Will, Patrick A.;Hirche, Christoph;Berner, Juan Enrique;Kneser, Ulrich;Gazyakan, Emre
Archives of Plastic Surgery
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제48권4호
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pp.427-432
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2021
The conventional approach of looking down a microscope to perform microsurgical procedures is associated with occupational injuries, anti-ergonomic postures, and increased tremor and fatigue, all of which predispose microsurgeons to early retirement. Recently, three-dimensional (3D) visualization of real-time microscope magnification has been developed as an alternative. Despite its commercial availability, no supermicrosurgical procedures have been reported using this technology to date. Lymphovenous anastomoses (LVAs) often require suturing vessels with diameters of 0.2-0.8 mm, thus representing the ultimate microsurgical challenge. After performing the first documented LVA procedure using 3D-augmented visualization in our unit and gaining experience with this technique, we conducted an anonymized in-house survey among microsurgeons who had used this approach. The participants considered that 3D visualization for supermicrosurgery was equivalent in terms of handling, optical detail, depth resolution, and safety to conventional binocular magnification. This survey revealed that team communication, resident education, and ergonomics were superior using 3D digital hybrid visualization. Postoperative muscle fatigue, tremor, and pain were also reduced. The major drawbacks of the 3D visualization microscopic systems are the associated costs, required space, and difficulty of visualizing the lymphatic contrast used.
Terahertz (THz) imaging and spectroscopy have been developed as non-destructive testing methods for various industrial applications. However, they have not been widely adopted in real applications owing to a high system price and the large size of conventional THz time-domain spectroscopy systems, which are based on ultrashort optical pulse lasers. Recently, various types of compact THz emitters and detectors have become available. As a result, THz non-destructive test (NDT) systems have become viable solutions. Herein, we briefly review the recent advances in THz NDT techniques adopting continuous-wave THz systems, including our recent results of a THz-based waterproof test system and an electrical connection inspection system for car manufacturing.
Since 1996, KEPCO has been operating a wide range lightning detection system, LPATS, and been accumulating relative application techniques and statistical analysis skills. So, KEPRI already has its own basis to develope more accurate advanced detection technology and references to do comparative study. For three-dimensional imaging of lightning channels, UHF/VHF antenna systems were installed at 2 sites. The distance between two sites is about 30 km. These systems were used the AOA(Angle of Arrival) methods for lightning detection. In this paper, we would like to introduce about our system and its results.
본 논문은 실시간으로 3차원 공간상에서의 움직임 정보를 추출할 수 있는 입력 장치를 제안한다. 제안하는 3차원 입력 장치는 스테레오 카메라의 기하학적 구조와 색상, 움직임, 형태상의 특성을 이용하여 복잡한 환경에서 사전 카메라 캘리브레이션 없이 3차원 움직임 정보를 추출할 수 있다. 움직임 추출을 위해서 perspepctive projection 행렬과 perspective distortion 행렬을 이용한 스테레오 카메라의 기하학적 특성을 이용하며, 효과적인 좌우 영상의 특징점 추적 및 추출을 위해 색상 변환(Color transform)과 UPC(Unmatched Pixel Count) 및 이산 칼만 필터(Discrete Kalman Filter)의 효과적인 결합으로 이루어진 MAWUPC(Motion Adaptive Weighted Pixel Count)과 PCA(Principal Component Analysis)로 구성된 알고리즘을 제안한다. 추출된 3차원 공간상에서의 움직임은 가상환경에서의 가상 물체를 제어하거나 사용자 시점의 이동을 나타내는 인터페이스로 사용한다. 스테레오 비전을 이용한 입력 장치는 선으로 연결되지 않기 때문에 사용자가 가상환경에서 작업하기가 편리하며 몰입감을 높일 수 있는 등 보다 효율적인 상호작용을 가능하게 해준다.
We have developed an ultra wide-field of view Optical Coherence Tomography(OCT) which has capability to 2D and 3D views of cross-sectional structure of in vivo human retina. Conventional OCT has a limitation in visualizing the entire retina due to a reduced field of view. We designed an optical setup to significantly improve the lateral scanning range to be more than 20 mm. The entire human retinal structure in 2D and 3D was reported in this paper with the developed OCT system. Also, we empirically searched an optimized image size for real time visualization by analyzing variation of the frame rate with different lateral scan points. The size was concluded to be $1024{\times}2000{\times}300$ pixels which took 9 seconds for visualization.
본 논문에서는 다수의 평면을 가지는 모델기반 카메라 추적 시스템이 제안된다. 상품의 정보를 표기하기 위한 2차원 바코드(barcode)로 널리 사용되는 QR(Quick Response) 코드를 인식하여 해당 물체의 3차원 모델을 임포팅한다. 그리고 관련 기하정보를 이용하여 모델의 주요 정점(vertex)을 추출하고 옵티컬 플로우(optical flow)를 이용하여 추적한다. 클리핑 알고리즘으로 다수의 평면을 가지는 물체의 평면 영역을 구별하고 매칭된 특징으로부터 호모그래피를 계산하여 초기 단계의 대략적인 카메라 움직임 파라미터를 추정한다. 이후 카메라의 움직임에 따라 다양한 평면에 존재하는 특징점과 해당 3차원 정보를 선형 방정식으로 구성하고 DLT(Direct Linear Transform) 방법을 적용한다. 최종 단계에서 번들 조정(Bundle Adjustment) 알고리즘을 이용해 카메라의 움직임 파라미터에 포함된 에러를 최소화 한다.
