• 제목/요약/키워드: biomedical data classification

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Prevalence of Inflammatory Bowel Disease Unclassified, as Estimated Using the Revised Porto Criteria, among Korean Pediatric Patients with Inflammatory Bowel Disease

  • Sung Hee Lee;Minsoo Shin;Seo Hee Kim;Seong Pyo Kim;Hyung-Jin Yoon;Yangsoon Park;Jaemoon Koh;Seak Hee Oh;Jae Sung Ko;Jin Soo Moon;Kyung Mo Kim
    • Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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    • 제27권4호
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    • pp.206-214
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    • 2024
  • Purpose: Few studies have reported the prevalence of inflammatory bowel disease unclassified (IBDU) among Korean pediatric IBD (PIBD) population. To address this gap, we used two tertiary centers and nationwide population-based healthcare administrative data to estimate the prevalence of Korean pediatric IBDU at the time of diagnosis. Methods: We identified 136 patients aged 2-17 years with newly diagnosed IBD (94 Crohn's disease [CD] and 42 ulcerative colitis [UC]) from two tertiary centers in Korea between 2005 and 2017. We reclassified these 136 patients using the revised Porto criteria. To estimate the population-based prevalence, we analyzed Korean administrative healthcare data between 2005 and 2016, which revealed 3,650 IBD patients, including 2,538 CD and 1,112 UC. By extrapolating the reclassified results to a population-based dataset, we estimated the prevalence of PIBD subtypes. Results: Among the 94 CD, the original diagnosis remained unchanged in 93 (98.9%), while the diagnosis of one (1.1%) patient was changed to IBDU. Among the 42 UC, the original diagnosis remained unchanged in 13 (31.0%), while the diagnoses in 11 (26.2%), 17 (40.5%), and one (2.4%) patient changed to atypical UC, IBDU, and CD, respectively. The estimated prevalences of CD, UC, atypical UC, and IBDU in the Korean population were 69.5%, 9.4%, 8.0%, and 13.1%, respectively. Conclusion: This study is the first in Korea to estimate the prevalence of pediatric IBDU. This prevalence (13.1%) aligns with findings from Western studies. Large-scale prospective multicenter studies on PIBDU are required to examine the clinical features and outcomes of this condition.

VRIFA: LRBF 커널과 Nomogram을 이용한 예측 및 비선형 SVM 시각화도구 (VRIFA: A Prediction and Nonlinear SVM Visualization Tool using LRBF kernel and Nomogram)

  • 김성철;유환조
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.722-729
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    • 2010
  • 예측 문제를 해결하기 위한 데이타마이닝 기법은 다양한 분야에서 주목받고 있다. 이것에 대한 한 예로 컴퓨터-기반의 질병의 예측 혹은 진단은 CDSS(Clinical Decision support System)에서 가장 중요한 요소이기도 하다. 이러한 예측 문제를 해결하기 위해서 RBF커널 같은 비선형 커널을 사용한 SVM이 가장 널리 사용되고 있는데, 이는 비선형 SVM이 어떠한 다른 분류기법보다 정확한 성능을 보이기 때문이다. 하지만 비선형 SVM을 사용한 경우에는 모델내부를 시각화하는 일이 어려워서 예측결과에 대한 직관적인 이해가 힘들고, 의학 전문가들은 이러한 비선형 SVM의 사용을 기피하고 있는 실정이다. Nomogram은 SVM을 시각화하기 위해 제안된 기법이다. 하지만 이는 선형 SVM의 경우에만 사용이 가능하고. 이 문제를 해결하기 위해서 LRBF 커널이 제안된 바 있다. LRBF 커널은 기존의 RBF 커널을 사용한 SVM과 대등한 결과를 보이면서도 예측결과의 선형적 분석도 가능하게 한다. 본 논문에서는 노모그램(Nomogram)과 LRBF 커널을 사용한 SVM이 통합되어 있는 예측 툴 VRIFA를 제안한다. 이 툴은 사용자와 상호작용하며 비선형 SVM 모델의 내부구조를 데이타의 각 속성별로 보여주는 방법으로 사용자가 예측결과를 직관적으로 이해하도록 도와준다. VRIFA는 Nomogram기반의 피쳐선택(feature selection) 기능도 포함하고 있는데, 이 기능은 예측결과에 부정적인 영향을 끼치거나 중복된 연관성을 보이는 속성을 제거함으로써 모델의 정확도를 높이는 데 기여한다. 그리고 데이터에 포함된 클래스의 비율이 한 쪽으로 치우쳐져 있는 경우에는 ROC 곡선 넓이(AUC)를 예측결과를 평가하기 위한 측도로 사용할 수 있다. 이 툴은 컴퓨터-기반의 질병 예측 혹은 질병의 위험 요소 분석에 대해 연구하는 연구자들에게 유용하게 사용될 것으로 전망하는 바이다.

