본 논문에서는 웹툰 캐릭터 영상에 대해서 심층학습에 기반한 3D 안면 재구성 기술을 제안한다. 본 연구에서 제안하는 방법은 기본 사항 모듈과 상세 사항 모듈로 구성된다. 입력 받은 웹툰 캐릭터 영상에 대해서 기본 사항 모듈의 요소인 Albedo 모듈을 적용해서 안면에 들어오는 빛의 양을 계산하여 Albedo 맵을 생성한다. 그 리고 기본 사항 모듈의 다른 구성 요소인 FLAME 모듈에서는 입력 영상에 대한 기본적인 3D 안면 형태를 생 성한다. 이와 동시에 상세사항 모듈을 적용해서 실제 사람과 다르게 이목구비가 변형된 웹툰 캐릭터 영상의 표정이나 얼굴 깊이와 같은 특징을 살리는 세부사항을 추출한다. 계산한 세부사항들을 토대로 세부사항 맵을 생성하여 앞서 FLAME 모듈에서 생성된 3D 안면 형태와 결합하여 세부사항 안면 형태를 생성한다. 그 후 Albedo 모듈에서 생성된 Albedo 맵까지 적용하면 최종적으로 웹툰 캐릭터 영상에 대한 3D 안면 재구성이 완 료된다. 본 연구에서는 웹툰 캐릭터뿐만 아니라 안면이 스타일화된 애니메이 션 캐릭터에 대해서도 결과를 생성하고, 이를 기존 연구와 비교하여 그 우수성을 입증한다.

해체 원전에서 총 폐기물의 약 70~80%에 해당하는 많은 양의 콘크리트 폐기물은 해체 폐기물의 대부분을 차지한다. 해체 시 발생된 콘크리트 폐기물은 핵종별 농도에 따라 규제해제 폐기물과 방사성폐기물로 정의할 수 있다. 따라서, 방사성 콘크리 트 폐기물의 처분 비용을 저감하기 위하여 자체 처분 및 제한적 재활용을 위한 제염 작업의 수행이 중요하다. 그러므로 콘크리트 폐기물의 효율적인 제염 작업을 위해 내부 방사능 분포를 예측하는 것이 필수적이다. 본 연구는 원전 해체 시, 발생되는 콘크리트 폐기물의 내부 방사능 분포를 예측하기 위하여 다양한 컴프턴 영상 재구성 방법의 성능을 비교하였다. 다양한 컴프턴 영상 재구성 방법으로 단순 역투사(SBP), 필터 후 역투사(FBP), 최대우도 기댓값 최대화 방법(MLEM), 그리고 기존 의 MLEM의 시스템 반응 함수에 에너지 정보가 결합되어 확률적으로 계산하는 최대우도 기댓값 최대화 방법(E-MLEM)이 사용되었다. 재구성된 영상을 획득한 후, 정량적인 분석 방법을 이용하여 재구성된 영상의 성능을 정량적으로 비교 및 평가하였다. MLEM 및 E-MLEM 영상 재구성 방법은 각각 재구성된 영상에서 높은 이미지 분해능과 신호 대 잡음비를 유지하는데 있어 가장 좋은 성능을 보여주었다. 본 연구에서 도출된 결과들은 원자력 시설 해체 시 방사성 콘크리트 폐기물의 내부 방사능 분포를 예측하기 위한 수단으로 컴프턴 영상을 사용할 수 있는 가능성을 보여주었다.

