관한 도상(圖像)연구 (A Study on Images of the Pulse Diagnosis)

  • 한봉재
    • 한국한의학연구원논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.101-109
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    • 2009
  • The Pulse diagnosis is in the boundary of the Four Examinations, and it is called 切診, or palpation. It has a great impact on people in reminding of the Traditional Medicine that it is probably the first thing that people think of when they hear about Traditional Medicine. Hu-Jun quoted in the Treasured Mirror of Eastern Medicine "東醫寶鑑" that the doctor finds out the deficiency and the excess of the meridian of the patiant through the pulse, and that it is of the utmost necessity to know the "deficiency and the excess" of the meridian to decide the formula (君臣佐使) of the herbal medicine and the acupuncture/moxibustion treatment. The research on the studies of pulse diagnosis have been concentrated on the origin, history, and the theory of the pulse diagnosis throughout the years; however, the number of research on the image from the classics on pulse diagnosis have been less. With this in mind, this paper was written to study more on the origin and the history of the pulse diagnosis as well as to study on the image of pulse diagnosis shown on the classics on Traditional Medicine in China and Korea. The history of the pulse diagnosis has its root on the attempt to find out what is happening inside the body through the indication of the small changes of the pulse that is shown on the outer boundaries of the body. There were various kinds of pulse diagnosis including "Three positions and nine indicators method" and "Carotid pulsation and wrist pulse method" in the ancient period, and wrist pulse-taking method became the most popular since the completion of studying on palpation by 初보. The image of the palpation helps the rudimentary practitioners of Traditional Medicine. They are divided into two large categories, which are the area of diagnosis and the shape of the pulse itself. The historical classics including the image of the pulse diagnosis can be found since the Song Dynasty of China. There are various kinds of image of pulse diagnosis in the classic such as "The picture of the hand meridian" from "脈訣指掌病式圖說", "The picture of the image of meridian" from "察病指南", "The picture of the Seven exterior and Eight interior" from "校正圖注脈訣", and "The picture of the six parts of meridian" from Treasured Mirror of Eastern Medicine "東醫寶鑑". The Treasured Mirror of Eastern Medicine "東醫寶鑑" have analyzed the basic theories and made up the standards of pulse diagnosis by establishing "The picture of the six parts of meridian" based on "The method of placing the viscera and bowels corresponding to cun-guan-qi, or the meridian".

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딥 러닝 기반 코로나19 흉부 X선 판독 기법 (A COVID-19 Chest X-ray Reading Technique based on Deep Learning)

  • 안경희;엄성용
    • 문화기술의 융합
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    • 제6권4호
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    • pp.789-795
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    • 2020
  • 전 세계적으로 유행하는 코로나19로 인해 많은 사망자가 보고되고 있다. 코로나19의 추가 확산을 막기 위해서는 의심 환자에 대해 신속하고 정확한 영상판독을 한 후, 적절한 조치를 취해야 한다. 이를 위해 본 논문은 환자의 감염 여부를 의료진에게 제공해 영상판독을 보조할 수 있는 딥 러닝 기반 코로나19 흉부 X선 판독 기법을 소개한다. 우선 판독모델을 학습하기 위해서는 충분한 데이터셋이 확보되어야 하는데, 현재 제공하는 코로나19 오픈 데이터셋은 학습의 정확도를 보장하기에 그 영상 데이터 수가 충분하지 않다. 따라서 누적 적대적 생성 신경망(StackGAN++)을 사용해 인공지능 학습 성능을 저하하는 영상 데이터 수적 불균형 문제를 해결하였다. 다음으로 판독모델 개발을 위해 증강된 데이터셋을 사용하여 DenseNet 기반 분류모델 학습을 진행하였다. 해당 분류모델은 정상 흉부 X선과 코로나 19 흉부 X선 영상을 이진 분류하는 모델로, 실제 영상 데이터 일부를 테스트데이터로 사용하여 모델의 성능을 평가하였다. 마지막으로 설명 가능한 인공지능(eXplainable AI, XAI) 중 하나인 Grad-CAM을 사용해 입력 영상의 질환유무를 판단하는 근거를 제시하여 모델의 신뢰성을 확보하였다.

