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사용자 조정 풍선 : Visible Human의 다리 근육 분할의 적용
이정호(Jeongho Lee),김동성(Dongsung Kim),강흥식(Heungsik Kang) 한국정보과학회 2000 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.27 No.3
진단이나 인체 모델의 형성에 있어서 필수적인 의료 영상의 분할(Segmentation)은 정확성을 얻기 위해 대부분 수작업에 의해 수행되고 있다. 하지만 수작업은 많은 시간이 소비되며, 같은 영역을 재분할했을 때 동일한 결과를 얻기가 어렵다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 사용하기 편리하면서 수작업의 정확성을 유지할 수 있는 반자동화된 영상 분할방법을 제안한다. 제안된 방법은 먼저 사용자로부터 분할하고자 하는 영역의 경계에 해당하는 제어점을 몇 개 입력받고 제어점들간의 최소 비용 경로를 연결하여 외곽선을 획득하는 Live-wire를 수행한다. 하지만 Live-wire는 톱날 모양의 외곽선을 형성하거나 영역의 침식을 발생시키므로, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 획득된 분할 영역의 외곽선을 재설정시킨 후 이것을 장벽으로 사용하여 SRG(Seeded Region Growing)을 수행하였다. 제안된 User-steered balloon방법은 Live-wire의 문제점을 해결할 뿐만 아니라, SRG가 성장시 새어나가는(Leakage) 문제점도 해결할 수 있다. 본 논문에서는 제안된 방법을 가지고 Visible Human의 다리 근육에 대한 분할을 수행하여 제안된 방법을 검증하였다. Medical image segmentation, which is essential in diagnosis and 3D reconstruction, is performed manually in most applications to produce accurate results. However, manual segmentation requires lots of time to segment, and is difficult even for the same operator to reproduce the same segmentation results for a region. To overcome such limitations, we propose a convenient and accurate semiautomatic segmentation method. The proposed method initially receives several control points of an ROI(Region of Interest Region) from a human operator, and then finds a boundary composed of a minimum cost path connecting the control points, which is the Live-wire method. Next, the boundary is modified to overcome limitations of the Live-wire, such as a zig-zag boundary and erosion of an ROI. Finally, the region is segmented by SRG(Seeded Region Growing), where the modified boundary acts as a blockage to prevent leakage. The proposed User-steered balloon method can overcome not only the limitations of the Live-wire but also the leakage problem of the SRG. Segmentation results of thigh muscles of the Visible Human are presented.
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평가함수에 의해 혼합된 다수의 분할 방법을 적용한 Visible Human 컬러 영상의 분할
김한영(Hanyoung Kim),김동성(Dongsung Kim),강흥식(Heungsik Kang) 한국정보과학회 2003 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.30 No.3·4
본 논문에서는 두 가지 이상의 분할 방법을 혼합하여 분할했을 때, 분할 결과의 정확성이 전체적으로 개선되어지면서 동시에 영역 경계의 각 부분에서도 단일 분할 방법의 결과보다 향상될 수 있는 혼합형 분할 방법을 제안한다. 이 방법은 다수의 분할 방법을 순차적으로 적용하는데, 한 분할 방법에 의한 결과를 현재 방법과 다음 적용할 방법의 특성을 고려한 평가함수로 분석하여 신뢰도가 높은 부분은 유지하고, 낮은 부분들을 다음 방법들에서 개선한다. 제안된 방법을 Visible human 컬러 영상의 근육을 분할하는데 적용하였고, Balloon 방법, 최소비용경로탐색 방법, 그리고 영역성장법이 혼합되어 사용되었다. 실험에서 얻어진 최종 분할 결과는 전체적으로 정확성이 개선되었을 뿐만 아니라, 국부적으로도 단일 분할 방법의 결과보다 향상되었음을 확인하였다. This paper proposes an approach integrating multiple segmentation methods in a systematic way, which can improve overall accuracy without deteriorating accuracy of highly confident segments of boundaries generated by constituent methods. A segmentation method produces boundary segments, which are then evaluated with an evaluation function considering pros/cons of the current and next methods to apply. Boundary segments with low confidence are replaced by a next method while the other segments are kept. These steps are repeated until all segmentation methods are applied. The proposed approach is implemented for the segmentation of muscles in the Visible Human color images. A Balloon method, a minimum cost path finding method, and a Seeded Region Growing method are integrated. The final segmentation results showed improvements in both overall evaluation and segment-based evaluation.