본 연구에서는 재구성한 2차원 T2 Turbo Spin Echo(TSE) 영상과 3차원 T2 Volume Isotropic Turbo Spin-Echo Acquisition(VISTA) 축상면 영상을 다양한 영상평가항목을 이용하여 비교하고, 재구성한 2차원 T2 TSE 영상의 유용성에 대해 알아보고자 하였다. 3T 자기 공명 영상장비와 미국 방사선 의학회의 두부 전용 팬텀을 이용하여 2차원 T2 TSE 영상과 3차원 T2 VISTA 영상을 획득한 후, 각각 축상면 영상으로 재구성하여 신호강도 균일성, 고 대조도 분해능, 저 대도조 검출률 및 기하학적 정확성을 비교, 분석하였다. 재구성한 2D T2 TSE 축상면 영상은 재구성한 3D T2 VISTA 축상면 검사와 비교하였을 때, 기하학적 정확성과 신호 강도 균일성에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다 (p＞0.05). 게다가, 저 대조도 검출률에서도 양쪽 모두에서 가장 작은 부챗살 모양까지 관찰되어 대조도의 차이도 없었다. 그러나, 고 대조도 분해능 비교에서 재구성한 3차원 T2 VISTA 영상의 blurring으로 인하여 점들과 점들 사이의 1.1 mm 이하의 간격들을 육안으로 구분 할 수 없었다. 재구성한 2D T2 TSE 축상면 영상은 재구성한 3D T2 VISTA 축상면 검사와 비교하였을 때, 영상 강도의 균일성과 대조도도 유지하면서, 영상의 blurring도 개선할 수 있었다. 따라서 2D T2 TSE 시퀀스의 사용으로도 충분히 3D T2 VISTA에 문제점을 보완할 수 있으며, 재구성한 영상으로도 충분히 우수한 영상을 제공할 수 있을 것이다.

목 적 : 대퇴골두 충돌 증후군의 진단과 치료을 위하여 자기공명 3D 재구성 영상과 컴퓨터 단층 촬영 3D 재구성 영상을 비교 평가하여 유용성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 2014년 6월부터 12월까지 본원에서 Hip 자기공명 영상 검사(MRI)와 3D Hip 컴퓨터 단층 촬영(CT)을 동시 시행한 환자 31명 (남: 21명 평균연령: 35세 여: 10명 평균연령: 40.3세)을 대상으로 분석하였다. MR System은 3.0T Magnetom Tim Verio (Siemens Healthcare, Germany)를 사용하여 3D T2 trufi sequence을 시행하였다. 3D T2 trufi의 영상변수는 TR은 5.64msec 이고 TE는 2.48msec 이며, NEX는 1, Slice thickness는 4mm, Matrix: 165×256, FOV: 230×230 이며, Scan time은 2분45초가 소요 되었다. 컴퓨터 단층 촬영의 Protocol은 관전압 120 kVp, 관전류 150 mAs, pitch 1 mm, Increment 0.7 mm, Kernel값은 B60S Sharp을 사용하였다. 영상평가는 정형외과 전문의 1명과 영상의학과 전문의 1명이 MR과 CT modality에서 Hip joint articular transverse ligament의 6 o’clock을 중심으로 superior을 12 o’clock, Labrum의 전면을 3 o’clock, 반대쪽을 9 o’clock로 기술하는 clock face을 재구성 한 후 11 o’clock에서 A.retinacular vessel, B. head neck junction, 12 o’clock A. Epiphyseal line, B. Cam lesion, 1,2,3,4 o’clock의 Cam lesion, Posterior Cam lesion확인 여부를 리커트(Likert scale) 5점 척도로 평가하였다(Independent t-test p<0.05). 평가자간 신뢰도 검증은 Cohen’s weighted Kappa 검증을 이용하여 일치성 검증을 하였다. 결 과 : 영상의 정성적 평가를 위한 리커드 척도 결과 11 o’clock A. retinacular vessel MR 평균 값 3.69±1.0, CT 평균값 2.8±0.78이며 통계적으로 유의하였다(p<0.001). B. head neck junction은 두 평가자간 차이가 없었다(p<0.416). 12 o’clock A. Epiphyseal line MR 평균값 3.54±1.00, CT 평균값 4.5±0.62이었다(p<0.000). B. Cam lesion은 두 평가자간 차이가 없었다(p<0.532). 1,2,3,4 o’clock 의 Cam lesion과 Posterior Cam lesion은 통계적으로 유의하지 않았다(p<0.656, p<0.658). weighted Kappa 검증 결과 11 o’ clock A.retinacular vessel CT K값이 0.663으로 가장 낮은 일치도였으며, 각각의 평가 항목의 일치도 평가결과 매우 높은 결과로 두 평가자간 높은 신뢰도를 보여주었다. 결 론 : 대퇴골두 충돌 증후군의 진단과 관절경을 적용하기 위하여 시행하는 CT 3D-Hip 검사는 MRI 3D clock face 재구성 기법으로 대체 가능하며, 이로 인해 불필요한 환자의 피폭선량을 최소화 할 수 있다. 또한 Cam lesion에 대한 표준화된 영상을 제시함으로써 고관절 수술 시 의료진에게 신뢰할 수 있는 영상을 제공하여 수술 전 효과적인 계획을 수립할 수 있을 것으로 사료된다.

