• 제목/요약/키워드: SNR Recovery

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발목관절 VISTA 자기공명영상에서 정량평가와 인대의 Traceability: 지방억제 대비 지방억제기법 (Quantitative Assessment and Ligament Traceability of Volume Isotropic Turbo Spin Echo Acquisition (VISTA) Ankle Magnetic Resonance Imaging: Fat Suppression versus without Fat Suppression)

  • 조경은;윤춘식;송호택;이영한;임대건;서진석;김성준
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제17권2호
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    • pp.110-122
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    • 2013
  • 목적: 발목관절 VISTA 자기공명영상을 이용하여 지방억제를 한 것과 하지 않은 VISTA 사이에서 정량평가를 하며, 발목 인대의 traceability 차이를 알아보고자 하였다. 대상과 방법: SNR의 비교를 위해 팬텀과 한명의 자원자에서 자기공명영상을 촬영하였다. CR (contrast ratio)과 인대 traceability 비교를 위해 발목 관절의 외상 과거력이 없는 10명의 자원자에서 자기공명영상을 촬영하였다. 모든 자기공명영상은 VISTA를 이용하였고 3T에서 촬영하였다. 지방억제는 SPAIR (Spectral Attenuated Inversion Recovery) 기법을 이용하였다. SNR은 피검자가 있을 때와 피검자 없이 촬영한 것으로 구하였다. CR은 열개의 오른쪽 발목관절의 관절액-힘줄, 관절액-연골, 관절액-인대, 지방-힘줄, 지방-연골, 지방-인대의 신호강도를 얻어 구하였다. 두 명의 근골격계 영상의학과 의사가 지방억제를 한 것과 하지 않은 영상을 calcaneofibular ligament (CFL)을 포함한 7개의 발목관절 인대에 대해서 점수를 매겼다 (1, not traceable; 2, barely traceable; 3, adequately traceable; 4, excellently traceable). VISTA 와 VISTA SPAIR 사이에 CR을 비교하는 데는 Wilcoxon signed-rank test를 이용하였다. VISTA 와 VISTA SPAIR사이에 인대 traceability를 비교하는 데에는 Fisher's exact test와 Pearson's chi-squared test를 이용하였다. 결과: 정량평가의 SNR을 보면 지방억제를 하지 않은 영상에 비해 지방억제를 한 자원자의 골수에서 더 낮은 수치를 나타내었다. (7.65 versus [vs.] 36.64). 관절액, 연골, 근육에서는 두 연쇄간에 SNR의 차이가 없었다. 지방억제 VISTA는 관절액-인대 사이 CR만 더 나은 결과를 보여주었지만 (p=0.04) VISTA는 지방-힘줄, 지방-연골, 지방-인대 간에서 모두 더 나은 CR값을 나타내었다(P=0.005). CFL 인대만 통계학적으로 의미 있는 값을 보였는데 지방억제를 하지 않은 VISTA 영상에서 traceability의 값이 더 우세 하였다(p <0.05). 결론: 지방 억제를 한 VISTA와 하지 않은 VISTA에서 유의한 SNR 차이는 골수를 제외하고 없었다. 지방억제를 하지 않은 VISTA에서 CFL을 trace하는데 있어서 더 유리하였다.

LDPC 코드를 이용한 위상 동기 알고리즘 (Carrier phase recovery algorithm for LDPC coded system)

  • 이주형;김남식;박현철;김판수;오덕길;이호진
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.43-46
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    • 2004
  • In this paper, we present a carrier phase estimation algorithm for LDPC coded systems. LDPC coded system can not achieve the ideal performance if phase offset is introduced by channel. However, the estimation of phase offset is very hard since the operating point of LDPC is very low SNR. To solve this problem, the algorithm using the tentative soft decision value and based on Maximum Likelihood (ML), was proposed in [2]. But this algorithm has problem which works only under constant phase offset. If phase offset is time variant, it has a severe degradation in performance. To solve this problem. we propose two types of estimators. symbol by symbol estimator: Unidirectional estimator (UDE) and hi-directional estimator (BDE), and sub-block estimator (SBE).

