• 대한원격탐사학회지
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• 제14권3호
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• pp.213-222
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• 1998

1999년에 발사될 다목적실용위성1호의 주 탑재체인 전자광학카메라는 한반도의 디지털 지도(입체지도 포함) 작성을 위한 영상자료를 획득하는 것을 그 임무로 하고있다. 센서부와 전자부로 구성된 전자광학카메라는 파장 510∼730nm의 가시광선영역에서 6.6m의 지상해상도와 관측 폭 17km 이상의 흑백영상을 위성체 자세제어에 의한 조준과 푸쉬브룸 방식으로 촬영한다. 3년 이상의 임무수명을 가진 본 기기의 고해상도 흑백영상 촬영시간은, 98분인 위성궤도 당 2분간 연속 수집되어 그 지상영상의 길이는 800km에 이르며, 운용 중 프로그래밍이 가능한 이득률과 옵셋, 그리고 자체 내에 영상을 저장할 수 있는 기능을 갖고 있다. F수 8.3인 비차폐 3면 반사식 광학계에 의해 수집된 영상은 각각 8 bit 전자신호로 처리되어 25Mbps의 송신율을 가지고 지상국으로 보내진다. 제작된 전자광학카메라는 각종 시험을 통하여, 그 설계에서 요구되었던 기술사양을 만족하거나 능가할 정도로 높은 완성도를 보이고 있는데, 본 논문에서는 전자광학카메라로 획득된 영상자료의 최종 사용자들을 위하여 그 분광특성, MTF(Modulation Transfer function), 2592개 CCD 화소의 상대적 반응비등의 중요 성능특성 측정값을 설명하였다. 이득율을 변화시키며 측정한 분광특성 결과는 전자광학카메라의 영상자료 사용자가 더 정확한 흑백영상을 만드는데 이용되리라 본다. 영상품질을 가름하는 중요한 특성인 MTF는 시계각 전부에 걸쳐 Nyquist 진동수에서 측정값이 요구값 10%를 넘어 16% 이상을 보이므로써 이 전자광학카메라가 우수한 성능을 가진 것이 입증되었고, 각 CCD 화소들의 상대적 반응도를 측정한 결과에서도 상당히 고른 특성을 확인함과 함께, 차후 전자광학카메라의 영상자료 처리과정을 위하여 정밀한 상대 비교값을 제공하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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• pp.60-61
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• 2003

A new approach to reduce the computation time of genetic algorithm (GA) for making binary phase holograms is described. Synthesized holograms having diffraction efficiency of 75.8% and uniformity of 5.8% are proven in computer simulation and experimentally demonstrated. Recently, computer-generated holograms (CGHs) having high diffraction efficiency and flexibility of design have been widely developed in many applications such as optical information processing, optical computing, optical interconnection, etc. Among proposed optimization methods, GA has become popular due to its capability of reaching nearly global. However, there exits a drawback to consider when we use the genetic algorithm. It is the large amount of computation time to construct desired holograms. One of the major reasons that the GA' s operation may be time intensive results from the expense of computing the cost function that must Fourier transform the parameters encoded on the hologram into the fitness value. In trying to remedy this drawback, Artificial Neural Network (ANN) has been put forward, allowing CGHs to be created easily and quickly (1), but the quality of reconstructed images is not high enough to use in applications of high preciseness. For that, we are in attempt to find a new approach of combiningthe good properties and performance of both the GA and ANN to make CGHs of high diffraction efficiency in a short time. The optimization of CGH using the genetic algorithm is merely a process of iteration, including selection, crossover, and mutation operators [2]. It is worth noting that the evaluation of the cost function with the aim of selecting better holograms plays an important role in the implementation of the GA. However, this evaluation process wastes much time for Fourier transforming the encoded parameters on the hologram into the value to be solved. Depending on the speed of computer, this process can even last up to ten minutes. It will be more effective if instead of merely generating random holograms in the initial process, a set of approximately desired holograms is employed. By doing so, the initial population will contain less trial holograms equivalent to the reduction of the computation time of GA's. Accordingly, a hybrid algorithm that utilizes a trained neural network to initiate the GA's procedure is proposed. Consequently, the initial population contains less random holograms and is compensated by approximately desired holograms. Figure 1 is the flowchart of the hybrid algorithm in comparison with the classical GA. The procedure of synthesizing a hologram on computer is divided into two steps. First the simulation of holograms based on ANN method [1] to acquire approximately desired holograms is carried. With a teaching data set of 9 characters obtained from the classical GA, the number of layer is 3, the number of hidden node is 100, learning rate is 0.3, and momentum is 0.5, the artificial neural network trained enables us to attain the approximately desired holograms, which are fairly good agreement with what we suggested in the theory. The second step, effect of several parameters on the operation of the hybrid algorithm is investigated. In principle, the operation of the hybrid algorithm and GA are the same except the modification of the initial step. Hence, the verified results in Ref [2] of the parameters such as the probability of crossover and mutation, the tournament size, and the crossover block size are remained unchanged, beside of the reduced population size. The reconstructed image of 76.4% diffraction efficiency and 5.4% uniformity is achieved when the population size is 30, the iteration number is 2000, the probability of crossover is 0.75, and the probability of mutation is 0.001. A comparison between the hybrid algorithm and GA in term of diffraction efficiency and computation time is also evaluated as shown in Fig. 2. With a 66.7% reduction in computation time and a 2% increase in diffraction efficiency compared to the GA method, the hybrid algorithm demonstrates its efficient performance. In the optical experiment, the phase holograms were displayed on a programmable phase modulator (model XGA). Figures 3 are pictures of diffracted patterns of the letter "0" from the holograms generated using the hybrid algorithm. Diffraction efficiency of 75.8% and uniformity of 5.8% are measured. We see that the simulation and experiment results are fairly good agreement with each other. In this paper, Genetic Algorithm and Neural Network have been successfully combined in designing CGHs. This method gives a significant reduction in computation time compared to the GA method while still allowing holograms of high diffraction efficiency and uniformity to be achieved. This work was supported by No.mOl-2001-000-00324-0 (2002)) from the Korea Science & Engineering Foundation.

