약지도 학습을 이용한 양파 질병 증상 자동 검출

한승훈 ( Seung-hoon Han ),강경민 ( Kyeong-min Kang ),김완수 ( Wan-soo Kim ),김용주 ( Yong-joo Kim ),이대현 ( Dae-hyun Lee ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1

농업 노동력 감소 및 1인당 재배면적의 증가는 작물의 일관되고 효율적인 질병 예찰을 어렵게 하고 있으며, 이를 해결하기 위해 자동 인식 기술 등의 무인화 시스템을 이용한 기술적인 대안이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 양파 재배 자동화를 위해 수행되었으며, 딥러닝을 이용하여 양파 재배 영상 내 질병 증상을 자동으로 검출하였다. 양파 재배지의 실시간 감시가 가능한 영상 수집 시스템을 이용하여 학습용 영상데이터를 수집하였으며, 수집된 영상은 딥러닝 모델 학습을 위한 영상크기로 샘플링 한 후 영상단위로 라벨링을 수행하였다. 양파 질병 증상 검출을 위한 기반 모델은 VGG-16을 이용하였으며, 주석작업에 필요한 노동력 절감을 위해 영상단위 라벨링으로 객체 검출이 가능한 약지도 학습 방법을 이용하였다. 딥러닝 모델의 학습결과 학습 정확도는 약 93%, 검증 정확도는 약 82%, 시험 정확도는 약 70%로 각각 관찰되었으며, 활성화 맵을 이용하여 검출된 영역을 시각화한 결과 질병 증상의 검출이 가능한 것으로 판단되며, 임계값을 이용하여 검출된 질병 영역을 이진화한 후 전체 영상에 대한 비율을 발병도로 평가할 결과 0.6 ~ 7.0% 수준으로 나타났다. 또한, 본 연구 결과를 이용하여 임계값 변화에 따른 알람 단계를 결정하는 방법을 제시하였으며, 향후 기준에 대한 선정 방법의 세분화 및 검증을 통해 양파 질병에 대한 자동 알람 정보의 제공이 가능할 것으로 판단된다.

방사능 측정기를 이용한 F-18 FDG 방사능의 비교

진계환,권대철,오기백,박훈희,김정열,박민수,박대성,Jin, Gye-Hwan,Kweon, Dae-Cheol,Oh, Ki-Baek,Park, Hoon-Hee,Kim, Jung-Yul,Park, Min-Soo,Park, Dae-Sung 한국의학물리학회 2009 의학물리 Vol.20 No.3

국내병원에 설치된 PET와 PET/CT의 영상품질관리와 방사능 피폭을 효과적으로 관리하기 위해서는 환자에게 투여하는 F-18 FDG 방사능 측정에 사용하는 방사능 측정기에 따른 정도관리가 필요하다. F-18 FDG의 정확도와 정밀도를 방사능 측정기로 방사능을 측정하기 위해 시료제조 및 방사능을 측정하였다. F-18 FDG의 방사능 측정에 사용하는 방사능 측정기의 정확도와 정밀도를 파악하여 방사능 측정기에서 측정한 방사능을 보정하였다. 국내 의료기관의 PET 시스템 10대를 시간간격으로 측정하여 한국표준과학원에서 측정한 방사능을 기준 값으로 병원에서 측정한 방사능과 비교하여 정확도와 정밀도를 산출하였다. 정확도를 이용하여 팬텀에 주입하는 방사능을 보정함으로써 팬텀에 주입하는 방사능량에 대한 신뢰성을 확보하였다. F-18 FDG의 방사능 측정기의 정확도는 -5.00%에서 +4.50%, 정밀도 0.05%에서 0.45%으로 국제기준인 정확도 ${\pm}$10%, 정밀도 ${\pm}$5%를 모두 만족하였다. PET/CT 시스템들에 대한 정량적 비교 분석 자료는 PET/CT의 진단율을 높이는 효과가 기대된다. Obviously, the administration of the prescribed amount of activity to the patient requires proper operation of the dose calibrator, which shall be verified by implementing the required quality control on the instrument. This investigation examined the accuracy and precision of dose calibrator activity measurement of the radiopharmaceutical F-18 FDG. To investigate the status of the nuclear medicine centers in Korea for the performance of dose calibrators, 10 centers providing PET/CT system services in Korea were inspected in 2008. We measured accuracy and precision in 10 equipments in consideration of PET/CT model, installation area, and installation time. According to the results of comparative analysis of 10 dose calibrators used to measure radioactivity of F-18 FDG, accuracy was -5.00~4.50% and precision was 0.05~0.45%, satisfying the international standards, which are accuracy ${\pm}$10% and precision ${\pm}$5%. This study demonstrated that, for accurate measurements, no adjustment is necessary for a dose calibrator setting when measuring different dose calibrators of F-18 FDG activity prescriptions.

