• 한국방사선학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.307-314
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• 2015

유방 자기공명영상검사 시 확산강조영상에서 발생하는 심장과 폐에 의한 불수의적 움직임 인공물과 감소된 영상영역 에코평면영상기법으로 발생하는 둘러겹침 인공물을 추가적인 사전포화기법을 사용하여 이를 저감화시키고자 하였다. 2014년 08월 1일부터 11월 30일까지 여성 환자 38명을 대상으로 하였으며 사용 장비로는 유방 검사에 최적화된 3.0T와 유방 전용 코일을 사용하였다. 영상의 평가와 분석은 정량적, 정성적 분석을 하였으며 통계적 유의성은 Paired T-test와 Wilcoxon rank test를 하였다. 결과적으로 추가적인 사전포화펄스의 사용으로 정량적인 평가에서는 병변에서 15.69%, 병변 근접 부위에서 13.72%, 지방에서 20.63%의 증가를 보였으며, 대조도 대 잡음비의 경우는 병변과 병변 근접 부위에서 10.58%, 병변과 지방 부위에서 12.03%의 증가로 나타났다. 정성적인 평가에서는 확산경사계수 0에서 22.05%, 1000에서 21.42%, 현성확산계수에서 16.10%의 증가로 나타났으며, 통계적 평가에서는 신호 대 잡음비와 대조도 잡음비, 확산경사계수와 현성확산계수에서 모두 유의한 결과로 나타났다(p<0.05). 따라서 사전포화펄스의 추가적인 사용으로 유방 자기공명영상 검사에서 확산강조영상 획득 시 위상 부호화 방향으로 발생하는 불수의적 움직임 인공물과 둘러겹침 인공물이 감소가 되어 최적의 영상을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.317-323
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• 2014

본 연구는 임상적으로 정형화된 경추부 MR 검사에서 틀니 제거 환자들의 불수의적 구강운동, 침 삼킴 등의 불수의적 구강 운동에 의한 움직임 인공물을 개선하기 위해 구강내 삽입 유도 기구를 이용한 검사방법을 제안하고 인공물을 최소화하여 질환의 경계가 불분명했던 부분을 명확하게 하여 최적의 영상을 만들고자 하였다. 2014년 1월 1일부터 2014년 6월 31일까지 경추부 질환으로 내원한 환자 중 틀니를 착용한 30명을 대상으로 경추 자기공명검사를 시행하였다. 방법으로는 틀니를 제거한 후 바로 누운(supine position)자세로 $T_1$-TSE-Sagittal, $T_2$-TSE-Sagittal, $T_1$-TSE-Axial, $T_2$-TSE-Axial을 획득하고 환자의 입에 구강내 삽입 유도 기구를 삽입한 후 $T_1$-and $T_2$-TSE-Axial을 검사하였다. 결과로는 정량적 분석 SNR은 구강 삽입 유도 기구 사용 전 $T_1$-TSE-Axial이 $22.33{\pm}8.59$, 사용 후 $25.21{\pm}7.93$, $T_2$-TSE-Axial은 사용 전 $14.49{\pm}5.74$, 사용 후 $16.61{\pm}6.72$이었다. CNR은 $T_1$-TSE-Axial이 $0.23{\pm}0.01$, $T_2$-TSE-Axial이 $0.21{\pm}0.01$로 측정되었다. 정성적 분석으로는 $T_1$-TSE-Axial에서 구강내 삽입 유도기구 사용 전 $3.49{\pm}0.11$, 사용 후 $3.95{\pm}0.14$로 나타났으며 $T_2$-TSE-Axial에서는 구강내 삽입 유도기구 사용 전 $3.25{\pm}0.18$, 삽입 후 $3.68{\pm}0.09$로 나타났다. 결론적으로 구강내 삽입 유도 기구의 사용으로 움직임 인공물이 해소되어 영상의 대조도와 분해능이 향상되었고 영상 판독에 있어 질환의 식별능력이 우수하여 영상의 질이 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.91-98
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• 2023

