Dawn of the Visible Monkey: Segmentation of the Rhesus Monkey for 2D and 3D Applications

김정요,Ae-Kyoung Lee,Hyung-Do Choi,박진서 대한의학회 2020 Journal of Korean medical science Vol.35 No.15

Background: To properly utilize the sectioned images in a Visible Monkey dataset, it is essential to segment the images into distinct structures. This segmentation allows the sectioned images to be compiled into two-dimensional or three-dimensional software packages to facilitate anatomy and radiology education, and allows them to be used in experiments involving electromagnetic radiation. The purpose of the present study was to demonstrate the potential of the sectioned images using the segmented images. Methods: Using sectioned images of a monkey's entire body, 167 structures were segmented using Adobe Photoshop. The segmented images and sectioned images were packaged into the browsing software. Surface models were made from the segmented images using Mimics. Volume models were made from the sectioned images and segmented images using MRIcroGL. Results: In total, 839 segmented images of 167 structures in the entire body of a monkey were produced at 0.5-mm intervals (pixel size, 0.024 mm; resolution, 8,688 × 5,792; color depth, 24-bit color; BMP format). Using the browsing software, the sectioned images and segmented images were able to be observed continuously and magnified along with the names of the structures. The surface models of PDF file were able to be handled freely using Adobe Reader. In the surface models, the space information of all segmented structures was able to be identified using Sim4Life. On MRIcroGL, the volume model was able to be browsed and sectioned at any angle with real color. Conclusion: Browsing software, surface models, and volume models are able to be produced based on the segmentation of the sectioned images. These will be helpful for students and researchers studying monkey anatomy and radiology, as well as for biophysicists examining the effects of electromagnetic radiation.

움직이는 엉덩관절 3차원영상 만들기

김정요,박진서 대한체질인류학회 2020 대한체질인류학회 학술대회 연제 초록 Vol.63 No.-

한국인의 연속절단면영상에서 쓴 자동화기술

김정요(Chung Yoh Kim),박진서(Jin Seo Park) 대한체질인류학회 2021 해부·생물인류학 (Anat Biol Anthropol) Vol.34 No.3

절단면영상은 사람 몸 속을 실제빛깔, 고해상도로 볼 수 있어서 해부학과 신경해부학에서 배우는 거의 모든 구조물을 볼 수 있었다. 절단면영상을 여러 용도로 활용하기 위해서는 다양한 영상 처리 작업을 수행해야 했다. 이 작업을 자동화할 수 있다면 작업을 위한 인력과 시간을 많이 줄일 수 있고, 작업 결과도 한결같게 만들 수 있었다. 그러나 절단면영상은 빛깔개수가 많고 해상도가 높고 영상 개수가 많아서 자동화 기술을 쓰기 어려웠다. 이 연구의 목적은 절단면영상과 같은 실제빛깔, 고해상도 영상을 다룰 수 있는 자동화 방법을 소개하고 쓰는 방법을 알려서, 영상 연구를 하는 연구자들이 좀 더 많은 일을 빨리 할 수 있게 돕는 것이다. 절단면영상의 영상 처리작업을 자동으로 수행하기 위해서 Adobe Photoshop, Matlab 같은 상업용 소프트웨어와 MRIcroGL, FMRIB Software Library 같은 무료 소프트웨어를 함께 썼다. 소프트웨어에서 자동으로 수행하지 못하는 작업은 C++ 프로그래밍 언어와 Javascript 언어로 코딩하여 자동화 기술을 개발하였다. 자동화 기술을 써서 절단면영상에서 여러 구조물을 빛깔로 칠한 구역화영상을 만들었다. 절단면영상과 구역화영상으로 표면3차원영상과 부피3차원영상을 자동으로 만들었다. 표면3차원영상과 부피3차원영상을 Adobe Reader와 MRIcroGL로 볼 수 있게 만들었다. 자동화 기술을 써서 절단면영상을 처리하는 데 소요되는 시간과 노력을 줄일 수 있었다. 하지만 자동화만으로 최종 결과물을 만들 수 없기 때문에 수동화 작업을 함께 해야했다. 가장 좋은 최종 결과물을 만들기 위해서 자동화 기능과 수동화 기능을 잘 조합하여 쓰는 것이 중요했다. 앞으로 자동화 기능을 더 찾고 개발해서 수동화 작업을 최대한 줄일 것이다. The sectioned images of Visible Korean Project can display the structures of entire body in detail by virtue of the real color and high resolution. To utilize the sectioned images for various purposes, automatic image processing should be done. However, the automation for the sectioned images could not be easily done because of real color and high resolution of the images. This study aimed to introduce automatic techniques for image processing of the sectioned images to help researchers save working times for this processing. The automatic techniques for the sectioned images were developed using commercial software such as Adobe Photoshop and Matlab and non-commercial software such as MRIcroGL and FMRIB Software Library. Also, we developed the self-developed software by C++ and JAVA script for the automatic techniques because some procedures unable to be processed using the software. By using the automatic techniques, the segmented images of some structures were made automatically from the sectioned images. From the sectioned images and the segmented images, the surface models and the volume models were produced automatically. To display both the sectioned images and segmented images, browsing software was used. To display the surface models and the volume model, Adobe Reader and MRIcroGL were used. By using the automaitc techniques, times and efforts for image processing of the sectioned images could be saved. However, since the automatic techniques could not produce complete results by itself, manual work should be done together in some procedures. To produce best results from the sectioned images, it was important to use the automation and the manual works in balance. In future studies, additional automatic techniques will be devised to reduce manual work for efficiency.

