자기공명영상을 활용한 무정란 조기 판별 기술 개발 (Early Detection of Infertile Egg Using Magnetic Resonance Imaging)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 25권 / 1호 / 603 ~ 610페이지
· 저자명 : 김학성, 김성민

초록

본 연구의 목적은 MRI 장치를 이용하여 부화 과정에서 획득한 자기공명영상을 활용하여 부화 시간에 따라 변화하는 영상의 특징을 관찰할 수 있는 영상 처리 알고리즘을 개발하고, 영상의 특징을 이용하여 유·무정란을 판별할 수있는 형상 지수를 개발하며, 그 값으로 정상 부화 여부를 판명할 수 있는 가능성을 구명하여 무정란의 조기 판별 기술을개발하는 것이다. 산업용 MRI 시스템을 이용하여 40개의 유정란과 10개의 무정란 영상을 얻고 분석하였다. 계란을 38 ℃ 부화기에 넣어 3일 간 부화시키며 실험을 진행하였고 MRI는 시료를 부화기에 넣기 전과 부화기에 넣은 후 22시간, 32시간, 40시간, 48시간, 56시간, 64시간, 72시간에 결쳐서 총 8번의 영상을 획득하였다. 연구 결과로 부화 중 노른자형상의 변화를 정량화하기 위해 노른자의 윤곽선 추출 및 추출한 영상의 중심, 원형도, 장단축 비 등을 분석할 수 있는영상 처리 알고리즘을 개발하였다. 계란 중앙 부위의 슬라이스 평균 영상 정보를 이용하여 노른자의 원형도와 장단축비 등의 형상 지수를 구한 후 분석한 결과 유·무정란 판별율은 부화 56시간에서 각각 98.4% 및 82.5%를 나타내었다.
개발된 기술을 좀 더 보완하여 판별율을 높여 활용하면 유·무정란 판별을 3일 이내에 판별할 수 있으리라 생각된다.

영어초록

The objectives of this study were to develop an image processing algorithm that can observe image characteristics that change with incubation time, to develop shape indices that can distinguish between fertile and infertile eggs using image characteristics, to investigate whether normal hatching can be determined using these indices, and to develop a technology capable of detecting infertile eggs. MRI acquisition was performed using an industrial MRI system and 40 fertilized and 10 infertile eggs. Eggs were placed in an incubator at 38°C for 3 days, and MR images were obtained 8 times at baseline (before samples were placed in the incubator) and at 22, 32, 40, 48, 56, 64, and 72 hours after placing samples in the incubator. An image processing algorithm was developed to analyze centroid, circularity, and the major-to-minor axis ratios to quantify yolk shape changes during incubation from extracted images.
Average image information of three central slices was used to calculate shape indices useful for differentiating fertile and infertile eggs. The shape indices yolk circularity and major-to-minor axis ratio (determined after incubation for 56 hr) achieved discrimination rates of 98.4% and 82.5%, respectively.
In summary, using shape indices would enable fertile and infertile eggs to be differentiated within 3 days.

참고자료

· 없음