PC-Cluster 기반 병렬형 유전자 서열 검색 시스템의 개발 및 성능 평가

신용원,박정선,Shin Yong-Won,Park Jeong-Seon 대한의용생체공학회 2004 의공학회지 Vol.25 No.6

In recent, researchers in the field of Bioinformatics need to analyze thousands of genome sequences efficiently according to introduce of new analysis methods and technologies such as genome expression microchip. This rapid growth in the field of bio-engineering needs computing resources to analyze rapidly for genome sequences, but it does not introduce the computing resources due to an enormous investment expense. The core factor of this study is integrated environment based PC-Cluster system & high speed access rate up to 155Mbps, continuous collection system for bio-information at home and abroad. The results of the study are establishment & stabilization of information and communication infrastructure, establishment & stabilization of high performance computer network up to 155Mbps, development of PC-Cluster system with 32 nodes, a parallel BLAST on Cluster system, which can provides scalable speedup in terms of response time, and development of collection & search system for bio-information. 최근 들어 유전자 서열의 생산량 증가에 비례하여 유전자 발현 마이크로 칩과 같은 새로운 분석방법과 기술들이 도입되면서 연구자들이 매일 수천개의 서열을 효율적으로 분석해야 할 필요성이 증대되고 있다. 이러한 생명공학분야의 급속한 발전은 대용량 유전자 서열에 대한 빠른 분석이 가능한 컴퓨팅 자원을 요구하고 있으나 IT 인프라에 대한 막대한 투자비용으로 인해 관련 연구기관에서 쉽게 이들 컴퓨팅 자원을 도입하지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 저가의 PC서버를 고속의 네트워크로 연결한 PC 클러스터를 활용하여 시스템의 안정성과 신뢰성을 보장함과 동시에 범용성을 지닌 병렬형 유전자 서열 검색 시스템을 구축하였다. 이러한 효율적인 시스템 구축을 통해 생물정보 데이터베이스 및 서열 검색 시스템을 제공하고, 대용량 서열 데이터베이스의 검색 시간을 단축하였다.

지식 데이타베이스를 적용한 효율적인 세균 의료영상 검색 시스템의 구현

신용원(Yong-Won Shin),구봉오(Bong-Oh Koo) 한국컴퓨터정보학회 2005 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.10 No.1

본 연구는 신규 임상병리사로 하여금 보다 정확한 의사결정과 효율적인 교육에 이용할 수 있는 지식 및 내용기반 의료 세균화상 검색 시스템을 설계 및 구현하는 것이다. 이를 위해, 먼저 알고리듬방식의 검색 이전에 경험적 지식을 바탕으로 세균동정단계 중 가장 빠른 경로를 탐색하여 원인균 동정에 소요되는 시간을 줄일 수 있도록 룰 베이스를 근거로 유연성 있는 탐색경로를 설정하여 전체적인 추론을 수행한다. 다음으로, 색상 모델 중에서 HSV 컬러 모델을 이용하여 세균화상 중에서도 특히 세균화상으로부터 시각정보의 색상 특징 벡터를 추출할 수 있는 색상 특징 추출방법을 제안한다. 아울러 대용량 세균화상 데이터베이스를 기반으로 보다 빠른 검색 성능을 위해, 배지, 검체, 부서, 세균명과 같은 단순속성들에 대해서는 B+-트리, 세균화상에 대한 부가적인 설명정보로부터 추출한 키워드들에 대해서는 역화일기법, 그리고 화상으로부터 추출한 고차원 색상 특징벡터에 대해서는 스캔-기반 필터링(Scan-Based Filtering:SBF) 기법을 결합한 통합 색인기법을 기술한다. 마지막으로 구현된 시스템은 시각적인 내용 자체의 정보와 지식을 이용하여 효과적으로 복잡한 세균화상을 검색 및 관리할 수 있는 가능성을 보인다. 아울러 구현한 지식 및 내용-기반 세균화상 검색 시스템을 통해 임상분야의 지식을 잘 구조화함으로써 초보적인 임상병리사의 학습기간을 현저히 단축시킬 수 있을 것으로 기대된다. This study is to design and implement an efficient microbial medical image retrieval system based on knowledge and content of them which can make use of more accurate decision on colony as well as efficient education for new technicians. For this, we first address overall inference to set up flexible search path using rule-base in order to reduce time required original microbial identification by searching the fastest path of microbial identification phase based on heuristics knowledge. Next, we propose a color feature extraction method, which is able to extract color feature vectors of visual contents from a given microbial image based on especially bacteria image using HSV color model. In addition, for better retrieval performance based on large microbial databases, we present an integrated indexing technique that combines with B+-tree for indexing simple attributes, inverted file structure for text medical keywords list, and scan-based filtering method for high dimensional color feature vectors. Finally, the implemented system shows the possibility to manage and retrieve the complex microbial images using knowledge and visual contents itself effectively. We expect to decrease rapidly learning time for elementary technicians by well organizing knowledge of clinical fields through proposed system.