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다중 모달 정합에 의한 Visible Human의 뼈 분할 방법
이호(Ho Lee),김동성(Dongsung Kim),강흥식(Heungsik Kang) 한국정보과학회 2003 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.30 No.7·8
본 논문에서는 Visible Human 컬러 단면 영상에서 인접한 지방 영역과 색상 특성이 유사하여 구별이 매우 힘든 뼈 영역을 분할하기 위해 다중 모달 정합 방법을 제안한다. 뼈와 그 인접영역의 구별이 뚜렷한 CT 영상에서 뼈를 분할하고 두 영상의 정합을 이용하여 컬러 영상에서 최종 뼈 분할을 수행한다. CT 영상에서 뼈의 분할 방법은 임계값 기반 방법을 사용하였고, 정합은 두 영상에서 신체 부위를 임계값 기반의 방법을 사용하여 분할된 객체들의 경계를 상호 상관관계(cross-correlation)방법을 사용하여 수행하였다. 제안된 방법은 Visible Human 컬러 단면 영상 중에 뼈와 인접 지방이 유사하여 그 분할이 어려운 머리부위와 다리부위에 적용하여 고무적인 결과를 얻었다. This paper proposes a multimodal registration method for segmentation of the Visible Human color images, in which color characteristics of bones are very similar to those of its surrounding fat areas. Bones are initially segmented in CT images, and then are registered into color images to lineate their boundaries in the color images. For the segmentation of bones in CT images, a thresholding method is developed. The registration method registers boundaries of bodies in CT and color images using a cross-correlation approach, in which the boundaries of bodies are extracted by thresholding segmentation methods.The proposed method has been applied to segmentation of bones in a head and legs whose boundary is ambiguous due to surrounding fat areas with similar color characteristics, and produced promising results.
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관절경으로 확인한 슬내장의 진단에서 SPECT와 MRI의 비교
성상철,이명철,손영진,김태균,성인호,정준기,소영,강흥식 대한슬관절학회 1998 대한슬관절학회지 Vol.10 No.2
Bone single photon emission computed tomography(SPECT) of the knees has been shown to be of diagnostic value for the investigation of intemal derangement of knees(IDK). This study compared bone SPECT and magnetic resonance image(MRI) with arthroscopic findings for the diagnosis of IDK. Fifty patients who had been performed arthroscopy in Seoul National University Hospital from January 1997 to September 1997 were studied with both the modalities preoperatively. There were 38 meniscal injuries, 26 cruciate ligament injuries and 8 cases of patellofemoral joint problems. In view of SPECT, the most remarkable results were from meniscal tears. In meniscal tears, the diagnostic values of SPECT were 89.5% of sensitivity, 66.7% of specificity, 84% of diagnostic accuracy, which were comparable to those of MRI, 97.4%, 91.7% and 96%, respectively. But SPECT showed inferior diagnostic values in cruciate ligament injuries. For anterior knee pain, SPECT was more sensitive than MRI for the detection of pathology. And for functionally related cases, such as ACL impingement to intercondylar notch, SPECT was far more valuable than MRI. Bone SPECT will not provide the anatomical detail of MRI but seems to be a useful tool for the detection of wide range of knee disorders including IDK. Further research is justified to investigate the precise role of bone SPECT in clinical practice and its value in relation to MRI.
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