응용논문 : 대규모 소프트웨어 개발 사업에서의 품질 보증을 위한 개발방법론

윤석환,박지은,신용백 ( Seok Hwan Yoon,Ji Eun Park,Yong Back Shin ) 한국품질경영학회 1997 품질경영학회지 Vol.25 No.1

PET/CT 장비와 영상 재구성 차이에 따른 EQ PET을 이용한 표준섭취계수의 평가

윤석환,김병진,문일상,이홍재,Yoon, Seok Hwan,Kim, Byung Jin,Moon, Il Sang,Lee, Hong Jae 대한핵의학기술학회 2018 핵의학 기술 Vol.22 No.1

양전자 방출 단층촬영에서 정량적 평가에 통상적으로 쓰이는 표준섭취계수(SUV : Standardized Uptake Value)는 종양의 병소와 병기의 진단 그리고 치료 성적 평가에 있어서 사용되고 있는 유용한 지표이다. 하지만 SUV는 환자의 체격, 검사까지의 시간, 부분용적 효과, 관심영역의 설정, 검사장비, 영상재구성 차이 등에 따라 변화 되므로 다양한 인자의 영향을 고려하여야만 한다. 그 중에서도 PET/CT 장비와 영상의 재구성 방법의 차이에 의한 SUV의 차이를 SIEMENS 사의 EQ PET을 이용하여 방사능의 차이를 보정 할 수 있게 되었다. 그러므로 본 연구에서는 phantom 실험과 FDG PET 임상영상의 SUVmax를 비교 하여 EQ PET을 적용함으로써, SUV의 변화를 평가 하고 EQ PET의 유용성에 대해서 검증해보고자 하였다. 본원의 3대의 PET/CT 장비인 Biograph true point 40, Biograph mCT 40, Biograph mCT 64 장비를 이용하여 $^{18}F-FDG$를 주입 한 NEMA IEC body phantom 영상을 획득 한 후 OSEM3D+PSF, OSEM3D+TOF, OSEM3D+PSF+TOF의 알고리즘을 이용하여 영상을 재구성 하였다. 각각 재구성된 영상에서 관심영역의 방사능 농도를 측정한 후, EARL에서 권고하는 NEMA IEC body phantom의 방사능 농도의 회복계수 값을 비교하여 서로 다른 PET system 간에 방사능 농도의 차이를 줄일 수 있는 EQ filter 값을 산출 하였다. 산출한 EQ Filter 값을 장비와 영상 재구성에 따라 적용하여 팬텀의 회복계수와 61명의 폐암환자의 FDG PET 영상에서 종양의 SUVmax를 비교 분석 하였다. 3대의 PET/CT 장비에서 영상의 재구성 알고리즘을 달리하여 획득한 phantom의 영상의 6개구의 평균 변동계수는 EQ PET 적용 전 후의 값은 OSEM3D 재구성 영상에서 각각 0.05, 0.04 OSEM3D+TOF 재구성 영상에서는 각각 0.04, 0.03, OSEM3D+PSF 재구성 영상에서는 각각 0.04, 0.03, OSEM3D+PSF+TOF 재구성 영상에서는 각각 0.03, 0.02 값을 보여 EQ PET 적용 후 팬텀의 6개 구의 평균 변동계수는 감소하였다. 임상 영상 비교 에서는 폐암환자 종양의 SUVmax는 OSEM3D, OSEM3D+TOF, OSEM3D+PSF, OSEM3D+PSF+TOF 순으로 증가하였으며, EQ PET 적용 후 재구성 영상에 대한 SUVmax는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p=1.000). PET/CT 영상에서 서로 다른 PET/CT 장비와 영상의 재구성 방법의 차이에 의해 발생하는 방사능 농도의 차이를 EQ PET을 이용하여 측정함으로서 장비와 영상 재구성별 방사능 농도의 편차가 감소되었다. PET 영상에서 정량적 평가에 이용되는 SUV의 편차를 줄일 수 있어 종양의 병소와 병기의 진단, 그리고 치료 성적평가의 정량적 평가 신뢰도가 향상 될 것으로 사료된다. Purpose Standardized uptake value(SUV) has been widely used as a quantitative metric of uptake in PET/CT for diagnosis of malignant tumors and evaluation of tumor therapy