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생체발광영상에서 포톤 검출 정량화를 위한 보정기법의 개발
탁윤오,김현식,박형주,최흥국,최은서,한수욱,이병일,Tak, Yoon-Oh,Kim, Hyeon-Sik,Park, Hyeong-Ju,Choi, Heung-Kook,Choi, Eun-Seo,Hann, S.-Wook,Lee, Byeong-Il 대한의용생체공학회 2011 의공학회지 Vol.32 No.2
Bioluminescence imaging (BLI) is the most sensitive animal imaging technique for molecular imaging research. Generally, highly sensitive CCD is used to detect an optical probe introduced in a living mouse. However, in many cases, the light signal emitted from a probe is too small to detect because it is scattered and attenuated by the tissue prior to being detected. The problem is that scattering and attenuation not only inhibit accurate measurement but also make image quality down. Thus we introduced a new method to reduce noise by using property of CCD and method to improve image quality of bioluminescence image by using two steps Gaussian blurring.
탁윤오,Joseph Vermont B. Bandoy,엄주범,권혁상 한국광학회 2021 Current Optics and Photonics Vol.5 No.4
Absolute position sensors are widely used in machine tools and precision measuring instruments because measurement errors are not accumulated, and position measurements can be performed without initialization. The laser speckle-based absolute position sensor, in particular, has advantages in terms of simple system configuration and high measurement accuracy. Unlike traditional absolute position sensors, it does not require an expensive physical length scale; instead, it uses a laser speckle image database to measure a moving surface position. However, there is a problem that a huge database is required to store information in all positions on the surface. Conversely, reducing the size of the database also decreases the accuracy of position measurements. Therefore, in this paper, we propose a new method to measure the surface position with high precision while reducing the size of the database. We use image stitching and approximation methods to reduce database size and speed up measurements. The absoluteposition error of the proposed method was about 0.27 ± 0.18 μm, and the average measurement timewas 25 ms.
다중 임계 기법과 영역확장법을 이용한 뇌졸중 병변 정합 방법 연구
탁윤오,김태윤,황해길,김동억,최흥국 인제대학교 2009 仁濟論叢 Vol.24 No.1
In clinical studies of brain stroke, it generally involves the process that spatially normalizes MR images into the standard brain template in order to find out distributions of lesion. So far MNI305, which is people’s standard brain template, has been commonly used. However in this study, to reduce some morphological differences caused by human races, ages, and sexes, we used the Korean Statistical Probabilistic Anatomical Map(Korean-SPAM). As a preprocessing methods, brightness and position of a brain had been adjusted at the first Then, stroke lesions were segmented using multiple threshold and region growing methods. Finally, stroke lesions were registered to the Korean-SPAM using Mesh Warp algorithm. We can registered various stroke MR brain images to Korean-SPAM rightly by the proposed method.
탁윤오(Yoon-Oh Tak),김현식(Hyeon sik Kim),박형주(hyeong ju Park),최흥국(Heung-Kook Choi),이병일(Byeong-Il Lee) 한국멀티미디어학회 2009 한국멀티미디어학회 학술발표논문집 Vol.2009 No.1
광학영상을 측정을 위해서 고민감도 냉각형 CCD(Charged Coupled Device)를 이용하여 광학분자영상측정기기를 개발하였으며, 개발한 광학영상기기에서 발광영상의 측정 및 융합영상저장을 위한 도구를 설계 및 개발하였다. 소동물을 이용하여 측정하는 분자영상 연구에 적합한 사용자 인터페이스 및 융합영상의 저장을 통해 발광영역에 대한 가시화 및 정량분석에 유용하게 사용할 수 있다.