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하다마드 분광계측기의 마스크 설계 (A Design of Optimal Masks in Hadamard Transform Spectrometers)

  • 박진배
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.239-248
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    • 1995
  • The method of increasing signal to noise ratio (SNR) in a Hadamard transform spectrometer (HTS) is multiplexing. The multiplexing is executed by a mask. Conventional masks are mechanical or electro-optical. A mechanical mask has disadvantages of jamming and misalignment. A stationary electro-optical mask has a disadvantage of information losses caused by spacers which partition mask elements. In this paper, a mixed-concept electro-optical mask (MCEOM) is developed by expanding the length of a spacer to that of lon-off mask element. An MCEOM is operated by stepping a movable mask. 2N measurements are required for N spectrum estimates. The average mean square error (AMSE) using MCEQM is equal to that using a stationary electro-optical mask without spacers for large N. The cost of manufacturing an MCEOM is lower than that of producing a conventional electro-optical mask because an MCEOM needs only (N + 1)/2 on-off mask elements whereas the con¬ventional electro-optical mask needs N on-off mask elements. There are no information losses in the spectrometers having an MCEOM.

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자왜방식 원거리 초음파검사를 위한 단층 송수신 나선형 코일 배열 (Single Layer Array of Transmitting and Receiving Spiral Coils for Magnetostrictive Type Long-Range Ultrasonic Testing)

  • 최명선;김유진;이효문
    • 비파괴검사학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.219-225
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    • 2013
  • 자왜방식 원거리 초음파검사의 최적화된 개별 응용들을 위해, 분리되어 적층된 송수신 나선형 코일 배열들이 사용되어 왔었다. 본 연구에서는 기존에 비해 반으로 줄어든 다리 폭을 갖는 나선형 코일들과 이 다리 폭 감소에 기인한 빈 공간들을 활용할 때, 보다 쉬운 사용과 제조를 허용하는 단층 구조를 형성하도록 송수신 코일들이 배열될 수 있다는 것을 실증하였다. 다리 폭에 비례하는 수신코일의 감은 수 때문에 단층 코일 배열의 감도는 대응되는 이층 코일 배열의 그것의 반 정도이었지만 이는 메인-뱅(main bang) 에코로 인한 포화로부터 수신증폭기의 보다 빠른 회복을 허용하였다. 또한 지향성 조종과 SNR(signal-to-noise ratio)의 관점에서는 이 두 종류의 코일 배열들이 거의 같은 성능을 갖는 것으로 밝혀졌다.

An exploratory study of stress wave communication in concrete structures

  • Ji, Qing;Ho, Michael;Zheng, Rong;Ding, Zhi;Song, Gangbing
    • Smart Structures and Systems
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    • 제15권1호
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    • pp.135-150
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    • 2015
  • Large concrete structures are prone to cracks and damages over time from human usage, weathers, and other environmental attacks such as flood, earthquakes, and hurricanes. The health of the concrete structures should be monitored regularly to ensure safety. A reliable method of real time communications can facilitate more frequent structural health monitoring (SHM) updates from hard to reach positions, enabling crack detections of embedded concrete structures as they occur to avoid catastrophic failures. By implementing an unconventional mode of communication that utilizes guided stress waves traveling along the concrete structure itself, we may be able to free structural health monitoring from costly (re-)installation of communication wires. In stress-wave communications, piezoelectric transducers can act as actuators and sensors to send and receive modulated signals carrying concrete status information. The new generation of lead zirconate titanate (PZT) based smart aggregates cause multipath propagation in the homogeneous concrete channel, which presents both an opportunity and a challenge for multiple sensors communication. We propose a time reversal based pulse position modulation (TR-PPM) communication for stress wave communication within the concrete structure to combat multipath channel dispersion. Experimental results demonstrate successful transmission and recovery of TR-PPM using stress waves. Compared with PPM, we can achieve higher data rate and longer link distance via TR-PPM. Furthermore, TR-PPM remains effective under low signal-to-noise (SNR) ratio. This work also lays the foundation for implementing multiple-input multiple-output (MIMO) stress wave communication networks in concrete channels.

Dual detector system에서 Brain SPECT의 new reconstruction method의 연구 (The Study of New Reconstruction Method for Brain SPECT on Dual Detector System)