response. However, the SUV depends on various factor including PET/CT scanner specifications and reconstruction parameter. The purpose of this study is to validate a EQ PET to evaluate SUV across different PET/CT systems. Materials and Methods First, NEMA IEC body phantom data were used to calculate the EQ filter for OSEM3D with PSF and TOF reconstruction from three different PET/CT systems in order to obtain EARL compliant recovery coefficients of each spheres. The Biograph true point 40 PET/CT images were reconstructed with a OSEM3D+PSF reconstruction, images of the Biograph mCT 40 and Biograph mCT 64 PET/CT scanners were reconstructed with a OSEM3D+PSF, OSEM3D+TOF, OSEM3D+PSF+TOF. Post reconstructions, the proprietary EQ filter was applied to the reconstruction data. Recovery coefficient can be estimated by ratio of measured to true activity concentration for spheres of different volume and coefficient variability(CV) value of RC for each sphere was compared. For clinical study, we compared SUVmax applying different reconstruction algorithms in FDG PET images of 61 patients with lung cancer using Biograph mCT 40 PET/CT scanner. Results For the phantom studied, the mean values of CV for OSEM3D, OSEM3D+PSF, OSEM3D+TOF and OSEM3D+PSF+TOF reconstructions were 0.05, 0.04, 0.04 and 0.03 respectively for RC. Application of the proprietary EQ filter, the mean values of CV for OSEM3D, OSEM3D+PSF, OSEM3D+TOF and OSEM3D+PSF+TOF reconstructions were 0.04, 0.03, 0.03 and 0.02 respectively for RC. Clinical study, there were no statistical significance of the difference applying EQ PET on SUVmax of 61 patients FDG PET image. (p=1.000) Conclusion This study indicates that CV values of RC in phantom were decreased after applying EQ PET for different PET/CT system and The EQ PET reduced reconstruction dependent variation in SUVs for 61 lung cancer patients, Therefore, EQ PET will be expected to provide accurate quantification when the patient is scanned on different PET/CT system.