Chest-wall Surface Dose During Post-mastectomy Radiation Therapy, with and without Nonmagnetic Bolus: A Phantom Study

  • Choi, Cheon Woong;Hong, Joo Wan;Park, Cheol Soo;Ahn, Jae Ouk
    • Journal of Magnetics
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    • 제21권2호
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    • pp.293-297
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    • 2016
  • For mastectomy patients, sufficient doses of radiation should be delivered to the surface of the chest wall to prevent recurrence. A bolus is used to increase the surface dose on the chest wall, whereby the surface dose is confirmed with the use of a virtual bolus during the computerized treatment-planning process. The purpose of this study is an examination of the difference between the dose of the computerized treatment plan and the dose that is measured on the bolus. Part of the left breast of an Anderson Rando phantom was removed, followed by the attainment of computed tomography (CT) images that were used as the basis for computerized treatment plans that were established with no bolus, a 3 mm-thick bolus, a 5 mm-thick bolus, and a 10 mm-thick bolus. For the computerized treatment plan, a prescribed dose regimen was dispensed daily and planning target volume (PTV) coverage was applied according to the RTOG 1304 guidelines. Using each of the established computerized treatment plans, chest-wall doses of 5 points were measured; this chest-wall dose was used as the standard for the analysis of this study, while the level of significance was set at P < 0.05. The measurement of the chest-wall dose with no bolus is 1.6 % to 10.3 % higher, and the differences of the minimum average and the maximum average of the five measurement points are -13.8 and -1.9, respectively (P < 0.05); however, when the bolus was used, the dosage was measured as 3.7 % to 9.2 % lower, and the differences of the minimum average and the maximum average are 7.4 and 9.0, -1.2 and 17.4, and 8.1 and 19.8 for 3 mm, 5 mm, and 10 mm, respectively (P < 0.05). As the thickness of the bolus is increased, the differences of the average surface dose are further increased. There are a variety of factors that affect the surface dose on the chest wall during post-mastectomy radiation therapy, for which verification is required; in particular, a consideration of the appropriate thickness and the number of uses when a bolus is used, and which has the greatest effect on the surface dose on the chest wall, is considered necessary.

대퇴골두 해면골의 미세구조 특성과 기계적 특성의 분석 (Analysis of the Micro-Structural and Mechanical Properties in Human Femoral Head Trabecular Bone with and without Osteoporosis)

  • 원예연;백명현;최문권;전경진;김만경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.519-523
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    • 2004
  • 골다공증이 있는 대퇴골두 해면골과 골다공증이 없는 대퇴골두 해면골의 특성을 평가하고자 미세단층촬영기 및 유한요소모델을 이용하여 해면골을 미세구조 특성과 기계적 특성을 비교 및 분석하였다. 골다공증이 있는 대퇴골두는 골밀도를 측정하여 T-score 값이 -2.5 이상인 시편 15개를 사용했으며, 골다공증이 없는 대퇴골두는 사망전 골다공증으로 인한 병력이 없었던 사체 4구에서 대퇴골두 5개를 획득하여 사용하였다. 대퇴골두 해면골의 미세구조 특성을 분석하기 위해서 미세단층촬영기를 이용하여 골다공증이 있는 대퇴골두와 골다공증이 없는 대퇴골두를 촬영하여 형태학적 지수(histomorphometry index)를 구했고, 미세단층촬영기에 의해서 획득된 미세영상(pixel size=21.31㎛)을 바탕으로 유한요소모델을 재건하여 기계적 특성을 구하였다. 형태학적지수는 골다공증이 없는 대퇴골두가 골다공증이 있는 대퇴골두에 비해서 골소주 두께, 골 체적, 골 체적비, 이방성 정도 그리고 골소주 개수가 증가했으며, 골소주 간격과 구조모델지수는 감소했다. 기계적특성 지수는 골다공증이 없는 대퇴골두 해면골 시편에서 반력, 표면응력 그리고 영률이 높게 분석되었다. 골다공증이 있는 대퇴골두 해면골 시편에서 미세구조 특성이 퇴화되며, 기계적 특성이 감소된다는 사실을 알수 있었다.

