• 제목/요약/키워드: signal reconstruction

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성인과 소아 CT 촬영시 IR 적용에 따른 영상화질 및 선량에 미치는 영향 (Effect of Image quality and Radiation Dose using Iterative Reconstruction in Adult and Pediatric CT: A Phantom Study)

  • Ju, A-ran;Jo, Jung-Hyun;Oh, Young-Kyu;Kim, Kyoung-Ki;Lee, Soo-Been;Jeon, Pil-Hyun;Kim, Daehong
    • 식품보건융합연구
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    • 제4권1호
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    • pp.23-31
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    • 2018
  • The main issue of CT is radiation dose reduction to patient. The purpose of this study was to estimate the image quality and dose by iterative reconstruction (IR) for adults and pediatrics. Adult and pediatric images of phantom were obtained with 120 and 140 kV, respectively, in accordance with radiation dose in terms of volume CT dose index ($CTDI_{vol}$): 10, 15, 20, 25, 30, 35 mGy. Then, the adult and the pediatric images are reconstructed by filtered-backprojection (FBP) and iterative reconstruction (IR). The images were analyzed by signal-to-noise ratio (SNR). SNR is improved when IR and 140 kV are applied to acquire adult and pediatric images. In the adult abdomen, according to diagnostic reference level, the SNR values of bone were increased about 27.84 % and 27.77 % at 120 kV and 140 kV, and the tissue's SNR values of the IR were increased about 29.84 % and 33.46 % 120 and 140 kV, respectively. Dose is reduced to 40% in adults abdomen images when using IR reconstruction. In pediatric images, the bone's SNR were also increased about 17.70% and 18.17 % at 120 kV and 140 kV. The tissue's SNR were increased about 26.73 % and 26.15 % at 120 kV and 140 kV. Radiation dose is reduced from 30% to 50% for bone and tissue images. In the case of examinations for adult and pediatric CT, IR technique reduces radiation dose to patient, and it could be applied to adult and pediatric imaging.

Optimization of image reconstruction method for dual-particle time-encode imager through adaptive response correction

  • Dong Zhao;Wenbao Jia;Daqian Hei;Can Cheng;Wei Cheng;Xuwen Liang;Ji Li
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권5호
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    • pp.1587-1592
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    • 2023
  • Time-encoded imagers (TEI) are important class of instruments to search for potential radioactive sources to prevent illicit transportation and trafficking of nuclear materials and other radioactive sources. The energy of the radiation cannot be known in advance due to the type and shielding of source is unknown in practice. However, the response function of the time-encoded imagers is related to the energy of neutrons or gamma-rays. An improved image reconstruction method based on MLEM was proposed to correct for the energy induced response difference. In this method, the count vector versus time was first smoothed. Then, the preset response function was adaptively corrected according to the measured counts. Finally, the smoothed count vector and corrected response were used in MLEM to reconstruct the source distribution. A one-dimensional dual-particle time-encode imager was developed and used to verify the improved method through imaging an Am-Be neutron source. The improvement of this method was demonstrated by the image reconstruction results. For gamma-ray and neutron images, the angular resolution improved by 17.2% and 7.0%; the contrast-to-noise ratio improved by 58.7% and 14.9%; the signal-to-noise ratio improved by 36.3% and 11.7%, respectively.

원전 해체 시 방사성 콘크리트 폐기물 내부 방사능 분포 예측을 위한 컴프턴 영상 재구성 방법의 비교 (Comparison of Compton Image Reconstruction Algorithms for Estimation of Internal Radioactivity Distribution in Concrete Waste During Decommissioning of Nuclear Power Plant)

  • 이태웅;조성민;윤창연;김낙점
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.217-225
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    • 2020
  • 해체 원전에서 총 폐기물의 약 70~80%에 해당하는 많은 양의 콘크리트 폐기물은 해체 폐기물의 대부분을 차지한다. 해체 시 발생된 콘크리트 폐기물은 핵종별 농도에 따라 규제해제 폐기물과 방사성폐기물로 정의할 수 있다. 따라서, 방사성 콘크리트 폐기물의 처분 비용을 저감하기 위하여 자체 처분 및 제한적 재활용을 위한 제염 작업의 수행이 중요하다. 그러므로 콘크리트 폐기물의 효율적인 제염 작업을 위해 내부 방사능 분포를 예측하는 것이 필수적이다. 본 연구는 원전 해체 시, 발생되는 콘크리트 폐기물의 내부 방사능 분포를 예측하기 위하여 다양한 컴프턴 영상 재구성 방법의 성능을 비교하였다. 다양한 컴프턴 영상 재구성 방법으로 단순 역투사(SBP), 필터 후 역투사(FBP), 최대우도 기댓값 최대화 방법(MLEM), 그리고 기존의 MLEM의 시스템 반응 함수에 에너지 정보가 결합되어 확률적으로 계산하는 최대우도 기댓값 최대화 방법(E-MLEM)이 사용되었다. 재구성된 영상을 획득한 후, 정량적인 분석 방법을 이용하여 재구성된 영상의 성능을 정량적으로 비교 및 평가하였다. MLEM 및 E-MLEM 영상 재구성 방법은 각각 재구성된 영상에서 높은 이미지 분해능과 신호 대 잡음비를 유지하는 데 있어 가장 좋은 성능을 보여주었다. 본 연구에서 도출된 결과들은 원자력 시설 해체 시 방사성 콘크리트 폐기물의 내부 방사능 분포를 예측하기 위한 수단으로 컴프턴 영상을 사용할 수 있는 가능성을 보여주었다.

