CHE 주입방법과 기판 순바이어스를 이용한 새로운 고온 전자 주입방법의 프로그램 효율성 비교에 관한 연구

장영걸(Yongjie Zhang),안호명(Ho-Myoung An),김희동(Hee-Dong Kim),김태근(T. G. Kim) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.47 No.1

본 논문에서는, SONOS 소자에서의 일반적인 CHE(Channel Hot Electron) 주입 방법과 기판 순바이어스를 이용한 새로운 전자 주입 방법의 프로그램 효율성에 대해 직접 비교하였다. 기존의 CHE 주입 방법과 비교해서, 새로운 전자 주입 방법은 낮은 구동전압, 빠른 프로그램 속도 등의 특성을 포함하여 높은 프로그램효율을 보였으며, 또한 드레인 영역에서의 순방향 읽기와 역방향 읽기의 문턱전압 차이가 1 V 가량 발생한다는 점에서 국소 주입 동작이 가능함을 확인하였다. 이렇게 제안된 전자주입 방법은 차세대 나노 크기 멀티-비트 SONOS 소자의 동작에 매우 유용하게 사용될 것으로 기대된다. In this paper, we directly compare the program efficiency of conventional channel hot electron (CHE) injection methods and a novel hot electron injection methods using substrate forward biases in our silicon-oxide-nitride-oxide-silicon (SONOS) cell. Compared with conventional CHE injection methods, the proposed injection method showed improved program efficiency including faster program operation at lower bias voltages as well as localized trapping features for multi-bit operation with a threshold voltage difference of 1 V at between the forward and reverse read. This program method is expected to be useful and widely applied for future nano-scale multi-bit SONOS memories.

메쉬 병합을 통한 관상동맥의 삼각 표면 메쉬 모델 생성

장영걸(Yeonggul Jang),김동환(Dong Hwan Kim),전병환(Byunghwan Jeon),한동진(Dongjin Han),심학준(Hackjoon Shim),장혁재(Hyuk-jae Chang) 한국정보과학회 2016 정보과학회논문지 Vol.43 No.4

최근 관상동맥 영역화 결과로부터 삼차원 표면 모델을 생성함으로써 혈관 구조적 정보의 렌더링 효율성의 증대뿐만 아니라 전산유체역학를 이용한 혈류 역학 시뮬레이션을 통해 혈류분획예비력과 같은 생리적 정보들을 획득하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 혈관 영역화 과정에서 획득한 혈관 구조 정보를 입력 데이터로 사용하여 관상동맥의 삼차원 삼각 표면 메쉬 모델을 생성하는 방법을 제안한다. 관상동맥 영역화 결과로부터 삼각형 표면 메쉬 모델을 만드는 방법으로는 Marching cube 알고리즘에 기반한 방법들이 있지만 이산적인 영상 공간에서 수행되는 알고리즘으로 가늘고 다양한 굴곡을 갖는 혈관 경계를 표현하기 힘들다. 제안된 방법은 관상동맥 영역화 과정에서 추정한 혈관 중심좌표와 법선 벡터 그리고 직경 정보를 이용하여 기존 방법들보다 정교하게 단일 혈관 가닥들에 대한 삼각 표면 메쉬들을 생성하고 분기가 일어나 중첩되는 메쉬들은 메쉬 병합 기법을 사용하여 처리함으로써 통합된 관상동맥메쉬를 생성한다. Generating a 3D surface model from coronary artery segmentation helps to not only improve the rendering efficiency but also the diagnostic accuracy by providing physiological informations such as fractional flow reserve using computational fluid dynamics (CFD). This paper proposes a method to generate a triangular surface mesh using vessel structure information acquired with coronary artery segmentation. The marching cube algorithm is a typical method for generating a triangular surface mesh from a segmentation result as bit mask. But it is difficult for methods based on marching cube algorithm to express the lumen of thin, small and winding vessels because the algorithm only works in a three-dimensional (3D) discrete space. The proposed method generates a more accurate triangular surface mesh for each singular vessel using vessel centerlines, normal vectors and lumen diameters estimated during the process of coronary artery segmentation as the input. Then, the meshes that are overlapped due to branching are processed by mesh merging and merged into a coronary mesh.

