광 회절 단층촬영 영상에서의 옵티컬 플로우를 이용한 지질방울 추적기법

Abstract

광 회절 단층촬영 기술은 살아있는 세포를 부가적인 처리없이 3차원 볼륨영상 데이터로 획득하는 기술로 최근 다양한 성과를 보였다. 획득한 세포 영상을 통해 다양한 분석이 가능하나 이를 위해 세포소기관 중 하나인 지질방울을 수동으로 라벨링하여 물체를 추적하는 등 이를 지원하는 기술이 부족한 상황이다. 본 논문에서는 옵티컬 플로우를 이용하여 광 회절 단층촬영 영상에 적용할 수 있는 자동화된 지질방울 추적기법을 제안한다. 본 기법은 옵티컬 플로우로부터 지질방울의 움직임을 추정하며 이를 지질방울 위치추정방법, 라벨링방법 등을 통해 처리하여 한번에 영상 내에 존재하는 모든 지질방울에 대한 개별적인 추적을 가능하게 한다. 또한 추적이 진행됨에 따라 광 회절 단층촬영 영상의 특징으로 인해 누적되는 알고리즘의 오차를 해결하기 위해 추적기법을 3가지의 방법으로 구현하고 그 성능을 헬라세포와 간세포 영상에 대해 정량적, 정성적으로 비교함으로써 지질방울의 위치를 매핑하여 추적하는 프레임별 추적방법이 광 회절 단층촬영 영상에 알맞는 최적의 추적기법임을 제시하였으며, 추적 결과를 가시화하거나 정량적으로 분석하여 검증하는 등 다양한 활용 가능성을 보였다.