목 적 : Hip FAI 진단과 수술 계획 시 이루어지는 CT 촬영을 최소화하고 Hip FAI MRI 검사시 3D 영상을 추가로 활용하여 CT 영상으로 이루어지는 Hip Clock face 영상을 MRI 3D영상으로 대체할 수 있는지 비교 평가하였다. 대상 및 방법 : 2014년 6월부터 12월까지 본원에서 Hip 자기공명 영상 검사(MRI)와 3D Hip 컴퓨터 단층 촬영(CT)을 동시 시행한 환자 31명 (남: 21명 평균연령: 35세 여: 10명 평균연령: 40.3세)을 대상으로 분석하였다. MR System은 3.0T Magnetom Tim Verio (Siemens Healthcare, Germany)를 사용하여 3D T2 trufi sequence를ㄹ 시행하였다. 3D T2 trufi의 영상변수는 TR은 5.64msec 이고 TE는 2.48msec 이며, NEX는 1, Slice thickness는 1mm, Matrix: 165×256, FOV: 230mm×230mm이며, Scan time은 2분45초가 소요 되었다. 컴퓨터 단층 촬영의 Protocol은 관전압 120 kVp, 관전류 150 mAs, pitch 1 mm, Increment 0.7 mm, Kernel값은 B60S Sharp을 사용하였다. 영상평가는 정형외과 전문의 1명과 영상의학과 전문의 1명이 MR과 CT modality에서 Hip joint articular transverse ligament의 6 o’clock을 중심으로 superior을 12 o’clock, Labrum의 전면을 3 o’clock, 반대쪽을 9 o’clock로 기술하는 clock face를 재구성한 후 11 o’clock에서 A. retinacular vessel, B. head neck junction, 12 o’clock A. Epiphyseal line, B. Cam lesion, 1,2,3,4 o’clock의 Cam lesion, Posterior Cam lesion확인 여부를 리커트(Likert scale) 5점 척도로 평가하였다(Independent t-test p<0.05). 평가자간 신뢰도 검증은 Cohen’s weighted Kappa 검증을 이용하여 일치성 검증을 하였다. 결 과 : 영상의 정성적 평가를 위한 리커드 척도 결과 11 o’clock A. retinacular vessel MR 평균 값 3.69±1.0, CT 평균값 2.8±0.78이며 통계적으로 유의하였다(p<0.001). B. head neck junction은 두 평가자간 차이가 없었다(p<0.416). 12 o’clock A. Epiphyseal line MR 평균값 3.54±1.00, CT 평균값 4.5±0.62이었다(p<0.000). B. Cam lesion은 두 평가자간 차이가 없었다(p<0.532). 1,2,3,4 o’clock 의 Cam lesion과 Posterior Cam lesion은 통계적으로 유의하지 않았다(p<0.656, p<0.658). weighted Kappa 검증 결과 11 o’clock A. retinacular vessel CT K값이 0.663으로 가장 낮은 일치도였으며, 각각의 평가 항목의 일치도 평가 결과 매우 높은 결과로 두 평가자간 높은 신뢰도를 보여주었다. 결 론 : 대퇴골두 충돌 증후군의 진단과 관절경을 적용하기 위하여 시행하는 CT 3D-Hip 검사는 MRI 3D clock face 재구성 기법으로 대체 가능하며, 이로 인해 불필요한 환자의 피폭선량을 최소화 할 수 있다. 또한 Cam lesion에 대한 표준화된 영상을 제시함으로써 고관절 수술 시 의료진에게 신뢰할 수 있는 영상을 제공하여 수술 전효과적인 계획을 수립할 수 있을 것으로 사료된다