의료용 우물형 섬광계수기를 이용한 환경 방사선 측정

유광열(Kwang Yeul Lyu),박연준(Yeon joon Park),김민정(Min jeong Kim),함은혜(Eun hye Ham),윤지열(Ji yeol Yoon),김현진(Hyun jin Kim),민정환(Jung Hwan Min),박훈희(Hoon Hee Park) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2015 방사선기술과학 Vol.38 No.4

2011년 발생한 후쿠시마 원전 사고 이후, 국민의 방사선에 대한 관심이 급속히 증가하였으며 그에 따른 방사선의 위험성에 대한 우려 또한 증대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 일상생활 속에서 접할 수 있는 물질의 방사선 및 환경방사선을 측정하여 그 실태를 알아봄으로써, 국민의 방사선에 대한 올바른 이해를 돕고 더불어 방사선 피폭에 대한 우려를 경감하고자 하였다. 본 연구에서는 'Captus - 3000 갑상샘 섭취율 측정장치'를 이용하여 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 17가지 시료들을 대상으로 방사능을 측정하였으며, 측정에는 우물형 계수기를 이용하였다. 측정한 시료로는 연탄, 표고버섯, 명태, 전지분유, 알카라인 건전지, 단추형 건전지, 표토, 아스팔트, 휘발유, 솔잎, 현무암, 흑연(석탄), 고추냉이, 천일염, 담배, 맥주, 참치(캔)으로 선정하였고 각각의 시료에 대하여 토양자원, 수자원, 식품, 기타자원으로 분류하였다. 수자원으로 선정한 맥주는 식품으로 분류하였다. 또한 우물형 계수기의 감도측정을 위하여 기준선원으로 선 선원 형태의 137Cs을 이용하였다. 우물형 계수기로 137Cs 선선원의 계수값(cpm)을 측정한 후, 각각의 시료에서 얻은 계수값과 스펙트럼을 분석하였고, 식품의 경우에는 식약처의 방사능 허용기준단위인 Bq/Kg으로 환산하여 그 안전성을 판단하였다. 실험 결과, 측정한 시료들 중 유의할 만한 시료들을 집단 A로 분류하였고, 그 외에 배후 방사능과 큰 차이를 보이지 않은 시료들을 집단 B로 분류하였다. 집단 A의 경우 배후 방사능에 비해 알카라인 건전지가 7.67 %, 단추형 건전지가 4.65 %, 아스팔트가 8.03 %, 표토가 3.76 %, 연탄이 7.46% 높은 값을 보였다. 사용된 시료들 모두에서 측정된 방사능이 생활용품의 일부와, 식품의 경우에는 식약처에서 제시한 방사능 허용기준치 이내에 들어 있음을 확인하였다. After the Fukushima nuclear accident in 2011, concerns about radiation by people are increasing rapidly. If people could know how much they will be exposed by radiation, it may help them avoiding it and understand what exactly radiation is. By doing this, we were helping to reduce the anxiety of radia-tion contamination. In this study, we have researched figures of radioactivity with 'Captus-3000 thyroid up-take measurement systems' in well counter detector system. The materials were measured with Briquette, Shiitake, Pollock, Button type battery, Alkaline battery, Topsoil, Asphalt, Gasoline, Milk powder, Pine, Basalt stone, Pencil lead, Wasabi, Coarse salt, Tuna(can) Cigar, Beer, and then we categorized those sam-ples into Land resources, Water resources, Foodstuff and Etc (Beer classified as a water resources has been categorized into Foodstuff). Also, we selected the standard radiation source linear 137Cs to measure the sensitivity of well counter detector. After that, we took cpm(counter per minute) for the well counter detector of thyroid uptake system's sensitivity. Then we compared the results of each material's cpm and converted those results to Bq/kg unit. There were a little limitation with the measurement equipment be-cause it has less sensitivity than other professional equipment like 'High purity germanium radiation de-tector'. Moreover, We didn't have many choices to decide the materials. As a result, there are macroscopic differences among the rates of material's spectrum. Therefore, it had meaningful results that showed how much each material had emitted radiation. To compare the material's cpm with BKG, we've compounded their spectrums. By doing that, we were able to detect some differ-ences among the spectrums at specific peak section. Lastly, Button type battery, Alkaline Battery, Briquette, Asphalt and Topsoil showed high value. There were classified emitting high radiation Group A and emitted lower radiation Group B. The Group A, alka-line battery showed higher rate of radiation by 7.67 %, and Button type battery was yield 4.65 % higher rate than BKG. Additionally, Asphalt (8.03 %), Topsoil (3.76 %), Briquette (7.46 %) were yield for higher values. Several samples of the daily supplies were yield little higher, but it seems safe to use in daily lives. In the case of the 'Foodstuff', all of the samples were safe and they were under the radiation limits of the Ministry of Food and Drug Safety for Food; thus, we highly recommend this study to you as a refer-ence of common daily routine.