뇌졸중 병변 정량화를 위한 뇌 자기공명영상의 전처리 및 정합 방법 연구
탁윤오(Yoon-Oh Tak),김태윤(Tae-Yun Kim),황해길(Hae-Gil Hwang),최흥국(Heung-Kook Choi),김동억(Dong-Eog Kim) 한국멀티미디어학회 2008 한국멀티미디어학회 학술발표논문집 Vol.2008 No.2
본 논문에서는 뇌졸중 뇌자기공명영상에서 병변을 분리해내고 그 병변을 한국인의 확률뇌지도에 사상시킴으로써 뇌졸중 영상에 대한 통계적, 정량적언 분석이 가능하도록 하는 정합 방법을 소개하려고 한다. 첫 번째 단계로써 각기 다른 밝기를 가지는 영상의 밝기를 정규화하고 두 번째는 영역확장법과 다중 임계기법을 이용한 병변 선택, 그리고 세 번째는 지정된 기준점을 중심으로 이중선형보간법과 어파인 변환을 수행하여 최종적으로 병변이 확률뇌지도 위에 사상되도록 하였다. 다양한 유형의 영상 데이터에 적용하여 테스트한 결과, 뇌 병변의 정량적 분석을 위한 초기 데이터 처리를 쉽고 빠르게 수행할 수 있었다.
한국인 뇌 표준판을 이용한 MR 머리 영상 분석 소프트웨어 개발
탁윤오(YoonOh Tak),권건환(Geon-Hwan Kwon),김태윤(Tae-Yun Kim),황해길(Hae-Gil Hwang),김동억(Dong-Eog Kim),최흥국(Heung-Kook Choi) 한국멀티미디어학회 2008 한국멀티미디어학회 학술발표논문집 Vol.2008 No.1
뇌 영상분석을 할 때 대부분의 연구자들은 SPM 프로그램을 사용하는데 이 프로그램은 MNI152라는 표준 뇌를 사용하고 있다. 그러나 이 프로그램은 뇌의 기능적인 구조가 외국인과 다른 한국인의 뇌를 분석하는 데에는 적합하지 않다. 이에 본 논문에서는 MR 머리 영상에서 관심 뇌 영역을 분할하고 한국인 표준 뇌에 정합 및 분석을 할 수 있는 소프트웨어 시스템을 제안한다. 다중 임계값과 레이블링을 이용하여 영상을 분할 한 후 사용자가 원하는 관심영역을 선택한다. 선택된 관심영역을 이진화 한 후 외곽선 추적법을 이용하여 outline을 추출한다. 추출된 outline을 기준으로 하여 한국인 표준 뇌에 자동으로 정합이 가능하다. 정합된 영상은 registration map으로 각각 저장된 후 registration analysis viewer를 통해 중첩하여 보여 줌으로써 가장 문제가 되는 병변의 위치를 분석할 수 있도록 한다.
광학분자영상에서 신호의 정량적인 분석을 위한 광학적 보정 기법 개발
김현식,탁윤오,박형주,범희승,최은서,이병일 한국물리학회 2010 새물리 Vol.60 No.8
Bio-molecular imaging techniques are classified as optical imaging methods, nuclear imaging methods, MR imaging methods and so on. All imaging methods have an inherent noise from the measurement devices. In the optical molecular imaging method, the image noise originates from the inherent noise of charge-coupled-device (CCD) camera and the strong external signal (cosmic ray). In this research, we removed the noise of an optical molecular image and analyzed the bioluminescence image from the viewpoint of optical science. In developing the optical molecular imaging system (animal lighting imaging system, ALIS), we obtained background-noise images by using a CCD. In the obtained images, we eliminated cosmic rays, which are natural radiation from space. With the cosmic rays eliminated, we estimated the background noise as a function of the exposure time. We obtained luminescence images by using the ALIS, and we compared the images before and after correction. We quantified the image by calculating the flux and