손목 x-선을 활용한 미숙아 대사성 골 질환 진단 딥러닝 모델 구축

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 의과대학 의학과, 2022. 8. 김이경.Background: Metabolic bone disease (MBD) of prematurity is an important complication of prematurity and accurate diagnosis and timely intervention should be made for preterm infants. Objective: To develop a diagnostic tool for MBD of prematurity via deep learning by using wrist x-rays of preterm infants. Methods: Study enrolled preterm infants whose birth weight was less than 1500g born at Seoul National University Children’s Hospital and admitted to Neonatal Intensive Care Unit from 2010 to 2020. Demographic and clinical information as well as wrist x-rays taken between 4-8 weeks of postnatal age were collected retrospectively. Two types of regions of interests (‘ROI 0’ and ‘ROI 1’) were annotated for deep learning model training. Demographic and clinical data was analyzed to determine the factors associated with MBD of prematurity, thus evaluating the representativeness of our study population. Wrist x-ray images were used to train and develop a diagnostic model via various deep learning algorithms, including AlexNet, DenseNet-121, ResNet-50, ResNext-50, VGG-19, CheXNet, and EfficientNet-b3. Results: Fourteen percent (116/814) of enrolled patients were diagnosed with MBD of prematurity between 4-8 weeks of postnatal age. Analysis of clinical information revealed that birth weight less than 1000g (82.8% vs. 37.5%, p<0.001), gestational age less than 28 weeks (75.0% vs. 29.5%, p<0.001), parenteral nutrition longer than or equal to 28 days (49.1% vs, 12.0%, p<0.001) were statistically significant risk factors of MBD of prematurity. These risk factors concurred with renowned risk factors of MBD, suggesting that our population could represent general preterm population and our ground truth is reliable. Deep learning models developed by EfficientNet-b3 and VGG-19 using ‘ROI 0’ appeared to show the best quality of performance demonstrated by highest F1-score (0.844 for both models) and AUROC (0.962 for EfficientNet-b3 and 0.968 for VGG-19). ‘ROI 0’ EfficientNet-b3 model and VGG-19 model both showed sensitivity of 0.907, specificity of 0.924, positive predictive value of 0.790, negative predictive value of 0.969, and accuracy of 0.915. Conclusion: Novel deep learning models to diagnose MBD of prematurity have been developed as a result. Our models showed sensitivity of 0.907, specificity of 0.924, and accuracy of 0.915. If applied to clinical settings, it would assist clinicians, especially for those who are novice, to detect MBD more accurately and conveniently, thereby enabling timely management to treat and prevent disease progression for preterm infants.서론: 미숙아 대사성 골질환은 미숙아가 겪는 중요한 합병증 중 하나로 정확한 진단 및 적절한 시점에서의 치료적 개입이 필요한 질환이다. 목적: 본 연구는 미숙아 대사성 골질환의 진단을 용이하게 하고자 손목 x-ray 영상 정보를 바탕으로 미숙아 대사성 골질환 진단 딥러닝 모델을 구축하고자 한다. 방법: 2010년부터 2020년 사이에 서울대학교 어린이병원에서 1500g 미만으로 출생한 미숙아들 중 신생아중환자실에 입실한 환자들을 대상으로 연구가 진행되었다. 인구학적 정보, 임상 정보, 생후 4-8주 사이에 촬영된 손목 x-ray 영상들은후향적으로 수집되었다. 딥러닝 모델 학습을 위해 두 가지 관심 영역 (‘ROI 0’과 ‘ROI 1’)의 어노테이션이 완료되었다. 임상정보는 미숙아 대사성 골질환과 연관된 인자들을 분석하고자 사용되었고, 이를 통해 연구 모집단의 대표성을 확인하고자 하였다. 수집된 손목 x-ray 영상은 딥러닝을 통한 진단 프로그램을 개발하기 위한 학습데이터로 사용되었다. 프로그램 개발을 위해 AlexNet, DenseNet-121, ResNet-50, ResNext-50, VGG-19, CheXNet, EfficientNet-b3 딥러닝 architecture 가 사용되었다. 결과: 모집단 중 14.3% (116/814)가 생후 4-8주 사이에 미숙아 대사성 골질환으로 진단되었다. 생후 4-8주 이내에 한 번이라도 손목 영상에서 대사성 골질환으로 진단된 경우와 그렇지 않은 경우를 두 군으로 비교하였고, 출생체중 1000g 미만 (82.8% vs. 37.5%, p=0.000), 재태주수 28주 미만 (75.0% vs. 29.5%, p=0.000), 정맥영양 공급 기간 28일 이상 (49.1% vs, 12.0%, p=0.000)이 질환을 겪은 군에서 유의미하게 높은 빈도임이 확인되어, 대사성 골질환의 위험인자로 확인되었다. 이는 이미 잘 알려진 미숙아 대사성 골질환의 위험인자와 일치하며, 이를 통해 모집단이 일반적인 미숙아 집단을 대표할 수 있음을 확인하였다. 더불어 학습에 사용된 ground truth의 신뢰도 또한 입증할 수 있었다. ‘ROI 0’을 이용하여 EfficientNet-b3와 VGG-19를 통해 개발한 진단 모델이 가장 뛰어난 성능을 나타내며, 최대값의 F1 스코어 (0.844)와 AUROC 값 (EfficientNet-b3: 0.962, VGG-19: 0.968)을 보였다., 두 모델의 민감도는 0.907, 특이도는 0.924, 양성 예측도는 0.790, 음성 예측도는 0.969, 정확도는 0.915였다. 결론: 본 연구를 통해 미숙아 대사성 골질환 진단을 위한 딥러닝 모델이 개발되었고 민감도는 0.907, 특이도는 0.924, 정확도는 0.915이다. 향후에 이러한 진단기법이 실제 임상에 적용된다면, 특히나 임상경력이 적은 임상의의 경우에도 질환의 진단이 정확하고 간편하게 이루어질 수 있을 것으로 생각하며, 이를 통해 치료 및 예방을 위한 적절한 개입이 가능해질 것으로 기대한다.Introduction 1 Material and methods 3 Results 8 Discussion 12 Conclusion 15 References 27 Abstract in Korean 29석