Correlation Between p53 and p21 Proteins Expression and Prognostic Factors Related with Colon Cancer

  • Kim, Tai-Jeon;Kim, Tae-Geun
    • 대한임상검사과학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.128-135
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    • 2007
  • This study was designed to investigate the correlation between the expression rate of p53 and p21 proteins by immunohistochemical staining and tumor prognostic factors including the tumor size, histological differentiation and Dukes' stage of tumor prognostic factors in colon cancer, and to acquire necessary data for the presumption of diagnosis, treatment and prognosis of colon cancer patients. From January 2000 to January 2003 at Hanyang University Guri Hospital, the paraffin blocks of 35 patients diagnosed with colon cancer whose pathologic reports were possible to review were selected. Harris hematoxylin & eosin (H&E) staining and immunohistochemical staining by ABC (Avidin Biotin Conjugate) method were performed. The histological differentiation grade and stage were classified according to the classification of the World Health Organization (WHO) and modified Dukes's stage from H&E staining. The expression rate of p53 and p21 proteins were analyzed by immunohistochemical staining. The results was analyzed statistically by SPSS (Windows version 8.0). As a result, the expression rate of p53 protein was 11.4% (4 cases) in clear differentiation, 48.6% (17 cases) in moderate differentiation, and 17.1% (6 cases) in poor differentiation. In other words, the poorer the differentiation, the higher the expression rate of p53 protein (p<0.05). The expression rate of p21 was 17.1% (6 cases) in clear differentiation, 40.0%(14 cases) in moderate differentiation, and 8.6% (3 cases) in poor differentiation, According to the progression of histological malignant degeneration, the expression rate of p21 protein decreased distinctively (p<0.05). However, the correlation between the two above mentioned proteins and the tumor-size and Dukes' stage was not of statistical significance. In the comparison of the expression rate of p53 protein with that of p21 protein, in 10 cases, p53 protein expression was positive while p21 protein expression was negative, and in 6 cases, p53 protein expression was negative whereas p21 protein expression was positive. Consequently a statistically significant inverse correlation between the expression rate of p53 protein and that of p21 protein was observed (p<0.05). In conclusion, we found a significant correlation between histological differentiation and the expression rate of p53 and p21 proteins (p<0.05), and a significant inverse correlation between the expression rate of p53 protein and that of p21 protein (p<0.05). Also, it could be confirmed that the over expression of p53 and p21 proteins is closely associated with the occurrence of colon cancer and its progress. Therefore, it is thought that this study may be greatly beneficial to the presumption of diagnosis, treatment and prognosis of colon cancer patients.

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Initial Experience of Transperineal Biopsy After Multiparametric Magnetic Resonance Imaging in Korea; Comparison With Transrectal Biopsy

  • Yoon, Sung Goo;Jin, Hyun Jung;Tae, Jong Hyun;No, Tae Il;Kim, Jae Yoon;Pyun, Jong Hyun;Shim, Ji Sung;Kang, Sung Gu;Cheon, Jun;Lee, Jeong Gu;Kim, Je Jong;Sung, Deuk Jae;Lee, Kwan Hyi;Kang, Seok Ho
    • 대한비뇨기종양학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.110-118
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    • 2018
  • Purpose: The aim of this study is to confirm the detection rate of transperineal biopsy after multiparametric magnetic resonance imaging (mpMRI) and compared it to that of transrectal biopsy. We also examined the role of mpMRI and the rate of complications for each method. Materials and Methods: In a retrospective study, we analyzed 147 patients who underwent mpMRI before prostate biopsy because of elevated serum prostate-specific antigen and/or abnormal digital rectal examination findings at Korea University Hospital, Seoul, Korea from March 2017 to April 2018. Regions on the mpMRI that were suggestive of prostate cancer were categorized according to the Prostate Imaging-Reporting and Data System (PI-RADS v2). For transperineal biopsy, a 20-core saturation biopsy was performed by MRI-TRUS cognitive or fusion techniques and a 12-core biopsy was performed in transrectal biopsy. Results: Sixty-three and 84 patients were enrolled in transperineal group and transrectal group, respectively. The overall detection rate of prostate cancer in transperineal group was 27% higher than that in transrectal group. Classification according to PI-RADS score revealed a significant increase in detection rate in all patients, as the PI-RADS score increased. Frequency of complications using the Clavien-Dindo classifications revealed no significant differences in the total complications rate, but two patients in transrectal group received intensive care unit care due to urosepsis. Conclusions: Our results confirmed that transperineal biopsy is superior to transrectal biopsy for the detection of prostate cancer. From the complication point of view, this study confirmed that there were fewer severe complications in transperineal biopsy.