환경방사능 측정에서의 검출한계치의 정량적 고찰 및 최소검출방사능 농도 계산

이명호,신현상,홍광희,조영현,이창우,Lee, Myung-Ho,Shin, Hyun-Sang,Hong, Kwang-Hee,Cho, Young-Hyun,Lee, Chang-Woo 대한방사선방어학회 1999 방사선방어학회지 Vol.24 No.3

본 논문에서는 저준위 환경방사능 측정시 이용되는 검출한계에 대한 기본개념 및 수식을 통계학적 이론을 기초로 서술하였다. 방사능을 정확하게 검출할 신뢰도를 95%로 설정하여 알파 베타 및 감마선 측정기에 대한 검출한계치값을 계산하였다. 또한 환경 방사능 계측에 많이 사용되는 방사능 핵종에 대해 최소 검출 방사능 농도값을 검출한계치 개념을 근거로 계산하여 저준위 환경 방사능 분석시 환경방사능 측정결과에 대한 신뢰도 평가에 활용 가능 하도록 하였다. In this paper, using statistical theory the basic concepts and the formulars of lower limit of detection were deasribed. Assuming that risks of 5% are acceptable (95% confidence level), lower limits of detection were calculated on the measuring apparatus for alpha, beta and gamma nuclides. Also, on the basis concepts of lower limit of detection, the MDA values were calculated for the radionuclides detected easily in the environment. These results make it possible to evaluate confidence limits on the radioanalytical results in the environmental sample.

Determination of Minimum Detectable Activity in Environmental Samples

Cho,Young Hyun,Hong,Kwang Hee,Lee,Myung Ho,Shin,Hyun Sang,Lee,Chang Woo 대한방사선 방어학회 2000 방사선방어학회지 Vol.24 No.3

본 논문에서는 저준위 환경방사능 측정시 이용되는 검출한계에 대한 기본개념 및 수식을 통계학적 이론을 기초로 서술하였다. 방사능을 정확하게 검출할 신뢰도를 95%로 설정하여 알파, 베타 및 감마선 측정기에 대한 검출한계치값을 계산하였다. 또한 환경 방사능 계측에 많이 사용되는 방사능 분석시 환경방사능 측정결과에 대한 신뢰도 평가에 활용가능 하도록 하였다. In this paper, using statistical theory the basic concepts and the formulars of lower limit of detection were deasribed. Assuming that risks of 5% are acceptable 95% confidence level), lower limits of detecftion were calculated on the measuring apparatus for alpha, beta and gamma nucides. Also, on the basis concepts of lower limit of detection, the MDA values were calculated for the radionuclides detected easily in the environment. These results make it possible to evaluate confidence limits on the radioanalytical results in the environmental sample.