Improvement in Image Quality and Visibility of Coronary Arteries, Stents, and Valve Structures on CT Angiography by Deep Learning Reconstruction

  • Chuluunbaatar Otgonbaatar;Jae-Kyun Ryu;Jaemin Shin;Ji Young Woo;Jung Wook Seo;Hackjoon Shim;Dae Hyun Hwang
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제23권11호
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    • pp.1044-1054
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    • 2022
  • Objective: This study aimed to investigate whether a deep learning reconstruction (DLR) method improves the image quality, stent evaluation, and visibility of the valve apparatus in coronary computed tomography angiography (CCTA) when compared with filtered back projection (FBP) and hybrid iterative reconstruction (IR) methods. Materials and Methods: CCTA images of 51 patients (mean age ± standard deviation [SD], 63.9 ± 9.8 years, 36 male) who underwent examination at a single institution were reconstructed using DLR, FBP, and hybrid IR methods and reviewed. CT attenuation, image noise, signal-to-noise ratio (SNR), contrast-to-noise ratio (CNR), and stent evaluation, including 10%-90% edge rise slope (ERS) and 10%-90% edge rise distance (ERD), were measured. Quantitative data are summarized as the mean ± SD. The subjective visual scores (1 for worst -5 for best) of the images were obtained for the following: overall image quality, image noise, and appearance of stent, vessel, and aortic and tricuspid valve apparatus (annulus, leaflets, papillary muscles, and chordae tendineae). These parameters were compared between the DLR, FBP, and hybrid IR methods. Results: DLR provided higher Hounsfield unit (HU) values in the aorta and similar attenuation in the fat and muscle compared with FBP and hybrid IR. The image noise in HU was significantly lower in DLR (12.6 ± 2.2) than in hybrid IR (24.2 ± 3.0) and FBP (54.2 ± 9.5) (p < 0.001). The SNR and CNR were significantly higher in the DLR group than in the FBP and hybrid IR groups (p < 0.001). In the coronary stent, the mean value of ERS was significantly higher in DLR (1260.4 ± 242.5 HU/mm) than that of FBP (801.9 ± 170.7 HU/mm) and hybrid IR (641.9 ± 112.0 HU/mm). The mean value of ERD was measured as 0.8 ± 0.1 mm for DLR while it was 1.1 ± 0.2 mm for FBP and 1.1 ± 0.2 mm for hybrid IR. The subjective visual scores were higher in the DLR than in the images reconstructed with FBP and hybrid IR. Conclusion: DLR reconstruction provided better images than FBP and hybrid IR reconstruction.

자가 슬괵건을 이용한 전방십자인대 재건술 후 결과 판정에 있어 MRI 검사의 유용성 (The effectiveness of MRI evaluation after anterior cruciate ligament reconstruction using hamstring tendon autograft)

  • 김진구;김영우;이수원;심재찬;오수진
    • 대한관절경학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.32-39
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    • 2008
  • 목적: 10시 방향 대퇴 터널의 전방십자인대 재건술 후 MRI 검사의 유용성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 자가 슬괵건을 이용한 전방 십자 인대 재건술 후 MRI 검사를 시행 받았던 29명의 소견을 분석하였다. 평균 술 후 MRI 검사까지의 기간은 18.9개월($7{\sim}40$개월)이었다. 이식건의 신호강도, 형태, 연속성, 대퇴터널 시작점, 대퇴터널 위치, 과간 절흔 충돌, 교차 핀 손상 및 위치에 대해 조사하였으며 KT-2000 검사, Lysholm 점수, 축회전 검사 등과 비교하였다. 결과: 이식건의 신호강도와 술후 MRI 검사까지의 기간은 유의한 상관관계가 없었다. 이식건의 형태와 연속성은 straight, well-preserved 가 대부분이었다. 대퇴 터널의 시작점은 zone 4가 13례, zone 3가 16례였으며 과간 절흔 충돌은 관찰되지 않았다. 교차 핀의 손상은 10례였고 이중 대퇴 후방 피질골 밖으로 빠진 경우가 5례였고, 방향이 후방을 향하는 경우가 9례였다. 교차 핀의 손상 여부와 임상 결과와의 상관 관계는 통계적으로 유의하지 않았다. 결론: 전방 십자 인대 재건술 후 MRI 검사는 이식건의 상태와 위치, 교차 핀의 위치 등을 파악하는데 유용하였다. 10시 방향 대퇴터널의 전방십자인대 재건술에서는 특이 교차 핀의 위치가 중요하므로 수술 시 교차 핀의 손상을 피하기 위한 세심한 주의를 요한다.

