디지털 유방영상에서 미세석회화의 자동군집화 기법 개발

최석윤(Seok-Yoon Choi) · 김창수(Chang-Soo Kim) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2009 방사선기술과학 Vol.32 No.1

유방 촬영술(Digital mammography)은 유방암의 조기 진단에서 매우 중요한 진단 방법으로서 비촉지성 유방암의 조기 발견율을 높여 유방암에 따른 여성의 사망률을 감소시키고 있다. 그 중에서도 유방 병변의 미세석회화(Microcalcification)는 조기 유방암의 진단에 있어서 중요한 병변으로 보고 되고 있으며, 선별 검사로 임상적 유용성이 확립된 상태이다. 유방 촬영술에서 미세석회화 소견은 영상의학과 전문의가 판독하여 조직검사에서 양성 및 악성 병변에 대하여 각각 군집의 개수, 군집 당 석회화 수, 미세석회화 크기와 범위, 미세석회화 형태, 동반 종괴의 유무 등을 분석하여 최종적으로 진단을 확정한다. 그러므로 군집화된 미세석회화의 정보는 유방암 예측에 있어 임상적인 실질 정보를 가지고 있으며, 의사에게 진단을 위한 검사의 기본적인 가이드라인을 제시한다. 따라서 본 연구에서는 유방 촬영술의 디지털 영상에 나타난 미세석회화의 정량적인 계산을 위해서 DoG filter, Adaptive thresholding, Expectation Maximization의 3단계를 제안한다. 제안한 알고리듬을 실험을 통하여 군집화 및 각 클러스터 내의 미세석회화의 분포 개수, 길이를 측정하였으며, 임상의사에게 디지털 유방영상의 분석을 통하여 초기 유방암 진단의 지표를 제시할 것으로 사료된다. 그리고 이는 객관적인 유방암 컴퓨터자동검출(CAD)에 사용될 수 있는 병변의 정보로서 가능성을 보였다. Digital Mammography is an efficient imaging technique for the detection and diagnosis of breast pathological disorders. Six mammographic criteria such as number of cluster, number, size, extent and morphologic shape of microcalcification, and presence of mass, were reviewed and correlation with pathologic diagnosis were evaluated. It is very important to find breast cancer early when treatment can reduce deaths from breast cancer and breast incision. In screening breast cancer, mammography is typically used to view the internal organization. Clusterig microcalcifications on mammography represent an important feature of breast mass, especially that of intraductal carcinoma. Because microcalcification has high correlation with breast cancer, a cluster of a microcalcification can be very helpful for the clinical doctor to predict breast cancer. For this study, three steps of quantitative evaluation are proposed : DoG filter, adaptive thresholding, Expectation maximization. Through the proposed algorithm, each cluster in the distribution of microcalcification was able to measure the number calcification and length of cluster also can be used to automatically diagnose breast cancer as indicators of the primary diagnosis.

Noise Reduction on Low Tube Voltage CT Images

최석윤(Seok yoon Choi) 한국방사선학회 2017 한국방사선학회 논문지 Vol.11 No.1

두부 CT에서 피폭선량을 줄이기 위해서 저관전압 사용이 요구된다. 그러나 노이즈가 증가하는 현상이 발생해서 2차 데이터 가공 시 오류를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 저관전압을 사용하고 노이즈를 줄일 수 있는 방법을 제시하였다. 실험 결과 100kVp 에서 노이즈 값이 높게 나타났고, 140kVp에서 가장 낮게 나타났다. 100kVp에서 선량이 낮게 나타났고, 140kVp에서 선량이 높게 기록되었다. 역치값에 따른 웨이블릿의 적용 결과 웨이블릿 Th30에서 노이즈값은 4.51로 감소하였다.(50% 감소) 100kVp, 회전시간 0.5 sec (선량 : 40.64 mGy)파라미터 조건과 웨이블릿 Th 30을 사용하면 65.3%의 피폭선량 감소가 가능하였다. 연구에서 제시한 방법을 두부CT영상에 적용한다면 환자의 안전과 정확한 정보를 해석하는데 도움을 줄 것이라고 판단한다. To reduce the exposure dose in head CT, the use of low tube voltage is required. However, increasing noise may cause errors in the second data processing. In this study, we proposed a method to reduce noise by using low tube voltage. Experimental results show that the noise level is high at 100kVp and lowest at 140 kVp. The dose was lower at 100 kVp and higher at 140 kVp. As a result of applying the wavelet according to the threshold value, the noise value in the wavelet Th30 decreased to 4.51. Using the parameter condition(100 kVp, rotation time 0.5 sec, dose: 40.64 mGy) and the wavelet Th 30, the dose reduction of 65.3% was possible. We believe that applying the proposed method to head CT images will help to patient safety and interpret accurate information.