Fully Automatic Coronary Calcium Score Software Empowered by Artificial Intelligence Technology: Validation Study Using Three CT Cohorts

  • June-Goo Lee;HeeSoo Kim;Heejun Kang;Hyun Jung Koo;Joon-Won Kang;Young-Hak Kim;Dong Hyun Yang
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제22권11호
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    • pp.1764-1776
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    • 2021
  • Objective: This study aimed to validate a deep learning-based fully automatic calcium scoring (coronary artery calcium [CAC]_auto) system using previously published cardiac computed tomography (CT) cohort data with the manually segmented coronary calcium scoring (CAC_hand) system as the reference standard. Materials and Methods: We developed the CAC_auto system using 100 co-registered, non-enhanced and contrast-enhanced CT scans. For the validation of the CAC_auto system, three previously published CT cohorts (n = 2985) were chosen to represent different clinical scenarios (i.e., 2647 asymptomatic, 220 symptomatic, 118 valve disease) and four CT models. The performance of the CAC_auto system in detecting coronary calcium was determined. The reliability of the system in measuring the Agatston score as compared with CAC_hand was also evaluated per vessel and per patient using intraclass correlation coefficients (ICCs) and Bland-Altman analysis. The agreement between CAC_auto and CAC_hand based on the cardiovascular risk stratification categories (Agatston score: 0, 1-10, 11-100, 101-400, > 400) was evaluated. Results: In 2985 patients, 6218 coronary calcium lesions were identified using CAC_hand. The per-lesion sensitivity and false-positive rate of the CAC_auto system in detecting coronary calcium were 93.3% (5800 of 6218) and 0.11 false-positive lesions per patient, respectively. The CAC_auto system, in measuring the Agatston score, yielded ICCs of 0.99 for all the vessels (left main 0.91, left anterior descending 0.99, left circumflex 0.96, right coronary 0.99). The limits of agreement between CAC_auto and CAC_hand were 1.6 ± 52.2. The linearly weighted kappa value for the Agatston score categorization was 0.94. The main causes of false-positive results were image noise (29.1%, 97/333 lesions), aortic wall calcification (25.5%, 85/333 lesions), and pericardial calcification (24.3%, 81/333 lesions). Conclusion: The atlas-based CAC_auto empowered by deep learning provided accurate calcium score measurement as compared with manual method and risk category classification, which could potentially streamline CAC imaging workflows.

폐기종 및 간질성 폐질환: 인공지능 소프트웨어 사용 경험 (Using Artificial Intelligence Software for Diagnosing Emphysema and Interstitial Lung Disease)

  • 백상현;진공용
    • 대한영상의학회지
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    • 제85권4호
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    • pp.714-726
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    • 2024
  • 흉부 CT상 폐기종이나 간질성 폐질환의 형태나 범위를 인공지능을 이용하여 자동적으로 객관적으로 진단하는 다양한 알고리즘을 개발되고, 이를 증명하는 연구들이 진행되어 왔다. 흉부 CT상 인공지능을 이용한 폐기종 정량화 연구들을 보면 CT상 폐기종의 상대적인 양이 증가와 폐 기능의 악화와 연관이 있으며, 특히 중심성 폐기종을 중심으로 정량화를 하는 것이 임상 증상이나 만성폐쇄성 폐질환의 사망률을 예측하는 데 도움이 된다고 보고하고 있다. 또한, 간질성 폐질환에서는 인공지능이 CT상 통상성 간질성 폐렴의 형태를 정상, 간유리 음영, 망상형 음영, 벌집 모양, 폐기종, 경화로 분류를 할 수 있고, 인공지능이 흉부영상의학과 전문의와 비슷한 정도로 통상성 간질성 폐렴을 진단(70%-80%) 할 수 있다고 보고했다. 그러나 인공지능의 결과들이 흉부 CT의 스캔 변수들, 재구성 알고리즘, 방사선 선량, 개발된 인공지능 훈련 데이터에 의해 영향을 받으며, 이러한 이유로 아직까지 흉부 CT상 폐기종과 간질성 폐질환의 진단과 정량화는 실제로 일상 업무에서 제한적으로 사용되고 있다. 이 논문에서는 폐기종과 간질성 폐질환의 진단과 정량화를 위해서 인공지능을 사용하고 있는 저자들의 경험을 증례로 소개를 하고, 이 두 질환의 인공지능의 효용성과 제한점에 대해서 언급하고자 한다.

