Hepatocellular carcinoma (HCC) is a biologically heterogeneous tumor characterized by varying degrees of aggressiveness. The current treatment strategy for HCC is predominantly determined by the overall tumor burden, and does not address the diverse prognoses of patients with HCC owing to its heterogeneity. Therefore, the prognostication of HCC using imaging data is crucial for optimizing patient management. Although some radiologic features have been demonstrated to be indicative of the biologic behavior of HCC, traditional radiologic methods for HCC prognostication are based on visually-assessed prognostic findings, and are limited by subjectivity and inter-observer variability. Consequently, artificial intelligence has emerged as a promising method for image-based prognostication of HCC. Unlike traditional radiologic image analysis, artificial intelligence based on radiomics or deep learning utilizes numerous image-derived quantitative features, potentially offering an objective, detailed, and comprehensive analysis of the tumor phenotypes. Artificial intelligence, particularly radiomics has displayed potential in a variety of applications, including the prediction of microvascular invasion, recurrence risk after locoregional treatment, and response to systemic therapy. This review highlights the potential value of artificial intelligence in the prognostication of HCC as well as its limitations and future prospects.
Image display is the last step of imaging chain in which the diagnostic information is transformed into perceivable intensities and transformed to observer's eye-brain system. In this process, a certain part of information may be efficiently transfered and another part may be inefficiently transfered leading to information loss. In this study, the visual perceptual properties of image display on CRT monitor has been investigated. Psychophysical experiment of target image detection has been performed using CRT monitor for various background grey levels, and the threshold difference grey levels required for visual discrimination have been predicted by computer simulation with visual model.
The main principle of radiation therapy is to deliver optimum dose to tumor to increase tumor cure probability while minimizing dose to critical normal structure to reduce complications. RTP system is required for proper dose plan in radiation therapy treatment. The main goal of this research is to develop dose model for photon, electron, and brachytherapy, and to display dose distribution on patient images with optimum process. The main items developed in this research includes: (l) user requirements and quality control; analysis of user requirement in RTP, networking between RTP and relevant equipment, quality control using phantom for clinical application (2) dose model in RTP; photon, electron, brachytherapy, modifying dose model (3) image processing and 3D visualization; 2D image processing, auto contouring, image reconstruction, 3D visualization (4) object modeling and graphic user interface; development of total software structure, step-by-step planning procedure, window design and user-interface. Our final product show strong capability for routine and advance RTP planning.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제16권7호
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pp.2359-2376
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2022
With the exponential growth of medical image big data represented by high-resolution CT images(CTI), the high-resolution CTI data is of great importance for clinical research and diagnosis. The paper takes lung CTI as an example to study. Retrieving answer CTIs similar to the input one from the large-scale lung CTI database can effectively assist physicians to diagnose. Compared with the conventional content-based image retrieval(CBIR) methods, the CBIR for lung CTIs demands higher retrieval accuracy in both the contour shape and the internal details of the organ. In traditional supervised deep learning networks, the learning of the network relies on the labeling of CTIs which is a very time-consuming task. To address this issue, the paper proposes a Weakly Supervised Similarity Evaluation Network (WSSENet) for efficiently support similarity analysis of lung CTIs. We conducted extensive experiments to verify the effectiveness of the WSSENet based on which the CBIR is performed.
최근 다양한 3차원 영상처리 기술이 산업체 전반으로 확대되고 있다. 관련 기술중의 하나인 입체변환은 기존의 2D영상에서 입체영상을 생성하는 기술이다. 이 기술은 영화, 방송 콘텐츠에 적용되어 3D 입체로 시청할 수 있는데, 3D 기술의 지속적인 산업체 응용이 요구됨에 따라 입체변환 기술을 새로운 분야로 적용하여 새로운 입체 콘텐츠를 제작하는 것이 필요하다. 이러한 추세에 따라 이 기술을 의료영상에 응용하는 것이 본 논문의 목적이다. 의료 영상은 정확한 판독이 필요하기 때문에 2D 의료영상보다 구체적인 3D 정보를 얻을 수 있는 3D 입체영상에 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 기존의 2D 의료영상으로부터 입체영상을 생성하는 의료영상 입체변환 방법을 제안한다. 실험 영상으로 CT(Computed Tomograpy) 영상을 사용한다. 제안 방법은 장기의 영역 분할, 에지를 이용한 경계선 추출, 각 장기의 깊이 정보에 따른 명암 분석 등으로 구성된다. 얻어진 데이터를 바탕으로 CT 영상의 깊이맵을 생성한다. 최종적으로 추출된 깊이 맵과 2D 의료영상으로 부터 입체영상을 생성한다.