CT 영상에서 뇌출혈의 자동인식

최석윤(Seok-Yoon Choi),강세식(Se-Sik Kang),김창수(Chang-Soo Kim),김정훈(Jung-Hoon Kim),김동현(Dong-Hyun Kim),예수영(Soo-Young Ye),고성진(Seong-Jin Ko) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2013 방사선기술과학 Vol.36 No.2

CT 검사 시 뇌출혈의 부위는 심각한 정도에 따라 인지하기 어려운 경우도 있으며, 응급상황에서 숙련이 되지 않은 의료진에게는 부담을 준다. 응급상황에서 검사와 동시에 뇌출혈부위를 자동으로 빨리 파악하고 정량적인 정보를 제공하는 보조적인 역할은 필요하며, 컴퓨터를 이용한 자동 검출 및 인식 시스템은 출혈부위 진단에 매우 큰 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 출혈부위를 문턱치값 처리, 모폴로지 연산, 원형률 계산을 접목하여 뇌 출혈부위의 자동검출에 성공하였고 검출 후보군에서 잘 못 선정된 영역을 판정하기위한 주성분분석을 이용한 분류기 개발에 성공하였다. 개발된 시스템을 응급상황의 뇌출혈 환자에게 적용한다면 의료진에게 수술계획을 위한 유용한 정보가 될 것으로 사료된다. The CT examination sometimes fail to localize the cerebral hemorrhage part depending on the seriousness and may embarrass the pathologist if he/she is not trained enough for emergencies. Therefore, an assisting role is necessary for examination, automatic and quick detection of the cerebral hemorrhage part, and supply of the quantitative information in emergencies. the computer based automatic detection and recognition system may be of a great service to the bleeding part detection. As a result of this research, we succeeded not only in automatic detection of the cerebral hemorrhage part by grafting threshold value handling, morphological operation, and roundness calculation onto the bleeding part but also in development of the PCA based classifier to screen any wrong choice in the detection candidate group. We think if we apply the new developed system to the cerebral hemorrhage patient in his critical condition, it will be very valuable data to the medical team for operation planning.

SSD-Mobilenet-V2 모델을 사용한 Edge Device 에서의 객체검출 성능 비교 및 분석

최석윤 ( Seok-yoon Choi ),최준혁 ( Joon-hyuk Choi ),임승호 ( Seung-ho Lim ) 한국정보처리학회 2023 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.30 No.1

SPECT 영상을 사용한 기능적 심근형태의 자동 계측법 개발

최석윤(Seok-yoon Choi),고성진(Seong-Jin Ko),강세식(Se-Sik Kang),김창수(Chang-soo Kim),김정훈(Jung-Hoon Kim) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2012 방사선기술과학 Vol.35 No.2

