• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제13권2호
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• pp.161-170
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• 2009

목적 : 평행영상(Parallel imaging)기법의 개발로 긴 촬영시간 때문에 종종 사용되지 못하던 삼차원 영상기법이 최근 들어 환자 병을 진단하는데 새로이 사용되고 있다. 이 연구의 목적은 최근에 뇌 영상에서 개발되어 이용되고 있는 삼차원 자기공명영상을 사람의 뇌에서 짧은 시간 내에 얻을 수 있도록 2차원 평행영상 기법을 사용한 최적화 방법을 연구하는데 있다. 대상 및 방법 : 검사 장비는 3.0T 자기공명영상장치를 이용하였으며 8-채널 SENSE(sensitivity encoding) 머리 코일을 이용하였다. 팬텀 및 3명의 사람 머리에서 영상을 얻었다. 세 가지의 삼차원 영상법인 3D T1WI, 3D T2WI 및 3D FLAIR 영상 방법에 대하여 평행인자(SENSE factor)의 변화에 따른 팬텀 영상을 얻었다. 각각의 영상법에서 영상획득에 적당한 SENSE 인자를 찾기 위해 Phase encoding 방향과 Slice encoding 방향을 조합한 SENSE 인자를 변화시키면서 영상을 얻었다. 영상분석을 위하여 특정영역(ROI)를 설정한 후에 신호대 잡음비 (Signal-to-noise ratio, SNR), 감소분율(Percent Signal Reduction Rate, %R), 대조도(contrast-to-noise ratio, CNR)를 계산하였다. 결과 : 팬텀을 이용한 SENSE 인자 변화에 따른 SNR 및 %R 값의 변화 결과 3D T1WI 방법에서 SENSE 인자를 사용한 것들 중에서 SENSE 인자를 총 3인 경우 약 0.2%의 신호 감소가 나타났고 영상시간은 5분 이내였다. 3D T2WI 방법의 경우 SENSE 인자를 사용한 것들 중에서 SENSE 인자를 총 3인 경우에 약 1.0% 신호 감소가 나타났고 영상 시간은 약 5분 이내였다. 3D FLAIR 방법의 경우 SENSE 인자를 사용한 것들 중에서 SENSE 인자를 4를 사용한 경우에 약 0.2% 신호 감소가 나타났고 영상시간은 약 6분이었다. 사람을 대상으로 할 경우 3D T1W 및 3D T2W영상에서 SNR 및 CNR은 SENSE 인자를 3으로 한 경우에서 SENSE 인자를 4로 한 경우 보다 높게 나타났다. 3D FALIR 영상의 경우 CNR은 SENSE 4에서는 SENSE 3에 비하여 낮았다. 결론 : 본 연구에서는 3가지 3차원 영상법을 실제 임상적용이 가능한 시간 영역에서 SENSE 인자를 변화 시키면서 치적의 영상을 얻도록 하는 연구를 실시한 결과 SNR 감소를 최소화 하면서 영상획득 시간을 약 5분에서 6분 정도 소요되는 2차원 SENSE 인자를 찾았다. 이를 뇌 영상에 적용하였을 경우 SENSE 인자를 적용하지 않은 경우와 비교하면 신호 감소는 최소화 하면서 영상의 질은 큰 영향을 주지 않은 것으로 나타났다. 3D T1W및 3D T2W는 SENSE 인자를 3으로 3D FLAIR인자는 SENSE 인자를 4로 하는 것이 환자를 대상으로 한 뇌 영상에 적합하다고 생각된다. 앞으로는 이들 영상법이 뇌 영상뿐만 아니라 다른 영역의 영상에 적용을 위한 최적화가 필요하다고 생각된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.1-6
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• 2003

본 연구는 스네이크를 이용하여 뇌의 자기 공명 영상에서 자동 혹은 반자동으로 종양 또는 병변의 정확한 윤곽선을 찾기 위함이다. 본 연구에서 기존의 스네이크가 가지고 있는 에너지 최적화 문제를 동적 프로그래밍을 이용하여 개선하였고, Image Force로 Canny Edge Detector의 값을 이용하여 스네이크가 잡음에 덜 민감하도록 하였다. 병변의 윤곽선이 추출되면, 병변의 면적, 중심 좌표, 둘레 등을 계산하도록 하였다 또한 병변에 대한 다수의 2차원 단면 영상을 합성하여 3차원으로 재구성하여 병변의 입체적인 모양을 볼 수 있도록 하였다. 본 연구에서 제안된 방법은 뇌종양 환자의 치료 계획 수립 뿐 아니라 경과를 평가하는데 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제7권2호
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• pp.67-77
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• 1996

