Mild Cognitive Impairment(MCI) is a prior step to Alzheimer's Disease(AD). It is different from AD which is seriously affecting daily life. Particularly, the hippocampus could be charged a crucial function for forming memory. MCI has a high risk about progress to AD. Our investigated research for a relationship between hippocampus and AD has been studied. The measurement of hippocampus volumetric is one of the most commonly used method. The three dimensional reconstructed medical images could be passible to interpret and its examination in various aspects but the cost of brain research with the medical equipment is very high. In this study, 3D visualization was performed from a series of brain Magnetic Resonance Images(MRI) and we have designed and implemented a competitive software tool based on the open libraries of Visualization ToolKit(VTK). Consequently, our visualization software tool could be useful to various medical fields and specially prognosis and diagnosis for MCI patients.
기능적 자기 공명영상(functional magnetic resonance imaging;fMRI)의 발전은 뇌 기능의 매핑, 휴식 상태에서 뇌 네트워크의 이해에 상당한 기여를 하였다. 본 논문은 알츠하이머의 진행상태를 분류하기 위해 CNN-LSTM 기반의 분류 모델을 제안한다. 첫 번째로 특징 추출 이전 fMRI 데이터에서 잡음을 제거하기 위해 4단계의 전처리를 수행한다. 두 번째, 전처리가 끝나면 U-Net 구조를 활용하여 공간적 특징을 추출한다. 세 번째, 추출된 공간적 특징은 LSTM을 활용하여 시간적 특징을 추출하여 최종적으로 분류하는 과정을 거친다. 실험은 데이터의 시간차원을 조절하여 진행하였다. 5-fold 교차 검증을 사용하여 평균 96.4%의 정확도를 달성하였고 이러한 결과는 제안된 방법이 fMRI 데이터를 분석하여 알츠하이머의 진행을 식별하는데 높은 잠재력을 가지고 있음을 보여준다.
본 논문은 의료 영상 검색 시스템에서 뇌 MRI 이미지 데이터베이스에서 사용자의 질의를 만족하는 질의 결과 집합에 대한 시각화 방안을 제안한다. 한 환자의 뇌 MRI 이미지를 검색 결과로 제시할 경우 종류별, 방향별로 다양하고 여러 환자의 경우에는 그 양이 더욱 방대해진다. 이러한 뇌 MRI 이미지를 공간 제약적인 화면에 표현하는데는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 질의 결과를 제시할 대 유사도가 높은 순서로 나열하고, 사용자 요구에 따른 관련 이미지를 종류와 방향별로 제시하여 이미지 조작을 가능하게 한다. 도한, 제시된 뇌 MRI 이미지를 효율적으로 브라우징할 수 있도록 3차원 블록 메타포어를 이용한 시각화 인터페이스를 통하여 공간 활용도의 향상과 사용자 인터페이스의 편의성 및 인지도를 증진한다.
In content based image retrieval (CBIR) system, the images are represented based upon its feature such as color, texture, shape, and spatial relationship etc. In this paper, we propose a MRI Image Retrieval using wavelet transform with mahalanobis distance measurement. Wavelet transformation can also be easily extended to 2-D (image) or 3-D (volume) data by successively applying 1-D transformation on different dimensions. The proposed algorithm has tested using wavelet transform and performance analysis have done with HH and $H^*$ elimination methods. The retrieval image is the relevance between a query image and any database image, the relevance similarity is ranked according to the closest similar measures computed by the mahalanobis distance measurement. An adaptive similarity synthesis approach based on a linear combination of individual feature level similarities are analyzed and presented in this paper. The feature weights are calculated by considering both the precision and recall rate of the top retrieved relevant images as predicted by our enhanced technique. Hence, to produce effective results the weights are dynamically updated for robust searching process. The experimental results show that the proposed algorithm is easily identifies target object and reduces the influence of background in the image and thus improves the performance of MRI image retrieval.
Enoch A. Frimpong;Zhiguang Qin;Regina E. Turkson;Bernard M. Cobbinah;Edward Y. Baagyere;Edwin K. Tenagyei
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제17권11호
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pp.2924-2944
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2023
Alzheimer's disease (AD) is a neurological condition that is recognized as one of the primary causes of memory loss. AD currently has no cure. Therefore, the need to develop an efficient model with high precision for timely detection of the disease is very essential. When AD is detected early, treatment would be most likely successful. The most often utilized indicators for AD identification are the Mini-mental state examination (MMSE), and the clinical dementia. However, the use of these indicators as ground truth marking could be imprecise for AD detection. Researchers have proposed several computer-aided frameworks and lately, the supervised model is mostly used. In this study, we propose a novel 3D Convolutional Neural Network Multilayer Perceptron (3D CNN-MLP) based model for AD classification. The model uses Attention Mechanism to automatically extract relevant features from Magnetic Resonance Images (MRI) to generate probability maps which serves as input for the MLP classifier. Three MRI scan categories were considered, thus AD dementia patients, Mild Cognitive Impairment patients (MCI), and Normal Control (NC) or healthy patients. The performance of the model is assessed by comparing basic CNN, VGG16, DenseNet models, and other state of the art works. The models were adjusted to fit the 3D images before the comparison was done. Our model exhibited excellent classification performance, with an accuracy of 91.27% for AD and NC, 80.85% for MCI and NC, and 87.34% for AD and MCI.
