• 제목/요약/키워드: signal-to-echo ratio

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제주도 서북 해역에서의 우점종 생물량 추정에 환경 유전자의 적용에 관한 시범 연구 (A pilot study on the application of environmental DNA to the estimation of the biomass of dominant species in the northwestern waters of Jeju Island)

  • 강명희;박경동;민은비;이창헌;강태종;오태건;임병권;황두진;김병엽
    • 수산해양기술연구
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    • 제58권1호
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    • pp.39-48
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    • 2022
  • Using environmental DNA (eDNA) in the fisheries and oceanography fields, research on the diversity of biological species, the presence or absence of specific species and quantitative evaluation of species has considerably been performed. Up to date, no study on eDNA has been tried in the area of fisheries acoustics in Korea. In this study, the biomass of a dominant species in the northwestern waters of Jeju Island was examined using 1) the catch ratio of the species from trawl survey results and 2) the ranking ratio of the species from the eDNA results. The dominant species was Zoarces gillii, and its trawl catch ratio was 68.2% and its eDNA ratio was 81.3%. The Zoarces gillii biomass from the two methods was 7199.4 tons (trawl) and 8584.6 tons (eDNA), respectively. The mean and standard deviation of the acoustic backscattering strength values (120 kHz) from the entire survey area were 135.5 and 157.7 m2/nm2, respectively. The strongest echo signal occurred at latitude 34° and longitude 126°15' (northwest of Jeju Island). High echo signals were observed in a specific oceanographic feature (salinity range of 32-33 psu and the water temperature range of 19-20℃). This study was a pilot study on evaluating quantitatively aquatic resources by applying the eDNA technique into acoustic-trawl survey method. Points to be considered for high-quality quantitative estimation using the eDNA to fisheries acosutics were discussed.

열처리 환경에서 웨이브렛 적응 필터를 이용한 초음파 비파괴 검사의 결함 검출 (Flaw Detection of Ultrasonic NDT in Heat Treated Environment Using WLMS Adaptive Filter)

  • 임내묵;전창익;김성환
    • 한국음향학회지
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    • 제18권7호
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    • pp.45-55
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    • 1999
  • 본 논문에서는 그레인 잡음을 제거하기 위해서 웨이브렛 변환(wavelet transform)에 근간을 둔 웨이브렛 적응 필터(WLMS adaptive filter : Wavelet domain Least Mean Square adaptive filter)를 사용하였다. 보통 그레인 잡음은 고온의 환경에서 금속의 결정구조가 변화함에 따라 발생된다. 웨이브렛 평면에서의 적응 필터링은 필터의 입력신호를 직교 변환하여 입력으로 이용함으로써 수렴 속도를 향상시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 적응 필터의 기준 입력 신호는 원시 입력 신호를 지연시킨 신호를 이용하였으며, 적응 필터의 출력은 다시 CA-CFAR(Cell Average - Constant False Alarm Rate) 임계 추정기(threshold estimator)를 거쳐 자동적으로 원하는 신호부분만 나타내도록 하였다. 우선 신호의 통계적 특성을 알기 위하여 run 테스트를 수행하여 기준 입력 신호가 비정상성(nonstationarity)을 나타냄을 보였고, 웨이브렛 적응필터가 시평면 적응필터보다 수렴속도면에서 우수함을 보였으며, 각 적응 필터의 출력신호에 대해서 신호대 잡음비를 통해 성능평가를 하였다. 시평면 적응 필터링 후에는 신호대 잡음비가 2-3㏈ 향상을 보였고, 반면 웨이브렛 적응 필터링후에는 신호대 잡음비가 4-6㏈ 향상을 보였다.