핵의학 검사에 있어서 심근 관류스캔은 관상동맥질환의 혈역학적 중요성을 평가하는 좋은 방법이다. 그러나 판독효율을 높이기 위해서 자동화된 정량적 계측 방법이 추가적으로 제시되어야한다. 본 연구에서는 판독에 필요한 심근의 3차원 기능모델과 심근 두께 계산 모델을 제시한다. 개발을 위해서 SPECT로 부터 심장의 단축단면상을 얻었고 전처리를 방정식을 적용하여 좌심근 두께의 모델링을 구현하였다. 실험결과 슬라이스 단축방향 영상으로부터 내벽과 외벽을 계측하는데 성공하였고, 계산된 좌표를 이용해서 3차원 모델링을 구현하였다. 다음 라플라스 식을 사용하여 심벽 두께의 3차원 모델을 완성하였다. 3차원 모델을 통해서 결절 부위가 쉽게 관찰할 수 있고, 3차원 모델의 회전을 통해서 병변의 위치를 빨리 파악할 수 있는 특징을 가진다. 판독 보조지표로서의 개발된 제안된 모델은 보조적 판독정보를 제공하고 오진의 확률을 낮추는데 기여할 것으로 예상한다. 허혈성 심장질환 환자의 조기 진단에도 큰 역할을 할 것이다. For the examination of nuclear medicine, myocardial scan is a good method to evaluate a hemodynamic importance of coronary heart disease. but, the automatized qualitative measurement is additionally necessary to improve the decoding efficiency. we suggests the creation of cardiac three-dimensional model and model of three-dimensional cardiac thickness as a new measurement. For the experiment, cardiac reduced cross section was obtained from SPECT. Next, the pre-process was performed and image segmentation was fulfilled by level set. for the modeling of left cardiac thickness, it was realized by applying difference equation of two-dimensional laplace equation. As the result of experiment, it was successful to measure internal wall and external wall and three-dimensional modeling was realized by coordinate. and, with laplace formula, it was successful to develop the thickness of cardiac wall. through the three-dimensional model, defects were observed easily and position of lesion was grasped rapidly by the revolution of model. The model which was developed as the support index of decoding will provide decoding information to doctor additionally and reduce the rate of false diagnosis as well as play a great role for diagnosing IHD early.

로봇 수술을 위한 3차원 구조계산의 필요성 조사

정재은,최석윤,Jung, Jae-Eun,Choi, Seok-Yoon 대한디지털의료영상학회 2009 대한디지털의료영상학회논문지 Vol.11 No.1

Geometry calculation Using Abdominal internal organ image from traditional laparoscopy or robotic surgery system we can make depth informations through measured 3D structure informations is very helpful to doctors, depth information is mare useful then others that use traditional laparoscopy or robotic surgery system to many doctors. however, traditional method are incomplete. less experienced doctors make much mare prohability of mistake. Hence, 3D information of organ is very helpful to the less experienced doctors. it will be greate role of reducing medical accidents and surgical time. We can get 3D informations using geometrical calculation method in robotic surgical system. also suggested method is needed in traditional surgical method without the need to create a new system, finally, We can get 3D information from traditional system without any new system, it take advantage in cost and create high efficiency. mare information will provided to many doctors.

K-1전차의 고장분포와 부하에 따른 고장률 차이에 대한 연구

이상진,최석윤,Lee, Sang-Jin,Choi, Seok-Yoon 한국국방경영분석학회 2009 한국국방경영분석학회지 Vol.35 No.2

이 연구는 국방장비의 고장률함수가 욕조곡선을 이루고 있는지를 조사하기 위한 것이다. 국방장비 가운데 K-1 전차를 선택하여 고장확률밀도함수에 대한 고장률함수의 형태를 조사하였다. 또 다른 목적은 전차 운용환경에 따라 고장발생 차이가 발생하는지를 조사하는 것이다. 연구 결과, K-1전차의 고장률은 대체로 와이블분포를 따르고 있음을 보여준다. 와이블분포는 욕조곡선과 같이 시스템의 고장률이 전체 수명주기동안 다른 모양을 가지고 있을 때 유용하다. 전차가 운용을 개시하는 초기시점의 고장률함수는 고장이 많이 발생하다가 시간이 경과함에 따라 점차 낮아지는 와이블분포의 감소형 함수를 따르고 있다. 초기고장 시기를 지나면 고장이 안정적으로 발생하는 임의고장 단계에 이르며 이 시기는 고장률이 일정한 와이블분포를 따르게 된다. 장비의 사용기간이 증가하게 되면 마모로 인한 고장이 점차 증가하며 고장률함수는 증가형 함수를 따르게 된다. 또한 연구를 통해 전차의 운용 지형이 열악한 환경에서 고장이 더 많이 발생하고 있음을 알 수 있다. 연구 결과 시사점으로는 창정비 주기를 설정하는데 있어 욕조곡선에서 마모고장이 발생하는 시점을 창정비 시기로 선택해야 할 것이다. 또한 전차 운용 지형을 고려하여 창정비 주기를 조절해야 할 것이다. The objective of this study is as follows. First, the hazard function on the failure probability density function of the K-1 tracked vehicles can be occurred in the form of the bathtub curve. Second, the failure mode may be different under two different operational situations. The research result shows that the bathtub curve can be fitted in the Weibull distribution, that assumes different shapes according to the specific stage of the system's life cycle. The K-1 tracked vehicle has a relatively high hazard(failure) rate at the time of its first service. The failure rate starts decreasing for a time immediately after it goes into service. After the break-in period, the surviving components have a fairly constant hazard rate. As the K-1 system ages, deterioration of its various parts takes place and the hazard rate starts Increasing. Second, the result shows the failure rate in the harsh operational environment is higher than that in the mild operational environment. In conclusion, the bathtub curve can be logically appropriate in establishing the depot overhaul cycle. Moreover, it is necessary for determining the right time of the depot overhaul to consider not only the age of defense equipment but also the different operational environment.