진단명 자동 레이블링을 위한 양방향 트랜스포머 사전학습 언어모델기반 최종진단명 분류

안경진,장영걸,홍영택,정성희,심학준,장혁재 대한전자공학회 2019 전자공학회논문지 Vol.56 No.12

Recently, many studies have been underway to provide better medical technology by applying artificial intelligence technology in the medical field. Building training data for learning artificial intelligence is a necessary process because it requires a sufficient number of medical data and corresponding labels. However, large numbers of medical data labeling is labor-intensive issue, which has increased the need for automatic labeling. In this paper, we will introduce the study of automatically labeling the final diagnosis in medical treatment record using the BERT model, which shows the best performance in natural language processing in recent years 최근 의료분야에서는 보다 나은 의료기술을 제공하기 위하여 인공지능을 적용한 많은 연구들이 진행되고 있다. 인공지능 학습에 있어 높은 정확성과 안정성을 확보하기 위해서는 충분한 수의 학습데이터가 필요하다는 것은 저명한 사실이다. 그러나 의료데이터 레이블링 작업은 노동 집약적이며 비용과 시간이 많이 들기 때문에 학습에 필요한 양질의 데이터를 확보하기가 쉽지 않다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 자동으로 레이블링을 하고자하는 필요성이 증대되었다. 본 논문에서는 인공지능 기반 의료영상 자동 판독 솔루션의 개발 및 검증을 위해 필요한 영상과 이에 해당하는 질환명을 레이블링 하고자 자연어처리 분야에서 높은 성능을 보여 많이 사용되고 있는 양방향 트랜스포머 사전학습 언어모델 기반인 BERT 모델을 사용하여 판독기록문에서 최종 진단명을 분류하는 문제를 해결하였다.

주목 메커니즘 기반의 멀티 스케일 조건부 적대적 생성 신경망을 활용한 고해상도 흉부 X선 영상 생성 기법

안경진,장영걸,하성민,전병환,홍영택,심학준,장혁재 한국방송∙미디어공학회 2020 방송공학회논문지 Vol.25 No.1

의료분야에서 질환별 유병률 차이로 인한 데이터 수적 불균형은 흔하게 발생되는 문제로 인공지능 학습 성능을 저하시켜 개발의 어려움을 초래한다. 최근 이러한 데이터 수적 불균형문제를 해결하기 위한 한 방법으로 적대적 생성 신경망(GAN) 기술이 도입되었고 다양한 분야에 성공적으로 적용되어왔다. 그러나 수적 불균형에 의해 저하된 성능 문제를 해결하는데 있어서 기존 연구들의 영상 해상도가 아직 충분하지 않고 영상 내 구조가 전역적으로 일관성 있게 모델링 되지 않아 좋은 결과를 얻기 어렵다. 본 논문에서는, 흉부 X선 영상 데이터의 수적 불균형문제를 해결하기 위하여 고해상도 영상을 생성할 수 있는 주목 메커니즘 기반 멀티 스케일 조건부 적대적 생성 네트워크를 제안한다. 해당 네트워크는 질환제어 조건변수에 의해 하나의 네트워크만으로 다양한 질환 영상을 생성할 수 있어 각 클래스별로 학습을 하는 비효율성을 줄였고, 자기 주목 메커니즘을 통해 영상 내 장거리 종속성 문제를 해결하였다.

Diagnostic Accuracy of a Novel On-site Virtual Fractional Flow Reserve Parallel Computing System

박형복,장영걸,Reza Arsanjani,Minh Tuan Nguyen,이상은,전병환,정성희,홍영택,하성민,김세근,이상욱,장혁재 연세대학교의과대학 2020 Yonsei medical journal Vol.61 No.2

Purpose: To evaluate the diagnostic accuracy of a novel on-site virtual fractional flow reserve (vFFR) derived from coronary computedtomography angiography (CTA). Materials and Methods: We analyzed 100 vessels from 57 patients who had undergone CTA followed by invasive FFR during coronaryangiography. Coronary lumen segmentation and three-dimensional reconstruction were conducted using a completelyautomated algorithm, and parallel computing based vFFR prediction was performed. Lesion-specific ischemia based on FFR wasdefined as significant at ≤0.8, as well as ≤0.75, and obstructive CTA stenosis was defined that ≥50%. The diagnostic performanceof vFFR was compared to invasive FFR at both ≤0.8 and ≤0.75. Results: The average computation time was 12 minutes per patient. The correlation coefficient (r) between vFFR and invasive FFRwas 0.75 [95% confidence interval (CI) 0.65 to 0.83], and Bland-Altman analysis showed a mean bias of 0.005 (95% CI -0.011 to0.021) with 95% limits of agreement of -0.16 to 0.17 between vFFR and FFR. The accuracy, sensitivity, specificity, positive predictivevalue, and negative predictive value were 78.0%, 87.1%, 72.5%, 58.7%, and 92.6%, respectively, using the FFR cutoff of 0.80. They were 87.0%, 95.0%, 80.0%, 54.3%, and 98.5%, respectively, with the FFR cutoff of 0.75. The area under the receiver-operatingcharacteristics curve of vFFR versus obstructive CTA stenosis was 0.88 versus 0.61 for the FFR cutoff of 0.80, respectively; it was0.94 versus 0.62 for the FFR cutoff of 0.75. Conclusion: Our novel, fully automated, on-site vFFR technology showed excellent diagnostic performance for the detection oflesion-specific ischemia.