스마트폰, 셀폰과 같이 휴대가 간편한 포터블 카메라를 포함하여, DSLR 카메라 등 최근 카메라와 3D 입체에 대한 관심이 괄목할 정도로 증가추세에 있다. 하지만 단일 카메라로부터 획득된 단일 영상과 다중 디스페러티를 적용한 3D 재구성 방법에 대한 연구는 비교적 활발하지 못하다. 본 논문에서는 단일 영상으로부터 다중 디스페러티 파라미터를 적용한 Multi-view 3D 장면 재구성 방법을 제안한다. 다수의 카메라에 의한 영상획득 방법으로 3D 입체 장면을 재구성하는 기존의 방법에 비해 하드웨어의 구성이 필요 없는 편리한 3D 장면 재구성 방법이다. 실험결과를 제시하여 제안방법의 타당성을 제시하였다.

OP-FTIR(Open-path Fourier Transform Infrared)을 광학적 센서로 활용하여 혹은 유독가스의 옥외 누출 및 농도분포를 신속하게 파악할 수 있는 유해가스 검색시스템을 가상환경 상에 구성하였다. 유해가스의 확산환경은 풍동실험과 유사하도록 CFD 모델을 사용하여 구성하였다. 신속한 연산이 가능하도 록, 1개의 가우스 함수를 사용한 SBFM 기법을 토대로 CT 프로그램을 만들었다. 캐노피 층보다 높은 고도 면에서 CFD 농도장 시뮬레이션으로부터 OP-FTIR 광로 통합농도 신호를 구성하였다. 이 신호를 CT 프로그램에 적용하여 CFD 농도장을 역추정한 후 CFD 결과와 비교해 봄으로써, OP-FTIR을 이용한 관 측시스템의 성능을 평가하였다. 단순한 시스템임에도 불구하고, 비교적 만족스러운 성능을 보였다.

추적자 SF6 가스농도의 공간분포를 예측하기 위하여 수동형 리모트 센싱 기술과 컴퓨터 단층 측정 기술을 접목시켜 도시모델을 모사한 풍동에서 시나리오에 따라 실험을 수행하였다. 풍동실험의 시나리오는 거리에 따른 스캐닝 방식과 각도에 따른 스캐닝 방식으로 실험을 수행하였고, OP-FTIR 원격 감시장비는 SF6 가스의 광로통합농도를 구하기 위하여 사용되었다. 또한 제안한 SBFM(Smooth Basis Function Minimization) 알고리즘은 SF6 가스농도를 공간정보를 예측하기 위하여 사용되었으며 최적의 Gaussian 함수 개수를 구하기 위하여 1개, 2개 및 3개의 Gaussian 함수를 적용하여 실험하였다. 실험 결과 SBFM 알고리즘에 의한 SF6 농도분포의 예측 결과는 실제 측정 결과와 비교할 때 1개의 Gaussian 함수를 적용한 결과의 상관계수가 0.755로 가장 잘 일치하였다. 아직 컴퓨터 단층 기술과 수동형 리모트 센싱 기술의 결합된 기술이 실험실적 연구단계이지만 SBFM 알고리즘과 기하학적 빔 스캐닝 기술이 보다 향상된다면 대기오염 감시 및 국방 분야에 폭 넓게 응용될 것으로 기대된다.