개선된 가변형 능동모델을 이용한 흉부 컴퓨터단층영상에서 폐 실질의 분할

김창수,최석윤,Kim, Chang-Soo,Choi, Seok-Yoon 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.10

흉부 컴퓨터단층영상에서의 얻어진 폐 영상은 볼륨과 형태 등의 정량적인 정보들로서 진단과 수술 계획 등에 있어서 필연적 정보를 제공한다. 일반적인 영상분할은 이미지를 구성 요소영역이나 목적물에 따라 나누는 방법이다. 그러나 재분할을 하는 단계에서 최종영상은 에너지 최소화를 해결하는 정도에 의존하며, 분할은 응용대상의 관심 영역에서 객체나 물체의 경계에서 정지하게 된다. 가변형 능동모델은 컴퓨터 비젼, 영상처리 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 또한 영역 분할은 현재까지 많은 연구가 되고 있으며, Xu에 의해서 GVF라는 새로운 형태의 외부힘이 제안되고 있다. 본 논문에서 제안하는 알고리듬은 흉부 컴퓨터단층영상에서 실질을 자동 분할하기 위해서 에너지 최소화 방법을 사용하고, 영역분할을 위해 개선된 가변형 능동모델을 제안한다. 알고리듬은 정확한 영역분할을 위해서 기존 방법과 다른 개선된 외부힘을 정의하는 것이다. 임상의 실험은 흉부 컴퓨터단층영상에서 진단에 필요로 하는 폐 실질의 분할이 성공적인 결과를 나타내었다. We present an automated, energy minimized-based method for Lung parenchyma segmenting Chest Computed Tomography(CT) datasets. Deformable model is used for energy minimized segmentation. Quantitative knowledge including expected volume, shape of Chest CT provides more feature constrain to diagnosis or surgery operation planning. Segmentation subdivides an lung image into its consistent regions or objects. Depends on energy-minimizing, the level detail image of subdivision is carried. Segmentation should stop when the objects or region of interest in an application have been detected. The deformable model that has attracted the most attention to date is popularly known as snakes. Snakes or deformable contour models represent a special case of the general multidimensional deformable model theory. This is used extensively in computer vision and image processing applications, particularly to locate object boundaries, in the mean time a new type of external force for deformable models, called gradient vector flow(GVF) was introduced by Xu. Our proposed algorithm of deformable model is new external energy of GVF for exact segmentation. In this paper, Clinical material for experiments shows better results of proposal algorithm in Lung parenchyma segmentation on Chest CT.