의료용 Re-186 오염폐기물의 규제해제를 위한 방사능측정

김창범(Kim Chang-Bum),이상경(Lee Sang-Kyung),장성주(Jang Seong-Joo),김정민(Kim Jung-Min) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2017 방사선기술과학 Vol.40 No.4

방사선 진료기술의 발전에 따라 의료분야에서 발생하는 방사성폐기물이 급속히 증가하고 있다. 최근의 경향을 보면, 갑상선암 진료 목적의 I-131을 비롯하여 PET/CT 조영제로 사용하는 F-18, 핵의학검사에 폭 넓게 적용하는 Tc-99m 등의 방사성동위원소 사용이 일반화 되고 있다. 사용과정에서 이러한 핵종에 오염된 방사성폐기물이 발생하게 되는데, 일정기간 보관한 후에 방사능이 규제해제(Clearance) 수준으로 감쇠하면 소각 등의 방법으로 자체처분하게 된다. 국제원자력기구(IAEA)에서는 10μSv/y의 개인선량 및 1man-Sv/y의 집단선량과 함께 핵종별 농도에 근거하여 방사성폐기물의 규제해제기준을 제시하였다. 이 연구에서는 IAEA의 핵종별 방사능농도기준에 따른 규제해제 시점을 확인하기 위하여, Tc-99m과 방사화학상 유사한 성질을 가지고 있는 Re-186 관련 방사성폐기물을 수집하여 방사능을 측정하였다. Re-186은 반감기가 3.8일 로 방사성의약품으로는 비교적 길고, 베타선 및 감마선을 방출하여 방사성의약품 치료와 영상에 모두 사용된다. Re-186 사용과 관련하여 발생하는 오염된 일회용장갑(Poly Glove)의 방사능측정을 위하여 다중파고분석기(Multi Channel Analyzer; MCA)를 이용하였으며, 이를 위하여 표준물질을 제작하여 MCA를 교정한 이후 감마방사능 측정 절차에 따라 수행하였다. 측정결과를 근거로 방사능 감쇠 유도식을 산출하여 이론식과 대비하여 고찰하였는바, Re-186 핵종의 유도반감기(3.6일)는 이론적 반감기(3.8일)에 비해 다소 짧은 것으로 나타났다. 따라서 측정결과에 근거한 유도반감기를 적용한다면, 다소 줄어든 기간 동안 Re-186 핵종 폐기물을 보관하였다가 자체처분을 할 수 있을 것으로 확인하였다. 이 연구 결과는 현재 추진하고 있는 국제표준화기구(International Organization for Standardization) 국제표준에 포함될 예정이다. The amount of radioactive waste has been rapidly increased with development of radiation treatment in medical field. Recently, it has been a common practice to use I-131 for thyroid cancer, F-18 for PET/CT and Tc-99m for diagnosis of nuclear medicine. All the wastes concerned have been disposed of by means of the self-disposal method, for example in-cineration, after storage enough to decay less than clearance level. IAEA proposed criteria for clearance level of waste which depends on the individual (10 μSv/y) and collective dose (1 man-Sv/y), and concen-tration of each nuclide (IAEA Safety Series No 111-P-1.1, 1992 and IAEA RS-G-1.7, 2004). In this study, specific radioactivity of radioactive waste contaminated with Re-186 was measured to con-firm whether it meets the clearance level. Re-186 has long half life of 3.8 days relatively and emits beta and gamma radiation, therefore it can be applied in treatment and imaging purposes. The specific radioactivity of contaminated gloves weared by radiation workers was measured by MCA(Multi-channel Analyzer) which was calibrated by reference materials in accordance with the measuring procedure. As a result, comparison evaluation of decay storage period between the half-life which was calculated by attenuation curve based on real measurement and physical half-life was considered, and it is showed that the physical half-life is longer than induced half-life. Therefore, the storage period of radioactive waste for self-disposal may be curtailed in case of application of induced half-life. The result of this study will be proposed as ISO standard.