Objective: To evaluate the image quality of novel dark-blood computed tomography angiography (CTA) imaging combined with deep learning reconstruction (DLR) compared to delayed-phase CTA images with hybrid iterative reconstruction (HIR), to visualize the cervical artery wall in patients with Takayasu arteritis (TAK). Materials and Methods: This prospective study continuously recruited 53 patients with TAK (mean age: 33.8 ± 10.2 years; 49 females) between January and July 2022 who underwent head-neck CTA scans. The arterial- and delayed-phase images were reconstructed using HIR and DLR. Subtracted images of the arterial-phase from the delayed-phase were then added to the original delayed-phase using a denoising filter to generate the final-dark-blood images. Qualitative image quality scores and quantitative parameters were obtained and compared among the three groups of images: Delayed-HIR, Dark-blood-HIR, and Dark-blood-DLR. Results: Compared to Delayed-HIR, Dark-blood-HIR images demonstrated higher qualitative scores in terms of vascular wall visualization and diagnostic confidence index (all P < 0.001). These qualitative scores further improved after applying DLR (Dark-blood-DLR compared to Dark-blood-HIR, all P < 0.001). Dark-blood DLR also showed higher scores for overall image noise than Dark-blood-HIR (P < 0.001). In the quantitative analysis, the contrast-to-noise ratio (CNR) values between the vessel wall and lumen for the bilateral common carotid arteries and brachiocephalic trunk were significantly higher on Dark-blood-HIR images than on Delayed-HIR images (all P < 0.05). The CNR values were significantly higher for Dark-blood-DLR than for Dark-blood-HIR in all cervical arteries (all P < 0.001). Conclusion: Compared with Delayed-HIR CTA, the dark-blood method combined with DLR improved CTA image quality and enhanced visualization of the cervical artery wall in patients with TAK.
최근 의료 영상 분석(Medical Image Analysis)이나 영상 검색(Image Retrieval)을 위한 전처리(Preprocessing) 단계로 영상 분석(Image Analysis)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 영상 검색에서 색상 성분(Color Component)의 활용 방법을 제안하고자 한다. 이미지를 검색하기 위해 색상 성분을 기반으로 하고, 색상(Color)을 분석하기 위한 기법으로 CLCM(Color Level Co-occurrence Matrix)과 통계적 기법을 이용하고 있다. CLCM은 기하학적 회전 변환(Geometric Rotate Transform)을 통해서 색상 성분을 3차원 공간상에 투영(Projection)하여 공간 관계(Spatial Relationship)로부터 나타나는 분포를 해석하는 방법으로, 본 논문에서 제안하는 주제이다. CLCM은 색상 모델에서 만들어지는 2차원 히스토그램을 지칭하며 색상 모델의 기하학적인 회전 변환을 통해서 생성된다. 그리고 이를 분석하기 위한 방법으로 통계 기법을 활용하고 있다. CLCM과 유사하게 2차원 분포도를 사용하는 GLCM(Gray Level Co-occurrence Matrix)[1]과 불변 모멘트(Invariant Moment)[2,3] 같은 알고리즘은 2차원적인 데이터를 해석하기 위하여 기본적인 통계 기법을 활용하고 있다. 하지만 GLCM과 불변 모멘트가 각각의 도메인에 최적화되어 있다 하더라도 공간 좌표상에 존재하는 불규칙적인 데이터를 완전히 해석할 수는 없다. 즉 GLCM과 불변 모멘트는 기초 통계 기법만을 사용하고 있기 때문에 추출된 특징들의 신뢰성이 낮다는 것이다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하여 공간 관계를 해석함과 동시에 데이터의 가중치를 해석하기 위해 전형적인 다변량 통계에서 사용하는 주성분 분석(Principal Component Analysis)[4,5]을 이용하고 있다. 그리고 데이터의 정확도를 높이기 위해서 3차원 공간상에 색상 성분을 투영하여 이를 회전시키면서 데이터의 특성을 다각도에서 추출하는 방법을 제시한다.
