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신승연 연구실
한양대학교 전자공학부 신승연 교수
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신승연 연구실

한양대학교 전자공학부 신승연 교수

신승연 연구실은 의료영상에서 영상신호처리와 컴퓨터비전 기반의 딥러닝 기법을 활용하여 병변 탐지·분할과 해부학적 구조 추정을 수행합니다. 특히 CT 기반 소장 카르시노이드의 희소 병변 문제를 보조감독 학습, 오탐 감소, 합성 데이터 생성, 도메인 적응으로 대응합니다. 또한 그래프 기반 모델을 이용해 소장 경로를 제약조건과 강화학습 기반 추적 정책으로 안정적으로 복원합니다. 망막 영상에서는 혈관 위상 일관성을 유지하기 위한 연결성 예측 기반 동맥-정맥 분류도 함께 수행합니다.

의료영상분석헬스케어인공지능CT 기반 병변 탐지소장 카르시노이드 분석
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소장 카르시노이드 희소 병변 탐지·분할을 위한 약지도/합성데이터 기반 딥러닝 연구 thumbnail
소장 카르시노이드 희소 병변 탐지·분할을 위한 약지도/합성데이터 기반 딥러닝 연구
Weakly supervised and synthetic data-driven deep learning for rare small bowel carcinoid detection a
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주요 논문
5
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1
Article
|
인용수 0
·
2025
Size-Controllable Tumor Synthesis for Improved Detection of Small Bowel Carcinoid Tumors in CT Scans
Seung Yeon Shin, Stephen A. Wank, Ronald M. Summers
IF 3.6 (2025)
IEEE Access
소장에 발생하는 카르시노이드 종양은 드물어, CT(Computed Tomography) 스캔을 이용한 검출 모델 학습을 위해 크기가 다양한 병변을 충분한 규모로 수집하는 데 어려움이 있다. 이러한 희소성은 특히 비교적 작은 종양 또는 큰 종양에서의 검출 성능에 부정적인 영향을 미친다. 이를 해결하기 위해, 우리는 과소대표된 종양 크기를 선택적으로 증강할 수 있어 검출 성능을 향상시키는 새로운 영상 합성 방법을 제안한다. 본 방법은 종양 분할 모델과 크기 인지 손실(size-aware loss)을 학습 과정에 통합함으로써, 크기 제어가 가능한 종양 생성 기능을 제공한다. 구체적으로, 입력 노이즈 벡터의 한 차원을 합성된 종양의 크기를 제어하는 데 지정한다. 원하는 크기로 생성된 종양을 CT 영상에 이식하여 종양 검출 네트워크의 학습 데이터를 풍부하게 한다. 우리의 방법은 기준 합성 방법과 비교하여 시각적 현실감은 유사하게 유지하면서도, 더 뚜렷한 크기 구분을 갖는 종양을 생성한다. 시각적 튜링 테스트(visual Turing test)에서 인간 관찰자들은 합성 종양과 실제 종양을 신뢰성 있게 구별하지 못했다. 자유응답 수신자 조작특성(free-response receiver operating characteristic, FROC) 곡선을 통한 병변 수준 평가에서는, 학습 시 합성 종양을 포함했을 때 검출 성능이 향상되었으며(P=0.04), 본 방법은 소장 카르시노이드 종양과 같은 희귀 종양의 검출을 개선하는 유망한 방향을 제시한다.
https://doi.org/10.1109/access.2025.3600672
Carcinoid tumors
Computer science
Radiology
Medicine
2
Preprint
|
인용수 3
·
2023
Improving segmentation and detection of lesions in CT scans using intensity distribution supervision
Seung Yeon Shin, Thomas C. Shen, Ronald M. Summers