흉부 CT스캔에서 공기, 지방, 근육, Background의 HU, 잡음 그리고 신호 대 잡음비의 변화를 측정해 영상 화질에 미치는 지멘스 ADMIRE(Advanced Modeled Iterative Reconstruction)의 영향을 조사했다. 실험 결과에 따르면 ADMIRE Strength가 커질수록 잡음은 감소하고 신호는 증가하여, 결론적으로 신호 대 잡음비는 증가하는 것으로 나타났다. ADMIRE는 기존 영상 재구성 알고리즘인 FBP와 비교하여 잡음을 28~61%까 지 줄일 수 있으며, 신호 대 잡음비는 16~100%까지 향상시킨다.

The goals of this study were to investigate image quality of coronary CT angiography (CCTA) and change of radiation dose by using Adaptive Statistical Iterative Reconstruction (ASIR) technique. 40 subjects with BMI≥25 (A, C groups), 40 subjects with BMI<25 (B, D groups), Groups without ASIR (A, B groups), and with ASIR (C, D groups) were included. There were no statistical differences in image qualities (p>0.05). Radiation doses with application of ASIR were significantly lower than those of ASIR (51-53%, p<0.05). In CCTA scan-nings, ASIR technique helps to reduce radiation dose with preserved image quality.

전산화단층촬영기법은 투영 영상을 재구성하여 단면 영상을 획득하는 기법으로 다양한 분야에 적용되고 있다. 재구성된 영상의 공간분해능은 장치, 대상, 재구성 과정에 의존한다. 본 논문은 평행빔 구조에서 투영 영상의 개수 및 검출기의 픽셀 크기가 재구성된 영상의 공간분해능에 미치는 영향을 조사하였다. 재구성 프로그램은 Visual C++로 작성하였으며 단면 영상은 512 × 512 크기로 하였다. 공간분해능의 특성을 평가하기 위해 수학적 막대 팬텀을 구성하였고, Min-Max 방법을 도입하였다. 재구성에 사용되는 투영의 개수가 작은 경우 허상이 나타났으며 Min-Max도 낮았다. 투영의 개수를 지속적으로 증가시키면 재구성된 영상의 공간분해능을 나타내는 Min-Max는 상향 포화되었다. 검출기의 픽셀 크기를 재구성되는 단면 영상의 픽셀 크기의 50%로 줄이면 영상은 거의 완벽하게 복원되고, 검출기픽셀 크기가 증가할수록 Min-Max는 감소하였다. 본 연구는 CT장치 설계 시 요구되는 공간분해능을 달성하기 위해 필요한 검출기 및 회전 스테이지의 정밀도를 결정하는데 도움이 될 것이다.

방사선 치료 전 환자 위치 확인을 위해 수행하는 콘빔 CT 촬영에서 환자 선량 감소를 위해 Sparse view CT가 사용되고 있다. 본 연구는 시뮬레이션과 실험을 통해 선형보간법과 inpainting 방법을 이용하여 사이 노그램의 sparse 데이터 복원하고 평가하는 것이다. 사이노그램 복원은 여러 간격의 각도로 획득된 영상에 적용되었다. 복원된 사이노그램은 역투영재구성법으로 재구성되었고, 그 결과를 평균제곱근오차와 영상의 프로파일로 나타내었다. 결과에 따르면, 평균제곱근오차와 영상 프로파일은 투영 각도와 복원법에 의존하 였다. 시뮬레이션과 실험 결과에서 inpainting 복원법은 선형보간법에 비해 사이노그램의 복원 측면에서 개 선된 결과를 보여주었다. 따라서, inpainting 방법은 환자 선량을 감소시키면서 영상화질을 유지시키는데 기 여할 수 있을 것이다.

