작품번호 53 본선대회 Fractal Dimension analysis 를위한망막혈관이미지추출 알고리즘개발과적용 출품분야학생출품부문동물 2014. 5. 구분성명 출품자 지도교사 김황호, 원치원, 이재원 윤용근
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< 그림 > 망막혈관의자기유사성과무작위성 - 3 -
ln ln ln log ln ln ln ε lim ln ln ln ln 물체를포함하는격자의개수 lim ln 물체를포함하는격자의개수 ln - 4 -
< 그림 > 망막중심혈관의구조및분포 < 그림 > 망막과맥락막의혈관분포 < 그림 > 사람망막에분포하는혈관의모습 - 5 -
연도 연구한인물 주제 연구내용 Practical applications of chaos 2003 Marios theory to the modulation of 인간신체기관의노화와 human ageing; Kyriazis nature prefers chaos ro 복잡성의변화 regularity 2004 Barry. R. Fractal analysis of the vascular 인간망막혈관의프랙탈 Masters tree in the human retina 차원과물질확산의한계 2011 Tilman Imaging of the parafoveal Schrnoll 외 capillary network and its 프랙탈차원으로질병의 integrity analysis using fractal 유무를파악할수있음 6명 dimension 2013 Automated segmentation and 망막은뇌혈관질환의 Hong Jiang fractal analysis of high-resolution 병태생리를연구하는외 7명 non-invasive capillary perfusion maps of the human retina 창이될수있음 < 표 > 성별과연령대별환자구성 나이 성별 M F 합계 10대 6 5 11 20대 5 3 8 30대 13 7 20 40대 13 14 27 50대 6 4 10 60대 7 3 10 70세이상 4 5 9 합계 54 41 95-6 -
< 그림 > Kowa fundus camera를이용한촬영모습 < 표 > 환자정보일부 ( 전문은부록 ) 연번 나이 성별 좌우 고혈압 당뇨 백내장 교정시력 안압 1 11 M L X X 정상 1 18 2 11 F R X X 정상 1 16 3 13 F R X X 정상 1 12 4 16 M L X X 정상 1 15 5 16 M R X X 정상 1 15 6 18 M L X X 정상 1 17 이미지추출알고리즘 Define INPUT int RANGE = 0;//' 비슷한 ' 지검사할픽셀의범위이다. - 7 -
int B[HEIGHT][WIDTH], G[HEIGHT][WIDTH], R[HEIGHT][WIDTH], h[54], v[height][width];//r,g,b픽셀을저장하는배열, v는지나간배열표시용, h는헤더저장용배열이다. int start_h, start_w; Step 1 : 시작위치설정시작위치를입력받아저장함파일구조에따른보정파일헤더를저장 Step 2 : 다음작업 Process 함수실행주위 8개픽셀값을레인지값과비교레인지사이에있으면동일한클러스터화이미검사된픽셀은제외하고다음픽셀을선택해서반복함 OOTPUT 검사된픽셀이외의다른픽셀은녹색으로일괄적으로칠함 < 그림 > C-language 를이용한프로그램의예시 int main() { int i, j, head; FILE *in, *out, *header; in=fopen("sample.bmp","rb"); out=fopen("trans.bmp","wb");// 파일포인터 if(in == NULL){ printf(" 파일이존재하지않습니다."); return 0; } printf("start at :"); scanf("%d %d",&start_w,&start_h); puts(""); printf("range :"); scanf("%d",&range);// 시작픽셀과범위입력 for(i=0;i<54;i++) h[i]=getc(in);// 헤더처리 for(i=0;i<height;i++) for(j=0;j<width;j++){ B[i][j]=getc(in); G[i][j]=getc(in); R[i][j]=getc(in); }//input start_h=height-start_h;// 시작픽셀처리 (bitmap파일구조때문 ) process(start_h,start_w); for(i=0;i<54;i++) fputc(h[i], out);// 헤더출력 for(i=0;i<height;i++) for(j=0;j<width;j++){ fputc(b[i][j], out); fputc(g[i][j], out); fputc(r[i][j], out); } // 출력 printf("check trans.bmp..."); - 8 -
) 를이용하였다. < 그림 > 이미지분석프로그램인 ImageJ 를실행했을때메뉴모습 < 그림 > Process-Binary-Make Binary 메뉴실행모습및실행결과 변환후이미지 - 9 -
< 그림 > Skeleonize 메뉴구성및처리후효과적용모습 < 그림 > 프랙탈차원계산메뉴구성및옵션설정모습 - 10 -
< 그림 > 가톨릭임상연구지원센터 & IRB 교육 < 그림 > 연구자과정수료증 1) 일원분산분석은독립변수가하나일때분산의원인이집단간차이에기인한것인지를분석하는통계적방법이다. - 11 -
< 그림 > 망막혈관사진과 C-language로혈관만추출한이미지 < 그림 > 망막혈관사진과일러스트레이터로혈관만추출한이미지 - 12 -