지역적 패치기반 보정기법을 활용한 2D X-ray 영상에서의 강인한 관상동맥 재연결 기법

한경훈,전병환,김세근,장영걸,정성희,심학준,장혁재 한국방송∙미디어공학회 2019 방송공학회논문지 Vol.24 No.4

관상동맥 시술을 위해 혈관 조영 X-선 영상은 시술 진단 및 보조에 유용하게 활용된다. 삼차원의 복잡한 구조를 가진 관상동맥을 이차원 X-선 영상에서 기존의 단일기법만을 사용하여 정확히 분할하는 것에 어려움이 있으며, 특히 혈관이 중간에 끊어지거나 말단부위혈관이 유실되는 현상으로부터 오차가 크게 발생하는 경향이 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 기존 단일기법으로 초기분할 단계를 거친 후, 초기분할결과를 기반으로 정교한 보정영역을 설정하는 단계, 보정영역을 대상으로 패치기반 지역보정을 수행하는 단계가 수행된다. 본 연구를 통해 끊긴 혈관을 보완한 분할 결과를 구할 수 있을 뿐만 아니라 미세혈관까지 포함하지 못한 참 값의 한계점을 해결할 수 있다. 또한, 존재하는 기존 관상동맥 분할방법들에 융합하여 추가적인 성능개선을 얻어낼 수 있다. 본 논문에서는 Fully convolutional network 기반 깊은 신경망 네트워크인 U-net을 활용하였으며, 제안된 보정방법을 융합하여 기존 U-net 단일 모델 대비 성능이 상당히 개선된다는 것을 실제 여러 환자들의 데이터 셋을 통하여 증명하였다.

진단명 자동 레이블링을 위한 양방향 트랜스포머 사전학습 언어모델기반 최종진단명 분류

안경진(Kyeongjin Ann),장영걸(Yeonggul Jang),홍영택(Youngtaek Hong),정성희(Sunghee Jung),심학준(Hackjoon Shim),장혁재(Hyuk-Jae Chang) 대한전자공학회 2019 대한전자공학회 학술대회 Vol.2019 No.6

지역적 다수의 경로를 이용한 혈관 추적 알고리즘

전병환(Byunghwan Jeon),장영걸(Yeonggul Jang),한동진(Dongjin Han),심학준(Hackjoon Shim),박형복(Hyungbok Park),장혁재(Hyuk-Jae Chang) 대한전자공학회 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.6

본 논문에서는 새로운 방법의 3차원 컴퓨터단층영상에서 혈관을 추적하는 알고리즘을 소개하고자 한다. 해당 방법은 먼저 빠르게 다수의 2차 혹은 3차의 정칙곡선들로 대표되는 혈관의 지역적 모델들을 생성한다. 혈관의 특징을 고려한 비용함수로부터 각 곡선들은 영상데이터를 기반으로 생성된 비용을 부여 받는다. 추적 과정에서 매 단계 다음 혈관을 추정하기 위한 곡선들은 특정기준에 의하여 여과되어 결국 혈관의 내부에 위치한 곡선들만 걸러낸다. 그 후 이들을 기반으로 혈관의 중심 선에 해당하는 최적의 정칙곡선 하나를 선정하게 된다. 지역적으로 최적인 정칙곡선이 순차적으로 검출되며 이들을 연결하여 하나의 혈관을 대표하는 구분적으로 부드러운 곡선을 만들어낸다. 짧은 정칙곡선은 제어 점들만으로 빠르게 기하학적 변환이 가능하며, 정의역 모든 구간에 대하여 미분이 가능하므로 곡률과 비틀림과 같은 기하학적 정보를 얻기 용이한 장점이 있다. 해당 방법에서 사용되는 정칙곡선모델이 혈관을 분류하고 추적함에 있어서 그 적합성을 증명하였고, 공공 데이터를 이용한 실험을 통하여 정확성과 수행시간에 대해 최신기법들과 비교할만한 결과를 얻었다. A novel tracking method is proposed to find coronary artery using high-order curve model in coronary CTA(Computed Tomography Angiography). The proposed method quickly generates numerous artificial trajectories represented by high-order curves, and each trajectory has its own cost. The only high-ranked trajectories, located in the target structure, are selected depending on their costs, and then an optimal curve as the centerline will be found. After tracking, each optimal curve segment is connected, where optimal curve segments share the same point, to a single curve and it is a piecewise smooth curve. We demonstrated the high-order curve is a proper model for classification of coronary artery. The experimental results on public data set sho that the proposed method is comparable at both accuracy and running time to the state-of-the-art methods.