동적 영상 획득 방식을 이용한 정적 영상의 움직임 보정

윤석환,승종민,김계환,김재일,이형진,김진의,김현주,Yoon, Seok-Hwan,Seung, Jong-Min,Kim, Kye-Hwan,Kim, Jae-Il,Lee, Hyung-Jin,Kim, Jin-Eui,Kim, Hyun-Joo 대한핵의학기술학회 2010 핵의학 기술 Vol.14 No.1

정적 영상 획득 시 기존의 정적 영상 획득 방식 대신 동적 영상 획득 방식을 이용하여 움직임에 의한 motion correction을 적용함으로써 정적 영상 획득 시 발생되는 움직임에 의한 문제점을 해결하고자 하였다. 실험은 capillary tube와 IEC body phantom을 이용하여 움직임이 없을 때 정적 영상 획득 방식으로 얻은 영상과 동적 영상 획득 방식으로 얻은 각각의 frame을 더한 영상에 대해 resolution, frequency, total counts, blind test를 비교 분석하였으며 임의로 최소한의 움직임과 과도한 움직임을 주어 motion correction 전후의 영상에 대해서도 resolution, frequency, total counts, blind test를 비교 분석 하였다. 기존의 정적 영상 획득 방식으로 얻은 영상과 동적 영상 획득 방식으로 얻은 각각의 frame을 더한 영상의 resolution, frequency, total counts, blind test의 결과 값의 차이가 없었다. 또한 최소한의 움직임과 과도한 움직임을 준 영상에 대해 motion correction 적용 전후의 비교 결과 값은 motion correction 후 resolution, frequency, blind test의 결과 값이 움직임이 없을 때의 정적 영상과 거의 차이가 없었다. 하지만 과도한 움직임에 대한 보정 시 frame당 흐림 현상이 많이 발생 하였으므로 좌표 보정이 어려워 frame을 제외하는 방법을 적용하였기 때문에 과도한 motion correction 후 삭제한 frame 수만큼 total counts에서 차이를 보였다. 정적 영상 획득 시 움직임이 예상되는 환자에게 기존의 정적 영상 획득방식이 아닌 동적 영상 획득 방식을 이용하여 움직임 발생시 좌표 보정과 흐림 현상이 심한 frame 제외 방법을 이용하여 정적 영상에서 움직임에 의해 발생되었던 영상의 질 저하와 정량적 분석의 신뢰도 감소, 재검사에 대한 문제점을 해결할 수 있을 것이라고 생각되며 motion correction에 제공되는 다양한 프로그램 개발과 임상 적용에 대한 광범위한 연구가 현실적으로 필요하며 향후 지속적인 연구가 기대되는 바이다. Purpose: The static image of nuclear medicine study should be acquired without a motion, however, it is difficult to acquire static image without movement for the serious patients, advanced aged patients. These movements cause decreases in reliability for quantitative and qualitative analysis, therefore re-examination was inevitable in the some cases. Consequently, in order to improve the problem of motion artifacts, the authors substituted the dynamic acquisition technique for the static acquisition, using motion correction. Materials and Methods: A capillary tube and IEC body phantom were used. First, the static image was acquired for 60 seconds while the dynamic images were acquired with a protocol, 2 sec/frame${\times}$30 frames, under the same parameter and the frames were summed up into one image afterwards. Also, minimal motion and excessive motion were applied during the another dynamic acquisition and the coordinate correction was applied towards X and Y axis on the frames where the motion artifact occurred. But the severe blurred images were deleted. Finally, the resolution and counts were compared between the static image and the summed dynamic images which before and after applying motion correction, and the signal of frequency was analysed after frequency spatial domain was transformed into 2D FFT. Supplementary examination, the blind test was performed by the nuclear medicine department staff. Results: First, the resolution in the static image and summed dynamic image without motion were 8.32 mm, 8.37 mm on X-axis and 8.30 mm, 8.42 mm on Y-axis, respectively. The counts were 484 kcounts, 485 kcounts each, so there was nearly no difference. Secondly, the resolution in the image with minimal motion applying motion correction was 8.66 mm on X-axis, 8.85 mm on Y-axis and had 469 kcounts while the image without motion correction was 21.81 mm, 24.02 mm and 469 kcounts in order. So, this shows the image with minimal motion applying motion correction has similar resolution with the static image. Lastly, the resolution in the images with excessive motion applying motion correction were 9.09 mm on X-axis, 8.83 mm on Y-axis and had 469 kcounts while the image without motion correction was 47.35 mm, 40.46 mm and 255 kcounts in order. Although there was difference in counts because of deletion of blurred frames, we could get similar resolution. And when the image was transformed into frequency, the high frequency was decreased by the movement. However, the frequency was improved again after motion correction. In the blind test, there was no difference between the image applying motion correction and the static image without motion. Conclusion: There was no significant difference between the static image and the summed dynamic image. This technique can be applied to patients who may have difficulty remaining still during the imaging process, so that the quality of image can be improved as well as the reliance for analysis of quantity. Moreover, the re-examination rate will be considerably decreased. However, there is a limit of motion correction, more time will be required to successfully image the patients applying motion correction. Also, the decrease of total counts due to deletion of the severe blurred images should be calculated and the proper number of frames should be acquired.