The synthetic focusing in the ultrasonic imaging systems has been formed in the way that one element transmits a circular wave and receives an echo signal. The amplitude of the signal transmitted from one element is too small to propagate a long distance so that the SNR(Signal to Noise Ratio) is very low in an image obtained by the synthetic focusing. To solve this problem, a defocusing method which uses several elements has been proposed. In this method, the SNR is improved due to using several elements to transmit the circular wave. But if the number of transmitting elements increases, the phase distortion is severe in the defocusing method. In this paper, we propose a new method that can generate a circular wave using a lot of elements without phase distortion. At first, we generate limited plane waves with different propagation angles and then superpose them to make a circular wave. We show that the circular wave can be used to improve SNR in the real-time 3D ultrasonic imaging as well as the synthetic focusing through computer simulation and experiments.
일반적으로 사용되는 마커 기반의 증강현실 시스템은 카메라 입력영상 내에 마커가 항상 존재해야 한다는 제한 때문에 사용자의 접근에 불편을 준다. 때문에 최근 배경 영상에서 취득할 수 있는 객체를 자연 마커로 생성한 시스템이나 배경 영상의 특징을 이용해 기하학적 지도를 작성하여 가상의 객체 정합에 이용한 증강현실 시스템들이 관심을 끌고 있다. 본 논문에서는 카메라 입력 영상에서 동일 평면상에 존재하는 특징들을 검출하고, 이를 추적함으로써 카메라 위치 정보를 추정하는 증강현실 시스템을 제안한다. 또한 특징점 추적에 사용된 추적 방법은 카메라에서 취득한 영상 밖으로 특징점이 벗어날 경우 더 이상 추적할 수 없는 문제점을 가지고 있어, 이를 보완하기 위해 새로운 특징점을 재검출하여 객체의 정합을 유지하는 방법도 제시한다. 제안된 방법은 미리 지정된 마커를 사용하지 않기 때문에 사용자의 접근이 편리하고, 특정한 형태의 마커를 사용하지 않는 다른 시스템보다 비교적 간단하게 구현할 수 있어 다양한 모바일 환경에서 유용하게 이용될 수 있다.
멜라닌 농축 호르몬(melanin-concentrating hormone, MCH)은 17개의 아미노산으로 구성된 환형의 시상하부 펩티드로 색소 침착의 조절인자로서 연어에서 처음 분리되었다. 포유동물의 MCH는 19개의 아미노산으로 구성되어 있으며 섭식 및 에너지 항상성을 조절하는데 관여한다. 본 연구에서는 양식넙치의 다양한 조직에서 MCH 유전자의 발현 분포, 멜라닌 함유 세포의 집적, 포유동물 MCH 수용체와 양식넙치 MCH의 상호작용을 조사하였다. Real-time qPCR을 이용하여 뇌, 정소, 난소에서 MCH 유전자의 발현이 나타나는 것을 확인하였고, 수정 후 발달 단계에서도 MCH 유전자의 발현을 확인할 수 있었다. 합성된 연어 sMCH, 포유류 hMCH, 양식넙치 fMCH, dN-fMCH, dC-fMCH를 양식 넙치의 표피에 처리했을 때 다양한 농도에 따라 멜라닌 함유 세포의 집적이 다양하게 나타났다. 연어 sMCH, 포유류 hMCH에 비해 양식넙치 fMCH의 멜라닌 함유세포의 집적도가 36~99.85%로 비역가를 나타났으나 양식넙치 dN-fMCH, dC-fMCH를 처리한 경우 양식넙치 fMCH에 비해 높은 농도에서 집적이 나타나고 짧은 시간에 분산되었다. 또한, 인간 MCH 수용체와 쥐 MCH 수용체가 발현된 포유동물의 세포주에 양식넙치 fMCH를 처리하여 각 수용체와 결합하는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 어류에서 발현되는 MCH가 포유동물의 MCH와 유사한 구조를 가지고 있어 MCH 수용체에 대한 새로운 리간드로서 제공될 수 있으며, 향후 어류의 MCH 수용체에 확대 적용할 수 있을 것이다.
다양한 지하 정보를 효율적으로 관리하고 사용자가 필요로 하는 형태의 정보를 쉽게 가공할 수 있는 공간 정보 시스템을 구축하기 위하여 시추 정보를 데이타베이스화 하였고 시추공, 광체, 터널, 채굴 공동 등의 지하 개체를 3차원으로 시각화하였다. 또한 여기서 만들어진 3차원 광체에 이용할 수 있는 분석 도구, 즉 수직 단면 생성 도구, 매장량 계산 도구 등을 제작하였다. 이 정보 시스템은 상응 GIS 소프트웨어인 ArcView의 스크립트 언어인 Avenue를 사용하여 개발하였으며, 사용자들이 실시간 질의와 개체의 다양한 조합 및 3차원 조망을 통해 지하 구조에 대한 정확한 분석 및 해석을 쉽게 그리고 신속히 할 수 있도록 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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