  • 이형진;김수미;이홍재;김진의;김현주
    • 핵의학기술
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    • 제13권1호
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    • pp.57-62
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    • 2009
  • 목적 : 기존의 fan-beam을 이용한 triple detector system에서 parallel collimator를 이용한 dual detector system으로 변화에 있어 acquisition과 processing 부분에서 발생할 수 있는 여러 가지의 변수를 phantom과 volunteer test를 통하여 실험해 보았다. 1 day protocol brain spect를 위하여 parallel collimator에서만 적용되는 OSEM2D와 OSEM3D의 비교 분석을 중점으로 하였고, 모든 연구는 동등한 검사시간으로 fan-beam을 사용하였던 Triple gamma camera보다 parallel을 사용한 dual camera에서 보다 우수한 영상을 구현하고자 하는 목표를 지향하였다. 실험재료 및 방법 : Normal time scan과 short time scan을 실시하였고, collimator 변화에 따른 영상의 변화도 알아보았다. Jaczack performance phantom과 Body IEC phantom을 이용하여 SNR과 contrast를 평가해보았고 Hoffman 3D phantom의 실험을 거쳐 volunteer test를 실시하였다. 결과 : Normal time과 short time의 비교에서는 FLASH3D를 제외한 OSEM2D와 FBP는 분석방법으로 부적합하였다. LEAP는 resolution과 sharpness 등 전체적인 영상의 질이 기존의 fan-beam을 이용한 영상과 유사하였고, LEUHR은 감도의 저하로 1 day protocol을 적용하기 위한 scan time에는 부적합하였다. 재구성법의 비교에서는 Flash-3D를 이용한 결과들이 기존의 FBP와 OSEM-2D보다 월등히 정확함을 정성적으로 확인하였다. 결론 : OSEM3D 재구성법으로 Dual detector system에서의 1 day protocol brain SPECT 시 Fan-beam보다 sensitivity가 떨어지는 parallel collimator의 단점을 보완하면서 영상의 질 또한 de-noising과 scatter correction, resolution recovery 등의 효과를 얻을 수 있으므로 1 day protocol brain SPECT의 검사의 적용에 유용할 것으로 사료된다. 그러나 이러한 half-time method라 제공되는 다양한 프로그램의 임상적용에 대한 광범 위한 연구가 현실적으로 필요하며 향후 계속적인 연구가 기대되는 바이다.

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Micro Deluxe Phantom을 통한 핀홀 콜리메이터 초점의 직경별 분해능 평가 (Resolution Evaluation of a Pinhole Collimator according to the Aperture Diameter using Micro Deluxe Phantom)

  • 안병호;연준호;김수영;최성욱
    • 핵의학기술
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    • 제19권1호
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    • pp.3-11
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    • 2015
  • 기존 감마카메라에 장착된 핀홀 콜리메이터 4 mm 초점을 이용하여 24시간 지연검사에는 슬관절, 악관절 연조직 계수치가 작아 높은 질영상을 얻기에는 매우 어려운 부분이 있다. 대부분 고분해능 영상 획득시 4 mm 직경의 초점만을 이용한 검사를 시행해 왔다. 기존 감마카메라를 이용하여 Micro deluxe phantom의 고분해능 핀홀 콜리메이터 SPECT을 비교 평가해 보았다. 본 연구에서는 각 초점 직경의 비교 평가와 24시간 지연검사 유용성을 평가해 보았다. 선 선원을 이용하여 6 mm, 8 mm 직경 초점을 핀홀 콜리메이터에 장착하고 각 초점의 분해능을 평가해 보았으며 Micro deluxe phantom을 고선량 및 저선량으로 혼합하여 SPECT 영상을 획득하여 OSEM 알고리즘을 이용한 프로그램으로 영상을 재구성 및 분해능 평가를 하였다. 임상영상은 염증질환이 있는 슬관절과 악관절의 3시간, 24시간 지연영상을 획득하여 관심영역과 주변부를 150 mm로 설정하여 신호대 잡음비, 대조도, 균일도를 비교 및 분석하였다. 슬관절 24시간 지연영상에서 신호대 잡음비, 대조도, 균일도가 향상되었으나 악관절에서는 신호대 잡음비, 균일도는 저하 되었고 대조도는 현저히 감소됨을 알수 있었다. 6 mm, 8 mm 초점을 이용한 핀홀 콜리메이터는 24시간 지연영상에서 좀더 나은 정보를 얻을수 있으며 슬관절뿐만 아니라 연조직이 많이 포함된 고관절, 천장관절에서 충분히 질적인 임상영상을 얻을 수 있다고 사료된다.