candela. We found the cosmic ray’s pixels by using the suggested method, and the counts due to cosmic ray decreased to the level of background noise. The background noise function, which is a linear function, depended on the exposure time. In the original image, an average of 63.02 counts with a standard deviation of 41.63 was observed, but in the corrected image, an average of 32.12 counts with a standard deviation of 4.77 was observed. The measured luminance intensity was 300.317 cd. Removing the noise and quantifying the photon counts in the acquired images will help the comparison to the intensity of light in the luminescence imaging. 생체 분자영상기술은 광학영상법, 핵의학 영상법, MR 및 기타 영상기법등 여러 종류의 영상기법들이 있다. 이러한 모든 영상기법들은측정장치의 고유한 잡음을 가지고 있다. 광학영상 법에는 charge coupled device (CCD) 고유의 잡음과 외부의 강한 신호(cosmic ray)에 의해영상의 잡음을 발생시킨다. 본 연구에서는 광학영상의 잡음을 제거하고측정된 광자를 광학적인 해석을 함으로서 발광영상을 정량적으로해석하였다. 개발 중인 광학분자영상장비(animal lighting imaging system, ALIS)의 CCD를 사용하여 실험체가 없는 암실박스에서 여러노출시간으로 영상을 획득하였다. 획득한 영상에서 우주선(cosmic ray,우주에서 날아오는 모든 자연방사능)을 CCD의 각 픽셀 단위로 계산하여제거하고, 우주선이 제거된 영상을 측정한 노출시간에 따른 함수를추정하였다. 그리고 실제 발광영상에서 우주선을 제거하고 노출시간에따른 함수를 적용하여 CCD의 배경 잡음을 제거하여 영상의 수정 전과후의 결과를 비교하였다. 그리고 발광영상을 ALIS의 CCD 특성에 맞게flux와 candela를 계산하여 영상을 정량화하였다. 우주선으로 의심되는pixel을 찾아낼 수 있었으며, 찾아진 pixel의 값들은 배경잡음 수준으로감소하였다. 우주선이 제거된 영상에서 배경잡음은 노출시간에 따라선형적으로 변화하는 함수로 얻었다. 그리고 실제 발광영상에서 수정전에는 평균이 63.02, 표준편차가 41.63에서 수정 후의 평균은 32.12,표준편차가 4.77이 되었다. 그리고 측정한 발광영상의 광원의 세기는300.317cd 의 값을 얻었다. CCD 카메라로 획득한 영상에서 잡음을제거하고 광학적인 요소에 의해 광량을 정량화함으로서 발광영상연구에서 빛의 세기를 비교하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
MRI 뇌 영상에서의 관심영역 분할 및 한국인 표준 뇌 정합분석 시스템 개발
권건환,김동억,김태윤,탁윤오,김경모,최흥국 인제대학교 2008 仁濟論叢 Vol.23 No.1
한국은 고령화 사회에 진입함에 따라 뇌질환 사망률이 증가되고 있다. 국내외 대학병원에서는 뇌졸중환자의 데이터베이스를 운용하고 있으며 이를 연구하여 나이, 성별, 흡연여부, 음주여부, 병력 등에 따라 뇌의 어떤 부분이 손상되는지를 활발히 연구 중이다. 뇌 영상분석을 할 때 다부분의 연구자들은 SPM 프로그램을 사용하는데 이 프로그램에는 MNI152라는 외국인 표준뇌를 사용하고 있다. 그러나 많은 연구자들은 MNI좌표계를 많이 사용하지 않을 뿐만 아니라 한국인 표준뇌에 근거를 둔 연구를 하지 못한다. 이에 본 논문에서는 MRI 뇌 영상에서 관심영역을 분할하고 한국인 표준 뇌에 정합 및 분석을 할 수 있는 시스템을 제안한다. 다중 임계값과 레이블링을 이용하여 영상을 분할 한 후 사용자가 원하는 관심 영역을 선택한다 선택된 관심영영은 Otsu 알고리즘을 이용하여 이진화한 후 외곽선 추적법을 이용하여 Outline추출한다. 추출된 Outline을 기준으로 하여 한국인 표준 뇌에 자동 정합이 가능하다. 정합된 영상은 Registration Map으로 각각 저장된 후 Registration Analysis Viewer를 통해 중첩하여 보여 줌으로써 가장 문제가 되는 병변의 위치를 분석할 수 있도록 한다.