입자영상유속계를 이용한 분기관내 유동가시화 (Flow Visualization in the Branching Duct by Using Particle Imaging Velocimetry)

  • 노형운;서상호;유상신
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.29-36
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    • 1999
  • 본 연구는 목적은 PIV 시스템을 이용하여 분기관내 유동현상을 가시화하여 분기부 영역의 유동특성을 분석하는데 있다. PIV 시스템으로 유동장을 가시화하기 위해서 분기관 모델은 투명 아크릴판으로 제작하였고 작동유체와 추적입자는 각각 물과 송화가루를 사용하였다. 유동장에서 획득된 영상으로부터 속도벡터를 얻기 위해서 입자추적방법의 1-프레임 법과 2-프레임 법, 상호상관 PIV법인 2-프레임법을 사용하였다. PIV 시스템으로 측정된 실험결과의 신뢰성을 확보하기 위해서 표면구동 캐비티 유동의 속도분포를 4-프레임법으로 얻어진 기준 실험 데이터와 비교하였다. 분기관에서 뉴턴유체의 유동현상을 효과적으로 가시화하는데 필요한 상호상관 PIV방법의 2-프레임법을 적용하는 알고리즘을 개발하였고, sub-pixel과 면적보간을 사용하여 오벡터를 제거후 최종속도벡터를 얻었다. PIV를 이용한 분기관내 유동가시와 실험결과를 신뢰할 수 있는 수치해석 결과를 이용하여 검증한 결과 PIV 실험으로 얻어진 속도벡터는 수치해석의 결과와 잘 일치하였다. PIV 실험과 수치해석 결과로부터 분기관모델의 분기점 원위부에 재순환영역이 형성됨이 확인되었고 두 다른 방법을 이용한 재순환영역의 길이와 높이는 거의 동일하였다.

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대퇴골 주요축의 3차원 모델링에 의한 전염각의 측정 (The Measurement of Femoral Neck Anteversion by 3D Modeling of Femoral Major Axes)

  • 김준식;김선일
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.341-350
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    • 1998
  • 대퇴 전염각의 정확한 측정은 뼈를 절개하여 각을 조절하는 시술(derotation osteotomy)에 있어서 매우 중요하다 대퇴 전염각을 정확히 측정하기 위해서는 대퇴골 장축과 목축, 관절구축의 정확한 선정이 필수적이다. 기존의 2차원 영상에 의한 대퇴 전염각의 측정 방법은 간단하지만 3차원 공간상에서 축들을 결정하기 모호한 단점을 가지고 있고, 3차원 영상을 이용하는 방법은 뼈를 밖에서 직접 측정하는 것과 같은 결과를 얻을 수 있어 2차원 방법보다는 정확한 측정이 가능하나 처리과정이 복잡하고 정량적이고 객관화된 결과를 얻는 것이 어려운 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 대퇴골을 3차원으로 모델링하여 정량적이고 객관적인 대퇴 전염각의 측정법을 제시한다. 이것은 먼저 촬영된 슬라이스 영상들을 3차원상에서 재구성한 뒤, 대퇴골두와 목 모델로부터 대퇴골 목축을 정하고, 대퇴 관절구 모델로부터 대퇴 관절구축을 결정한다. 또한, 대퇴골 주축을 원통으로 모델링하여 장축을 결정한다. 대퇴 전염각은 대퇴관절구의 접평면에 대한 대퇴골축의 기울어진 정도로 정의되며, 이 정의를 이용하여 대퇴 전염각을 구한다. 결과에서 20명 CT영상으로부터 대퇴골 샘플을 측정하여 기존의 2차원 및 3차원 영상법의 결과와 비교하여 제시한 방법이 객관적이고 정확한 측정방법임을 검증한다.

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