연번 나이 프랙 탈차원 연번 나이 < 표 > 각대상의프랙탈차원 프랙 탈차원 연번 나이 프랙 탈차원 연번 나이 프랙탈차원 1 11 1.458 26 34 1.452 51 46 1.466 76 58 1.428 2 11 1.473 27 35 1.436 52 46 1.452 77 60 1.473 3 13 1.429 28 36 1.464 53 46 1.438 78 62 1.46 4 16 1.438 29 36 1.435 54 46 1.428 79 64 1.461 5 16 1.45 30 36 1.444 55 46 1.435 80 66 1.444 6 18 1.456 31 37 1.451 56 46 1.462 81 66 1.465 7 18 1.446 32 37 1.456 57 46 1.457 82 67 1.452 8 19 1.475 33 38 1.466 58 46 1.461 83 68 1.453 9 19 1.45 34 38 1.46 59 47 1.459 84 68 1.447 10 19 1.412 35 38 1.456 60 47 1.449 85 69 1.437 11 19 1.428 36 38 1.456 61 48 1.454 86 69 1.453 12 20 1.462 37 38 1.465 62 48 1.444 87 71 1.419 13 21 1.43 38 39 1.482 63 49 1.445 88 71 1.445 14 21 1.47 39 39 1.439 64 49 1.454 89 72 1.464 15 23 1.459 40 40 1.48 65 49 1.473 90 73 1.454 16 24 1.458 41 40 1.453 66 49 1.465 91 74 1.469 17 24 1.464 42 40 1.474 67 50 1.423 92 77 1.436 18 27 1.442 43 40 1.49 68 51 1.46 93 80 1.451 19 28 1.476 44 40 1.452 69 52 1.468 94 82 1.478 20 30 1.461 45 40 1.44 70 52 1.462 95 84 1.439 21 30 1.44 46 40 1.483 71 52 1.469 22 31 1.44 47 40 1.468 72 52 1.437 23 32 1.45 48 42 1.464 73 53 1.438 24 33 1.449 49 43 1.45 74 54 1.415 25 33 1.445 50 45 1.432 75 57 1.473 < 표 > 전개체통계량 개체수 최소값 최대값 평균 표준편차 프랙탈차원 95 1.4120 1.4900 1.452884.0157830-13 -
< 그림 > 프랙탈차원과나이사이의무관계성을보여주는 산포도 < 표 > 연령대에따른프랙탈차원의분산분석 연령대 19 세미만 개체수 (N) 평균표준편차최소값최대값 F 값유의확률 11 1.446818.0191615 1.4120 1.4750 20 대 8 1.457625.0149278 1.4300 1.4760 30 대 20 1.452350.0119837 1.4350 1.4820 40 대 27 1.456593.0155718 1.4280 1.4900 50 대 10 1.447300.0214375 1.4150 1.4730 0.896 0.501 60 대 10 1.454500.0105856 1.4370 1.4730 70 세이상 9 1.450556.0182285 1.4190 1.4780 합계 95 1.452884.0157830 1.4120 1.4900-14 -
< 그림 > 망막혈관사진과 C-language로추출한이미지를중첩함 2) < 부록 > - 15 -
< 그림 > 프랙탈차원분석을위해추출한이미지. A-Ning의연구에서이용된프랙탈이미지, B-본연구에서이용된프랙탈이미지 ( 사진과중첩한이미지 ), C-Barry의연구에서이용된프랙탈이미지 - 16 -
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연번나이성별좌우고혈압당뇨백내장교정시력 안압연번나이성별좌우고혈압당뇨백내장교정시력 1 11 M L X X 정상 1 18 49 43 M L X X 정상 1 18 2 11 F R X X 정상 1 16 50 45 F L X X 정상 1 14 3 13 F R X X 정상 1 12 51 46 M L X X 정상 1 18 4 16 M L X X 정상 1 15 52 46 M R X X 정상 0.8 16 5 16 M R X X 정상 1 15 53 46 F R X X 정상 1 14 6 18 M L X X 정상 1 17 54 46 F R X X 정상 1 16 7 18 F R X X 정상 1 18 55 46 F L X X 정상 1 16 8 19 F R X X 정상 1 20 56 46 F R X X 정상 1 12 9 19 F R X X 정상 1 15 57 46 M R X X 정상 1 17 10 19 M R X X 정상 1 16 58 46 F L X X 정상 1 15 11 19 M R X X 정상 1 18 59 47 F R O O 정상 1 17 12 20 M R X X 정상 1 15 60 47 M R X X 정상 1 16 13 21 M R X X 정상 1 18 61 48 M R X X 정상 1 19 14 21 M L X X 정상 1 19 62 48 F L X X 정상 1 12 15 23 F L X X 정상 1 17 63 49 F R O X 정상 1 13 16 24 M R X X 정상 1 12 64 49 M R X X 정상 1 15 17 24 F L X X 정상 1 21 65 49 F R O X 정상 1 12 18 27 F R X X 정상 1 19 66 49 F L X X 정상 1 13 19 28 M L X X 정상 1 11 67 50 M R X X 정상 1 11 20 30 F R X X 정상 1 15 68 51 F L X X 경도백내장 0.9 12 21 30 F R X X 정상 1 10 69 52 F L O X 경도백내장 0.9 14 22 31 M L X X 정상 1 20 70 52 F L X X 정상 1 14 23 32 F R X X 정상 1 12 71 52 M R X X 정상 1 17 24 33 M L X X 정상 1 14 72 52 F L X X 정상 1 12 25 33 M L X X 정상 1 11 73 53 M R X X 경도백내장 1 19 26 34 F R X X 정상 1 10 74 54 M R X X 