• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권2호
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• pp.153-164
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• 2010

혈관분포도(vascularity) 및 세포조밀도(cellularity)와 같은 종양의 생물학적 특성을 고려한 임상표적체적을 결정하기 위하여, 국부혈류용적영상(regional cerebral blood volume map, rCBV map)과 겉보기확산계수영상(apparent diffusion coefficient map, ADC map)의 종양 체적을 해부학적 영상 위에 맵핑 할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 개발한 프로그램은 해부학적 영상 및 기능 영상 간 mutual information, affine transform, non-rigid registration을 이용한 영상 정합 기능을 제공한다. 영상 정합 후 기준 영상과 정합된 영상에서 획득한 각 segmented bone의 겹치는 체적 비율 및 contour 간 평균 거리를 이용하여 정합도 평가도 가능하다. 잔여 종양이 있는 악성신경아교종 환자의 영상을 이용하여 소프트웨어의 기능을 평가하였을 때, bone segmentation과 contour 간 평균 거리 차이를 이용한 정합도는 각각 약 74%와 2.3 mm였으며, 수동정합을 이용하여 2~5% 정도의 정합도를 향상 시킬 수 있었다. 종양의 생물학적 특성을 치료 계획에 반영할 수 있도록, color map을 이용하여 rCBV map을 분석하였으며, ADC map에서 설정한 관심 영역의 평균 확산 계수와 표준 편차 등을 계산하여 종양의 예후 인자 및 악성도를 평가하였다. 두 기능 영상이 공통적으로 나타내는 종양 체적에서 얻은 생물학적 인자를 평면 위에 맵핑하여 종양의 특성을 쉽게 파악할 수 있는 multi-functional parametric map을 구성하였다. 또한 각기능 인자에 대응되는 악성 종양의 임계값을 적용하여 주변 종양 세포에 비하여 혈관 분포도는 높으면서 확산 계수는 낮아 악성 종양 세포일 확률이 높은 영역을 구분할 수 있었다. 각 기능 영상 위에서 설정한 생물학적 종양 체적 및 악성도가 높은 국소 체적은 해부학적 영상 위에 표시하여 dicom 파일로 출력할 수 있었다. 개발한 소프트웨어는 기능적 다중영상을 이용하여 생물학적 종양 체적을 해부학적 영상 위에 맵핑하는데 적용할 수 있으며, 해부학적 영상에서 파악하기 어려운 종양의 특성 변화들을 치료 계획에 활용할 수 있다. 나아가 개발한 소프트웨어를 이용하여, 한 종류의 영상을 참고하여 종양 체적을 결정했을 때 발생할 수 있는 오류를 줄이고, 치료 전이나 치료 과정에서 나타나는 종양의 조직학적, 생리학적 특성을 치료 계획에 접목하는데 활용할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권1호
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• pp.60-68
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• 2010

청신경의 이상으로 발생하는 감각신경성 난청의 경우, 달팽이관이나 청각신경에 전극을 이식하여 전기자극을 가함으로써 청지각을 살릴 수 있다. 이를 위해 우선적으로, 각 청각신경들이 담당하여 인지할 수 있는 소리의 주파수 분포를 표시한 음계소지도를 파악해야 한다. 본 논문에서는 청각신경신호 검출 장치용 다중채널 아나로그 프론트엔드 회로를 제안한다. 제안된 아나로그 프론트엔드의 각 채널은 AC 커플링 회로, 저 전력 4차 Gm-C LPF와 단일 기울기 ADC로 이루어진다. AC 커플링 회로는 청각신호의 불확실한 DC 전압 레벨을 제거하고 AC 신호만 전달한다. Gm-C LPF는 청각신호의 대역폭을 고려하여 설계 되었으며, 플로팅-게이트 기법이 적용된 OTA를 사용하였다. 채널별 ADC를 구현하기 위해서, 최소의 면적으로 구현할 수 있는 단일 기울기 ADC 구조를 사용하였다. 측정 결과, AC 커플링 회로와 4차 Gm-C LPF는 100 Hz - 6.95 kHz의 대역폭을 가지며, 단일 기울기 ADC는 7.7 비트의 유효 해상도를 가진다. 그리고, 채널 당 $12\;{\mu}W$의 전력이 소모 되었다. 전원 전압은 3.0 V가 공급되었고, 코어는 $2.6\;mm\;{\times}\;3.7\;mm$의 실리콘 면적을 차지한다. 제안된 아나로그 프론트엔드는 1-poly 4-metal $0.35-{\mu}m$ CMOS 공정에서 제작 되었다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제6권2호
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• pp.166-172
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• 2002