자동노출제어장치를 이용한 비정질 실리콘 평판형 검출기에서 격자의 조건에 따른 환자선량 변화와 촬영 거리의 변화가 검출기 획득선량에 미치는 영향

윤석환,최준구,한동균,Yoon, Seok-Hwan,Choi, Jun-Gu,Han, Dong-Kyoon 대한디지털의료영상학회 2007 대한디지털의료영상학회논문지 Vol.9 No.2

This study attempts to propose an appropriate method of using digital medical imaging equipments, by studying the effects of automatic exposure control(AEC), grid ratio and the change of radiography distance on the patient dose and detertor acquisition dose during the procedure of acquiring image through a digital medical imaging detector. The change of dose following the change of grid ratio's exposure and radiography distance was measured, by using an abdominal phantom organized with tissue equivalent materials in an amorphous silicon thin film transistor detecter installed with AWC. The case to use grid ratio 12 : 1, focal distance 180cm to radiography distance 110cm in AEC, the patient dose increased rather when we used grid ration 10 : 1, focal distance 110cm. When AEC was not used,the dose necessary for image acquisition decreased as the grid ratio became higher and the distance became further. but detector acquisition dose was not reduced when in applied AEC. When purchasing digiral medical imaging equipments, optional items such as AEC and grid shall be accurately selected to satisfy the use of the equipments. Radiography error made by radiation technologist and unnenessary patient dose can be reduced by selecting equipments with a radiography distance marker equipment when it did not apply AEC. These equipments can also be helpful in maintaining high imaging quality, one of the merits of digital detectors.

지리정보 데이터 압축률 향상을 위한 Run-Length/Byte-Packing 압축 알고리즘 설계 및 구현

윤석환,양승수,박석천,Yoon, Seok-Hwan,Yang, Seung-Su,Park, Seok-Cheon 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.10

최근 압축 알고리즘이 지리정보 데이터를 압축하기 위한 방법으로 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 이와 같은 압축 알고리즘은 지리정보 데이터 압축에 실제 적용하기에는 지도 데이터의 연속성이 미흡하고, 단일 데이터로 압축할 수 없기 때문에 압축률이 저하된다는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 압축 알고리즘들의 장점을 취합해 지리정보 데이터 압축을 가능하게 하고, 압축 및 복원 속도를 향상시킨 Run-Length/Byte-Packing 압축 알고리즘을 설계 및 구현하였다. 구현한 알고리즘을 평가한 결과 기존 압축 알고리즘에 비해 제안 알고리즘이 평균 약 5% 향상된 것을 확인하였으며, 압축률과 복원 속도가 향상되었다는 것을 확인하였다. Recently, a compression algorithm is widely used as a method for compressing geographic information data. However, such a compression algorithm has a problem that the continuity of the map data is insufficient to actually apply it to the geographic information data compression, and the compression rate is lowered because it can not be compressed into a single data. Therefore, in this paper, we have designed and implemented a Run-Length / Byte-Packing compression algorithm that enables compression of geographic information by combining the advantages of compression algorithms and improves compression and restoration speed. As a result of evaluating the implemented algorithm, it was confirmed that the proposed algorithm improved about 5% on average compared with the existing compression algorithm, and it was confirmed that the compression rate and the restoration speed were improved.

HEC-HMS를 활용한 무심천 유역내 도시화에 의한 유출 특성

윤석환,이종형,Yoon, Seok-Hwan,Lee, Jong-Hyeong 한국농공학회 2004 한국농공학회논문집 Vol.46 No.3

For a given watershed that consists of urbanized areas, it was essential to predict how the runoff characteristics, such as runoff peak and volume, and travel time, change with time far planning and designing various kinds of hydraulic facilities with given recurrence interval. In this study, Mushim stream watershed was simulated using HEC-HMS model to get runoff characteristics of an urbanization basin. The results was showed that runoff was increased $1794.20{\sim}2104.65\;m^{3}/s$> and $1751.90{\sim}1961.30\;m^{3}/s$ according to the increased of rainfall and CN value recurrence interval in years. Observed storm was increased $497.91{\sim}581.71\;m^{3}/s$ and $506.57{\sim}537.01\;m^{3}/s$ for increased of CN value and impervious area. This paper is also possible to evaluate the effect of urbanization quantitatively.