본 논문에서는 자체 제작한 움직임 팬텀을 이용하여 다양한 호흡모사를 하고, PET/CT 장비 내의 데이터기 기반 보정프로그램을 적용하여 영상을 획득하고, 영상의 SUVmax 및 병변 부피를 분석하여 호흡에 따른 장기 또는 종양의 움직임으로 인한 인공물의 감소효과를 확인하였다. 이동거리 3 cm에서 데이터 기반 게이팅을 적용한 영상이 데이터 기반 게이팅을 적용하지 않은 영상보다 SUVmax가 팬텀 구의 지름이 10 mm, 13 mm, 17 mm, 22 mm, 28 mm, 37 mm에서 각각 2.37, 2.02, 1.44, 1.20, 0.42, 0.52 향상시키는 것으로 나타났고, 향상률로 표시하면 각각 72.5%, 73.3%, 51.3%, 25.8%, 8.6%, 7.2%이었다. 크기가 작은 병소의 SUVmax의 개선효과가 크게 나타났다. 데이터 기반 게이팅을 적용하지 않았을 때에 비하여 적용하였을 때에 1 cm, 2 cm, 3 cm에서 각각 5%, 12%, 18%의 영상의 면적이 감소하는 개선효과가 있었고, 그리고 움직임에 의한 인공물이 클 때 감소 효과도 커졌다. 데이터 기반 게이팅을 적용하면 검사절차가 간소화되고, 사술자의 피폭선량 감소효과와 더불어 호흡으로 인한 인공물을 감소시켜 영상의 질을 개선할 수 있음을 확인하였다.

• 핵의학기술
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• 제18권2호
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• pp.28-32
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• 2014

심근 관류 SPECT 검사 중 환자의 움직임은 관류 결손과 인공물을 발생시켜 정확한 진단에 영향을 줄 수 있는 인자이다. 움직임으로 왜곡된 데이터를 보정하는 방법으로 움직임 보정방법이 개발되었고 각 방법마다 사용된 알고리즘이 다르기에 상황에 비교하고자 한다. 실험에 사용된 장비는 GE Ventri Gamma Camera와 Anthropomorphic Torso Phantom을 이용하였다. 팬텀을 환자 조건과 동일하게 하기 위하여 심근에 74 kBq/mL, 연부조직 1.1 kBq/mL, 폐 2.6 kBq/mL, 간 9.6 kBq/mL의 Tl-201을 주입하여 제작하고, 움직이는 상황에서 결손의 변화 관찰 목적으로 심근의 Anterior wall에 임의로 결손을 삽입하였다. 움직이지 않는 정상군과 일정간격(2 cm, 3 pixel) 상하 1회 이동, 상하 반복 이동, 좌우 1회 이동, 좌우 반복 이동한 데이터에 나누어 영상 획득하고 MDC, Hopkins, Stasis 방법을 적용하여 Polar map과 정량분석 Score로 비교 하였다. 환자와 동일한 조건으로 회전각 $6^{\circ}$, 50sec/frame으로 영상 획득하고, OSEM (2 iterations, 10 subsets), Butterworth filter (order 10; cutoff frequency; 0.32 cycle per pixel)를 적용, scatter correction, 감쇠보정은 적용하지 않았다. 팬텀 실험에서 세 가지 방법들에서 MDC 방법이 Visual 인공물 없이 잘 보정하였으나, 환자의 데이터에 이를 적용 하였을 때, 환자마다 움직임 보정방법 적용 결과들이 일정하지 않았다. 이는, 환자의 움직임이 일정하지 않고, 장기내의 동위원소의 비율도 다르기에 발생한다고 생각되며 추가적인 연구와 상황에 맞는 움직임 보정방법의 유동적인 사용이 필요하다고 사료된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제13권1호
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• pp.22-30
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• 2009