시공간 주의집중을 갖는 이중 흐름 행동인식 신경망

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :공과대학 컴퓨터공학부,2019. 8. 전화숙.오늘날 활발한 심층 신경망 연구와 데이터 저장 및 처리 기술 발달로 인해 이 미지 뿐만 아니라 비디오와 같은 시간 흐름을 가진 대용량 데이터에서 다양한 인식 문제를 수행하는 연구가 더욱 더 많은 관심을 받고 있다. 그 중에서도 이중 흐름 신경망은 처음으로 신경망을 통한 학습이 기존의 수작업으로 뽑은 특징보다 (hand- crafted features) 좋은 성능을 보여준 이후로, 비디오 행동 인식에서 주류 아키텍쳐로 자리잡았다. 본 논문에서는 해당 아키텍쳐를 확장하여 비디오에서 동작 인식을 위해 독립적으로 훈련된 이중 흐름 신경망에 시공간 주의집중을 주는 아키텍쳐를 제안했 다. 본 논문에서는 cross attention을 통해 기존의 독립적인 신경망에 상호 보완적인 학습으로 성능 향상을 유도했다. HMDB-51의 표준 비디오 행동인식 벤치 마크에서 본 논문의 아키텍쳐의 성능을 실험하였으며, 기존의 아키텍쳐보다 개선된 성능을 얻을 수 있었다.Two-stream architecture has been mainstream since the success of [1], but two important information is processed independently and not interacted until the late fusion. We investigate a different spatio-temporal attention architecture based on two separate recognition streams (spatial and temporal), which interact with each other by cross attention. The spatial stream performs action recognition from still video frames, whilst the temporal stream is trained to recognise action from motion in the form of dense optical flow. Both streams convey their learned knowledge to the other stream in the form of attention maps. Cross attentions allow us to exploit the availability of supplemental information and enhance learning of the streams. To demonstrate the benefits of our proposed cross-stream spatio-temporal attention architecture, it has been evaluated on two standard action recognition benchmarks where it boosts the previous performance.요 약 제 1 장 서론 제 2 장 관련 연구 2.1 행동 인식에서의 이중 흐름 신경망 2.2 행동인식에서의 주의 집중(Attention) 제 3 장 시공간 주의집중을 갖는 이중 흐름 행동인식 신경망 3.1 효과적인 주의집중 추출 3.2 행동패턴 학습과정 제 4 장 실험 4.1 데이터셋과 구현 세부사항 4.2 성능 비교 제 5 장 결론 ABSTRACTMaste

후복막 접근법을 통한 복강경 부신절제술의 초기 경험

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Timing of Admission to the Surgical Intensive Care Unit is Associated with in-Hospital Mortality