의료방사성폐기물 관리방안에 대한 인식 분석

강세식(Se-Sik Kang),최석윤(Seok-Yoon Choi),김정훈(Jung-Hoon Kim) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2014 방사선기술과학 Vol.37 No.1

방사선작업종사의 배경인자에 따른 의료 방사성폐기물관리 방법 및 안전관련 인식 그리고 자체 처분실시에 따른 어려움과 개선방안을 제안하고자 본 연구를 진행 하였다. 모집단은 부산 경남소재 병원에 근무하는 방사선사 102명을 대상으로 설문을 통해 진행하였다. 회수된 자료에 대한 분석은 SPSS/PC+Win 13 버전을 사용하였으며, 집단 간 차이 검증을 위해 일원분산분석을 시행하였다. 그 결과, 방사성폐기물관리 인식에 있어서는 대부분 올바른 인식을 가지고 있는 것으로 분석되었다. 효율적인 관리방안에 대한 개선점으로는 안전관리에 대한 인식 변화, 처리에 대한 인식 변화로 개선책을 제안 하였다. 올바른 의료방사선폐기물관리 방안은 주기적인 교육 강화를 통한 방사선종사자들의 올바른 인식변화로 분석되었다. This study was conducted to propose medical radioactive waste management methods by background factors of radioactive workers, their awareness of safety management and reduce the difficulty of self-disposal. A population of 102 radiotechnologist who work at hospital in Busan was the subject of this study and a survey was conducted to them. the analysis for the collected data used SPSS/PC+Win13 version and one-way, ANOVA was carried out of verify differences between the groups. The result showed that most of workers had correct awareness of radioactive waste management. Also, about the difficulty of self-disposal, legal procedures were mentioned most often, and as efficient improvement of management methods is concerned, changing the awareness of safety management and disposal was proposed. According to this study, the right way of managing medical radioactive waste is to change the awareness of radioactive workers by reinforcing regular training.

디지털 흉부영상에서 주성분분석을 이용한 폐암인식

박형후,옥치상,강세식,고성진,최석윤,Park, Hyung-Hu,Ok, Chi-Sang,Kang, Se-Sik,Ko, Sung-Jin,Choi, Seok-Yoon 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.7

흉부의 폐질환으로 폐암발생은 꾸준히 증가하고 있다. 일차적인 폐암진단 방법에는 흉부X선영상이다. 흉부X선영상 이용하여 폐암진단을 하기 위해서는 임상경험이 풍부한 의사가 필요하다. 그러나 풍부한 경험을 가진 의사라도 오진이 발생할 수 있고 이한 폐암의 조기진단과 생존률을 낮게 한다. 본 논문에서는 주성분분석을 이용하여 학습영상의 데이터베이스와 질병이 있는 흉부영상을 진단함으로써 컴퓨터보조진단의 기반을 마련하고자 한다. 이를 의사가 진단하기 전의 예비판독의 단계로 이용한다면 오진으로 인한 환자의 조기 진단률의 감소를 줄일 수가 있다. 실험은 정상흉부X선영상과 악성폐암인 기관지암(Bronchogenic Carcinoma)과 양성종양인 육아종(Granuloma)으로 실험하였다. 영상은 주성분분석 후 정상영상과 질환 영상의 고유영상을 추출하고 상호 비교한 뒤 인식효율을 비교하였다. 결과로는 정상영상과 질환영상간의 인식률은 높았으나 질환간의 인식효율은 정상에 비해 다소 떨어지는 것으로 나타났다. 흉부질환간의 인식효율을 높이기 위해서 관련 알고리즘에 관한 연구가 계속 이어진다면 컴퓨터보조진단에 좋은 연구기반이 되리라 생각한다. Risk of lung cancer among lung-related diseases has gradually increased during last decades. The chest digital radiography is the primary diagnosis method for lung cancer. Diagnosing lung cancer using this method requires doctors of ripe experience. Despite their experience there are often wrong diagnoses, which decrease early diagnosis and survival rates of patients. The aim of this study was intended to establish the base on the Computer Aided Diagnosis (CAD) by analyzing Image Recognition Algorithm using Principle component Analysis (PCA) and diagnosing patient's chest X-ray image. The database obtained through this approach enables a doctor to significantly reduce misdiagnosis during the early diagnosis stage, if he or she utilizes it as the preliminary reading step. Case studies were carried out using normal organ, and organs suffering from bronchogenic carcinoma and granuloma. A normal image and unique disease images were extracted after PCA analysis, and their cross-recognition efficiency were compared each other. The result revealed that the recognition rate was much high between normal and disease images, but relatively low between two disease images. In order to increase the recognition efficiency among chest diseases the related algorithms have to be developed continuously in the future study, and such effort will establish the resolute base for CAD.