목적 : 자기공명영상화는 보통 긴 스캔 시간으로 인해 환자의 움직임이 큰 문제가 된다. 이러한 환자의 움직임을 보정하기 위한 한가지 방법인 영상의 엔트로피(entropy)를 이용한 후처리 방법은 다른 추가 데이터 획득 없이 효과적으로 움직임 인공물을 줄일 수 있음을 보였다. 하지만 이 방법의 가장 큰 문제는 처리 시간이 매우 길다는데 있다. 본 연구에서는 움직임 보정 처리시간을 줄이는 방법을 제안한다. 대상 및 방법 : 전체적인 보정 시간을 줄이기 위한 첫 번째 방법은, 퓨리에 변환의 분리성을 이용하여 전체적인 퓨리에 변환시간을 줄일 수 있다. 영상의 엔트로피 기준을 대신해 영상의 전체 화소의 합(pixel sum)을 움직임 보정의 기준으로 이용하여 영상 기준을 계산하는 시간을 절반 이하로 줄일 수 있다. 마지막으로 부분 퓨리에 재구성 방법을 조합하여 움직임의 영향을 보정하는 k-공간의 데이터 량을 줄임으로써 전체적인 처리 시간을 큰 폭으로 줄일 수 있다. 결과 : 제안한 방법을 사용하여 보정한 영상의 품질은 엔트로피를 이용한 보정 방법과 거의 흡사했으며, 대신 전체적인 처리 시간을 2차원 영상에서 15%로, 3차원 영상에서 30%로 줄일 수 있었다. 결론 : 제안한 방법을 병렬 영상화 기법 등과 결합하여 영상 보정 시간을 더욱 줄일 수 있을 것으로 기대한다. 제안하는 방법은 다른 보정 기법을 사용할 수 없을 때, 영상에서 움직임의 영향을 줄이는 방법으로 유용할 것으로 기대한다.

• 핵의학기술
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• 제22권1호
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• pp.55-66
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• 2018

PET/CT 검사에서 환자의 움직임이나 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물(washed-out artifact)이 발생하여 육안적 판독 및 정량평가의 정확성을 감소시킬 가능성이 있다. GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 영상에 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복시켜주는 알고리즘이다. 본 연구의 목적은 팬텀 실험을 통해 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하였을 때 기존의 정량 값으로 회복 가능한 비방사능의 역치 값을 측정하고, 냉소 인공물이 발생한 임상 환자 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하여 보정 전과 후의 영상을 비교 분석하고자 한다. $^{68}Ge$ 실린더 팬텀 영상에 냉소 인공물을 발생시키기 위해 임의의 $^{18}F$ 선원의 비방사능이 20 ~ 20,000 kBq/ml 가 되도록 20 단계로 분주하고 $^{18}F$ 선원의 CT 영상과 PET 영상간에 불일치(mis-registration) 정도가 없을 때, 불일치가 각각 1, 2, 3, 4 cm 일 때의 영상을 획득하였다. 또한 본원에서 $^{18}F-FDG$ Fusion Whole Body PET/CT 검사를 시행한 환자 중 유치 도뇨관 내에 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 34명의 환자를 대상으로, CT 영상과 PET 영상간의 불일치 정도(cm), 인공물을 발생시키는 원인이 되는 비방사능의 수치(kBq/ml), 인공물이 발생한 단면 내 근육에서의 $SUV_{mean}$, 인공물이 발생한 단면 내 병변에서의 $SUV_{max}$, 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변에서의 $SUV_{max}$를 측정하였다. 통계는 보정 전과 후의 차이를 비교하기 위해 대응 표본 t 검정을 시행하였다. 팬텀 실험에서는 $^{18}F$ 선원의 비방사능이 커질수록 $^{68}Ge$ 실린더 팬텀의 $SUV_{mean}$가 감소하였다. 불일치 거리가 커질수록 $SUV_{mean}$가 급격히 저하 되었지만 반대로 보정 효과는 더 크게 나타났다. 비방사능 50 kBq/ml 이하에서는 모든 조건에서 육안적으로도 냉소 인공물이 발생하지 않았으며 $SUV_{mean}$에도 차이가 없었다. 불일치가 없을 때와 1 cm 차이가 있을 때는 120 kBq/ml 이하부터 산란 제한 보정 알고리즘을 적용 할 때 기존 $SUV_{mean}$(0.95)와 동일하게 회복 되었고, 2 cm와 3 cm 차이에서는 100 kBq/ml 이하부터, 4 cm 차이에서는 80 kBq/ml 이하부터 기존 $SUV_{mean}$와 동일하게 회복 되었다. 임상 환자 34명의 영상을 분석한 결과, 불일치 평균 거리는 2.02 cm 이었고, 냉소 인공물을 발생시키는 평균 비방사능은 490.15 kBq/ml 이었다. 인공물이 발생한 단면 내 근육의 $SUV_{mean}$와 병변의 $SUV_{max}$는 보정 전 후 각각 통계적으로 유의한 차이가 있었지만(t=-13.805, p=0.000) (t=-2.851, p=0.012), 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변의 $SUV_{max}$는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=-1.173, p=0.250). GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 임상 검사에서 환자의 심한 움직임뿐만 아니라 높은 비방사능의 미세한 움직임에 의해 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복해 주는 알고리즘이다. 냉소 인공물이 발생 하였을 때 산란제한 보정 알고리즘 적용 후 그 원인이 되는 비방사능의 수치, CT 영상과 PET 영상의 불일치 거리 등을 감안하여 영상을 분석한다면 냉소 인공물 부위의 재촬영 없이, 육안적 판독 및 정량 값을 더 정확하게 평가 하는데 도움이 될 것으로 사료 된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.935-942
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• 2021