자궁 경부 상피내 종양과 미세 침윤암에서 환상 투열 요법의 효용성과 인유두종 바이러스 검색의 임상적 유용성

신용원(Yong Won Shin),선우태원(Tae Won Sunwoo),이찬(Chan Lee) 대한산부인과학회 1999 Obstetrics & Gynecology Science Vol.42 No.10

목적: 환상 투열 요법과 질 확대경 조준하 생검의 조직학적 결과를 비교하고 이를 통해 질 확대경 조준하 생검의 정확성과 환상 투열 요법이 지니는 임상적 의미 등을 알아보고자 하였으며, hybrid capture system을 이용하여 인유두종 바이러스의 DNA를 검색하고 조직학적 등급별 HPV 감염율을 조사하여 자궁 경부 병변과의 상관 관계 및 임상적 유용성를 분석하기 위함이다. 연구 방법: 본원에서 1995년 4월부터 1998년 5월까지 환상 투열 요법을 시행 받은 150명의 자궁 경부 상피내 종양 환자와 7명의 미세 침윤암 환자를 대상으로 연령별 분포, 질 세포진 검사 및 질 확대경 조준하 생검의 조직학적 결과의 비교, 경계 부위 침범 여부와 조직학적 등급의 분포 등을 분석하였으며, 이중 114명을 대상으로 hybrid capture system을 이용한 인유두종 바이러스 DNA검색을 시행하였다. 결과: 대상 환자의 연령 분포는 30대가 69명 (44%)으로 가장 많았으며, 질 확대경 조준하 생검과 환상 투열 요법의 조직학적 진단에서는 통계학적으로 유의한 차이는 없었으나 (p>0.05,χ2 test), LLETZ에서의 진단이 한 단계 높게 나온 경우가 23예 (고등급 병변-16예, 저등급 병변-7예), 두 단계 이상 나온 경우가 5예 있었으며, 질 확대경 검사상 예상하지 못했던 미세 침윤암이 9예 있었다. 환상 투열 요법을 시행 받은 환자군의 31.2%에서 경계 부위의 침범이 관찰 되었으며CINⅢ 이상의 고등급 병변에서 흔히(93.8%) 관찰 되었다. 인유두종 바이러스의 감염율은 고위험군이 72.8% (83/114), 저위험군은 3.5% (4/114)였고, 각 조직학적 등급에 따른 검색율은 저등급 병변 (CINⅠ)에서 65.9% (29/44), 고등급 병변 (CINⅡ,Ⅲ)에서 82% (50/61)이었으며, 미세 침윤암에서는 88.9%(8/9)의 검색율을 보여 조직학적 등급이 높을수록 인유두종 바이러스 DNA의 검색율이 증가하는 결과를 나타냈다. 결론: 환상 투열 요법은 질 확대경하 조준하 생검에서 간과될 수 있는 병변을 더욱 정확히 진단할 수 있으나, CINⅢ 이상의 고등급 병변에 있어서는 완전한 제거가 이루어지지 않을 수도 있으므로 국소 치료시 자궁 경부 이행대를 완전히 절제함을 원칙으로 하고 이행대의 경계로부터 가능한 넓은 범위를 절제하여야 하며, 반드시 잔여 병변에 대한 추적 조사가 필요하리라 사료된다. 인유두종 바이러스 검색은 자궁 경부 세포진 검사와 병행시 자궁 경부 상피내 종양과 미세 침윤암 환자의 진단에 유용하며, 비정상 세포진 결과를 가지는 환자에서 전암 병변이 침윤암으로 진행할 수 있는 고위험 환자를 예측하여 자궁 경부암으로 진행되는 경우를 예방, 치료하는 지표로 임상에서 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다. Objectives: This study was performed to assess the efficacy of LLETZ and clinical significance of HPV detection in the cervical intraepithelial neoplasias and microinvasive cervical cancer. Methods: One hundred fifty patients with cervical intraepithelial neoplasias and seven patients with microinvasive cervical cancer were diagnosed by LEETZ from April, 1995 to May, 1998. In all patients, age distribution, histological comparisons of colposcopically-directed punch biopsy and LLETZ specimens and margin positivities were analyzed. HPV detections with hybrid capture system were performed in one hundred fourteen of the 157 patients Results: The mean age was 39.5 years (range 21-80 years). The disparity of pathologic diagnosis between colposcopically-directed punch biopsy and LLETZ was not statistically significant (p>0.05,χ2 test). There were 28 cases (19.1%) of cervical intraepithelial neoplasias and 9 cases (81.8%) of microinvasive cervical cancers that were misinterpreted by colposcopically-directed punch biopsy. The rates of margin positivity in the patients underwent LLETZ was 31.2% (49/157). Most of the patients with positive margin were diagnosed higher than CINⅡ (93.8%). The detecion rates of high-risk HPV and low-risk HPV were 72.8%(83/114), 3.5%(4/114) respectively. According to the histologic grade, the detection rates of HPV were 65.9% in CIN Ⅰ, 82% in CINⅡ·Ⅲ, 88.9% in microinvasive cancer. Conclusion: LLETZ seems to diagnose intraepithelial lesions more exactly that were missed by colposcopically-directed punch biopsy. However, in the therapeutic efficacy of LLETZ, it may be resected incompletely. Therefore, we must examine the colposcopic and cytologic follow up to identify the number of women with residual CIN after therapy. Detection of HPV infection plays a role in the diagnosis and follow-up of cervical intraepithelial neoplasia and microinvasive cervical cancer in conjuction with other tests.