• 한국방사선학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.227-234
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• 2015

본 연구는 간 초음파영상에서 통계적 속성 기반의 밝기 히스토그램에 기초한 픽셀 질감분석 파라미터(평균밝기, 왜곡도, 균일도, 엔트로피)와 간과 콩팥실질의 밝기 차를 이용한 영상분석을 통해 미만성 간질환의 컴퓨터보조진단 적용 가능성을 알아보고자 하였다. 실험은 간 초음파영상(정상, 지방간, 간경화)에서 관심영역($50{\times}50$픽셀)을 설정하고 4가지의 픽셀 질감분석 파라미터와 간과 콩팥의 실질 밝기의 차를 이용하여 질환인식률을 평가하였다. 그 결과 평균밝기, 균일도, 엔트로피의 질환인식률은 100%, 왜곡도 96%로 높게 나타났으며, 간과 콩팥의 실질 밝기 차는 정상 $-1.129{\pm}12.410$, 지방간 $33.182{\pm}11.826$으로 뚜렷한 차이를 나타내었으나, 간경화의 경우 $-1.668{\pm}10.081$로 정상과는 다소 작은 차이를 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로 높은 질환인식률을 보인 픽셀 질감분석 파라미터와 실질 밝기 차를 이용한 컴퓨터보조진단은 미만성 간질환의 감별에 유용한 도구로써 임상적인 활용 가능성이 있으며, 판독 오류를 최소화하고 정확한 진단과 치료방향 제시에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.7-13
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• 2022

본 연구는 심전도 게이팅을 한 방법과 심전도 게이팅 없이 검사하는 방법으로 검사하여 대동맥 뿌리 영상을 비교하는 것이며 high pitch(flash) chest pain protocol 방법으로 검사한 영상들과 기존의 방식으로 심전도 게이팅 없이 검사한 환자의 대동맥 뿌리 영상의 질환 유무를 관찰하였다. High pitch(flash) chest pain protocol과 일반적인 chest pain protocol로 AAPM 팬텀을 스캔하였으며 이렇게 획득된 팬텀 영상을 가지고 동일한 영상 품질을 가지는 파라메타 값을 조절하고 방사선량, 즉 CTDI 값을 비교해 보았다. 심전도 게이팅을 함으로 해서 상행대동맥의 이미지 왜곡은 기존의 심전도 게이팅을 하지 않은 검사방법보다 월등하게 감소시킬 수 있었고 대동맥 뿌리의 영상 품질은 향상되었다. 영상 이미지 품질의 차이를 보이지 않는 파라메타 범위 내에서, high-pitch chest pain protocol로 검사하였을 때 CTDI 값이 더 낮게 나왔으므로 방사선량 감소에도 이점이 있음을 알 수 있었다. 심장과 관련된 분야에서 선량 감소 모드를 이용하여 대동맥 박리와 같은 진단 분야에 응용하여 적용한다면 획기적인 피폭선량 감소 효과뿐만 아니라 빠른 진단과 함께 신속한 치료가 필요한 환자들에게 매우 중요한 검사방법이 될 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.9-15
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• 2013