목적 : 전신자기공명영상장치의 두개부코일링에 삽입할 수 있는 뇌정위표적기를 제작하고, 횡단면, 시상면 및 관상면에서 표적의 입체적 위치를 결정하여 비교하였다. 방법 : 고강도 합성수지를 이용하여 1.5T 의 전신자기공명 영상장치에서 뇌정위시술용 두 개 부고정환에 부착하여 두개부내 표적위치를 결정할 수 있는 뇌정위표적기를 시험제작하였다. 본 연구에서 시험제작된 뇌정위표적기는 자기공명장치 Magnetom 1.5T(Siemens사, 독일)의 두부코일(외경이 260mm) 내에 설치할 수 있도록 하였으며, 횡단면이나 시상면 또는 관상면에서 표적의 위치를 3차원적으로 결정할 수 있게 하여 각 단면에서 결정된 가상표적의 위치를 비 교하였다. 결과 : 위치가 서로 다른 2개의 가상표적에 대한 모의실험 결과, 횡단면에서 x축의 최대오차는 -1.4mm, y축 -0.7mm, z축 1.lmm를 얻었으며, 시상면에서는 X축 1.3, Y축 1.0mm, Z축 1.lmm, 관상면에서는 X축 -1.4mm, Y축 1.1mm, Z축 -1.5mm로 나타나 횡단면, 시상면 및 관상면에서 구한 표적값이 실험오차범위에서 거의 일치하였다. 결론 : 고강도 합성수지를 이용하여 시험제작한 자기공명영상용 뇌정위표적기를 이용하여 두개부내 표적에 대한 모의실험결과 횡단면, 시상면 및 관상면에서 구해진 표적의 위치가 2mm의 오차범위내에서 실제값에 거의 일치함을 얻었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권2호
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• pp.71-80
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• 2012

최신 방사선 치료 및 수술 기법에는 복잡한 3차원적 선량분포를 정확히 측정하는 실용적 선량분석 기기 및 기술이 필요하다. 본 연구에서는 실험실에서 제작한 겔을 방사선 치료 영역에서 선량계로 활용하기 위해 최적화된 자기공명영상 변수 조건에 대해 연구하였다. 이를 위해 각 자기공명영상 획득 조건에서 TE 시간 TR 시간, 영상 두께, 코일 등을 달리하여 조건 별로 획득한 영상을 이용하여 비교 평가하였고, 선량불확도 및 선량 분해능을 도입하여 본 연구에서 찾은 조건에 대해 평가하였다. 8% 젤라틴(300 bloom, Sigma-Aldrich, USA), 8% MAA (Metaacrylic acid, Sigma-Aldrich, USA), 10 mM THPC (tetrakis hydroxymethyl phosphonium, Sigma-Aldrich, USA), 그리고 0.05 mM HQ (Hydroquinone, Sigma-Aldrich, USA) 농도의 조성비를 가진 정상산소 중합체 겔을 실험실에서 합성하였다. 방사선 선량 전달은 Co-60 감마선 조사기 (Theratron-780; AECL, Ottawa, Canada)를 사용하였고 고체 팬텀을 사용하여 중합체 겔에 각각 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 Gy의 선량을 전달하였다. 자기공명영상 장치의 특성상 T2 시간을 얻기 위해서는 fast spin echo 파형을 사용하였다. 일반적으로 Head Coil이 SNR이 Body coil 보다 낮아 선량 불확도가 우수할 것으로 예측하였으나, 일부 문헌에서는 Body coil이 영상 균일도가 우수하다고 하였다. 하지만 본 연구에서는 Head coil이 선량 불확도 및 선량 분해능이 모든 선량 영역에서 Body coil 보다 우수한 것을 확인하였다. TR 시간 연구에서 TR 1,500 ms와 TR 2,000 ms 간의 차이는 선량분해능에서 모두 큰 차이가 없으나 TR 1,500 ms가 조금 낮은 선량 불확도 값을 갖는 것을 보았다. MR 영상 두께가 2.5 mm일 경우 모든 TE 시간에 대해 4 Gy에서 가장 낮은 선량 불확도 값을 가졌다. 특히 TE 12 ms 경우 4 Gy 이후에는 가장 낮은값의 결과를 얻었다. 선량 불확도의 경우 6 Gy까지는 TE 시간에 따른 차이는 없으나 이후에는 TE 12 ms가 가장 나은 결과를 얻었다. 선량 불확도의 겨우 6 Gy까지는 모든 TE 시간에 대해 차이가 미미하나 8 Gy 이상에는 20 ms가 가장 우수한 선량 분해능 값을 가졌다. 선량 분해능 값 역시 NEX 3에서 가장 우수한 값을 가졌고 2 NEX일 때 가장 높은 분해능 값을 가졌다. 본 연구 결과 영상 두께와 NEX의 결과는 영상 두께가 얇은 경우 NEX가 높을수록 우수한 결과를 얻었고 영상 두께가 두꺼워 질수록 NEX가 낮아야 함을 확인했다.