경도백내장 1 15 27 35 M R X X 정상 1 12 75 57 M L X X 정상 1 11 28 36 M R X X 정상 1 14 76 58 M R X X 경도백내장 1 15 29 36 F L X X 정상 1 13 77 60 M L O X 위수정체 0.9 16 30 36 M L X X 정상 1 18 78 62 M L O X 경도백내장 1 16 31 37 M R X X 정상 1 16 79 64 M L X X 경도백내장 1 20 32 37 M R X X 정상 1 18 80 66 F R O X 경도백내장 1 12 33 38 M R X X 정상 1 15 81 66 M R O X 경도백내장 0.9 14 34 38 F L X X 정상 1 15 82 67 M L X X 경도백내장 1 15 35 38 F R X X 정상 1 20 83 68 M L O X 경도백내장 0.7 14 36 38 M R X X 정상 1 11 84 68 F L X X 경도백내장 0.8 20 37 38 M L O X 정상 1 13 85 69 M R X X 경도백내장 0.9 12 38 39 M R X X 정상 1 11 86 69 F L O X 경도백내장 0.8 15 39 39 M R X X 정상 1 13 87 71 F R O X 위수정체 0.9 19 40 40 M L X X 정상 1 17 88 71 F L O X 경도백내장 1 13 41 40 F L X X 정상 1 13 89 72 M R X X 경도백내장 1 16 42 40 F L X X 정상 1 7 90 73 M L X X 경도백내장 0.7 19 43 40 M L X X 정상 1 20 91 74 M L X X 위수정체 1 11 44 40 M L X X 정상 1 17 92 77 F L X X 경도백내장 0.9 13 45 40 M L X O 정상 1 12 93 80 F R X X 위수정체 1 15 46 40 M R X X 정상 1 17 94 82 M R O X 위수정체 0.8 16 47 40 F L X X 정상 1 19 95 84 F R X X 위수정체 1 11 48 42 M R X X 정상 1 14 안압 - 19 -
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다중비교 종속변수 : 프랙탈차원 (I) (J) 연령대연령대평균차 (I-J) 표준오차유의확률 95% 신뢰구간하한값상한값 20 -.0108068.0073582.903 -.037561.015948 30 -.0055318.0059443.990 -.027146.016082 10 40 -.0097744.0056643.810 -.030370.010821 50 -.0004818.0069191 1.000 -.025640.024676 60 -.0076818.0069191.974 -.032840.017476 70 -.0037374.0071176 1.000 -.029617.022142 10.0108068.0073582.903 -.015948.037561 30.0052750.0066245.996 -.018812.029362 20 40.0010324.0063744 1.000 -.022145.024210 50.0103250.0075115.928 -.016987.037637 60.0031250.0075115 1.000 -.024187.030437 70.0070694.0076947.990 -.020909.035048 10.0055318.0059443.990 -.016082.027146 20 -.0052750.0066245.996 -.029362.018812 30 40 -.0042426.0046718.991 -.021229.012744 50.0050500.0061331.995 -.017250.027350 60 -.0021500.0061331 1.000 -.024450.020150 70.0017944.0063562 1.000 -.021317.024906 10.0097744.0056643.810 -.010821.030370 20 -.0010324.0063744 1.000 -.024210.022145 Scheffe 30.0042426.0046718.991 -.012744.021229 40 50.0092926.0058621.865 -.012022.030607 60.0020926.0058621 1.000 -.019222.023407 70.0060370.0060951.986 -.016125.028199 10.0004818.0069191 1.000 -.024676.025640 20 -.0103250.0075115.928 -.037637.016987 50 30 -.0050500.0061331.995 -.027350.017250 40 -.0092926.0058621.865 -.030607.012022 60 -.0072000.0070819.984 -.032950.018550 70 -.0032556.0072760 1.000 -.029711.023200 10.0076818.0069191.974 -.017476.032840 20 -.0031250.0075115 1.000 -.030437.024187 60 30.0021500.0061331 1.000 -.020150.024450 40 -.0020926.0058621 1.000 -.023407.019222 50.0072000.0070819.984 -.018550.032950 70.0039444.0072760.999 -.022511.030400 10.0037374.0071176 1.000 -.022142.029617 20 -.0070694.0076947.990 -.035048.020909 70 30 -.0017944.0063562 1.000 -.024906.021317 40 -.0060370.0060951.986 -.028199.016125 50.0032556.0072760 1.000 -.023200.029711 60 -.0039444.0072760.999 -.030400.022511-27 -