Image Quality Improvement in Computed Tomography by Using Anisotropic 2-Dimensional Diffusion Based Filter

Youl-Hun Seoung(성열훈) 한국방사선학회 2016 한국방사선학회 논문지 Vol.10 No.1

본 연구에서는 비등방성 2차원 확산 기반 필터를 이용하여 전산화단층영상(computed tomography, CT)의 노이즈 제거와 공간분해능을 향상하고자 하였다. 실험은 4-채널 다중검출기 전산화단층영상기기(4-channel multi-detector computed tomography, MDCT)를 이용하였으며, CT 영상품질 평가를 위해 미국 의학물리학자 협의회(american association of physicists in medicine, AAPM) CT 성능 평가용 팬톰을 사용하였다. X-선 조사 조건은 120 kVp, 100 mAs로 고정한 후 ultra-high resolution으로 10 mm 축 방향 스캔 하였다. 본 연구에서 제안한 비등방성 2차원 확산 기반 필터는 원 영상에 각 픽셀에 가중치 1.2를 곱하고 0.4% 히스토그램 스트레칭을 통해 영상의 대조도를 증가시킨 후 비등방성 2차원 확산 필터를 적용하였다. 그 결과, 공간분해능은 원 영상에서 0.75 mm까지 구분되었지만 제안한 비등방성 2차원 확산 기반 필터 영상에서는 0.40 mm까지 구분되었다. 원 영상의 노이즈는 46.0, 제안한 비등방성 2차원 확산 기반 필터 영상의 노이즈는 33.5로 27.2%가 감소하였다. 우리가 제안한 비등방성 2차원 확산 기반 필터는 CT의 노이즈 제거와 공간분해능을 향상시킬 수 있었다. The purpose of this study was tried to remove the noise and improve the spatial resolution in the computed tomography (CT) by using anisotropic 2-dimensional (2D) diffusion based filter. We used 4-channel multi-detector CT and american association of physicists in medicine (AAPM) phantom was used for CT performance evaluation to evaluate the image quality. X-ray irradiation conditions for image acquisition was fixed at 120 kVp, 100 mAs and scanned 10 mm axis with ultra-high resolution. The improvement of anisotropic 2D diffusion filtering that we suggested firstly, increase the contrast of the image by using histogram stretching to the original image for 0.4%, and multiplying the individual pixels by 1.2 weight value, and applying the anisotropic diffusion filtering. As a result, we could distinguished five holes until 0.75 mm in the original image but, five holes until 0.40 mm in the image with improved anisotropic diffusion filter. The noise of the original image was 46.0, the noise of the image with improved anisotropic 2D diffusion filter was decreased to 33.5(27.2%). In conclusion improved anisotropic 2D diffusion filter that we proposed could remove the noise of the CT image and improve the spatial resolution.

Evaluation of the Corpus Callosum of Patient with Alzheimer’s Disease by Using Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

Youl-Hun Seoung,김학문,김함겸,최보영,조성봉,홍성우,우동철 한국물리학회 2010 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.57 No.5

The purpose of the present study was to evaluate the fractional anisotropy (FA) and the number and the length of the fibers of three-dimensional fiber tractography based on a magnetic resonance diffusion tensor image (DTI) of the corpus callosum (CC) in patients with Alzheimer’s disease (AD) in patients. The DTI was obtained in 30 patients with AD for five divided regions of the CC (mean age 77.4 ± 6.6 years, 20 females, 10 males). In addition, 30 patients with mild cognitive impairment (MCI) (mean age 71.3 ± 8.9 years, 17 females, 13 males) and 12 normal senile (NS) patients (mean age 68.9 ± 7.3 years, 6 females, 6 males) were studied using the same parameters. A single-shot spin echo planner imaging (EPI) pulse sequences was used at 3.0 Tesla. The region of interest in the midsagittal area of the CC was divided into five sections: genu, anterior midbody, posterior midbody, isthmus and splenium. The results showed in the patients with AD that the FA values were significantly decreased in all regions (P < 0.05) except for the isthmus (P = 0.187). In addition, the number of tracked fibers did not significantly differ among all regions (P > 0.05), and the lengths of the tracked fibers were decreased significantly only at the isthmus (P = 0.003). In the present study, we demonstrated that the isthmus in the CC showed a possibility of being an important assessment of anatomical bio-marker in the patients with AD and might help in brain diseases research using fiber tractography of the CC.