ECoMOT : 비디오 데이터내의 이동체의 제적을 이용한 효율적인 내용 기반 멀티미디어 정보검색 시스템

심춘보,장재우,신용원,박병래,Shim Choon-Bo,Chang Jae-Woo,Shin Yong-Won,Park Byung-Rae 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지B Vol.12 No.1

이동체는 시간의 흐름에 따라 공간적인 위치, 모양, 크기등과 같은 다양한 속성들이 변화하며, 이러한 이동체는 시간과 공간적인 특성을 모두 가지고 있는 비디오 데이터의 중요한 특징정보에 해당한다. 본 논문에서는 멀티미디어 데이터 중에서도 특히 비디오 데이터내의 이동체의 궤적 정보를 이용하여 보다 효율적인 비디오 데이터 자체의 내용을 기반으로 하는 멀티미디어 정보검색 시스템인 ECoMOT(Efficient Content-based Multimedia Information Retrieval System using Moving Objects' Trajectories)을 제안한다. ECoMOT 시스템은 비디오 데이터내의 이동체의 궤적을 토대로 내용 기반 검색을 지원하기 위해 다음과 같은 기법을 포함한다. : (1) 다수의 이동체들의 궤적 정보를 모델링하기 위한 다중 궤적(multiple trajectory) 모델링 기법; (2) 다수의 이동체들로 구성된 주어진 두 궤적들 간의 유사도를 측정하여 유사성이 높은 순으로 검색할 수 있는 다중 궤적 기반 유사 궤적 검색 기법; (3) 대용량 궤적 데이터에서 원하는 궤적을 빠르게 검색할 수 있는 중첩 시그니쳐-기반 궤적 색인 기법(superimposed signature-based trajectory indexing technique); (4) 그래픽 인터페이스를 이용한 편리한 이동체의 궤적 추출 과 질의 생성 및 검색 인터페이스. A moving object has a various features that its spatial location, shape, and size are changed as time goes. In addition, the moving object has both temporal feature and spatial feature. It is one of the highly interested feature information in video data. In this paper, we propose an efficient content-based multimedia information retrieval system, so tailed ECoMOT which enables user to retrieve video data by using a trajectory information of moving objects in video data. The ECoMOT includes several novel techniques to achieve content-based retrieval using moving objects' trajectories : (1) Muitiple trajectory modeling technique to model the multiple trajectories composed of several moving objects; (2) Multiple similar trajectory retrieval technique to retrieve more similar trajectories by measuring similarity between a given two trajectories composed of several moving objects; (3) Superimposed signature-based trajectory indexing technique to effectively search corresponding trajectories from a large trajectory databases; (4) convenient trajectory extraction, query generation, and retrieval interface based on graphic user interface

진단검사의학을 위한 세균동정 쿼리시스템의 구현

구봉오(Bong-Oh Koo),신용원(Yong-Won Shin) 한국컴퓨터정보학회 2005 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.10 No.1