Ge-68/Ga-68 Rod Sources을 이용한 방사능측정기의 정도관리

정승환(Seung Hwan Jung),진계환(Gye Hwan Jin) 한국방사선학회 2018 한국방사선학회 논문지 Vol.12 No.5

PET와 PET/CT의 검사 영상품질관리를 위해서는 F-18 방사능측정기의 정도관리가 필요하다. Ge-68/Ga-68 Rod Sources을 선원을 이용하여 의료기관에서 사용하고 있는 5종류의 방사능측정기의 방사능 측정의 정확 도와 정밀도를 확인하였다. CRC-15R, CRC-15 PET, CRC-712M, CRC-15 베타 및 CRC-25PET에 대한 측정값과 기준값 사이의 방사능 양에 따른 상관관계는 0.99999 (P <0.0001)로 매우 높은 선형성을 보였다. 정확도 테스트에서 CRC-15R, CRC-15 PET, CRC-712M, CRC-15 베타 및 CRC-25PET 모델은 각각 -3.232 %, -1.342 %, -2.815 %, -2.913 % 및 -3.089 %를 이었다. 국내와 국제기준인 정확도 ±10%, 정밀도 ±5% 이내로 기준을 만족하였고 반감기가 짧은 F-18에 비하여 경제성 있고 비교적 긴 기간 동안 안정적으로 정도관리가 가능하 다는 것을 확인하였다. This article compared accuracy of 5 types of radionuclide activity meters that are being used in medical institutions and proposed the correction factor for each radionuclide activity meters type, using Ge‐68/Ga‐68 radiation sources for scanner setting, regular scanner correction, attenuation correction, and normalization. The calibration constant between baseline values and measured values by CRC-15R, CRC-15 PET, CRC-712M, CRC-15 Beta, and CRC-25PET was 0.99999(P<0.0001), which showed very high linearity. In the accuracy test, CRC-15R, CRC-15 PET, CRC-712M, CRC-15 Beta, and CRC-25PET model showed -3.232%, -1.342%, -2.815%, -2.913%, and -3.089% respectively.

갑상선 진료환자 관련 방사성폐기물의 처분을 위한 방사능 측정 및 평가

김창범(Chang-Bum Kim),장성주(Seong-Joo Jang) 한국콘텐츠학회 2014 한국콘텐츠학회논문지 Vol.14 No.6

의료현장에서의 방사성폐기물은 방사성동위원소의 사용량의 증가와 더불어 급격히 늘어나고 있다. 특히, 갑상선 질병의 진단 및 치료용으로 사용량이 증가하고 있는 I-131 핵종의 경우 8.02 일의 짧은 반감기를 가지고 있으며, 관련 폐기물은 모두 자체처분 방법으로 처분하고 있다. 이와 관련하여 국제원자력기구(IAEA)는 개인선량(10 μSv/y) 및 집단선량(1 man-Sv/y)과 핵종별 농도에 근거하여 각각 폐기물의 규제해제기준을 제시(IAEA Safety Series No 111-P-1.1, 1992 및 IAEA RS-G-1.7, 2004)하였다. 이 연구에서는 의료현장에서 발생하는 I-131 핵종 관련 폐기물을 사용상 종류별로 수집 및 측정하여 방사능농도의 측정 방법 및 절차를 수립한다. 또한, 측정 결과를 바탕으로 핵종의 감쇠 유도식을 산출하고, 이것을 바탕으로 자체처분 가능일자를 산출하여 이론식의 경우와 대비하여 고찰하였다. 측정 결과를 바탕으로 유도 감쇠식을 신정하여 이론적 반감기와 유효 반감기를 비교해 본 결과, I-131 핵종의 이론적 반감기가 유효반감기(7.72일)에 비해 긴 반감기를 가지고 있음을 확인하였다. 측정결과를 바탕으로 한 유효 반감기를 적용한다면, 현재보다 더 짧은 기간 동안 I-131 핵종 폐기물을 보관하였다가 자체처분을 할 수 있다. 이 연구 결과는 ISO 표준으로 추진할 예정이다. The generation amount of radioactive waste has been rapidly increased by increase of the usage of radioisotope source in medical field. Especially, the use of the radioactive source of I-131 with short half-life of 8.02 days used in treatment of thyroid has been increased, and all of the wastes concerned have been disposed by means of the self-disposal method. IAEA proposed criteria for clearance level of waste which depends on the individual (10 μSv/y) and collective dose (1 man-Sv/y), and concentration of each nuclide (IAEA Safety Series No 111-P-1.1, 1992 and IAEA RS-G-1.7, 2004). In this study, various radioactive wastes in medical fields are collected and measured for establishing the disposal methods and procedures of radioactive wastes. In addition, comparison evaluation of decay storage period between the half-life which was calculated by attenuation curve based on real measurement and analytical half-life is considered. With comparing the theoretical half-life and the effective half life(7.72 days) which was based on the decay equation of measured data, it is resulted in the theoretical half-life is longer than effective half-life. The storage period of radioactive waste for self-disposal may be curtailed. The result of this study will be proposed as ISO standard.