호흡에 의한 체내 장기의 불수의적 움직임은 방사선 치료 및 진단의 결과에 큰 영향을 주는 요소이다. 본 논문에서는 호흡에 따른 장기 또는 종양의 움직임을 모사하기 위한 움직임 팬텀을 제작하고 다양한 호흡모사 조건에서 ¹⁸F-FDG PET 스캔 영상을 획득하여 호흡에 따른 종양의 움직임 범위와 종양의 크기에 따른 인공물의 수준 및 표준섭취계수 최대값(maximum standardized uptake value, SUVmax)를 분석하였다. 운영체계로 윈도우 CE(Windows CE) 6.0 기반으로 전동액추에이터, 전동액추에이터 포지셔닝 드라이버, PLC(Programmable Logic Controller)을 이용한 위치 및 속도 조절 모듈은 이동거리 0-5 cm와 왕복이동 10회, 15회, 20회에서 정상적으로 동작하였다. 지연시간 100분에서 구의 지름 10, 13, 17, 22, 28, 37mm일 때 각각 80.4, 99.5, 107.9, 113.1, 128.0, 124.8%로 측정되었다. 이동거리가 같을 때 호흡수에 따른 차이는 미미하였다. 호흡수를 20회 하고 이동거리를 1 cm, 2 cm, 3 cm, 5 cm일 때 구의 지름이 10, 13, 17, 22, 28, 37 mm에서 이동거리가 길어질수록 구의 크기가 작은 것 부터영상의 구분 능력이 저하되었다. 정지영상에 비하여 이동거리를 5 cm로 하였을 때, 표준섭취계수의 최대값은 구의 지름이 10, 13, 17, 22, 28, 37 mm에서 각각 18.0%, 23.7%, 29.3%, 38.4%, 49.0%, 67.4%이었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.45-52
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• 2024

본 연구에서는 의료기관에서 방사성동위원소를 이용하여 암을 비롯한 여러 질환을 검사하는 PET/CT 검사에서 환자의 움직임으로 인한 영상의 질 저하와 판독 오류를 발생할 수 있는 점을 보완하기 위해 AI 기반의 Algorithm을 이용하여 개발한 Mothion Free 소프트웨어를 이용하여 호흡으로 인한 움직임의 보정 정도를 확인하고 유용성을 평가하여 임상에서의 적용을 위한 연구를 하였다. 실험 방법은 RPM Phantom을 사용하여 방사성동위원소 18F-FDG를 진공 바이알과 서로 다른 크기 NEMA IEC body Phantom의 sphere에 방사성동위원소를 주입하고 이것의 움직임을 호흡 시 움직이는 병소로 연출하여 영상을 획득하였다. 진공 바이알은 서로 다른 위치에서 움직임 정도를 다르게 하였고, 서로 다른 크기 NEMA IEC body Phantom의 sphere는 서로 다른 병소의 크기를 연출 하였다. 획득한 영상을 통하여 병소의 체적, 최대 SUV, 평균 SUV를 각각 측정하여 Mothion Free가 움직임 보정 정도를 정량적 평가를 하였다. 움직임 정도를 크게 설정한 진공바이알 A의 평균 SUV는 23.36 %, 움직임 정도를 작게 설정한 진공 바이알 B는 29.3 % 오차율이 감소하였다. NEMA IEC body Phantom의 sphere 37 mm, 22 mm에서의 평균 SUV는 각각 29.3 %, 26.51 % 오차율이 감소하였다. 오차율을 산출한 네 가지 측정치의 평균 오차율 30.03 % 감소하여 보다 정확한 평균 SUV 값을 나타내었다. 이 연구에서는 2차원적인 움직임 만을 연출할 수 있었기에 보다 정확한 데이터를 얻기 위해서는 실제 인체의 호흡 운동을 구현할 수 있는 Phantom을 이용하고, 움직임의 범위의 다양성을 구성한다면 보다 정확한 유용성 평가를 할 수 있다고 연구된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.255-260
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• 2014