세균검사실의 검사업무는 균종 및 검사종류가 다양하고 최소시간에 검사결과를 도출해야 하므로 업무내용이 복잡하다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 에이전트를 이용하여 세균검사에 스케쥴링 시스템을 구현하였고, 스케쥴링을 관리하는 워크플로우 관리 시스템을 도입하였다. 스케쥴링 체크를 위한 쿼리들은 조회가 가능하도록 쿼리 시스템을 구현하였다. 그리고 세균검사의 중간 리포트나 결과리포트를 자동으로 보고할 수 있게 하였다. 구현된 스케쥴링 시스템은 자원의 낭비나 부족을 파악하고 효율적인 자원할당 및 관리를 할 수 있었다. 쿼리 시스템은 스케쥴링 체크와 세균검사의 진척상황을 짧은 응답시간에 조회할 수 있었고, 리포트의 자동보고 및 근거리나 원거리에서의 조회가 가능하고, 확인과정으로 인한 검사업무의 지연이나 방해요소를 줄일 수 있었다. 또한 검사기기의 오류나 배지, 시약의 부족 등 예측치 못한 예외사항에 대해 검사의뢰자가 확인할 수 있기 때문에 예외사항으로 발생할 수 있는 인간관계의 갈등 요소를 해결할 수 있었고, 작업진행의 효율화를 기대할 수 있었다. The work of investigation in the laboratory medicine includes various kinds of investigations and microbes and it is too complicated to draw needed results in time. So, we aim to improve work performance of the laboratory medicine. For this study, we implemented the scheduling system in microbe investigation using agent environment and the workflow management system to manage the schedule of investigation, and the query system to check the schedule. And preliminary report and final report of microbe investigation can be announced automatically using agent. The scheduling system implemented could identify the lack or waste of resources and thus enable efficient management and distribution of resources. The query system could check the schedule and retrieve the processing status in short time, enabled the automated report, and reduced possible interrupts and the delay of work that can be occurred in confirming process. It also enables users to access from local and remote sites. Also, this system can reduce the conflicts among people that may occur in unexpected situations because it enables doctors to confirm those situations such as the malfunction of instrument and the lack of agar or reagent, and the efficiency of work process can be expected.

의료 환경을 위한 음성 서비스 기반의 상황인식 지원 시스템의 구현

심춘보(Choon-Bo Shim),신용원(Yong-Won Shin),박병래(Byung-Rae Park) 한국컴퓨터정보학회 2005 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.10 No.4

컴퓨팅 환경이 보다 발전함에 따라 병원에서 환자 회진 및 진찰시 PDA나 랩탑 및 타블렛 PC 등과 같은 post PC를 이용한 보다 적용적이고 지능화된 서비스가 요구되어진다. 본 논문에서는 의료 환경을 위한 음성 서비스 기반의 상황인식 지원 시스템을 설계 및 구현한다. 이를 위해, 먼저 블루투스 무선 통신기술을 이용하여 이동성을 지닌 PDA를 소유한 클라이언드를 인식하고, 컨텍스트 서버로부터 환자들을 위한 진단 정보 전송과 같은 해당 클라이언트의 컨텍스트에 적합한 실행 모듈을 실행하는 역할을 담당하는 컨텍스트 미들웨어를 제안한다. 아울러, 사용자의 현재 상태, 물리적 환경, 컴퓨팅 시스템의 리소스 등의 상황 정보를 효율적으로 데이터베이스 서버에 저장하는 관리자의 역할을 수행하는 컨텍스트 서버를 기술한다. 마지막으로, 제안하는 시스템의 유용성을 검증하기 위해, 컨텍스트 미들웨어를 통해 다른 의사들에게 해당 환자의 정보를 통보할 수 있는 음성 재생 서비스를 제공하는 응용 시스템을 개발한다. As computing environments are more rapidly developed, an adaptive and intelligent services using post PC such as PDA, Laptop, and Tablet PC in case of rounding and examining patients are highly demanded. The objective of this study is to design and implement a context-awareness support system based on voice service for medical environments. To achieve it, we propose a context middleware which plays an important role in recognizing a client with PDA by using a Bluetooth wireless communication technology as well as in executing an appropriate execution module, like delivery for diagnosis information of patients, according to the staff's context acquired from a context server. In addition, the context server functions as a manager that efficiently stores context information such as client's current status, physical environment, and device resources into a database server. Finally, for verifying the usefulness of the proposed system, we develop an application system which provides voice playing services for notification of other physicians through our context middleware.