Purpose The relationship between the timing of admission (work-hours or after-hours) to the intensive care unit (ICU) and mortality among surgical ICU (SICU) patients is unclear. This study aimed to investigate whether admission to SICU during after-hours was associated with in-hospital mortality. Methods This retrospective cohort study was conducted in a tertiary academic hospital. The data of 571 patients who were admitted to the SICU and whose complete medical records were available were analyzed. Work-hours were defined as 07:00 to 19:00 Monday to Friday, during which the ICU was staffed with intensivists. After-hours were defined as any other time during which the SICU was not staffed with intensivists. The primary outcome measure was in-hospital mortality according to the time of admission (work-hours or after-hours) to the SICU. Results A total of 333 patients, were admitted to the SICU during work-hours, and 238 patients after-hours. Unplanned admissions (47.1% vs. 33.3%, p < 0.001), acute physiology and chronic health evaluation II score ≥ 25 (23.9% vs. 11.1%, p < 0.001), the need for ventilator support (34.0% vs. 17.4%, p < 0.001), and the use of vasopressors (50.0% vs. 33.3%, p < 0.001) were significantly higher in the after-hours group compared with the work-hours group. Multivariate analyses revealed that the timing of SICU admission was an independent predictor of in-hospital mortality (odds ratio, 2.526; 95% confidence interval, 1.010-6.320; p = 0.048). Conclusion This study showed that admission to the SICU during after-hours was associated with increased in-hospital mortality.ope

Coexistence of chronic lymphocytic thyroiditis with papillary thyroid carcinoma: clinical manifestation and prognostic outcome

The study aimed to identify the clinical characteristics of coexisting chronic lymphocytic thyroiditis (CLT) in papillary thyroid carcinoma (PTC) and to evaluate the influence on prognosis. A total of 1,357 patients who underwent thyroid surgery for PTC were included. The clinicopathological characteristics were identified. Patients who underwent total thyroidectomy (n = 597) were studied to evaluate the influence of coexistent CLT on prognosis. Among the total 1,357 patients, 359 (26.5%) had coexistent CLT. In the CLT group, the prevalence of females was higher than in the control group without CLT (P < 0.001). Mean tumor size and mean age in the patients with CLT were smaller than without CLT (P = 0.040, P = 0.047, respectively). Extrathyroidal extension in the patients with CLT was significantly lower than without CLT (P = 0.016). Among the subset of 597 patients, disease-free survival rate in the patients with CLT was significantly higher than without CLT (P = 0.042). However, the multivariate analysis did not reveal a negative association between CLT coexistence and recurrence. Patients with CLT display a greater female preponderance, smaller size, younger and lower extrathyroidal extension. CLT is not a significant independent negative predictive factor for recurrence, although presence of CLT indicates a reduced risk of recurrence.ope

Exploring science learning using smartphones in science museums: Focused on the feature of scaffolding

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 과학교육과(지구과학전공), 2013. 2. 김찬종.대표적인 비형식 학습 기관인 과학박물관에서는 전시물에 대한 관람객의 이해를 돕기 위해 라벨, 활동지, 도슨트, 휴대 안내기기 등의 다양한 보조 관람 수단을 제공하고 있다. 그 중에서도 오디오 가이드, PDA, 스마트폰 등의 휴대 안내기기는 최근 들어 많은 관심을 받고 있다. 연구에 따르면 휴대 안내기기를 이용한 관람은 깊이 있고 다양한 종류의 해석을 제공함으로써 관람객들이 더 많은 학습 경험을 하고, 더 깊은 차원의 이해와 비판적 사고를 하게 해준다. 또한 관람객 자신의 배경과 더 많은 연결 고리를 만들어 주어, 개인적 학습(personal learning)을 촉진시킬 수 있다. 본 연구에서는 이러한 휴대 안내기기 중 최근 주목받고 있는 스마트폰에 초점을 맞추어 초ㆍ중등학생들을 대상으로 스마트폰을 이용한 과학박물관에서의 과학 학습을 분석하였다.Ⅰ. 서론 1. 연구의 필요성 및 목적 2. 연구 문제 Ⅱ. 이론적 배경 1. 비형식 과학학습 1) 비형식 학습과 비형식 과학학습 2) 박물관에서의 비형식 과학학습 2. 비형식 과학교육에 대한 사회문화적 접근 1) 비형식 과학교육 연구에서의 사회문화적 접근의 필요성 2) 비고츠키의 학습에 대한 관점과 스캐폴딩 3. 과학박물관에서 스캐폴딩 매체로써의 스마트폰 1) 모바일 기기를 이용한 과학관에서의 학습 2) 스마트폰을 이용한 과학관에서의 학습 Ⅲ. 연구방법 1. 전체 연구과정 2. 설문 조사 3. 현장연구 Ⅳ. 연구 결과 1. 관람객들이 기대하는 과학박물관에서 스마트폰의 스캐폴딩 속성 2. 그룹의 특성에 따라 나타나는 스마트폰의 스캐폴딩 속성 3. 개인의 특성에 따라 나타나는 스캐폴딩 Ⅴ. 결론 및 제언 1. 결론 2. 제언 참고문헌 부록Maste