SPECT/CT에서 자동노출제어(AEC)를 이용함으로써 얻어지는 영상의 질 평가와 피폭선량 감소에 관한 고찰

윤석환,이성환,조성욱,김진의,Yoon, Seok-Hwan,Lee, Sung-Hwan,Cho, Seong-Wook,Kim, Jin-Eui 대한핵의학기술학회 2014 핵의학 기술 Vol.18 No.2

SPECT의 기능적인 영상과 CT의 해부학적 영상을 융합하여 영상 진단의 시너지 효과를 창출하는 SPECT/CT는 부가적인 CT의 사용으로 환자의 피폭선량을 증가시킨다. SPECT/CT를 사용함으로서 불가피한 피폭선량에 대한 선량감소 효과를 위해 CT의 방사선 노출 시 선량이 환자의 크기와 모양에 따라 자동조절 되는 CT장비의 자동노출제어(Automatic exposure control, AEC)시스템을 SPECT/CT에 적용함으로써 피폭선량의 감소효과와 영상의 질의 변화를 비교 및 평가하고자 하였다. 실험에 사용된 SPECT/CT는 GE사의 Discovery 670이며, AEC 기법으로는 Smart mA를 선원은 $^{99m}Tc$을 사용하였다. CT선량 변화에 따른 SPECT영상과 CT영상의 질을 비교하기 위해 CT의 조건을 첫 번째 관전압 80, 100, 120, 140 kVp, 관전류 10, 30, 50, 100, 150, 200, 250 mA, 두 번째 AEC기법은 (10-250 mA)로 설정하여 실험하였으며, SPECT영상의 resolution과 contrast를 평가하기 위해 triple line phantom과 Flangeless Esser PET phantom을 사용하였으며, CT영상과 선량을 평가하기 위해서 anthropomorphic chest phantom을 이용하였다. Torso protocol (120 kVp, 150 mA)을 적용하였으며 AEC기법(120 kVp, 10-200 mA)으로 촬영하여 noise와 uniformity를 측정하였으며, CTDI (mGy), DLP (mGycm)값을 구하였다. 관전압, 관전류의 변화와 AEC 적용에 대한 감쇠보정 한 SPECT영상에서의 Resolution은 FWHM [mm] left 3.48 mm, center 3.65 mm, right 3.60 mm로 일정한 값을 보였다. Contrast의 결과 값은 cold spot에 대한 감쇠물질 정도에 따른 공기, 물에 대해서는 큰 차이를 나타내지 않았으며, 뼈에 대해서는 관전압이 증가할수록 감소하는 값을 보였다. Hot spot에 대해서는 관전압과 관전류의 변화 그리고 AEC를 적용 시 큰 차이를 보이지 않았다. CT영상에서의 noise값을 각각 비교한 결과 15.4, 18.5으로 AEC적용 시 noise 값은 증가하였지만 noise값의 coefficient variation (CV)값은 각각 33.8, 24.9으로 AEC 사용 시 노이즈 값의 변동이 작아 uniformity한 영상을 얻을 수 있었다. 선량평가를 위한 비교에서 DLP[mGy-cm]값은 426.78, AEC 적용 시 352.09의 값을 보여 AEC적용 시 피폭선량이 약 18% 감소함을 알 수 있었다. 본 실험을 통하여, SPECT/CT 영상에서 CT선량변화에 따른 SPECT 영상의 감쇠보정은 차이가 없음을 확인 할 수 있었으며, CT선량의 증가는 CT영상의 질은 향상되지만, 피폭선량이 증가하므로 피폭선량을 줄이기 위해 AEC기법을 적용하여 동일한 감쇠 보정된 SPECT영상과 noise가 균일한 CT영상을 획득할 수 있으며 피폭선량이 감소할 수 있을 것으로 기대된다. Purpose Auto exposure control (AEC) in SPECT/CT automatically controls the exposure dose (mA) according to patient's shape and size. The aim of this study was to evaluate the effect of AEC in SPECT/CT on exposure dose reduction and image quality. Materials and Methods The model of SPECT/CT used in this study was Discovery 670 (GE, USA), Smart mA for AEC; and $^{99m}Tc$ as a radioisotope. To compare SPECT and CT images by CT exposure dose variation, we used a standard technique set at 80, 100, 120, 140 kVp, 10, 30, 50, 100, 150, 200, 250 mA, and AEC at 80, 100, 120, 140 kVp, 10-250 mA. To evaluate resolution and contrast of SPECT images, triple line phantom and flangeless Esser PET phantom were used. For CT images, noise and uniformity were checked by anthropomrphic chest phantom. For dose evaluation to find DLP value, anthropomorphic chest phantom was used and the CT protocol of torso was applied by standard technique (120 kVp, 100 mA) and AEC (120 kVp, 10-250 mA). Results When standard and AEC were applied, the resolutions at SPECT images with attenuation correction (AC) were the same as FWHM by center 3.65 mm, left 3.48 mm, right 3.61 mm. Contrasts of standard and AEC showed no significant difference: standard 53.5, 29.8, 22.5, 15.8, 6.0, AEC 53.5, 29.6, 22.4, 15.7, 6.1 In CT images, noise values at standard and AEC were 15.4 and 18.5 respectively. The application of AEC increases noise but the value of coefficient variation were 33.8, 24.9 respectively, obtaining uniform noise image. The values of DLP at standard and AEC were 426.78 and 352.09 each, which shows that the application of AEC decreases exposure dose more than standard by approximately 18%. Conclusion The results of our study show that there was no difference of AC in SPECT images based on the CT exposure dose variation at SPECT/CT images. It was found that the increased CT exposure dose leads to the improvement of CT image quality but also increases the exposure dose. Thus, the use of AEC in SPECT/CT contributes to obtaining equal AC SPECT images, and uniform noise in CT images while reducing exposure dose.