전산화단층촬영장치의 영상재구성방법으로 필터보정역투영법이 광범위하게 사용되고 있다. 평행빔과 부채살빔의 재구성에 사용되는 투영에 잡음이 포함되었을 때 재구성 된 영상의 잡음을 살펴보았다. 평행빔과 부채살 구조에서 각각 360개, 720개의 투영으로 512×512 크기로 Visual C++을 이용하여 영상재구성하였고, 원본 Shepp-Logan 두부 모형을 매우 잘 복원한다는 것을 확인하였다. 필터보정역투영법의 현실적인 접근(유한한 투영 개수)으로 인해 입력 잡음이 없어도 영상재구성 과정에서 잡음이 발생하였다. 입력 잡음비 0.5% 이하에서 잡음이 빠르게 증가하기 때문에 CT 장치의 잡음 제거 기술 및 영상처리 기법의 개발이 필요할 것이다.

치과 방사선 검사 중 파노라마(panorama) 촬영은 왜곡현상이 발생하여 정량적인 평가 시 부정확한 결과를 야기할 수 있다. 최근 임상에 적용되고 있는 새로운 영상화 기법인 cone beam형 전산화단층촬영(이하 CBCT)은 고해상도의 영상과 위치 정보를 제공한다. 본 실험에서는 DCT-90-P IMPLAGRAPHY Dental CT system (Vatech, Korea)을 사용하여 20명의 환자를 검사 하였고, 촬영조건은 관전압 85kVp, 관전류 7mA, 촬영시간은 24초이다. CBCT 데이터를 3차원 컴퓨터 프로그램을 이 용하여 재구성하고, 형태 계측학적으로 평가 분석하였다. 그 결과 하악체에 기울기에 따라 변화를 주었을 때, 하악관의 직경의 왜곡이 감소하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 피사체와 필름간의 거리가 클수록 확대가 많이 나타나고, 초점에서 벗어난 거리에 따라 영상이 차이가 있을 것으로 예상되기 때문에 재구성시 해부학적 위치의 구조에 맞게 부분적으로 알맞은 방법을 채택을 해야 하는 것 으로 사료된다.

본 연구는 향상된 중심배열 정렬 위상 펼침 방법(ICASPU)을 제안하고 자기공명 위상 영상을 재구성하여 성능을 평 가하였다. 제안된 방법을 수행하기 위해 2% 한천젤에 0.6mM/l를 첨가한 팬텀을 제작하여 임상용젠작하5T 자기공명 영상와젠상용화된 무릎코일을 이용하여 MR위상영상을 얻었다. 획득된 k 공간 자료는 PC로 옮긴 뒤 매트랩 프로그램 을 이용하여 영상을 재구성하였다. 제안된 ICASPU의 오차를 2차 회귀분석을 이용하여 기존의 중심배열 정렬 위상 펼 침과 비교 평가하였다. 그 결과 기존의 CASPU방법에 비해 제안된 ICASPU방법이 5배 정도 오차가 향상된 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구는 향상된 중심배열 정렬 위상 펼침 방법을 이용한 위상영상 펼침의 유용성을 확인하였으며, 향 후 위상 정보를 포함한 영상 적용에 매우 유용할 것이라 기대된다.

심근영상의 SPECT(Single Photon Emission Computed tomography)검사는 감마선을 방출하는 방사성의약품을 환 자에게 정맥주사한 후 이 의약품이 심장에 고루 퍼지면 관심부위를 촬영하여 질병으로 인한 변화를 컴퓨터를 이용하여 진단하는 검사법이다. 기능적인 정보를 담고 있는 심근관류 영상은 비침습적인 심근질환 검사에 유용한 방법이지만, 물리적 인자들에 의해 잡음과 낮은 해상도는 판도하는데 어려움을 주게 된다. 본 논문은 심근영상을 레벨 셋 알고리즘 을 이용하여 영상을 분할하고 분할된 영역을 3차원으로 구현하여 판독에 도움을 주는 방안을 제안하였다. 판독의 어려 움을 해결하기 위하여 레벨 셋을 이용하여 관심부위인 좌심실 영역을 분할하였고 분할된 영역을 3차원영상으로 모델 링하였다.