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다양한 두개강내 질환의 확산강조 자기공명영상 : 임상적 유용성 (Diffusion-Weighted MR Imaging of Various Intracranial Diseases : Clinical Utility)

  • 김영준
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제2권1호
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    • pp.104-112
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    • 1998
  • 목적 : 다양한 두개강내 질환을 가진 환자들을 대상으로 확산강조영상을 시행하여 병변의 신호강도를 분석함으로써 확산강조영상의 임상적 유용성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 전향적으로 무작위 추출하여 확산강조영상을 시행한 70명의 환자(급성 뇌경색 20명, 만성 뇌경색 또는 소혈관 질환 21명, 두개강내 원발성 종양 14명, 뇌전이 3명, 뇌종양 5명, 뇌혈종 5명, 퇴행중의 유구낭미충 1명, 유피낭종 1명)를 대상으로 하였다. 확산강조영상은 1.5T 장치를 사용하여, single shot spin echo EPI 기법을 사용하여, 6500ms TR, 107ms TE, $128{\times}128$ matrix, 1 number of excitation, $24{\times}24{\;}cm$ field of view, 5-7mm slice thickness, 2-3 mm inter-slice gap으로, x, y, z 세방향으로 확산경사자기($b=1000s{\;}/{\;}textrm{mm}^2$)를 가하여 얻었다. 병변의 신호강도의 평가는 정성적인 분석에서는 병변의 신호강도를 임의의 5단계로 구분하여 분석하였고, 정량적 분석에서는 ROI(region of interest)를 이요하여 병변의 신호강도를 측정하여, 반대쪽 정상 뇌실질에서 얻은 신호강도와의 상대적 신호강도비를 구하였다. 결과 : 정성적 분석에서 매우 높은 신호강도를 보인 병변은 모든 예의 급성 뇌경색, 뇌농양, 유피낭종, 그리고 퇴행성 유구낭미충의 낭성 병변이었다. 뇌혈종은 모든 예에서 병변내에 매우 높은 신호강도와 낮은 신호강도가 혼재되어 있었다. 1명의 종양환자에서는 고형성 부분에 국소적인 매우 높은 신호강도가 보였다. 이들 병변 각각의 뇌실질에 대한 평균 신호 강도비는 모두 2.5 이상이엇다. 정성적 분석에서 죄실질과 같은 정도의 신호강도를 보인 경우는 실경교증(71%), 뇌종양의 고형성 부분(64%), 뇌전이 (100%), 혈관성 부종(67%)이었으며, 이들 병변의 뇌실질에 대한 평균 신호강도비는 1.15에서 1.28로 서로간에 의미있는 차이는 없었다.(p>0.1). 매우 낮거나 약간 낮은 신호강도를 보인 경우는 낭성 뇌연화증과 종양내 괴사로서, 평균 신호강도비는 각각 0.45와 0.42였다. 결론 : 급성 뇌경색, 뇌농양, 유피낭종, 퇴행중의 유구낭미충은 확산강조영상에서 매우 높은 신호강도를 보여, 다른 실환과의 감별 진단에 유용할 것으로 생각되며, 특히 뇌농양과 괴사나 낭성 부분을 포함한 뇌종양과의 감별에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

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크론병에서 자기공명영상 장운동기록의 단일호흡 단발 고속 스핀 에코기법: 딥러닝 기반 재구성의 영향 (Impact of Deep-Learning Based Reconstruction on Single-Breath-Hold, Single-Shot Fast Spin-Echo in MR Enterography for Crohn's Disease)