A Case Study of Three Dimensional Human Mimic Phantom Production for Imaging Anatomy Education

Youl-Hun Seoung 한국방사선학회 2018 한국방사선학회 논문지 Vol.12 No.1

본 연구에서는 인체 모사 조형물을 3차원 프린팅으로 출력한 사례를 보고하고자 하였다. 재료는 용융적층방식의 개인용 3차원 프린터 장비와 폴리락트산을 소재로 사용하였다. 3차원 인체 모사 조형물 출력은 모델링하는 단계, 평면화 작업과 G-code 변환 단계,출력변수 설정 단계, 3D 출력단계, 마지막으로 후처리 단계 순으로 진행하였으며, 학생들의 학습만족도(해부학인지도, 수업흥미도)를 리커트 5 점 척도로 조사하였다. 그 결과, 총 20가지의 3차원 인체 모사 조형물을 성공적으로 출력하였다. 총 출력소요시간은 11,691분(194시간 85분)이었으며 평균 출력소요시간은 584.55분(9시간 7분)이었다. 이에 소요된 필라멘트량은 총 2,390.2 g 이었으며 평균 119.51 g 이 소요되었다. 학습만족도의 해부학인지도는 평균 4.6 점, 수업흥미도는 평균 4.5 점으로 높은 것으로 나타났다. 앞으로 3차원 프린팅 기술은 영상해부학 교육의 학습효과를 높여줄 수 있으리라 기대한다. In this study, human mimic phantoms outputted by three-dimensional (3D) printing technology are reported. Polylactic acid and a personal 3D printer - fused deposition modeling (FDM) - are used as the main material and the printing device. The output of human mimic phantoms performed in the following order: modeling, slicing and G-code conversion, output variable setting, 3D output, and post-processing. The students' learning satisfaction (anatomical awareness, study interest) was measured on 5-point Likert scale. After that, Twenty of those phantoms were outputted. The total output took 11,691 minutes (194 hours 85 minutes) and the average output took 584.55 minutes (9 hours 7 minutes). The filament used for the experiment was 2,390.2 g, and the average use of the filament was 119.51 g. The learning satisfaction of anatomical awareness was 4.6 points on the average and the interest of the class was on average 4.5 points. It is expecting that 3D printing technology can enhance the learning effect of imaging anatomy education.

Error Analysis of General X-ray Examination by Using Simulation Training

Youl-Hun Seoung 한국방사선학회 2018 한국방사선학회 논문지 Vol.12 No.7

본 연구에서는 일반 X선 검사를 대상으로 시뮬레이션 교육 모델을 제시하고 실습 시 발생하는 오류를 분석하고자 하였다. 2012년부터 2018년까지 총 183명 (남자 77명, 여자 106명)의 학생이 참가하였다. 시뮬레이션 X선 시스템은 컴퓨터방사선영상(computed radiography, CR) 시스템을 이용하였다. 환자 보호, X선 검사의 정확성, 영상의 안정성 등의 검사 프로세스에 발생하는 오류 빈도수를 분석하였다. 그 결과 환자 자세 설정 오류, X선 중심선의 정확성 오류, 영상검출판의 크기 및 위치 설정 오류, 그리드 사용의 오류, 마킹의 오류, X선 조사조건 설정 오류, 조사야 설정의 오류, X선 입사각도의 오류, X선 조사거리의 오류 순으로 분석되었다. 이러한 오류를 중심으로 개선된 방사선사 실습 교육이 필요할 것이며 그로 인하여 정밀한 검사와 고품질의 의료서비스를 제공하여 국민들의 보건의료에 조금이나마 기여할 수 있기를 기대한다. The purpose of this study was to present simulation training model for general X-ray examinations and to analyze the errors that occur during the simulation training. From 2012 to 2018, a total of 183 students (77 men and 106 women) participated. The simulated X-ray system used computed radiography (CR) system. The contents of simulation training were patient’s care, X-ray examinations accuracy, images stability, etc. As a result, it were found that the patient's position setting error, the accuracy error of the X-ray beam central ray, the image receptor’s size and setting error, the error of the grid use, the marking error, and the error of X-ray exposure technical factors. It is expected that improved practical general X-ray examinations training of radiographer will be needed, focusing on these errors, so that we could contribute to the health care of the people by providing precise examinations and high quality medical service.