응용논문 : 통신 품질 향상을 위한 최단 시간 경로 알고리즘

윤석환,김평중,김진수 ( Seok Hwan Yoon,Pyeong Jung Kim,Jin Soo Kim ) 한국품질경영학회 1998 품질경영학회지 Vol.26 No.1

Sampled Interval 측정에 의한 전기자동차 차륜속도 측정법

尹晳煥(Seok-Hwan Yoon),沈新鎬(Shin-Ho Shim),張泰奎(Tae-Gyu Chang),河會斗(Hoi-Doo Ha) 대한전기학회 1996 전기학회논문지 Vol.45 No.11

공동작업을 위한 응용 프로그램에서의 동시성 제어 문제 및 인터페이스 설계에 관한 연구

윤석환(Yoon Seok Hwan),이재영(Lee Jae Young),박치항(Park Chee Hang),신용백(Shin Yong Back) 한국정보처리학회 1996 정보처리학회논문지 Vol.3 No.3

In this paper we discuss the elements which must be considered for collaboration-aware application design and their effects on user interfaces. Collaboration-aware applications have inter-user and user/system interation features besides generic real-time distribution system features and this restricts the design freedom with the requirements of consistent user interfaces. Programmers, therefore, must provide uniform and logically consistent user interfaces to users and, for this end, they sfould consider main design featyres such an concurrency control algorithms, system topology and object replication sheme. Among the design factors concurrency control algorithms have relatively significant impact on user interfaces and we consider the impact of concurrency control algorithms along with that of the system topology and the object replication scheme. Coshed/SAS, a group editer, is given as an example of application of the factors.