• 스마트미디어저널
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• 제13권4호
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• pp.86-93
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• 2024

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.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2017년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.107-108
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• 2017

3차원 위상대조도 기법의 단점인 긴 검사시간으로 인해 임상적 유용성이 떨어진다. 본 논문은 시간매개변수인 병렬영상기법(Grappa) 변경에 따른 혈류정보의 정량적 평가를 통해 차이점을 알아보고 임상적 활용정도를 평가하였다. 자체 제작한 혈류팬텀을 통해 실험하였으며, Grappa을 5번 변경하여 실험하였다. 연구결과, Grappa를 적용하지 않았을 경우 혈류속도는 평균 9.42로 총 4단계를 적용한 혈류속도 차이율은 각각(1.4, 1.5, 0.4, 1.5%)이었으며 flow와 WSS도 각각(1.4, 1.6, 0.8, 25%), (2.1, 1.4, 1.1, 0.8%)이었다. 통계적으로도 유의하지 않아 Grappa를 적용하지 않은 검사법과 혈류정보가 동일하였다.(P>0.05) 긴 검사 시간으로 인해 임상적 활용이 떨어지는 짧은 검사시간을 요하는 소아환자나 중등도 환자 또는 폐쇄공포증 환자에게 시간을 단축한 3차원 위상대조도 기법을 사용하여 단점을 보완한다면 임상적 활용가치가 높아질 것이라 사료된다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.339-346
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• 2000

의료 영상은 환자에 대한 해부학적인 진단 정보를 얻기 위한 영상으로 정확한 병변 인식과 판단을 위해서는 조직별 분할이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 T1 강조 영상 그리고 T2 강조 영상, PD 영상의 특징을 상호보완적으로 이용한 자동적인 영상 분할 방법을 제안한다. 제안한 분할 알고리듬은 PD 영상으로부터 대뇌마스크를 획득하고, 대뇌마스크를 T1 과 T2, PD의 입력 영상에 씌워 각각의 대뇌 영상을 획득하여 T1과 T2, PD를 축으로 하는 3차원 공간상에서 스케일 스페이스 필터링과, 3차원 클러스터링을 이용하여 대뇌 내부조직에 해당하는 클러스터를 찾아서 분할에 이용한다. 대뇌 영상분할은 이들 클러스터의 중심 값을 FCM 알고리듬의 초기 중심 값으로 두고 FCM 알고리듬을 이용하여 분할한다. 제안한 분할 알고리듬은 정확한 클러스터의 중심 값을 계산함으로 초기 값의 영향을 많이 받는 FCM 알고리듬의 단점을 보완하였고 다중 스펙트럼 영상의 특성을 조합하여 분할에 이용함으로 단일 스펙트럼 영상만을 이용하는 방법보다 향상된 분할 결과를 얻을 수 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.267-273
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• 2011