  • 박언주;이예다운;이준성
    • 대한영상의학회지
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    • 제84권6호
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    • pp.1309-1323
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    • 2023
  • 목적 크론병 환자의 자기공명영상 장운동기록(MR enterography; 이하 MRE)에서 단발 고속 스핀 에코기법(single-shot fast spin-echo; 이하 SSFSE)을 이용한 단일호흡영상(singlebreath-hold; 이하 SBH)과 다호흡영상(multiple-breath-hold; 이하 MBH)을 딥러닝 기반 재구성(deep-learning based reconstruction; 이하 DLR)의 유무에 따라 네 개의 영상에서 품질을 비교했다. 대상과 방법 이 연구는 후향적 연구로서, 크론병으로 MRE를 시행한 61명의 환자가 포함되었다. SBH와 MBH SSFSE 영상에서 각각 DLR과 고식적 재구성(conventional reconstruction; 이하 CR)을 시행한 영상을 획득했다. 두 명의 영상의학과 전문의가 네 가지 영상을 분석하여 전반적인 영상의 품질, 인공물, 선명도와 움직임 관련 신호 손실에 대하여 각각 5점 척도를 이용해 점수를 부여했다. 회장과 말단 회장, 결장에서 염증을 시사하는 세 가지 소견을 평가했다. 각 영상에 대해서 공간적 불일치 여부를 확인했고, 네 가지 영상에서 각각 다른 두 위치에서 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio; 이하 SNR)를 계산했다. 결과 SBH SSFSE 영상에서 DLR을 적용한 경우 CR보다 영상의 품질, 인공물, 선명도가 통계학적으로 유의하게 개선되었다. 네 가지 영상 중 SBH-DLR 영상에서 SNR이 가장 높게 나타났다(p < 0.001). 염증 소견에 대한 판독자 간 일치율은 좋음에서 매우 좋음으로 나타났고(κ = 0.76-0.95) 시퀀스 간 일치율은 매우 좋음으로 측정되었다(κ = 0.92-0.94). 공간적 불일치는 SBH 영상보다 MBH 영상에서 통계학적으로 유의하게 빈도가 높았다(p < 0.001). 결론 SBH-DLR 영상은 MBH-CR 영상과 비교했을 때 동등한 영상 품질과 성능을 보여주었다. 또한, MBH 영상에 비해 절반 이하의 시간과 단일 호흡만으로 영상을 획득할 수 있으며 공간 불일치를 줄일 수 있는 대체제로 사용할 수 있다.

RF코일로 사용된 구리선 코팅재질이 자기공명영상에서의 신호대잡음비에 미치는 영향 (The Effect of Coating Material of Copper-wire RF Coil on the Signal-to-Noise Ratio in MR Images)

  • 이현승;문혜영;장용민;홍관수
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제13권2호
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    • pp.171-176
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    • 2009
  • 목적 : 자기공명영상 장비에서 신호를 주고 받는 주요 부분인 RF 코일의 성능 특성인 Q 값 (quality factor)과 신호대잡음비 (SNR, signal-to-noise ratio) 값에 미치는 코일 구리선 코팅 재질의 영향을 조사하고자 하였다. 대상 및 방법 : 폴리에스테르 (polyester), 폴리우레탄 (polyurethane), 폴리이미드 (polyimide), 폴리아마이드이미드 (polyamideimide), 폴리에스테르이미드 (polyester-imide)가 코팅된 직경 0.4 mm 구리선을 사용하여, 내경이 1.7mm인 RF 코일을 솔레노이드 형태로 제작한 후 network analyzer로 Q 값을 측정하였다. 또한 제작된 RF 코일을 600 MHz MRI (14.1 T, Bruker DMX600) 장비를 이용하여 표준시료를 이용한 자기공명영상 실험을 수행하였으며, 5개의 다른 코팅 재질과 코팅이 없는 경우에 대하여 영상에서의 신호대잡음비를 비교하였다. 결과 : 코팅 피복을 벗겨내고 측정한 신호대잡음비는 오차 범위에서 유사하였으며, 코팅되어 있는 경우에는 그 재질에 따라 Q 값 및 신호대잡음비가 다르고, 폴리에스테르의 경우를 제외하면 코팅 피복이 없는 경우와 비교하여 큰 값을 보였다. 폴리우레탄 코팅 구리선을 사용하였을 때 Q 값 및 신호대잡음비가 가장 크게 나타났으며, 가장 작은 값을 보인 폴리에스테르 코팅재질인 경우와 비교할 때 신호대잡음비가 34% 정도 큰 값을 보였다. 결론 : 1.2 mm 이하의 작은 생체시료에 적합한 솔레노이드형 RF 코일을 상용 프로브에 장착하여 사용할 수 있도록 손쉽게 제작하였으며, 폴리우레탄으로 코팅된 구리선으로 만들어진 코일의 경우 신호대잡음비가 30% 이상으로 가장 우수한 결과를 보였고, 따라서 코팅 재질의 선택이 자기공명영상의 결과에 중요하게 작용함을 확인할 수 있었다.