본 연구는 전산화단층촬영에서 간 질환의 자동 인식으로 질감특징분석(texture feature analysis. TFA) 알고리즘을 제안하고자 하였으며, 간세포암(Hepatocellular carcinoma. HCC)에 대한 컴퓨터보조진단(computer-aided diagnosis. CAD) 시스템을 설계하고, 제안하는 각 알고리즘의 성능을 평가하고자 하였다. HCC 영상에서 분석영역($40{\times}40$ 픽셀)을 설정하고 각 부분영상에 통계적 특징을 이용한 6가지 TFA 파라메터(평균 밝기, 평균 대조도, 평탄도, 왜곡도, 균일도, 엔트로피)비교하여 간세포암 인식률(recognition rate)을 구하였다. 결과적으로 TFA는 간세포암 인식률을 나타내는 척도로 유의함을 알 수 있었으며 6가지 파라메터에서 균일도가 가장 인식률이 높았으며 평균 대조도, 평탄도, 왜곡도가 비교적 높았고 평균 밝기와 엔트로피는 상대적으로 낮은 인식률을 나타내었다. 이와 관련하여 높은 인식률을 보인 알고리즘(최대 97.14%, 최소 82.86%)을 간세포암 영상의 병변을 판별하여 임상의 조기 진단을 보조하여 치료를 시행한다면 진단의 효율성이 높아 질 것으로 판단되었으며, 향후 효율적이고 정량적인 분석을 추가함으로써 질병인식의 일반화에 대한 기준 연구가 필요 할 것으로 사료되었다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.64-66
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• 2004

디지털 래디오그래피 시스템을 이용하여 환자를 진료하기 위해서는 전처리 과정을 통해 DR 디텍터의 불량화소와 선을 제거하고 offset과 X선의 불균질성을 제거해야만 한다. 불균질성을 제거하기 위해 X-선의 flat field 영상이 필요하며 이는 X선관의 focal spot과 디텍터의 중심과 일치시켜 X선을 디텍터에 수직으로 입사시켜 얻는다. 이러한 영상 촬영구조는 환자를 촬영할 때에도 그대로 유지된다. 하지만 방사선 촬영 기법 중 여러 가지 요인으로 디텍터의 중심과 X선관의 중심을 일치시키지 않거나 디텍터를 기울여 촬영하는 방법들이 있다. 본 연구에서는 디텍터가 기울어져 있거나 또는 임의의 위치에서의 flat field correction 방법의 영향을 분석하고, 새로운 알고리즘을 이용하여 그 영향을 줄이고자 하였다. 본 연구의 결과로 DR 디텍터에서 X선의 flat field를 최대한 보장할 수 있을 것이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권3호
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• pp.179-184
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• 2010

나노 공간분해능을 갖는 영상을 얻기 위한 경엑스선 현미경 시스템에서는 단색 엑스선이 요구된다. 엑스선관에서 발생되는 화이트 빔으로부터 8.4 keV의 텅스텐 $L_{\alpha}$ 특성방사선을 84% 이상 반사시킬 수 있는 5.65 nm의 단위막 두께를 가지는 C/W 다층박막 거울을 설계하였고, 이온빔 스파터링 장치를 이용하여 $50{\times}50\;mm$ 크기로 제작하였다. 제작된 C/W 다층박막 거울은 99.5% 이상의 균일도(Uniformity)를 가지며, TEM 사진을 이용해 그 구조를 확인하였다. 8.05 keV의 구리 특성방사선을 광원으로 하는 엑스선 반사율 측정 장치를 이용한 다층박막 거울의 반사율을 측정함으로써 C/W 다층박막 거울의 8.4 keV에서의 반사율을 예상할 수 있었다. 제작된 C/W 다층박막 거울과 엑스선관을 이용하여 8.4 keV의 특성방사선을 획득함으로써 단색 엑스선을 획득하였다. 이때의 반사율은 77.1%였고, 단색 엑스선의 반치폭은 0.21 keV이었다. 엑스선관에서 높은 효율로 단색 엑스선을 획득할 수 있어 실험실 규모의 경엑스선 현미경 장치의 광원으로써 사용될 수 있는 가능성을 확인하였고, 다층박막 거울의 단위막 두께를 수 나노미터로 제작한다면 17.5 keV의 몰리브덴 특성방사선에 해당하는 단색 엑스선을 얻어 유방촬영에도 적용할 수 있을 것이다.

• 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.