양계 사료첨가제로서 감태 추출 부산물로 인한 체중증가 및 방어효능 평가

박소연,김정요,박보경,김기주,박근태,한종권,한태욱,Park, Soyeon,Kim, Chung Yoh,Park, Bokyoung,Kim, Kiju,Park, Keuntae,Han, Jong Kwon,Hahn, Tae-Wook 대한수의학회 2016 大韓獸醫學會誌 Vol.56 No.4

The Ecklonia cava Kjellman by-product (ECBP) as a feed additive was evaluated in improvement of productivity and immune enhancement against Salmonella Gallinarum (SG). Lohmann Brown chickens proved SG-free were randomly divided into 3 groups of 8 chickens each. Chickens were fed with the experimental diet treatment: T0, Non treatment-commercial feed; T1, commercial feed with 0.5% ECBP; T2, commercial feed with 0.1% Lactobacillus plantarum. In this study, we evaluated the effect of T1 and T2 groups on the body weight and protective efficacy against SG in chickens. The results demonstrated that treatment of T1 group as a feed additive affected significantly body weight gaining in chickens. In addition, T1 group showed a significant different colonization of SG when compared to T2 and T0 groups. We also studied that serum IgG and $interferon-{\gamma}$ levels were significantly different compared with other treatment groups. Therefore, we suggest that ECBP can be used as a good candidate of feed additives in chicken industry.

대뇌심부자극술을 위한 실제 빛깔의 시신 부피3차원영상

정범선,김정요,박진서 대한체질인류학회 2021 대한체질인류학회 학술대회 연제 초록 Vol.64 No.-

시상 밑 핵(subthalamic nucleus)의 대뇌심부자극술(deep brain stimulation)을 부작용 없이 정확히 시행하기 위해서, 신경외과 의사는 비스듬한 면의 자기공명영상(MRI)을 올바르게 이해해야 한다. 이 연구의 목적은 실제 빛깔의 시신 부피3차원영상(volume model)을 만들어서, 비스듬한 면의 자기공명영상을 판독하는 것을 돕는 것이다. 시신 연속절단면영상을 재구성해서, 화적소크기(voxel size) 0.5 mm × 0.5 mm × 0.5 mm를 갖는 실제 빛깔의 부피3차원영상을 만들었다. 대뇌심부자극술을 받은 환자 31명의 수술 전 자기공명영상과 수술 후 컴퓨터 단층영상을 바탕으로, 대뇌에 삽입하는 전극의 들어가는 지점과 도착하는 지점을 정하였다. 시신 부피3차원영상을 컴퓨터로 잘라서 수평, 관상, 시상 단면과 더불어 비스듬한 단면을 만들어서 중요한 해부학 구조물을 확인하였다. 전극을 잘못 넣었을 때 부작용이 생길 수 있는 구조물의 위치도 확인하였다. 구역화 영상으로도 비스듬한 단면을 만들어서 이해를 도왔다. 시신 부피3차원영상은 실제 빛깔이고 해상도가 높아서, 자기공명영상에서 확인하기 어려운 구조물도 확인할 수 있었다. 부피3차원영상을 홈페이지(neuroanatomy.kr)에서 내려 받으면 원하는 환자의 수술 정보와 비교해 봄으로써, 해부학적 이해를 도울 수 있다.