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Crystal growth and characteristics of lysozyme crystals

  • Kojima, Kenichi
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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    • pp.3-3
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    • 2002
  • Many studies on crystal growth mechanisms of the hen egg-white lysozyme protein crystals have mainly performed by optical microscopy and atomic force microscopy (AFM). As results, two types of growth mechanisms, which are a two-dimensional nucleation mechanism and a spiral growth mechanism, were identified. However, there was no direct evidence of grown-in screw dislocations at the spiral sites. We first observed the screw dislocations in tetragonal lysozyme crystals using synchrotron X-ray topography. In addition, to confirm the characteristics of dislocations, we have observed some elastic constants in lysozyme crystals in terms of the sound velocity measurement by pulse echo methods. Tetragonal hen egg-white lysozyme crystals were grown by the concentration gradient method. The crystals were grown in test tubes, with an inner diameter of 8 ㎜ and 80 ㎜ in length, held vertically. The test tubes were kept at 23C for 2 weeks. The maximum size of crystals were 3×3×4 ㎟. The high quality crystals were examined by Laue topography with a water filter using synchrotron radiation. Figure is a X-ray topograph. Several straight screw dislocations were observed. We also determined Burgers vector to be a [110] direction. The measurement of sound velocity was performed by the digital signal processing method. the crystals were placed in stainless steel vessel, which was filled with lysozyme solution used for crystal growth. We observed the longitudinal sound velocity along the [110] direction in the tetragonal is obtained to be 1817 ㎧. Therefore, Young modulus and shear modulus were evaluated to be 2.70 Gpa and 1.02 Gpa, respectively, if we assumed Poisson ratio is 0.33. These results will be discussed at the meeting.

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치아 임플란트와 보철에서 발생하는 자기공명영상의 인공물 감소방안 연구 (A Study on the Artifact Reduction Method of Magnetic Resonance Imaging in Dental Implants and Prostheses)

  • 신운재
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권7호
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    • pp.1025-1033
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    • 2019
  • 뇌 질환과 두경부 검사에서 전산화단층촬영의 선속 경화현상이 없는 자기공명영상이 조직의 높은 대조도와 우수한 분해능의 영상을 획득하는 검사 방법으로 인식되고 있지만 구강 내 금속 이식물이 있는 경우는 자화율 인공물(magnetic susceptibility artifact)이 발생되어 영상 진단에 장해 요소가 된다. 따라서 본 연구는 자기공명영상에서 치아 임플란트와 보철에 의한 인공물 감소 방안을 강구하고자 한다. 자기공명영상에서 임플란트에 의한 인공물 발생은 GE 기법에서 TE가 짧을수록 신호 크기가 증가하였고, 물의 온도 변화에서는 일관성이 없게 나타났다. SE 기법에서도 공기보다 물의 신호 크기가 전반적으로 높았지만, 신호대 잡음비는 공기와 온도에 의한 차이가 없었다. EPI 기법에서는 공기보다 물이 있을 때 정량적, 정성적으로 인공물이 적게 발생한 영상을 얻을 수 있었고, 특히 물 온도 20°와 30°에서 신호 대 잡음비가 가장 높게 측정되었다. 결론적으로 EPI 기법에서 물 온도 20°와 30°의 물주머니를 이용하여 뇌 확산강조영상을 획득하면 임플란트와 보철물에 의한 자화율인공물이 감소되어 보다 진단적 가치가 있는 영상을 획득할 수 있을 것으로 사료된다.

Transverse Wave Propagation in [ab0] Direction of Silicon Single Crystal

  • Yun, Sangjin;Kim, Hye-Jeong;Kwon, Seho;Kim, Young H.
    • 비파괴검사학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.381-388
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    • 2015
  • The speed and oscillation directions of elastic waves propagating in the [ab0] direction of a silicon single crystal were obtained by solving Christoffel's equation. It was found that the quasi waves propagate in the off-principal axis, and hence, the directions of the phase and group velocities are not the same. The maximum deviation of the two directions was $7.2^{\circ}$. Two modes of the pure transverse waves propagate in the [110] direction with different speeds, and hence, two peaks were observed in the pulse echo signal. The amplitude ratio of the two peaks was dependent on the initial oscillating direction of the incident wave. The pure and quasi-transverse waves propagate in the [210] direction, and the oscillation directions of these waves are perpendicular to each other. The skewing angle of the quasi wave was calculated as $7.14^{\circ}$, and it was measured as $9.76^{\circ}$. The amplitude decomposition in the [210] direction was similar to that in the [110] direction, since the oscillation directions of these waves are perpendicular to each other. These results offer useful information in measuring the crystal orientation of the silicon single crystal.