감마분광분석을 이용한 환경 중 방사성요오드(¹³¹I)의 측정 불확도에 관한 사례 연구

조윤해(Yoon Hae Cho),설빛나(Bitna Seol),민경옥(Kyoung Ok Min),김완석(Wan Suk Kim),이준배(Jun Bae Lee),이수형(Soo Hyung Lee) 大韓環境工學會 2016 대한환경공학회지 Vol.38 No.1

환경에 존재하는 인공방사성핵종 중 방사성요오드(131I)는 주로 갑상선질환의 치료에 사용되며 환자의 배출과정을 통해 체외로 방출된다. 붕괴가 채 끝나지 않은 131I는 환경으로 방출되어 공공수역에서 검출될 수 있다. 본 연구는 공공수역에서 검출된 131I 방사능 결과의 정확도 및 신뢰도에 영향을 미치는 불확도 중 계측 과정에서 발생하는 불확도에 대하여 금강수계의 실제 사례를 조사하였다. 시료는 금강권역 삽교천 수계의 하천수 및 그 상류의 하수처리장 방류수를 대상으로 하였으며, 시료량에 따른 불확도를 확인하기 위하여 각 지점의 시료를 1, 10, 20 L로 채수하였다. 채취한 시료는 시료량에 따라 전처리를 거친 후 1 L 마리넬리 비커에 충전하여 HPGe (High Purity Germanium) 감마선 검출기를 이용하여 10,000초 단위로 계측·분석하여 계측시간 및 방사능에 따른 측정불확도를 비교하였다. 각 지점의 방사능 농도는 0.03~1.8 Bq/L로, 채취시점에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 131I의 방사능 농도가 0.3 Bq/L 수준인 경우 시료량이 1 L이면 약 80,000초 계측 시까지핵종의 존재여부를 판단하지 못하는 경우가 발생하였으나, 같은 조건에서 시료량을 증가시켜 계측한 경우 10,000초 이상의 계측시간부터 불확도 10% 범위에 포함되는 것으로 나타났다. 131I의 짧은 반감기를 고려하여 즉시 계측이 가능한 1 L 생시료계측 방법을 사용할 수 있으나, 불확도 수준과 전처리 및 계측에 소요되는 시간을 비교하였을 때, 10 L 시료의 계측을 통해 높은 신뢰도의 측정 결과를 얻을 수 있는 합리적인 방법이라고 판단되었다. The radioactive iodine (131I) presents in the environment through the excrete process of nuclear medicine patients. In the detecting of low level of 131I in the public water, the counting uncertainty has an effect on the accuracy and reliability of detecting 131I radioactivity concentration. In this study, the contribution of sample amount, radioactivity concentration and counting time to the uncertainty was investigated in the case of public water sample. Sampling points are public water and the effluents of a sewage treatment plant at Sapkyocheon stream, Geumgang river. In each point, 1, 10 and 20 L of liquid samples were collected and prepared by evaporation method. The HPGe (High Purity Germanium) detector was used to detect and analyze emitted gamma-ray from samples. The radioactivity concentration of 131I were in the range of 0.03 to 1.8 Bq/L. The comparison of the counting uncertainty of the sample amount, 1 L sample is unable to verify the existence of the 131I under 0.5 Bq/L radioactivity concentration. Considering the short half-life of 131I (8.03 days), a method for measuring 1 L sample was used. However comparing the detecting and preparing time of 1, 10 L respectively, detecting 10 L sample would be an appropriate method to distinguish 131I concentration in the public water.

[살림의 길] 방사능 위험으로부터 스스로를 지키는 후쿠시마 사람들

김현우 모심과살림연구소 2016 모심과 살림 Vol.- No.7