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검사 조건 제어와 반복 재구성의 조합을 이용한 흉부 CT의 선량 저감화 방안 (Dose Reduction Method for Chest CT using a Combination of Examination Condition Control and Iterative Reconstruction)

  • 김상현
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.1025-1031
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    • 2023
  • 저선량흉부 CT (Low Dose chest CT, LDCT)에서 Scout 관전압을 변화시키고 scan parameter인 자동노출제어장치(Auto Exposure Control, AEC)와 적응식 반복재구성기법(Adaptive Statistical Iterative Reconstruction, ASIR)등을 적용하여 최적의 프로토콜을 찾음으로써 방사선 피폭선량과 화질을 평가하고자 하였다. Scout 관전압을 80, 100, 120, 140 kV로 변화시키며 LDCT 프로토콜로 5회 반복 측정 후 선량을 비교하기 위해 장비에서 제공된 Dose report를 이용하여 연구 목적에 적합한 관전압을 선택하였다. 120 kV, 30 mAs의 조건으로 기본 LDCT 촬영한 후, 이 조건에 ASIR 50%를 적용하였으며 신호대잡음비와 대조도대잡음비를 평가하기 위해 배경의 노이즈를 측정하였다. 선량 비교를 위해 장비에서 제공되는 CTDIvol과 선량길이곱(Dose length product, DLP)를 식을 이용하여 비교 분석하였다. 그 결과 S140 + LDCT + ASIR 50 + AEC를 적용한 프로토콜에서 고식적인 LCDT보다 방사선 피폭선량을 감소시키고 영상의 질을 향상시켰으며 최적의 프로토콜을 얻을 수 있었으며 LDCT는 매 검사 시 필요 이상의 피폭선량이 우려되기 때문에 적절한 Parameter를 적용하는 것이 중요하며, 향후 LDCT를 이용한 건강검진에서 국민의 건강에 이바지 하는데 긍정적인 요인으로 작용될 것으로 사료된다.

공간영역에서 코히어런트 단층촬영 기법을 이용한 Born 근사하에 유전체 기둥의 영상제현 (Image Reconstruction of Dielectric Cylinder Under Born Approximation Using a Coherent Tomographic Scheme in the Spatial Domain)

  • 서경환;김상기;김세윤;라정웅
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제27권9호
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    • pp.1327-1335
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    • 1990
  • In this paper, using the principle of duality between the spatial and spectral domain, we proposed a new microwave imaging technique of a coherent tomographic formulation in the spatial domain and reconstructed the image of dielectric cylinder through simulation and experiment. The numerical and experimental results for the variety o object size, relative dielectric constant have shown the limitation of Born approximation to be used and the effect of retrieved images for various signal bandwidth.

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A Sliding Mode Observer for Reconstructing Cyber Attacks

  • Joseph Chang Lun Chan;Tae H. Lee
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.311-317
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    • 2023
  • This paper presents a sliding mode observer (SMO) for reconstructing cyber attacks affecting a system. The system is first re-expressed such that its design freedom is easier to manipulate. The SMO is then used to reconstruct the cyber attack affecting the system. A simulation example is used to verify the performance of the SMO under two types of cyber attacks, and its results demonstrate the effectiveness of our proposed scheme.

Model based optimal FIR synthesis filter for a nosy filter bank system

  • Lee, Hyun-Beom;Han, Soo-Hee;Kwon, Wook-Hyun
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.413-418
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    • 2003
  • In this paper, a new multirate optimal finite impulse response (FIR) filter is proposed for the signal reconstruction in the nosy filter bank systems. The multirate optimal FIR filter replaces the conventional synthesis filters and the Kalman synthesis filter. First, the generic linear model is derived from the multirate state space model for an autoregressive (AR)input signal. Second, the multirate optimal FIR filter is derived from the multirate generic linear model using the minimum variance criterion. This paper also provides numerical examples and results. The simulation results illustrate that the performance is improved compared with conventional synthesis filters and the proposed filter has advantages over the Kalman synthesis filter.

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Reweighted L1 Minimization for Compressed Sensing

  • 이혁;박선호;심병효
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2010년도 하계학술대회
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    • pp.61-63
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    • 2010
  • Recent work in compressed sensing theory shows that m${\times}$n independent and identically distributed sensing matrices whose entries are drawn independently from certain probability distributions guarantee exact recovery of a sparse signal with high probability even if m${\ll}$n. In particular, it is well understood that the L1 minimization algorithm is able to recover sparse signals from incomplete measurements. In this paper, we propose a novel sparse signal reconstruction method that is based on the reweighted L1 minimization via support recovery.

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