Depiction of Acute Stroke Using 3-Tesla Clinical Amide Proton Transfer Imaging: Saturation Time Optimization Using an in vivo Rat Stroke Model, and a Preliminary Study in Human

  • Park, Ji Eun;Kim, Ho Sung;Jung, Seung Chai;Keupp, Jochen;Jeong, Ha-Kyu;Kim, Sang Joon
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제21권2호
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    • pp.65-70
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    • 2017
  • Purpose: To optimize the saturation time and maximizing the pH-weighted difference between the normal and ischemic brain regions, on 3-tesla amide proton transfer (APT) imaging using an in vivo rat model. Materials and Methods: Three male Wistar rats underwent middle cerebral artery occlusion, and were examined in a 3-tesla magnetic resonance imaging (MRI) scanner. APT imaging acquisition was performed with 3-dimensional turbo spin-echo imaging, using a 32-channel head coil and 2-channel parallel radiofrequency transmission. An off-resonance radiofrequency pulse was applied with a Sinc-Gauss pulse at a $B_{1,rms}$ amplitude of $1.2{\mu}T$ using a 2-channel parallel transmission. Saturation times of 3, 4, or 5 s were tested. The APT effect was quantified using the magnetization-transfer-ratio asymmetry at 3.5 ppm with respect to the water resonance (APT-weighted signal), and compared with the normal and ischemic regions. The result was then applied to an acute stroke patient to evaluate feasibility. Results: Visual detection of ischemic regions was achieved with the 3-, 4-, and 5-s protocols. Among the different saturation times at $1.2{\mu}T$ power, 4 s showed the maximum difference between the ischemic and normal regions (-0.95%, P = 0.029). The APTw signal difference for 3 and 5 s was -0.9% and -0.7%, respectively. The 4-s saturation time protocol also successfully depicted the pH-weighted differences in an acute stroke patient. Conclusion: For 3-tesla turbo spin-echo APT imaging, the maximal pH-weighted difference achieved when using the $1.2{\mu}T$ power, was with the 4 s saturation time. This protocol will be helpful to depict pH-weighted difference in stroke patients in clinical settings.

다중 반향 커널을 이용한 부대역 신호 기반 오디오 워터마킹 (Audio Watermarking in Sub-band Signals Using Multiple Echo Kernel)

  • 오인정;조재원;정현열;정호열
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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    • pp.355-358
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    • 2004
  • 최근 웨이블릿 변환을 이용하여 저주파수 부대역 신호를 반복적으로 분해하고 삽입된 워터마크 비트에 따라 특정 부대역 신호에 두개의 다른 반향 중 하나를 삽입하는 반향 삽입 기법을 제안하였다. 이 기법은 오디오 신호의 주파수 특성을 고려했기 때문에 시간 영역에서의 기존의 반향 삽입 기법에 비해 비가청성(inaudibility), 워터마크의 강인성(robustness) 및 용적성(capacity)을 모두 증가시킬 수 있다. 기존의 부대역 신호 기반 반향 삽입 기법이 단일 반향 커널만을 이용하였으나, 본 논문에서는 부대역 신호에 다중 반향 커널을 이용한 반향 삽입 기법을 제안한다. 이 기법은 주관적 왜곡(perceptibility)과 SNR(signal to Noise Ratio)과 같은 객관적인 왜곡 면에서, 원본 오디오 신호의 왜곡을 줄일 수 있다. 실험 결과를 통하여 기존의 방법에 비해 제안된 방법이 SNR과 DR(Detection Rate) 모두 좋은 성능을 보여 제안된 방법의 유효성을 입증하였다.

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