• 핵의학기술
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• 제17권2호
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• pp.10-14
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• 2013

Purpose: Due to developed simultaneous PET/MRI, it has become possible to obtain more anatomical image information better than conventional PET/CT. By the way, in the PET/CT, the linear absorption coefficient is measured by X-ray directly. However in case of PET/MRI, the value is not measured from MRI images directly, but is calculated by dividing as 4 segmentation ${\mu}-map$. Therefore, in this paper, we will evaluate the SUV's difference of attenuation correction PET images from PET/MRI and PET/CT. Materials and Methods: Biograph mCT40 (Siemens, Germany), Biograph mMR were used as a PET/CT, PET/MRI scanner. For a phantom study, we used a solid type $^{68}Ge$ source, and a liquid type $^{18}F$ uniformity phantom. By using VIBE-DIXON sequence of PET/MRI, human anatomical structure was divided into air-lung-fat-soft tissue for attenuation correction coefficient. In case of PET/CT, the hounsfield unit of CT was used. By setting the ROI at five places of each PET phantom images that is corrected attenuation, the maximum SUV was measured, evaluated %diff about PET/CT vs. PET/MRI. In clinical study, the 18 patients who underwent simultaneous PET/CT and PET/MRI was selected and set the ROI at background, lung, liver, brain, muscle, fat, bone from the each attenuation correction PET images, and then evaluated, compared by measuring the maximum SUV. Results: For solid $^{68}Ge$ source, SUV from PET/MRI is measured lower 88.55% compared to PET/CT. In case of liquid $^{18}F$ uniform phantom, SUV of PET/MRI as compared to PET/CT is measured low 70.17%. If the clinical study, the background SUV of PET/MRI is same with PET/CT's and the one of lung was higher 2.51%. However, it is measured lower about 32.50, 40.35, 23.92, 13.92, 5.00% at liver, brain, muscle, fat, femoral head. Conclusion: In the case of a CT image, because there is a linear relationship between 511 keV ${\gamma}-ray$ and linear absorption coefficient of X-ray, it is possible to correct directly the attenuation of 511 keV ${\gamma}-ray$ by creating a ${\mu}$map from the CT image. However, in the case of the MRI, because the MRI signal has no relationship at all with linear absorption coefficient of ${\gamma}-ray$, the anatomical structure of the human body is divided into four segmentations to correct the attenuation of ${\gamma}-rays$. Even a number of protons in a bone is too low to make MRI signal and to localize segmentation of ${\mu}-map$. Therefore, to develope a proper sequence for measuring more accurate attenuation coefficient is indeed necessary in the future PET/MRI.

• 대한방사선치료학회지
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• 제28권2호
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• pp.101-108
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• 2016

목 적 : Brain LAB을 이용한 뇌 정위적 방사선 수술 계획에서 Metal artifact로 인한 정위적 좌표의 오류 발생시 Retro recon을 이용하여 수정하는 방법을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : CT simulator(Bright Speed Elite, GE)를 이용하여 인체모형 팬텀(CIRS, PTW, USA)을 1.25 mm slice tickness로 촬영한 영상을 뇌정위적 방사선 수술계획 시스템(BrainLAB, Feldkirchen, Germany)을 사용하여 좌표인식의 유무와 선속경화 현상을 확인하였다. 또한 2.5 mm, 5 mm slice thickness로 촬영하여 Retro recon을 사용하여 1.25 mm slice로 재구성한 영상과 비교 분석 하였다. 위의 세 가지 영상의 질을 평가하기 위해서 특수의료장비 정도관리 중 표준팬텀검사 항목을 응용하여 확인하였다. 실제 오류가 발생했던 환자를 같은 방법으로 촬영하여 정위적 좌표의 오류 유무를 확인 하였다. 결 과 : 인체모형 팬텀을 스캔한 영상의 Brain LAB 좌표 인식 오류는 1.25 mm 획득한 영상 및 2,5 mm 획득 후 재구성한 영상과 5.0 mm 획득 후 재구성한 영상 모두 발생하지 않았다. 표준팬텀검사항목에 따른 대조도 분해능 검사에서는 세 가지 영상 모두 6.4 mm 이내로 식별 가능하였고, 공간분해능 검사에서도 1.0 mm 이하로 식별 가능하여 동일한 영상의 질을 나타냈다. 또한 노이즈는 모두 11 HU 이내였고, 균일도 검사에서도 모두 5 HU 이내로 나타났다. 오류가 발생했던 환자의 재구성 영상에서는 좌표인식이 가능하여 치료계획을 수립할 수 있었다. 결 론 : 본 연구를 통해 Brain LAB을 이용한 뇌 정위적 방사선 수술계획 수립 시 Retro recon 기능을 이용하여 선속경화현상에 의한 정위적 좌표인식의 오류를 수정할 수 있었다. 이 외에도 선속경화현상에 의한 영상의 질 저하 시 본 연구와 같은 영상 재구성 방법을 통해 개선함으로써 광범위한 치료계획에서의 적용도 가능할 것으로 보이며 이에 따른 다양한 연구를 통해 이상적인 치료계획을 할 수 있을 것으로 사료된다.