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3.0T 무릎자기공명영상에서 3차원 FFE-PROSET 기법을 이용한 관절연골평가 : 2차원 TSE-SPIR 기법과 비교 (Evaluation of Articular Cartilage using 3D FFE-PROSET Technique in 3.0 T Knee MR Imaging : Comparison with 2D TSE - SPIR Technique)

  • 구은회
    • 디지털융복합연구
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    • 제11권12호
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    • pp.599-606
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    • 2013
  • 본 실험의 목적은 2D TSE-SPIR 와 3D FFE-PROSET 기법을 비교하여 관절연골 묘출에 있어서 3D FFE-PORSET 기법의 임상적 유용성을 알아보고자 하였다. 2013년 1월부터 9월 까지 정상인(30명, 남자:12, 여자:18, 연령분포: 35 ~ 55, 평균연령: 49.48)을 대상으로 Philips 3.0T MRI 기기를 이용하여 검사를 하였고, 사용된 두 기법에 대한 관절연골 묘출을 정량적 분석으로 SNR과 CNR을 평가하였다. 정성적 분석은 영상의 묘출도을 3 등급에 관하여 MRI 전문방사선사가 평가를 하였다. 결과로 관절연골에 대한 SNRs 과 CNRs 값은 2D TSE-SPIR(SNRs: 4.41, 71.63, 7.34, CNRs: 64.30, 58.41) 과 3D FFE-PROSET(SNRs: 8.40, 114.02, 9.53, CNRs: 104.49, 139.49) 기법을 비교 했을 때 3D FFE-PROSET 기법이 유의성 있는 결과를 얻었고, 영상의 질 또한 3D FFE-PROSET(2.40) 기법이 높게 나타났다(p=0.0021). 결론적으로, 3D FFE-PROSET MRI가 2D FSE-SPIR 기법과 비교 했을 때 관절연골에 대한 평가에서 증가된 SNRs 값과 CNRs 값을 얻은 것을 보여 주었으며, 이러한 결론은 향후 관절연골 진단에 유용성 있는 정보를 제공할 것이다.

Relaxographic 분석법을 이용한 뇌의 다중 자기이완특성에 관한 연구 (Multi-Component Relaxation Study of Human Brain Using Relaxographic Analysis)

  • Yongmin Chang;Bong Soo Han;Bong Seok Kang;Kyungnyeo Jeon;Kyungsoo Bae;Yong-Sun Kim;Duk-Sik Kang
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제6권2호
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    • pp.120-128
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    • 2002
  • 목적: 자기공명영상과 자기이완분포 분석법을 통합적으로 이용하는 경우 기존의 자기이완시간 분석기법에서 제공할 수 없었던 자기이완 시간의 분포 및 해당 분포의 상대적인 물분자 함유량등의 추가적인 정보를 제공할 수 있음을 보이고자 하였다. 대상 및 방법: 자기이완분포 분석법(CONTIN)의 정확도 및 신뢰성을 검증 하기 위하여 먼저 자기이완시간이 일정한 분포를 가지도록 고안된 모의 자기이완 데이터를 사용하였다. 다음으로 지질의 함유량이 99% 이상인 식용유와 증류수를 일정비율(0, 10, 2 0, 30%)로 혼합한 실험 팬텀을 제작하고 inversion-recovery시퀀스 (TI: 40 -1160 msec, TR/TE=2200/20 msec)를 사용하여 MR 영상을 획득하여 CONTIN을 사용하여 분석하였다. 그 리고 사람의 뇌 영상에서 뇌척수액, 백질, 회백질에 관심영역을 설정하고 CONTIN을 사용하여 각 관심영역에서의 자기이완분포를 분석하였다. 결과: 신호대잡음비를 달리한 모의 자기이완 데이터의 분석결과 자기이완시간의 위치에 대한 오차는 신호대잡음비에 관계없이 긴 자기이완시간 ($T_1=600$ msec)에 비해 짧은 자기이완시간 ($T_1$=150 msec)에서 크게 나타났으며 반대로 자기이완시간 분포면적에 대해서는 긴 자기이완시간 ($T_1$=600 msec)의 면적 오차가 짧은 자기이완시간 ($T_1=150$ msec)에 비해 큰 것으로 나타났다. 실험 팬톰을 이용한 분석결과는 실제 오일대 증류수의 비율을 1:2:3으로 한 팬톰들에서 분석결과는 1:1.3:1.9으로 나타났다. 자원자의 뇌영상에서는 CSF의 경우에는 하나의 $T_1$ 자기이완시간만이 나타난 반면 백질과 회백질에서는 2개의 $T_1$ 자기이완분포를 가지는 것으로 분석되었다. CSF와 백질의 평균 자기이완시간은 기존의 보고된 값들과 잘 일치하였다. 결론: 자기공명영상과 자기이완분포 분석법을 통합적으로 이용하는 경우 기존의 자기이완시간 분석기법에서 제공 할 수 없었던 자기이완시간의 분포 및 해당 분포의 상대적인 물분자 함유량등의 추가적인 정보를 제공한다는 사실을 규명하였고 이러한 추가적인 정보들은 임상적 유용성이 있을 것으로 추정된다.

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