Information Technology has extended its scope to the medical field as well as dental field. Like medical field, network ststem for dental field requires acquisition, storage, and display of images. However, unlike the medical field, the system to integrate several information including medical images has not been developed according to industrial standard for management of digital image for medical use, so called DICOM conformance. which makes the digital environment in dental field more and more difficult and expensive for this standardization and comfortable communication in LAN and WAN. To solve this problem, the DICOM encoder and server has to be developed because the DICOM file can be easily retrieved with patient's information from the DICOM server in the system as DICOM file has the standard specification to integrate the patient's information. The information including image and other discrete data can be easily integrated in DICOM file and can be used without any difficulty for precise diagnosis and for contribution to the decision making for each treatment protocol. Therefore, the system composed of DICOM encoder and server in dental practive for DICOM file must be developed with prudent consideration of the several strategic factors: I) Enhanced diagnostic capability through the integrated information of image and clinical data. ii) Clinician-friendly interface to simulate the systemic treatment procedure in clinical practice iii) Implementation of multidisciplinary treatment protocol The development of DICOM encoder and server based on these strategic considerations will provide paperless and filmless hospital environments by the seamless integration and management of patient's history, several clinical data and clinical images through image processing for quantitative analysis. The system also allows clinicians to provide more predictable dental care for the patients.
영상처리 기반으로 의료영상을 분석하는 기법은 정상 환자와 비정상 환자를 분류, 병변 검출 및 장기나 병변의 분할 등에 사용되고 있다. 최근 인공지능 기술의 비약적 발전으로 의료영상 분석 연구들이 딥러닝 기술을 활용하여 시도되고 있다. 의료영상은 학습에 필요한 데이터를 충분히 모으기 어렵고 클래스별 데이터 수의 차이 때문에, 딥러닝 모델의 성능을 올리는데 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 연구가 시도되고 있으며, 이 중 하나가 학습 데이터를 증강하는 것이다. 본 종설에서는 회전, 역상, 밝기 변화 등과 같은 영상처리 기반의 데이터 증강, 적대적생성네트워크를 활용한 데이터 증강, 그리고 기존 영상의 속성들을 섞는 등의 최신 데이터 증강 기법을 알아보고, 의료영상 연구에 적용된 사례들과 그 결과를 조사해 보고자 한다. 끝으로 데이터 증강의 필요성을 고찰하고 앞으로의 방향을 짚어본다.
Kim, Moo-Sub;Shin, Han-Back;Kim, Sunmi;Shim, Jae Goo;Yoon, Do-Kun;Suh, Tae Suk
한국의학물리학회지:의학물리
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제28권3호
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pp.77-82
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2017
We proposed the objective ROC analysis method based on the setting of threshold value for evaluation of single photon emission computed tomography (SPECT) image. This proposed ROC analysis method uses the quantification computational threshold value to each signal on the SPECT image. The SPECT images for this study were acquired by using Monte Carlo n-particle extended simulation code (MCNPX, Ver. 2.6.0, Los Alamos National Laboratory, USA). The basic SPECT detectors and specific water phantom were realized in the simulation, and we could get the simulation results by the simulation operation. We tried to analyze the reconstructed images using threshold value application based objective ROC method. We can get the accuracy information of reconstructed region in the image. This proposed ROC technique can be helpful when we have to evaluate the weak signal for the NM image. In this study, the proposed threshold value based computational ROC analysis method can provide better objectivity than the conventional ROC analysis method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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