시뮬레이션 교육을 통한 일반 X선 검사의 오류 분석

성열훈 ( Youl-hun Seoung ) 한국방사선학회 2018 한국방사선학회 논문지 Vol.12 No.7

본 연구에서는 일반 X선 검사를 대상으로 시뮬레이션 교육 모델을 제시하고 실습 시 발생하는 오류를 분석하고자 하였다. 2012년부터 2018년까지 총 183명 (남자 77명, 여자 106명)의 학생이 참가하였다. 시뮬레이션 X선 시스템은 컴퓨터방사선영상(computed radiography, CR) 시스템을 이용하였다. 환자 보호, X선 검사의 정확성, 영상의 안정성 등의 검사 프로세스에 발생하는 오류 빈도수를 분석하였다. 그 결과 환자 자세 설정 오류, X선 중심선의 정확성 오류, 영상검출판의 크기 및 위치 설정 오류, 그리드 사용의 오류, 마킹의 오류, X선 조사조건 설정 오류, 조사야 설정의 오류, X선 입사각도의 오류, X선 조사거리의 오류 순으로 분석되었다. 이러한 오류를 중심으로 개선된 방사선사 실습 교육이 필요할 것이며 그로 인하여 정밀한 검사와 고품질의 의료서비스를 제공하여 국민들의 보건의료에 조금이나마 기여할 수 있기를 기대한다. The purpose of this study was to present simulation training model for general X-ray examinations and to analyze the errors that occur during the simulation training. From 2012 to 2018, a total of 183 students (77 men and 106 women) participated. The simulated X-ray system used computed radiography (CR) system. The contents of simulation training were patient’s care, X-ray examinations accuracy, images stability, etc. As a result, it were found that the patient's position setting error, the accuracy error of the X-ray beam central ray, the image receptor’s size and setting error, the error of the grid use, the marking error, and the error of X-ray exposure technical factors. It is expected that improved practical general X-ray examinations training of radiographer will be needed, focusing on these errors, so that we could contribute to the health care of the people by providing precise examinations and high quality medical service.

영상의학과 대기시간 만족도 개선을 위한 고객 맞춤형 검사안내콘텐츠 계발

성열훈(Youl-Hun Seoung) 한국콘텐츠학회 2011 한국콘텐츠학회논문지 Vol.11 No.7

의료정보시스템과 연동된 고객 맞춤형 검사안내콘텐츠 (PEGC)를 대기시간에 보여줌으로써 체감 대기시간을 단축하여 고객의 만족도와 의료 서비스의 증진을 목적으로 한다. 제안한 고객 맞춤형 검사안내콘텐츠는 신뢰적인 데이터 전달 서비스로 형성할 수 있는 TCP/IP를 기반으로 이루어졌다. 동작은 의료정보시스템에서 차기 대기 고객의 신호 event가 발생되면 이루어진다. 이때 고객 맞춤형 검사안내콘텐츠는 해당 고객의 ID와 검사안내, 검사방법, 검사결과안내, 탈의안내 정보 등으로 구축된 검사안내 데이터베이스에서 맵핑하여 대기실의 모니터를 통해 고객이 볼 수 있도록 하였다. 영상의학과 일반진단검사를 위해 내원한 외래고객을 대상으로 PEGC 설치 전 고객 만족도는 5점 만점 중 대기시간이 3.6점으로 나타났다. 하지만, 제안한 PEGC의 설치 후 검사대기시간에 대한 만족도는 5점 만점 중 평균 4.6점으로 크게 만족하는 것으로 나타났다 (p<0.05). To improve medical service and customers' satisfaction by reducing actual waiting time for medical inspection by personalized examination guidance contents (PEGC) linked with medical information system (MIS). The suggested PEGC was completed with preparing transmission for data and PEGC by using transmission control protocol internet protocol (TCP/IP) which can be built up creditable data transmission service. When patient signal event appeared in MIS while the communication was in standby, the ID and data of the customer were shown as text and image on monitors in waiting room. Guiding inspections, steps of examination, and undressing information extracted from the PEGC was also shown to the appropriate patient. After installation of the suggested PEGC, we rechecked satisfaction rates of 60 customers who visited the hospital with a same method as initial survey. The results of this study suggest that 3.6 point of waiting time satisfaction index were improved, after installation of the suggested PEGC, as 4.6 point.