본 논문은 자기공명 뇌영상을 대상으로 뇌종양 영역을 자동으로 분할하기 위한 방법을 제안한다. 정상적인 뇌영상은 좌우로 대칭인 특징을 지니는 반면에 종양이 존재하는 뇌영상은 종양세포와 부종 및 괴사로 인해 비대칭적인 특징을 가진다. 본 논문에서는 이러한 대칭성을 뇌영상내에 종양영역의 존재 유무를 판별할 수 있는 기준으로 이용한다. 대칭성 분석을 위해서 뇌영역의 윤곽선 정보를 이용해 중심축을 생성하였으며 이는 사전정보를 이용하지 않고 영상의 자체 정보만을 해석해서 중심축을 추출할 수 있다는 점에서 기존의 영상 정합을 통해 해부학적 위치 정보를 추출하고 이를 이용하여 중심축을 찾는 방법과 구별된다. 자기공명 영상에서 정상뇌의 조직은 크게 3가지 클러스터로 분할되며 각 클러스터가 포함하는 영역은 백질과 회백질영역을 포함하는 뇌 실질영역, 뇌척수액(csf)영역, 두개골, 지방 및 뇌막 영역 등으로 나뉜다. 종양이 포함된 영상은 종양과 부종 및 괴사 영역이 추가적으로 존재하며 이는 클러스터링을 이용한 분할을 통해서 구분될 수 있다. 분할된 종양 영역의 중심점은 다음 슬라이스의 종양 영역의 경계를 검출하기 위한 레벨셋 알고리즘에 적용되어 전체 볼륨의 종양 영역의 경계선을 추출하기 위한 초기 시드로 이용된다. 본 논문에서는 3차원 볼륨의 영상(슬라이스)중에서 종양 영역이 존재하는 슬라이스의 종양 영역을 분할하여 이후의 슬라이스에서는 분할작업을 수행하지 않고 영역의 경계선만 추출한다. 자카드 지수와 처리 시간의 비교 분석을 통해 기존의 방법과 비슷한 성능과 빠른 속도로 종양 영역을 분할할 수 있다는 것을 보인다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2009년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.1105-1110
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• 2009

Time Resolved Imaging of Contrast Kinetics 기법을 이용한 4차원 자기공명혈관조영술(TRICKS -MRA)영상과 기존 TOF-MRA영상을 비교하여 임상적 유용성에 대해 알아보고자 하였다. 총 17명 중 뇌 혈관 질환이 의심되는 11명과 뇌 종양을 의심하는 6명을 대상으로 TOF-MRA와 TRICKS -MRA을 시행한 후 17대상자 중 11명에서 DSA를 추가적으로 시행하였다. TOF-MRA는 공간해상력보다 시간해상력이 부족하였고, TRICKS-MRA에서는 TOF-MRA보다 공간분해능은 부족한 점이 많지만 영상판독에 큰 영향은 없었고 모든 대상자에서 동맥과 정맥의 구별이 가능하여 시간분해능이 우수 한 것을 나타났다. 또한 종양과 혈관과의 관계성 평가에서 TOF-MRA보다 좋은 것으로 나타났다. TRICKS-MRA방법은 시간대별로 동맥, 모세혈관, 정맥기를 신속하면서 쉽게 4차원적으로 영상화가 가능하여 앞으로 임상에서 이용도가 더욱 증가 할 것으로 사료된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권4호
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• pp.333-338
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• 2000

본 논문에서는 T1 강조영상, T2 강조 영상 그리고 PD의 영상의 특징을 상호 보완적으로 이용한 자동적인 영상 분할법을 제안한다. 제안한 분할 알고리듬은 3단계로 이루어지는데, 첫 단계에서는 PD 영상으로부터 대뇌 마스크를 획득한 후, T1과 T2, PD의 입력 영상에 대뇌 마스크를 씌워 각각의 대뇌 영상을 추출하고, 둘째 단계에서는 대뇌 내부 조직에 해당하는 두드러진 클러스터(outstanding cluster)를 3차원 클러스터들 중에서 선택한다. 3차원 클러스터는 최적스케일 영상(optimal scale image)으로 이루어지는 3차원 공간상에서 화소가 밀집된 봉우리들을 교집합해서 생성되는 클러스터로 결정한다. 최적스케일 영상은 각 2타원 히스토그램에 스케일 스페이스 필터링을 적용시키고 그래프(graph) 구조를 검색하여 2차원 히스토그램의 모양을 가장 잘 나타내는 봉우리(peak) 영상을 최적 스케일 영상으로 선택한다. 마지막 단계에서는 앞에서 찾은 두드러진 클러스터의 중심값을 FCM 알고리듬의 초기중심 값으로 두고, FCM 알고리듬을 이용하여 대뇌 영상을 분할한다. 제안한 분할 알고리듬은 정확한 클러스터의 중심값을 계산함으로 초기 값을 영향을 많이 받는 FCM 알고리듬의 단점을 보완하였고 다중 스펙트럼 영상의 특성을 조합하여 분할에 이용함으로 단일 스펙트럼 영상만을 이용하는 방법보다 향상된 결과를 얻을 수 있었다.