목적: 척수경색의 진단에서 현성확산계수 값의 측정을 포함한 확산강조자기공명영상의 유용성을 평가하고자하였다. 대상 및 방법: 척수 경색으로 진단받은 6명의 환자를 대상으로 후향적으로 분석하였다. 경색증상 발현 후 평균 5.4일이 지난 후에 1.5 T 초전도체 자기공명영상 기기를 이용하여 자기공명영상을 얻었다. 확산강조자기공명영상은 고식적인 b값($1000s/\textrm{mm}^2$)으로 하여 multi-shot echo planar imaging 기법을 이용하여 영상을 획득하였으며 개인용 컴퓨터로 옮겨져 현성확산계수 지도를 얻어 정상부위와 병변부위의 현성확산계수 값을 측정하였다. 자기공명영상에서 병변의 위치와 T1 과 T2 강조영상, 그리고 확산강조자기공명영상에서 나타나는 각각의 신호강도를 알아 보았고, 병변부위와 정상부위에서 측정한 현성확산계수 값을 비교하였다. 결과: T1강조영상에서 6예 중 4예에서 등신호강도를, 2예에서 저신호 강도를 보였고, T2강조 영상에서 6예 모두 고신호강도를 보였다. 또한 확산강조자기공명영상에서 6예 모두 고신호강도를 보였다. 현성확산계수 지도는 6예 전예에서 성공적으로 얻을 수 있었다. 현성확산계수 지도에서 6예 모두 정상과 뚜렷한 차이를 보이는 색조변화를 보였으며, 6예 모두 병변부위의 현성확산계수 값은 정상 부위의 현성확산계수의 값보다 더 낮았으며 통계적으로 유의하였다 (p＜0.05 ). 결론: 척수경색 환자에서 척수병변의 확산강조자기공명영상과 현성확산계수 값의 측정이 가능하였다. 따라서 확산강조자기공명영상은 척수경색의 조기진단과 국재화(localization)에 유용하리라 보여진다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제50권4호
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• pp.388-391
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• 2011

A lesion that is hyperintense on diffusion-weighted imaging (DWI) and hypointense on the apparent diffusion coefficient (ADC) map is a characteristic magnetic resonance imaging (MRI) finding in acute ischemic infarction. In some cases, however, these findings can persist for a few months after infarct onset. It is thought that these finding reflect the different evolution speeds of the infarcted tissue. We report a patient with a right middle cerebral artery territory infarction with persistent hyperintensity on DWI and hypointensity on the ADC map for over 8 months. To our knowledge, this is the most persistent case of hyperintensity lesion on DWI and the serial MRI images of this patient provide important information on the evolution of infarcted tissue.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제15권2호
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• pp.154-159
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• 2011

고환 표피 낭종은 드문 양성 종양으로, 모든 고환 종양의 1-2%를 차지한다. 양성 질환으로 고환의 보존이 가능하므로 수술 전에 정확한 진단이 가능하다면 불필요한 고환 절제술을 피할 수 있다. 저자는 오른쪽 음낭의 무통성 종괴로 내원한 18세 남자의 고환 표피 낭종 한 례를 경험하여 보고하고자 한다. 종괴는 초음파상 양파환 징후를 보였고 컴퓨터 단층 촬영에서는 종괴 내부에 곡선의 석회화가 관찰되었다. 자기공명영상 T2 강조영상에서 종괴는 내부에 교차하는 저 신호의 환을 동반하는 고신호 강도로 보였다. 확산강조 영상에서 이 종괴는 고신호 강도를 보이고 현상확산계수(ADC) 영상에서는 낮은 값을 보였으며 이와 같은 소견은 두개내 표피 낭종에서 보고된 바와 동일한 것이다. 기존의 자기공명영상에 확산강조 영상과 현상확산계수 영상을 추가로 시행한다면 고환 표피 낭종의 진단에 도움이 될 것으로 기대된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제22권2호
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• pp.79-85
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• 2018