아크릴로나이트릴·뷰타다이엔·스타이렌 수지와 용융적층조형 방식의 3차원 프린팅 기술로 제작된 전산화단층영상장치 팬톰에서 영상 균일성 및 X선 투과성 평가

성열훈(Youl Hun Seoung) 대한방사선과학회 2016 방사선기술과학 Vol.39 No.4

본 연구에서는 3차원(3-dimensional, 3D) 프린팅 기술로 출력된 팬톰에 대한 X선 투과성을 평가하고자 하였다. 3D 프린팅 방식은 용융적층조형(fused deposition modeling, FDM) 방식을 이용했으며 소재는 아크릴로나이트릴·뷰타다이엔·스타이렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS)을 사용하였다. 팬톰은 원통 모양으로 설계하였으며 전산화단층영상장비(computed tomography, CT)에서 획득한 단면영상으로 균일도를 측정하였다. X선 투과성 평가는 3D 출력된 팬톰 내부에 이온챔버를 삽입하여 실시하였다. 그 결과, 평균 균일도가 2.70 HU이었으며 기존 폴리메틸메타크릴레이트(poly methyl methacrylate, PMMA) CT 팬톰과 3D 프린터로 출력된 팬톰에서 측정된 X선 투과성의 상관관계는 0.976로 높은 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 향후 3D 프린팅 기술을 이용한 방사선정도관리 팬톰제작에 기초자료로 활용할 수 있으리라 기대한다. The purpose of this study was to evaluate the radiolucency for the phantom output to the 3D printing technology. The 3D printing technology was applied for FDM (fused deposition modeling) method and was used the material of ABS (acrylonitrile butadiene styrene) resin. The phantom was designed in cylindrical uniformity. An image uniformity was measured by a cross-sectional images of the 3D printed phantom obtained from the CT equipment. The evaluation of radiolucency was measured exposure dose by the inserted ion-chamber from the 3D printed phantom. As a results, the average of uniformity in the cross-sectional CT image was 2.70 HU and the correlation of radiolucency between PMMA CT phantom and 3D printed ABS phantom is found to have a high correlation to 0.976. In the future, this results will be expected to be used as the basis for the phantom production of the radiation quality control by used 3D printing technology.

Analysis of Correlation Between Radiation Information Sources and Major Selection Satisfaction : Focused on Radiologic Science Students in Korea and the United States

성열훈(Youl-Hun Seoung) 한국방사선학회 2019 한국방사선학회 논문지 Vol.13 No.6

본 연구에서는 한국과 미국 방사선학과 대학생들을 대상으로 방사선 정보원과 전공 선택 만족도의 상관관계를 분석하고자 하였다. 본 연구의 대상자는 한국의 충북 소재의 일개 4년제 대학교와 미국의 텍사스주 소재의 일개 4년제 대학교의 방사선학과 1, 2 학년을 대상으로 하였다. 설문조사는 2019년 5월 7일부터 5월 28일까지 방사선 정보원과 정보원 신뢰도 그리고 방사선학과 선택 만족도에 대해 자기기입방식으로 조사하였다. 그 결과 첫째, 양국 대학생 모두 인터넷을 가장 많이 사용하는 정보원이지만 교과서를 통한 정보 수집 비중은 미국 대학생들이 유의하게 높았다. 둘째, 한국 대학생들은 미국 대학생들보다 정보원에 대한 신뢰도가 정부의 인쇄물을 제외한 인터넷, 신문, 소셜 네트워크 순으로 유의하게 높았다. 셋째, 미국의 대학생들은 한국 대학생들보다 방사선학과 선택 만족도가 유의하게 높았다. 넷째, 한국 대학생들은 다양한 정보원을 통해 전공 선택에 도움을 받고 있었으며 특히, 소셜 네트워크간의 상관계수가 유의하게 높은 상관관계를 나타냈다. The purpose of this study was to analyze the correlation between radiation information sources and major selection satisfaction in radiologic science students of Korean and American. The subjects of this study were first-grade and second-grade at one university in Chungbuk, Korea and one university in Texas, USA. The survey study investigated from May 7, 2019 to May 28, 2019. As a result, first, these college students in both countries used the internet the most as them, but the percentage of information collected through textbooks was significantly higher among American college students. Second, Korean college students had a higher level of reliability in information sources than American college students in the order of internet, newspapers, and social network service (SNS), except government prints. Third, American college students had significantly higher satisfaction in major selection than Korean college students. Fourth, Korean college students were helped to select majors through various information sources, especially, the correlation coefficient between SNS was significantly higher.