방사선 의료영상 검색 시스템에 관한 연구

박병래(Byung-Rae Park),신용원(Yong Won Shin) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2005 방사선기술과학 Vol.28 No.1

방사선사를 위한 교육 및 영상 정보에 대한 정확한 판단에 유용한 주석-기반 방사선 의료영상 검색 시스템을 설계 및 구현하고, 방사선 의료영상에 대한 단순 속성정보, 부가적인 정보인 텍스트 설명정보로부터 추출한 중요 키워드에 대한 효율적인 검색을 위해 B^+-트리와 역화일 기법을 이용한 색인기법을 제안하고자 한다. 윈도우즈 XP에서 Delphi를 이용하여 구현하였으며, 방사선사는 방사선 의료영상에 대한 속성 정보, 부가적인 설명정보, 이미지 정보를 저장하도록 하고, 구축된 영상 데이터베이스로부터 속성정보와 텍스트 키워드 정보를 이용하여 검색 가능하도록 하였다. 임상방사선사가 단순속성정보 및 텍스트 설명정보를 찾아냄으로써 임상현장에서의 체계적인 교육뿐 만 아니라 지식을 구조화함으로써 교육시간의 단축과 방사선 의료영상에 대해 정확한 판단을 내릴 수 있다. 구현되어진 방사선 의료영상검색 시스템은 차후에 일반촬영, 특수조영영상을 포함한 통합화상시스템으로의 확장이 요구되며, 아울러 웹을 통한 서비스를 구축함으로써 의사결정시스템으로 발전 할 수 있는 기반기술로 기대된다. The purpose of this study was to design and implement a useful annotation-based Radiological image retrieval system to accurately determine on education and image information for Radiological technologists. For better retrieval performance based on large image databases, we presented an indexing technique that integrated B+-tree proposed by Bayer for indexing simple attributes and inverted file structure for text medical keywords acquired from additional description information about Radiological images. In our results, we implemented proposed retrieval system with Delphi under Windows XP environment. End users, Radiological technologists, are able to store simple attributes information such as doctor name, operator name, body parts, disease and so on, additional text-based description information, and Radiological image itself as well as to retrieve wanted results by using simple attributes and text keywords from large image databases by graphic user interface. Consequently proposed system can be used for effective clinical decision on Radiological image, reduction of education time by organizing the knowledge, and well organized education in the clinical fields. In addition, It can be expected to develop as decision support system by constructing web-based integrated imaging system included general image and special contrast image for the future.

국외여행상품 선택속성에 관한 연구

최준호(Joon-Ho Choi),신용원(Yong-Won Shin) 한국여행학회 2001 여행학연구 Vol.13 No.-

This paper tries to find out major choice attribute on Outbound Travel Product when the travel takes a trip, and also to investigate the difference among choice attribute based on traveler's characteristics. The date for this study were collected from a questionnaire survey of 663 tourist who have ever taken a travel experience. The main results of this study are following, the important choice attribute analyzed 6 factors. Namely, the importance of rank order of these are as .Tangible, Reliability, Tour Destination, Role of Tour Escort, Empathy, Assurance. The empirical test revealed that there was statistically significant difference in selecting travel product according to the experience of overseas travel, the type of travel and the purpose of travel, ets.

서울도시철도 3,4호선 ATC 국산화 개발품 현차 성능시험 연구

서경수(Kyoung-soo Seo),김영규(Young-gyu Kim),장태순(Tae-soon Jang),신용원(Yong-won Shin) 한국철도학회 2018 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.10

ATC 차상신호장치는 차량의 운행중 추돌 및 과속을 방지하기 위한 중요한 장치로 그 동작 및 운영에 있어 높은 신뢰성이 요구된다. 본 논문에서는 서울교통공사 3,4호선에서 사용하고 있는 ATC 차상신호장치 국산화 개발품인 카드파일어셈블리(CFA) 및 전원공급장치의 개발 내용과 차량시험, 시운전 및 본선운행 등 개발 결과물의 성능을 평가하기 위한 시운전 및 현차시험을 실시하고 그 내용 및 결과를 제시하였다.

IGBT 전력반도체를 이용한 전동차 보조전원장치의 성능향상에 관한 연구

박시영(See-Young. Park),최덕수(Duk-Soo. Choi),배명곤(Myung-Gon. Bae),김현철(Hyun-Choel. Kim),신용원(Yong-Won. Shin),이성규(Sung-Kyu. Lee),김경섭(Kyung-Seob. Kim) 한국철도학회 2015 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2015 No.5