Purpose: To determine the impact of pseudoglandular formation on apparent diffusion coefficient (ADC) values of hepatocellular carcinoma (HCC) in diffusion-weighted imaging (DWI), and to validate the results using histopathological grades. Materials and Methods: We assessed 182 HCCs surgically resected from 169 consecutive patients. Each type of tumor pseudoglandular formation was categorized into "non-," "mixed-," or "pure-," based on official histopathology reports. The ADC for each tumor was independently measured, using the largest region of interest on the ADC map. Data were assessed using the analysis of variance test, with Bonferroni correction for post hoc analysis to stratify the relationship of ADCs with pseudoglandular formation, followed by subgroup analysis according to the histopathological tumor grades. Results: The mean ADC was significantly higher in pure pseudoglandular lesions (n = 5, $1.29{\pm}0.08{\times}10^{-3}mm^2/s$) than in non-pseudoglandular lesions (n = 132, $1.08{\pm}0.17{\times}10^{-3}mm^2/s$; P = 0.003) or mixed-pseudoglandular lesions (n = 45, $1.16{\pm}0.24{\times}10^{-3}mm^2/s$; P = 0.034). The ADC values and pseudoglandular formation were significantly correlated in moderately differentiated HCCs (n = 103; r = 0.307, P = 0.007), while well- (n = 19) and poorly-differentiated HCCs (n = 60) did not show significant correlation (r = 0.105 and 0.068, respectively; P = 0.600 and 0.685, respectively). Conclusion: The degree of pseudoglandular formation could be one of the determinants of ADC in DWI of HCCs-especially moderately differentiated HCCs-while its influence does not appear to be significant in well- or poorly differentiated HCCs.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제25권2호
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• pp.118-128
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• 2021

Purpose: To investigate the value of MR textural analysis, including use of diffusion-weighted imaging (DWI) to differentiate malignant from benign soft-tissue tumors on 3T MRI. Materials and Methods: We enrolled 69 patients (25 men, 44 women, ages 18 to 84 years) with pathologically confirmed soft-tissue tumors (29 benign, 40 malignant) who underwent pre-treatment 3T-MRI. We calculated MR texture, including mean, standard deviation (SD), skewness, kurtosis, mean of positive pixels (MPP), and entropy, according to different spatial-scale factors (SSF, 0, 2, 4, 6) on axial T1- and T2-weighted images (T1WI, T2WI), contrast-enhanced T1WI (CE-T1WI), high b-value DWI (800 sec/mm²), and apparent diffusion coefficient (ADC) map. We used the Mann-Whitney U test, logistic regression, and area under the receiver operating characteristic curve (AUC) for statistical analysis. Results: Malignant soft-tissue tumors had significantly lower mean values of DWI, ADC, T2WI and CE-T1WI, MPP of ADC, and CE-T1WI, but significantly higher kurtosis of DWI, T1WI, and CE-T1WI, and entropy of DWI, ADC, and T2WI than did benign tumors (P < 0.050). In multivariate logistic regression, the mean ADC value (SSF, 6) and kurtosis of CE-T1WI (SSF, 4) were independently associated with malignancy (P ≤ 0.009). A multivariate model of MR features worked well for diagnosis of malignant soft-tissue tumors (AUC, 0.909). Conclusion: Accurate diagnosis could be obtained using MR textural analysis with DWI and CE-T1WI in differentiating benign from malignant soft-tissue tumors.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.736-746
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• 2016

In this paper, we propose an automatic prostate cancer detection method using position, signal intensity and texture feature based on SVM in multi-parametric MR images. First, to align the prostate on DWI and ADC map to T2wMR, the transformation parameters of DWI are estimated by normalized mutual information-based rigid registration. Then, to normalize the signal intensity range among inter-patient images, histogram stretching is performed. Second, to detect prostate cancer areas in T2wMR, SVM classification with position, signal intensity and texture features was performed on T2wMR, DWI and ADC map. Our feature classification using multi-parametric MR imaging can improve the prostate cancer detection rate on T2wMR.