영상해부학 교육을 위한 3차원 인체 모사 조형물 제작 사례 연구

성열훈(Youl Hun Seoung) 한국방사선학회 2018 한국방사선학회 논문지 Vol.12 No.1

본 연구에서는 인체 모사 조형물을 3차원 프린팅으로 출력한 사례를 보고하고자 하였다. 재료는 용융적층방식의 개인용 3차원 프린터 장비와 폴리락트산을 소재로 사용하였다. 3차원 인체 모사 조형물 출력은 모델링하는 단계, 평면화 작업과 G-code 변환 단계,출력변수 설정 단계, 3D 출력단계, 마지막으로 후처리 단계 순으로 진행하였으며, 학생들의 학습만족도(해부학인지도, 수업흥미도)를 리커트 5 점 척도로 조사하였다. 그 결과, 총 20가지의 3차원 인체 모사 조형물을 성공적으로 출력하였다. 총 출력소요시간은 11,691분(194시간 85분)이었으며 평균 출력소요시간은 584.55분(9시간 7분)이었다. 이에 소요된 필라멘트량은 총 2,390.2 g 이었으며 평균 119.51 g 이 소요되었다. 학습만족도의 해부학인지도는 평균 4.6 점, 수업흥미도는 평균 4.5 점으로 높은 것으로 나타났다. 앞으로 3차원 프린팅 기술은 영상해부학 교육의 학습효과를 높여줄 수 있으리라 기대한다. In this study, human mimic phantoms outputted by three-dimensional (3D) printing technology are reported. Polylactic acid and a personal 3D printer - fused deposition modeling (FDM) - are used as the main material and the printing device. The output of human mimic phantoms performed in the following order: modeling, slicing and G-code conversion, output variable setting, 3D output, and post-processing. The students’ learning satisfaction (anatomical awareness, study interest) was measured on 5-point Likert scale. After that, Twenty of those phantoms were outputted. The total output took 11,691 minutes (194 hours 85 minutes) and the average output took 584.55 minutes (9 hours 7 minutes). The filament used for the experiment was 2,390.2 g, and the average use of the filament was 119.51 g. The learning satisfaction of anatomical awareness was 4.6 points on the average and the interest of the class was on average 4.5 points. It is expecting that 3D printing technology can enhance the learning effect of imaging anatomy education.

컴퓨터 방사선영상시스템에서 비감도를 이용한 영상판의 상대적 발광량 평가

성열훈(Youl-Hun Seoung) 한국콘텐츠학회 2014 한국콘텐츠학회논문지 Vol.14 No.11

본 연구의 목적은 필름/증감지 방식에서 사용된 비감도 측정 방식을 이용하여 컴퓨터 방사선영상에서 영상판의 상대적 발광량을 평가하고자 하였다. 비감도 측정을 위한 특성곡선은 균일한 알루미늄으로 구성된 11 계단의 투과도계를 이용하였다. 디지털 방사선영상을 획득하기 위한 X선 조사조건은 50 kVp, 10 mAs 로 조절했다. 영상후처리 알고리즘(MUSICA)의 모든 파라메터들은 제로화하여 원본 데이터에 근사화하였고 레이저 조사분류(exposure class)는 200으로 고정하였다. 영상판의 상대적 발광량 모델링은 X선 조사후 0, 4, 8, 12, 24 시간 보관한 영상판을 이용하였다. 그 결과, 컴퓨터 방사선영상시스템의 영상판 비감도 측정에 필요한 감도점 농도는 모든 특성곡선을 상대적으로 측정하기 용이한 2000 픽셀(pixel) 값이 적합하였다. 또한 영상판의 비감도가 저하될 때 영상신호를 생성하기 위한 빛 발광량도 감소하였다. 본 연구에서 제시한 비감도 평가방법은 컴퓨터 방사선영상시스템에서 영상판의 상대적 발광량을 평가할 수 있는 기술로 활용될 수 있을 것이다. The aim of the present study was to evaluate a relative emission of image plate (IP) in computed radiography (CR) system by using relative sensitivity in film/screen methods. The characteristic curve was obtained by using the uniform aluminum 11-step wedge penetrometer. X-ray exposure factors on radiographic digital image were 50 kVp, 10 mAs. We adjusted zero of all parameter of algorithms (MUSICA) so proximate to raw data and applied to 200 of exposure class. Modeling on relative emission of IP are used IP without fading time and IP after 4 hours, 8 hours, 12 hours, 24 hours in the respective storage after X-ray exposure. The results of this study showed that the sensitivity point density at the measuring of relative sensitivity in CR was suited pixel values of the 2000 easy to relatively measure the characteristic curve and when relative sensitivity is decreased, the amount of light emitted from the image signal for generating was also decreased. In conclusion, the proposed method of measurement of relative sensitivity can be utilized to evaluate the quantity of relative emission of IP in CR system.