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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 조민형
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수11
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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본 논문에서는 환자의 잔뇨량을 비침습적으로 정확히 측정하기 위하여 개발된 초음파 방광 영상을 이용한 부피 추정 알고리즘에 대해 서술한다.
최근, 잔뇨 측정 전용 3D 초음파 기기가 저가로 개발되어 상용화 되고 있는데, 일반적으로 이러한 저가의 휴대용 잔뇨 측정 초음파기기는 낮은 품질의 초음파 영상과 처리속도가 느린 CPU를 이용하는 데에서 비롯한 제한사항들이 있다. 따라서, 해상도와 신호대 잡음비가 낮은 초음파 영상으로부터 방광을 정확하게 추출해내는 알고리즘과 효율적인 연산방법으로 방광의 부피를 추정하는 수학적 계산방법은 초음파 잔뇨 측정기 개발에서 매우 긴요하다. 본 논문에서는 휴대용 잔뇨 측정 전용 초음파 기기에서 얻어진 3D 초음파 영상에서 방광을 추출하여 부피를 추정하는 효율적인 알고리즘을 개발하였다.
개발된 알고리즘은 크게 방광벽 추출 알고리즘과 얻은 방광벽의 정보를 이용한 부피 추정 알고리즘으로 나누어진다. 첫 번째, 방광벽 추출 알고리즘에서는 제한된 전력을 사용하기 때문에 기존 영상처리 분야에서 사용되는 연산량이 많은 알고리즘을 이용할 수 없었다. 따라서, 연산량이 적은 원본 이미지 영상에서의 임계치를 적용한 결과와 그레디언트 이미지에 원본 데이터를 곱해서 얻은 영상에 임계치를 적용한 결과를 이용하였다. 또한, 얻은 두 결과를 결합하여 신뢰성 있는 데이터를 만들고, 필터를 이용하여 에러가 나타난 부분을 제거하였다. 이렇게 얻은 방광벽 추출 결과를 이용하여 방광부피를 추정하는 알고리즘은 3D 방광 모델을 1차 보간법으로 추정하는 방법을 사용하였으며, 이는 최소한의 적은 연산량으로 방광의 부피를 효과적으로 계산할 수 있었다.
팬텀과 인체 실험을 통하여 실험을 진행하였으며, 방광부피에 따라 2.6% ~ 23.7%의 오차율로 방광 부피가 측정됨으로써 기존 상용기기에 비하여 우수한 성능을 보였다. 따라서 본 연구결과는 저가용 의료초음파기기에 적용되어, 인체의 방광 부피를 효과적으로 추정할 수 있을 것으로 기대된다.
최근, 잔뇨 측정 전용 3D 초음파 기기가 저가로 개발되어 상용화 되고 있는데, 일반적으로 이러한 저가의 휴대용 잔뇨 측정 초음파기기는 낮은 품질의 초음파 영상과 처리속도가 느린 CPU를 이용하는 데에서 비롯한 제한사항들이 있다. 따라서, 해상도와 신호대 잡음비가 낮은 초음파 영상으로부터 방광을 정확하게 추출해내는 알고리즘과 효율적인 연산방법으로 방광의 부피를 추정하는 수학적 계산방법은 초음파 잔뇨 측정기 개발에서 매우 긴요하다. 본 논문에서는 휴대용 잔뇨 측정 전용 초음파 기기에서 얻어진 3D 초음파 영상에서 방광을 추출하여 부피를 추정하는 효율적인 알고리즘을 개발하였다.
개발된 알고리즘은 크게 방광벽 추출 알고리즘과 얻은 방광벽의 정보를 이용한 부피 추정 알고리즘으로 나누어진다. 첫 번째, 방광벽 추출 알고리즘에서는 제한된 전력을 사용하기 때문에 기존 영상처리 분야에서 사용되는 연산량이 많은 알고리즘을 이용할 수 없었다. 따라서, 연산량이 적은 원본 이미지 영상에서의 임계치를 적용한 결과와 그레디언트 이미지에 원본 데이터를 곱해서 얻은 영상에 임계치를 적용한 결과를 이용하였다. 또한, 얻은 두 결과를 결합하여 신뢰성 있는 데이터를 만들고, 필터를 이용하여 에러가 나타난 부분을 제거하였다. 이렇게 얻은 방광벽 추출 결과를 이용하여 방광부피를 추정하는 알고리즘은 3D 방광 모델을 1차 보간법으로 추정하는 방법을 사용하였으며, 이는 최소한의 적은 연산량으로 방광의 부피를 효과적으로 계산할 수 있었다.
팬텀과 인체 실험을 통하여 실험을 진행하였으며, 방광부피에 따라 2.6% ~ 23.7%의 오차율로 방광 부피가 측정됨으로써 기존 상용기기에 비하여 우수한 성능을 보였다. 따라서 본 연구결과는 저가용 의료초음파기기에 적용되어, 인체의 방광 부피를 효과적으로 추정할 수 있을 것으로 기대된다.
목차
Abstract목차그림 목차표 목차Ⅰ. 서론 1Ⅱ. 이론 41. 초음파 검사의 기본원리 41.1 초음파의 물리적 의미 41.2 매질에 따른 초음파의 특성 62. 방광 부피 추정 알고리즘에 대한 선행 연구 10Ⅲ. 연구 방법 141. 실험장비 141.1 초음파 장비 141.2 인체모사 방광 팬텀 171.3 실제 인체의 방광 측정 212. 방광부피 추정 알고리즘 222.1 방광벽 추출 알고리즘 232.1.1 시작점(Seed Point) 탐색 232.1.2 단순한 알고리즘을 위한 두 가지 임계치 기법 242.1.3 두 결과의 결합과 x축 필터링 272.1.4 3가지 주요 예외처리 282.2 방광벽 추출 결과를 이용한 부피 추정 알고리즘 30Ⅳ. 연구 결과 33Ⅴ. 결론 및 토의 37Ⅵ. 참고 문헌 39국문 초록 41
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