나를 행복하게 만드는 사람은 누구인가

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 심리학과, 2013. 2. 최인철.사회적 영역에서의 접근 목표(approach goal)와 회피 목표(avoidance goal)는 행복에 중요한 영향을 미친다. 바람직한 결과를 추구하는 것에 초점을 두는 접근 목표는 행복에 긍정적인 영향을 미치지만, 부정적인 결과를 피하는 것에 초점을 두는 회피 목표는 행복에 부정적인 영향을 준다(Elliot et al., 2006). 이러한 목표의 중요한 특징 중 하나는 중요한 타인(significant others)에 의해서 유발될 수 있다는 것이다. 그러나 기존 연구에서는 접근 목표와 회피 목표와 사회적 결과(social outcome)의 관계는 활발히 다뤄왔지만 타인에 의해 유도되는 접근 목표와 회피 목표, 행복의 관계에 대해 관심을 보인 연구는 거의 없었다. 본 연구는 사람들을 행복하게 만드는 타인은 접근 목표를 유도하는 사람이고, 나아가 행복한 관계란 접근 목표가 유도되는 관계임을 밝히고자 한다. 이를 위해 세 가지 연구를 수행한 결과, 사람들은 자신을 행복하게 만드는 사람을 떠올릴 때 접근 목표를 회피 목표보다 더 많이 떠올렸으며(연구 1), 자신을 더 행복하게 만드는 사람을 떠올릴 때 상대적으로 덜 행복하게 만드는 사람을 떠올릴 때보다 접근 목표를 더 많이 떠올렸다(연구 2). 또한 접근 목표를 회피 목표보다 더 많이 떠올릴수록 관계 만족도가 더 높았고, 이는 7개월 후의 관계 만족도에도 영향을 주었다(연구 3). 본 연구를 통해 사람들을 행복하게 하는 타인은 접근 목표를 유도하는 사람임을 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 행복한 관계에서 사람들은 접근 목표를 더 많이 떠올린다는 것을 확인할 수 있었다.서 론 1 연구 1 12 방법 13 결과 및 논의 16 연구 2 21 방법 22 결과 및 논의 24 연구 3 27 방법 28 결과 및 논의 30 종합 논의 35 참고문헌 43 부록 49 Abstract 52Maste

Aesthetics of the Grotesque and Its Ontological Meanings

When we confront grotesque objects, we are struck with unpleasant feelings, and then we generally find out their essential feature is integration of disparate things. Overwhelmed with the feelings and unintelligibility, we cannot represent them as anything. Consequently, they are outside our conceptual understanding: we always fail when we attempt to reduce them to something familar to our way of understanding. It is because our cognitive operation to represent them is nothing more than forcible operation to keep them within territories of our understanding. Therefore, there remain only two ways to manage to think the grotesque: one is to conceive them as ridiculous examples of sub-culture, and the other is to consider them as exceptions to history of human thoughts. However, it is obvious that we cannot explain why aesthetics of the grotesque have been maintained and developed throughout the whole passage of art history. Why has the grotesque continued despite of that kind of ceaseless aesthetic persecution? This is the primary question of this paper and I want to show what significance we can draw from aesthetics of the grotesque. In this paper, I attempt to establish the ontology on which aesthetic phenomenon called the grotesque can stand. In Gilles Deleuze's speculations on aesthetics, we can find out impersonal anonymity is playing key role in the thinker's articulation of aesthetic. I take this concept into my conceptualization of the grotesque because the concept is similar to dogmas of aesthetics of the grotesque. From his own theory about aesthetics, Deleuze constructed philosophy of difference, which provides the theoretical ground for his unique criticism on legacy of traditional Western metaphysics. With understanding about Deleuze's metaphysical discussion, I can contrive ontologically systematic analysis of the grotesque. Along the development of my discussion, aesthetics of the grotesque is established in the context of history of thought for the first time. To achieve this goal, I review historical evaluations of the grotesque, and then, explain the status occupied by the grotesque in system of human understanding. Through the passage of this kind of examination, I avoid rushing into clear definition of the grotesque, but I choose to analyze the sentiment of unpleasantness delivered to human receptivity at the sight of grotesque objects. In this way, I can fairly reveal aesthetic meanings of the grotesque because the effects of the grotesque can keep their possibilities