새로운 남성 온몸 절단면영상 만들기

박진서,김슬기,김정요,유야찬,정범선,Jack Choi 대한체질인류학회 2021 대한체질인류학회 학술대회 연제 초록 Vol.64 No.-

사람의 절단면영상이 있으면 사람 몸 속을 실제빛깔, 고해상도로 볼 수 있어서 해부학뿐 아니라 해부학과 관련된 임상의학을 공부하는 데 도움된다. 더불어 절단면영상으로는 매우 작고 복잡한 구조물까지 3차원 재구성할 수 있어서 해부학과 관련된 산업발전에 이바지할 수 있다. 따라서 본 연구진은 2002년에 처음으로 한국인 남성 온몸의 절단면영상을 만들었고, 이것으로 다양한 교육용, 산업용 소프트웨어를 제작하였다. 그러나 이 절단면영상은 19년 전에 만든 것이라서 해상도와 빛깔의 한계가 있었다. 이 연구에서는 2002년에 만든 남성 온몸 절단면영상을 대체할 새로운 남성 온몸 절단면영상을 만들기로 하였다. 남성 시신(나이, 70세; 사인, 폐암)을 기증받았다. 기증받은 시신을 그대로 –70℃ 냉동고에서 일주일 동안 얼렸다. 얼린 시신과 포매제를 포매상자에 넣고 –70℃ 냉동고에서 다시 얼렸다. 얼린 포매상자를 연속절단기에 올려놓고, 수평방향으로 일정한 두께를 갈아냈다. 갈린 단면을 디지털사진기로 사진 찍어서 절단면영상을 만들었다. 남성 시신 온몸의 절단면영상 3,512개를 제작하였다. 모든 영상의 해상도는 8,688 × 5,792이었고, 화소 크기는 0.06 mm × 0.06 mm, 빛깔개수는 48 bits color, 파일형식은 TIFF, 한 개 파일 크기는 288 MBytes, 전체 파일 크기는 987 GBytes였다. 절단면영상에서 머리 부분은 0.2 mm 간격, 목부터 손끝까지는 0.5 mm 간격, 손끝부터 발끝까지는 1 mm 간격이었다. 절단면영상은 영상의학에서 필요한 단면 해부학 교육자료로 활용되고 있다. 절단면영상을 재구성해서 만든 3차원영상은 해부학에서 필요한 가상해부 소프트웨어에 쓰이고 있고, 생물물리학(biophysics)에서 쓰이는 물성이 포함된 가상인체실험에 쓰이고 있다.

발을 움직일 수 있는 표면3차원영상 만들기

김슬기(Seul Ki Kim),김정요(Chung Yoh Kim),박진서(Jin Seo Park) 대한체질인류학회 2020 해부·생물인류학 (Anat Biol Anthropol) Vol.33 No.3