본 연구에서는 통증제어가 거의 불가능한 급성요통 환자를 대상으로 바로 누운 자세를 할 수 없는 환자에게 불가피하게 자기공명검사를 받아야할 환자를 위해 기존촬영방법인 정상 체위 바로 누운 자세 대신 변형된 옆으로 누운 자세를 취하게 하여 기존 척추 전용 코일과 복부 전용 코일을 이용하여 요통을 경감시키고 불안정한 자세 보정과 움직임에 의한 인공물을 줄여 장시간 검사를 받는 환자에게 피로감을 감소시켜 자기공명검사의 성공률을 높이고자 한다. 평가방법으로는 영상의 질을 정성적 평가로 하였으며 결과로는 정상인 연구대상자 기존촬영방법인 바로 누운 자세의 평균 점수는 4.64점, 정상인 연구대상자 옆으로 누운 자세(A군)는 3.44점, 극심한 요통을 호소하는 비정상인 연구대상자 옆으로 누운 자세(B군)는 3.40점으로 나타났다. 결론적으로 정상인 연구대상자의 기존촬영방법인 바로 누운 자세에서 검사한 정성적인 평가는 예상대로 높게 나타났으나 정상인 연구대상자 옆으로 누운 자세와 극심한 요통을 호소하는 비정상인 연구대상자 옆으로 누운 자세로 검사한 영상의 정성적 평가는 거의 비슷하게 나타났다. 또한 극심한 요통을 호소하는 비정상인 연구대상자 옆으로 누운 자세(B군)의 영상평가에서 영상의학과 전문의의 영상판독에도 문제가 없는 것으로 나타났다. 이에 바로 누운 자세에서 검사를 진행함에 불편을 겪는 환자에게 이러한 기법이 보편화 된다면 임상에서 많이 활용될 것으로 사료된다.

• 대한영상의학회지
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• 제84권6호
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• pp.1309-1323
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• 2023

목적 크론병 환자의 자기공명영상 장운동기록(MR enterography; 이하 MRE)에서 단발 고속 스핀 에코기법(single-shot fast spin-echo; 이하 SSFSE)을 이용한 단일호흡영상(singlebreath-hold; 이하 SBH)과 다호흡영상(multiple-breath-hold; 이하 MBH)을 딥러닝 기반 재구성(deep-learning based reconstruction; 이하 DLR)의 유무에 따라 네 개의 영상에서 품질을 비교했다. 대상과 방법 이 연구는 후향적 연구로서, 크론병으로 MRE를 시행한 61명의 환자가 포함되었다. SBH와 MBH SSFSE 영상에서 각각 DLR과 고식적 재구성(conventional reconstruction; 이하 CR)을 시행한 영상을 획득했다. 두 명의 영상의학과 전문의가 네 가지 영상을 분석하여 전반적인 영상의 품질, 인공물, 선명도와 움직임 관련 신호 손실에 대하여 각각 5점 척도를 이용해 점수를 부여했다. 회장과 말단 회장, 결장에서 염증을 시사하는 세 가지 소견을 평가했다. 각 영상에 대해서 공간적 불일치 여부를 확인했고, 네 가지 영상에서 각각 다른 두 위치에서 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio; 이하 SNR)를 계산했다. 결과 SBH SSFSE 영상에서 DLR을 적용한 경우 CR보다 영상의 품질, 인공물, 선명도가 통계학적으로 유의하게 개선되었다. 네 가지 영상 중 SBH-DLR 영상에서 SNR이 가장 높게 나타났다(p < 0.001). 염증 소견에 대한 판독자 간 일치율은 좋음에서 매우 좋음으로 나타났고(κ = 0.76-0.95) 시퀀스 간 일치율은 매우 좋음으로 측정되었다(κ = 0.92-0.94). 공간적 불일치는 SBH 영상보다 MBH 영상에서 통계학적으로 유의하게 빈도가 높았다(p < 0.001). 결론 SBH-DLR 영상은 MBH-CR 영상과 비교했을 때 동등한 영상 품질과 성능을 보여주었다. 또한, MBH 영상에 비해 절반 이하의 시간과 단일 호흡만으로 영상을 획득할 수 있으며 공간 불일치를 줄일 수 있는 대체제로 사용할 수 있다.