멀티 모달리티 데이터 활용을 통한 골다공증 단계 다중 분류 시스템 개발: 합성곱 신경망 기반의 딥러닝 적용 (Multi-classification of Osteoporosis Grading Stages Using Abdominal Computed Tomography with Clinical Variables : Application of Deep Learning with a Convolutional Neural Network)

  • 하태준;김희상;강성욱;이두희;김우진;문기원;최현수;김정현;김윤;박소현;박상원
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.187-201
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    • 2024
  • 골다공증은 전 세계적으로 주요한 건강 문제임에도 불구하고, 골절 발생 전까지 쉽게 발견되지 않는 단점을 가지고 있습니다. 본 연구에서는 골다공증 조기 발견 능력 향상을 위해, 복부 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, CT) 영상을 활용하여 정상-골감소증-골다공증으로 구분되는 골다공증 단계를 체계적으로 분류할 수 있는 딥러닝(Deep learning, DL) 시스템을 개발하였습니다. 총 3,012개의 조영제 향상 복부 CT 영상과 개별 환자의 이중 에너지 X선 흡수 계측법(Dual-Energy X-ray Absorptiometry, DXA)으로 얻은 T-점수를 활용하여 딥러닝 모델 개발을 수행하였습니다. 모든 딥러닝 모델은 비정형 이미지 데이터, 정형 인구 통계 정보 및 비정형 영상 데이터와 정형 데이터를 동시에 활용하는 다중 모달 방법에 각각 모델 구현을 실현하였으며, 모든 환자들은 T-점수를 통해 정상, 골감소증 및 골다공증 그룹으로 분류되었습니다. 가장 높은 정확도를 갖는 모델 우수성은 비정형-정형 결합 데이터 모델이 가장 우수하였으며, 수신자 조작 특성 곡선 아래 면적이 0.94와 정확도가 0.80를 제시하였습니다. 구현된 딥러닝 모델은 그라디언트 가중치 클래스 활성화 매핑(Gradient-weighted Class Activation Mapping, Grad-CAM)을 통해 해석되어 이미지 내에서 임상적으로 관련된 특징을 강조했고, 대퇴 경부가 골다공증을 통해 골절 발생이 높은 위험 부위임을 밝혔습니다. 이 연구는 DL이 임상 데이터에서 골다공증 단계를 정확하게 식별할 수 있음을 보여주며, 조기에 골다공증을 탐지하고 적절한 치료로 골절 위험을 줄일 수 있는 복부 컴퓨터 단층 촬영 영상의 잠재력을 제시할 수 있습니다.

국내 Human Immunodeficiency Virus(HIV) 감염자와 정상인의 면역학적 표지인자 비교연구 (Comparative Study on Immunological Markers Between Human Immunodeficiency Virus(HIV)-Infected and Normal Persons in Korea)

  • 최병선;박용근;류재천;신영오
    • 대한의생명과학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.27-35
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    • 1995
  • HIV감염자는 질병의 진전에 무관하게 감염 후의 경과 시기에 따라서 CD4 T림프세포등 각종 면역상태를 나타내는 표지가 변한다 따라서 HW감염자의 질병진전을 예보하기 위하여서는 정기적으로 CD4등 각종표지를 측정하여 감염자의 질병상태를 monitoring하게 된다. 그러나 이러한 수치를 감염자관리에 적용하기 위하여서는 우리나라 일반인의 정상치를 파악하여 이를 지표로 해야 하므로 국내정상인의 각종 면역치에 대한 조사가 요구된다. 현재의 기준으로는 500이하로 떨어질 때에는 예방차원에서 AZT를 복용하게 되며 200이하로 떨어지면 질병의 유무에 관계없이 환자로 관리하게 된다. 본 연구에서는 한국인 185명의 감염자와 140명의 비감염자에 대하여 정기적으로 CD4 및 CD8T 림프세포와 CD4/CD8비를 측정하였다. 시험은 Flow cytometer(Facstar)를 이용하여 각각의 CD 분자에 대한 모노크로날 항체를 이용하여 2중혈광색소 염색방법으로 측정 하였다. HIV감염자의 CD4-T림프세포 절대수 및 백분율은 각각 462 및 18.2%이었는 반면, CD8의 수치는 1,170 및 47.0%이었다. 또한 CD4/CDB비는 0.43이었다. 이와는 대조적으로 비감염자의 경우, 한국인의 CD4의 평균 세포수는 886, 백분율은 32.9%이었으며, CD8 세포수는 730, 백분율은 26.8 그리고 CD4/CD8비는 1.31이었다. 외국인과 한국인과의 면역지표 수치를 비교하였을 때에 CD4세포수와 백분율, CD8의 백분율에서는 현저한 차이가 없었으나 외국인 비감염자의 경우 CD4백분율이 43.6%, CD8 T림프세포의 절대수가 560으로 한국인과 약간의 차이가 있었다. 따라서 HIV 감염자관리를 위한 면역지표측정시험에서의 각종수치의 정확한 해석을 위하여서는 한국인 비감염자수치를 고려해야할 것으로 판단된다.

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