해부학 교육과 전자기방사선 산업에 움직이는 표면3차원영상이 필요하다. 이 연구의 목적은 움직이는 표면3차원영상 만드는 방법을 낱낱이 알려서, 다른 연구자가 그 방법을 활용하게 하는 것이다. 더불어 관절 움직임을 알아야 하는 학생, 연구자들의 해부학 공부에 도움을 주는 것이다. Photoshop을 써서 Visible Korean의 여성 온몸 절단면영상에서 보이는 종아리와 발의 구조물 53개의 구역화영상을 만들었다. Mimics에서 구역화영상을 표면3차원영상으로 만들었다. Maya에서 표면3차원영상의 발목관절과 목말밑관절에 가상관절을 넣었다. Ziva에서 뼈와 근육 표면3차원영상의 속성을 실제 뼈와 근육처럼 만들었다. Maya에서 가상관절을 축으로 뼈를 움직이면서 뼈와 근육이 실제처럼 움직이는 것을 확인하였다. 표면3차원영상을 Deep Exploration 소프트웨어와 Adobe Acrobat 소프트웨어에서 PDF로 만들었다. 모든 표면3차원영상을 MB 파일, ObJ 파일, PDF 파일로 저장하였다. Maya와 Adobe Reader에서 표면3차원영상을 해부학자세, 발바닥굽힘자세, 발등굽힘자세, 안쪽들림자세, 또는 가쪽회전자세로 움직일 수 있었다. 이 연구에서는 상용소프트웨어로 표면3차원영상의 구조물을 실제처럼 움직일 수 있게 하는 방법을 찾았다. 앞으로 이 연구에서 개발한 기술을 써서 Visible Korean의 표면3차원영상에서 보이는 모든 관절을 임상해부학 수준의 심도 있는 움직임을 할 수 있게 만들 것이다. 이러한 움직임이 적용된 가상인체가 만들어지면 해부학 교육뿐 아니라 산업용으로도 매우 쓸모있게 이용될 것이다. Movable surface models are needed for anatomy education and the electromagnetic radiation industry. The purpose of this study is to present how to make movable surface models in detail, so that anyone can make movable surface models for the desired purpose. In addition, it helps students and researchers who need to know joint motion to study anatomy. Using Photoshop software, the segmented images of 53 structures of leg and foot were created based on the female sectioned images of Visible Korean. In Mimics software, the surface models were created by stacking and surface-reconstructing the segmented images. In Maya software, two virtual joints were inserted in the ankle joint and subtalar joint of the surface models, and in Ziva software, the properties of the bone and muscle surface models were made like real bones and muscles. By rotating the bones on virtual joints in Maya, plantar flexion, dorsiflexion, inversion, or eversion of the foot surface models were checked. The surface models were made as PDF using Deep Exploration software and Adobe Acrobat software. All surface models were saved as MB files, ObJ files, and PDF files. In Maya software and Adobe Reader software, the surface models could be moved in anatomical position, plantar flexion, dorsiflexion, inversion, and eversion. In this study, commercial software was used to find a way to move the structure of surface models as if it were real. In the near future, using the technology developed in this study, the movements on all joints in the surface models of Visible Korean will be materialized. When the movable surface models with these movements are made, it will be very useful not only for anatomy education but also for industrial use.

트레이용 난연 전력 케이블의 화재특성에 관한 실험적 연구

김성찬 ( Sung Chan Kim ),김정요 ( Jung Yong Kim ),방경식 ( Kyong Sik Bang ) 한국안전학회(구 한국산업안전학회) 2013 한국안전학회지 Vol.28 No.3

The present study has been conducted to investigate the fire combustion properties and fire behavior of an IEEE-383 qualified flame retardant cable. The reference reaction rate and reference temperature which are commonly used in pyrolysis model of fire propagation process was obtained by the thermo-gravimetric analysis of the cable component materials. The mass fraction of FR-PVC sheath abruptly decreased near temperature range of 250~260℃ and its maximum reaction rate was about 2.58×10-3 [1/s]. For the XLPE insulation of the cable, the temperature causing maximum mass fraction change was ranged about 380~390℃ and it has reached to the maximum reaction rate of 5.10×10-3 [1/s]. The flame retardant cable was burned by a pilot flame meker buner and the burning behavior of the cable was observed during the fire test. Heat release rate of the flame retardant cable was measured by a laboratory scale oxygen consumption calorimeter and the mass loss rate of the cable was calculated by the measured cable mass during the test. The representative value of the effective heat of combustion was evaluated by the total released energy integrated by the measured heat release rate and burned mass. This study can contribute to study the electric cable fire and provide the pyrolysis properties for the computational modeling.