본 연구에서는 돌발성 난청을 보이는 환자를 대상으로 임상에서 자주 사용 하는 기법인 3D FSE과 새로운 기법인 3D FIESTA-C 을 정량적으로 비교 분석하여 3D FIESTA 기법의 효과와 유용성을 고찰해보고자 한다. 감각신경성 난청으로 진단받은 40명의 환자를 대상으로 3.0T MR scanner를 이용하여 3D FSE 영상과 3D FIESTA 영상인 축상면 T2 영상을 획득하였다. 획득한 3D FSE 영상과 3D FIESTA 영상은 신경의 주행방향에 수직으로 재구성을 시행하여 내이도의 오른쪽, 왼쪽의 시상면 영상을 획득 하였다. 분석 결과 3D FSE 기법을 이용한 그룹과 3D FIESTA기법을 이용한 두 그룹에서의 신호대 잡음비는 3D FIESTA 기법을 이용한 그룹에서 높은 신호대 잡음비를 보였으며 두 그룹에서의 대조도대 잡음비는 3D FIESTA 기법을 이용한 그룹에서 높은 대조도대 잡음비를 보였다.
본 데이터 분석은 췌장의 묘출을 위한 2D T1 FFE 과 3D T1 THRIVE 기법을 비교하고자 하였다. 1.5 T에서 검사한 총 85명(남자 45명, 여자 40 명, 연령범위 38-80세, 평균연령 58세)의 데이터를 PACS 네트워크(network)로 분석을 하였다. 평균 2D T1 FFE(SNR: $46.42{\pm}0.67$, CNR: $28.16{\pm}0.50$)보다 3D T1 THRIVE(SNR: $53.84{\pm}1.20$, CNR: $35.48{\pm}0.70$)값이 의미 있게 높은 값을 보여주었고(p<0.05), 영상의 질적인면(2D T1 FFE: $2.2{\pm}0.05$, 3D T1 THRIVE: $2.63 {\pm}0.14$)에서도 2D T1 FFE 기법에 비해 3D T1 THRIVE 기법이 모두 우위의 값을 얻게 되었다(p<0.05). 그러나 3D T1 THRIVE 기법이 높은 값을 얻었지만 영상의 질을 감소시키는 몇 가지 인공물이 발생하였다. 결론적으로 1.5 T MRI 기기를 이용한 3D T1 THRIVE 기법이 SNR, CNR, 영상의 질적 측면에서 증가된 결과를 얻었다.
삼각 섬유성 연골(TFCC) 손상 환자의 평가를 위하여 fat suppressed 3D fast spoiled gradient recalled T1 기법과 fat suppressed Isotropic 3D fast spin echo T1 기법을 이용하여 영상을 획득하였다. 정량적 평가를 위해 각각의 영상에서 signal to noise ratio 및 contrast to noise ratio 값을 측정하고, Mann-Whitney U 검정으로 두 기법 간의 통계적 유의성을 검증하였다. 또한 정성적 평가를 위해 영상의학의 2명이 각각의 영상을 관찰하여, TFCC의 형태, 영상 내 인공음영, 병변의 묘사 정도의 3가지 항목을 선정한 후 이를 4점 척도(0: 진단 불가, 1: 부족함, 2: 충분함, 3: 좋음)로 평가하였고, Kappa-value 검정을 이용하여 두 관찰자 간의 일치도 검증을 하였다. 영상획득에는 3.0 Tesla MR 장비와 8-channel RF coil을 사용하였다. 정량적 평가 결과, 모든 영상 단면에서 signal to noise ratio 및 contrast to noise ratio 값이 Isotropic 3D fast spin echo T1 기법이 높게 나타났으며, Mann-Whitney U 검정을 이용한 두 영상기법 간의 검증도 통계적으로도 유의하였다(p < 0.05). 정성적 평가 결과, 관찰자 1, 2 모두에서 Isotropic 3D fast spin echo T1 기법의 평가 결과가 더 높게 나타났으며, Kappa-value 검증을 이용한 두 관찰자 간 평가 결과의 일치도 검증도 통계적으로 유의하였다(p < 0.05). 결론적으로 TFCC 손상 환자의 자기공명영상 검사 시 fat suppressed Isotropic 3D fast spin echo T1 기법의 적용은 TFCC 병변의 감별에 보다 유용한 진단적 정보를 제공 할 수 있을 것이라 생각된다.
Lee, Youngjin;Choi, Min Hyeok;Goh, Hee Jin;Han, Dong-Kyoon
Journal of Magnetics
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제21권2호
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pp.281-285
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2016
The purpose of study was to evaluate SNR and CNR with different contrast agent contents (1.0 mmol/mL gadobutrol and 0.5 mmol/mL gadoterate meglumine) for spin echo (SE) and 3-dimension contrast-enhanced fast field echo (3D CE-FFE) pulse sequences. In this study, we compared the SNR and the CNR between 0.5 mmol/mL gadoterate meglumine and 1.0 mmol/mL gadobutrol according to the concentration of contrast agent in brain MRI. When we compared between SE and 3D CE-FFE pulse sequences, the higher SNR and CNR using 3D CE-FFE pulse sequence can be acquire regardless of contrast agent contents. Also, a statistically significant difference was found for SNR and CNR between all protocols. In conclusion, our results demonstrated that the SNR and CNR have not risen proportionately with contrast agent contents. We hope that these results presented in this paper will contribute to decide contrast agent contents for brain MRI.
Open MRI is a new concept in clinical application of the MRI such as interventional study. Receiving RF coils used in the open MRI must have open structures to insure convenient manipulations fur the patient. In this paper, we presented experimental study fur open head coil suitable to 0.3 Tesla vertical field MRI system with its experimental results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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