Simultaneous Viability Assessment and Invasive Coronary Angiography Using a Therapeutic CT System in Chronic Myocardial Infarction Patients

유선국,장혁재,하성민,장영걸,이병권,홍영택,김병극,박세일 연세대학교의과대학 2024 Yonsei medical journal Vol.65 No.5

Purpose: In a preclinical study using a swine myocardial infarction (MI) model, a delayed enhancement (DE)-multi-detector computed tomography (MDCT) scan was performed using a hybrid system alongside diagnostic invasive coronary angiography(ICA) without the additional use of a contrast agent, and demonstrated an excellent correlation in the infarct area compared with histopathologic specimens. In the present investigation, we evaluated the feasibility and diagnostic accuracy of a myocardial viability assessment by DE-MDCT using a hybrid system comprising ICA and MDCT alongside diagnostic ICA without the additional use of a contrast agent. Materials and Methods: We prospectively enrolled 13 patients (median age: 67 years) with a previous MI (>6 months) scheduled to undergo ICA. All patients underwent cardiac magnetic resonance (CMR) imaging before diagnostic ICA. MDCT viability scans were performed concurrently with diagnostic ICA without the use of additional contrast. The total myocardial scar volume per patient and average transmurality per myocardial segment measured by DE-MDCT were compared with those from DE-CMR. Results: The DE volume measured by MDCT showed an excellent correlation with the volume measured by CMR (r=0.986, p<0.0001). The transmurality per segment by MDCT was well-correlated with CMR (r=0.900, p<0.0001); the diagnostic performance of MDCT in differentiating non-viable from viable myocardium using a 50% transmurality criterion was good with a sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and accuracy of 87.5%, 99.5%, 87.5%, 99.5%, and 99.1%, respectively. Conclusion: The feasibility of the DE-MDCT viability assessment acquired simultaneously with conventional ICA was proven in patients with chronic MI using DE-CMR as the reference standard.

Interface Traps Analysis as Bonding of The Silicon/Nitrogen/Hydrogen in MONOS Capacitors

김희동,안호명,서유정,장영걸,남기현,정홍배,김태근,Kim, Hee-Dong,An, Ho-Myoung,Seo, Yu-Jeong,Zhang, Yong-Jie,Nam, Ki-Hyun,Chung, Hong-Bay,Kim, Tae-Geun The Institute of Electronics and Information Engin 2009 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.46 No.12

본 연구는 실리콘 기판과 실리콘 산화막 사이의 계면 트랩 밀도와 게이트 누설 전류를 조사하여, Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon (MONOS) 메모리 소자의 계면 트랩 특성의 수소-질소 열처리 효과를 조사하였다. 고속열처리 방법으로 850도에서 30초 동안 열처리한 MONOS 샘플들을 질소 가스와 수소-질소 혼합 가스를 사용하여 450도에서 30분 동안추가 퍼니스 열처리 공정을 수행하였다. 열처리 하지 않은 것, 질소, 수소-질소로 열처리 한 세 개의 샘플 중에서, 커패시터-전압 측정 결과로부터 수소-질소 열처리 샘플들이 가장 적은 계면 트랩 밀도를 갖는 것을 확인하였다. 또한, 전류-전압 측정 결과에서, 수소-질소 열처리 소자의 누설전류 특성이 개선되었다. 위의 실험 결과로부터, 수소-질소 혼합 가스로 추가 퍼니스 열처리의해 실리콘 기판과 산화막 사이의 계면 트랩 밀도를 상당히 줄일 수 있었다. The effect of hydrogen-nitrogen annealing on the interface trap properties of Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon (MONOS) capacitors is investigated by analyzing the capacitors' gate leakage current and the interface trap density between the Si and $SiO_2$ layer. MONOS samples annealed at $850^{\circ}C$ for 30 s by rapid thermal annealing (RTA) are treated by additional annealing in a furnace, using annealing eases $N_2$ and 2% hydrogen and 98% nitrogen gas mixture $(N_2-H_2)$ at $450^{\circ}C$ for 30 mins. Among the three samples as-deposited, annealed in $N_2$ and $N_2-H_2$, MONOS sample annealed in an $N_2-H_2$ environment is found to have the lowest increase of interface-trap density from the capacitance-voltage experiments. The leakage current of sample annealed in $N_2-H_2$ is also lower than that of sample annealed in $N_2$.