• Korean Journal of Radiology
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• 제23권11호
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• pp.1078-1088
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• 2022

Objective: To develop and validate a model using radiomics features from apparent diffusion coefficient (ADC) map to diagnose local tumor recurrence in head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). Materials and Methods: This retrospective study included 285 patients (mean age ± standard deviation, 62 ± 12 years; 220 male, 77.2%), including 215 for training (n = 161) and internal validation (n = 54) and 70 others for external validation, with newly developed contrast-enhancing lesions at the primary cancer site on the surveillance MRI following definitive treatment of HNSCC between January 2014 and October 2019. Of the 215 and 70 patients, 127 and 34, respectively, had local tumor recurrence. Radiomics models using radiomics scores were created separately for T2-weighted imaging (T2WI), contrast-enhanced T1-weighted imaging (CE-T1WI), and ADC maps using non-zero coefficients from the least absolute shrinkage and selection operator in the training set. Receiver operating characteristic (ROC) analysis was used to evaluate the diagnostic performance of each radiomics score and known clinical parameter (age, sex, and clinical stage) in the internal and external validation sets. Results: Five radiomics features from T2WI, six from CE-T1WI, and nine from ADC maps were selected and used to develop the respective radiomics models. The area under ROC curve (AUROC) of ADC radiomics score was 0.76 (95% confidence interval [CI], 0.62-0.89) and 0.77 (95% CI, 0.65-0.88) in the internal and external validation sets, respectively. These were significantly higher than the AUROC values of T2WI (0.53 [95% CI, 0.40-0.67], p = 0.006), CE-T1WI (0.53 [95% CI, 0.40-0.67], p = 0.012), and clinical parameters (0.53 [95% CI, 0.39-0.67], p = 0.021) in the external validation set. Conclusion: The radiomics model using ADC maps exhibited higher diagnostic performance than those of the radiomics models using T2WI or CE-T1WI and clinical parameters in the diagnosis of local tumor recurrence in HNSCC following definitive treatment.

• Journal of Magnetics
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• 제22권1호
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• pp.146-149
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• 2017

In this study, we compared the standardized value of each signal intensity, the apparent diffusion coefficient (ADC) that digitizes the diffusion of water molecules, and the signal to noise ratio (SNR) using b value 0 400, 1400 ($s/mm^2$). From March 2013 to December 2013, patients with suspicion of simple compound fracture and metastatic spine cancer were included in the MR readout. We used a 1.5 Tesla Achieva MRI system and a Syn-Spine Coil. Sequence is a DWI SE-EPI sagittal (diffusion weighted imaging spin echo-echo planar imaging sagittal) image with b-factor ($s/mm^2$) 0, 400, 1400 were used. Data analysis showed ROI (Region of Interest) in diseased area with high SI (signal intensity) in diffusion-weighted image b value 0 ($s/mm^2$) Using the MRIcro program, each SI was calculated with images of b-value 0, 400, and 1400 ($s/mm^2$), ADC map was obtained using Metlab Software with each image of b-value, The ADC is obtained by applying the ROI to the same position. The standardized values ($SI_{400}/SI_0$, $SI_{400}/SI_0$) of simple compression fractures were $0.47{\pm}0.04$ and $0.23{\pm}0.03$ and the standardized values ($SI_{400}/SI_0$, $SI_{400}/SI_0$) of the metastatic spine were $0.57{\pm}0.07$ and $0.32{\pm}0.08$ And the standardized values of the two diseases were statistically significant (p < 0.05). The ADC ($mm^2/s$) for b value 400 ($s/mm^2$) and 1400 ($s/mm^2$) of the simple compression fracture disease site were $1.70{\pm}0.16$ and $0.93{\pm}0.28$ and $1.24{\pm}0.21$ and $0.80{\pm}0.15$ for the metastatic spine. The ADC ($mm^2/s$) for b value 400($s/mm^2$) was statistically significant (p < 0.05) but the ADC ($mm^2/s$) for b value 1400 (p > 0.05). In conclusion, multi - b value recognition of signal changes in diffusion - weighted imaging is very important for the diagnosis of various spinal diseases.