IF 5.4 (2023)
Computerized Medical Imaging and Graphics
https://doi.org/10.1016/j.compmedimag.2023.102259
Lesion
Segmentation
Histogram
Voxel
Computer science
Artificial intelligence
Intensity (physics)
Nodule (geology)
Pattern recognition (psychology)
Radiology
3
Article
|
인용수 4
·
2023
Fully‐automated detection of small bowel carcinoid tumors in CT scans using deep learning
Seung Yeon Shin, Thomas C. Shen, Stephen A. Wank, Ronald M. Summers
IF 3.2 (2023)
Medical Physics
배경: 소장 카르시노이드 종양은 드문 신생물이며 발생 빈도가 증가하고 있다. 소장 카르시노이드 종양 환자는 모호한 증상, 종양의 느린 성장, 그리고 임상의의 인지 부족으로 인해 진단이 지연되는 경우가 흔하다. 컴퓨터단층촬영(CT)은 소장 카르시노이드 종양 진단을 위한 가장 일반적인 영상검사이다. CT는 카르시노이드 종양의 해부학적 및 기능적 양상을 포착하기 위해 양전자방출단층촬영(PET)과 함께 자주 사용되어 민감도를 높이는 데 기여한다. 목적: 우리는 CT 영상에서 소장 카르시노이드 종양을 자동으로 탐지하기 위한 세 가지 서로 다른 방법을 비교하였으며, 이는 본 연구진의 지식으로는 최초의 시도이다. 방법: F-DOPA PET 영상 및 이에 대응하는 방사선학적 판독 보고서를 사용하였다. 이러한 영상은 trainval 세트(n = 24)와 test positive 세트(n = 9)로 분할하였다. 또한 종양의 증거가 없는 22명의 개별 환자에 해당하는 22개 CT 영상을 수집하여 test negative 세트를 구성하였다. 우리는 탐지 네트워크, 패치 기반 분류, 그리고 분할 기반 방법의 세 가지 서로 다른 탐지 방법을 비교하였다. 아울러 각 방법에서 위양성(FP) 감소를 위한 소장 분할의 유용성을 조사하였다. 병변 수준과 환자 수준 평가에는 각각 자유반응형 수용자특성운영특성(FROC) 곡선과 수용자특성운영특성(ROC) 곡선을 사용하였다. FROC 및 ROC 곡선을 비교하는 통계 분석도 수행하였다. 결과: ). 환자 수준 탐지에서는, 소장 분할 기반 필터링을 적용한 탐지 네트워크 방법이 가장 높은 AUC 0.86을 달성하였고, Youden 지점에서 민감도 78%, 특이도 82%를 보였다. 결론: 이 환자 집단에서 카르시노이드 종양은 매우 작았으며 진단이 어려울 수 있었다. 제시된 방법은 병변 수준 탐지에서 소수의 FPs로도 합리적인 민감도를 보였다. 또한 환자 수준 탐지에서 유망한 AUC를 달성하였다. 이 방법은 이 드물고 진단이 어려운 질환을 가진 환자에서 임상적 적용 가능성이 있다.
https://doi.org/10.1002/mp.16391
Medicine
Radiology
Carcinoid tumors
Receiver operating characteristic
False positive paradox
Positron emission tomography
Segmentation
PET-CT
Nuclear medicine
Artificial intelligence
최신 정부 과제
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2025년 8월-2026년 8월
|94,360,000
형상 및 외형이 가변적인 객체의 분석을 위한 3차원 합성 영상의 활용 기술 연구
(1) 연구의 최종 목표- 복잡한 형상, 가변적 외형을 가지는 객체를 대상으로 하는 3차원 영상의 합성 및 활용 기술 개발(2) 세부 연구 목표- 소·대장 등 복잡한 형상의 객체에 대한 영상처리 기반 3D 의료영상 합성 기술 개발- 복잡한 형상의 객체에 대한 생성 모델 기반 3D 의료영상 합성 기술 초기 개발- 하류 작업을 위한 딥러닝 네트워크를 학습하는 ...
합성 영상
형상
3차원
의료 영상