• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제44권4호
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• pp.149-155
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• 2019

Background: Magnetic resonance (MR) image guided radiation therapy system, enables real time MR guided radiotherapy (RT) without additional radiation exposure to patients during treatment. However, MR image lacks electron density information required for dose calculation. Image fusion algorithm with deformable registration between MR and computed tomography (CT) was developed to solve this issue. However, delivered dose may be different due to volumetric changes during image registration process. In this respect, synthetic CT generated from the MR image would provide more accurate information required for the real time RT. Materials and Methods: We analyzed 1,209 MR images from 16 patients who underwent MR guided RT. Structures were divided into five tissue types, air, lung, fat, soft tissue and bone, according to the Hounsfield unit of deformed CT. Using the deep learning model (U-NET model), synthetic CT images were generated from the MR images acquired during RT. This synthetic CT images were compared to deformed CT generated using the deformable registration. Pixel-to-pixel match was conducted to compare the synthetic and deformed CT images. Results and Discussion: In two test image sets, average pixel match rate per section was more than 70% (67.9 to 80.3% and 60.1 to 79%; synthetic CT pixel/deformed planning CT pixel) and the average pixel match rate in the entire patient image set was 69.8%. Conclusion: The synthetic CT generated from the MR images were comparable to deformed CT, suggesting possible use for real time RT. Deep learning model may further improve match rate of synthetic CT with larger MR imaging data.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권8호
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• pp.164-170
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• 2004

The skin movement artifacts are referred to as the relative motion of skin with respect to the motion of underlying bones. This is of great importance in joint biomechanics or internal kinematics of human body. This paper describes a novel experiment that measures the skin movement of a hand based on MR(magnetic resonance) images in conjunction with surface modeling techniques. The proposed approach consists of 3 phases: (1) MR scanning of a hand with surface makers, (2) 3D reconstruction from the MR images, and (3) registration of the 3D models. The MR images of the hand are captured by 3 different postures. And the surface makers which are attached to the skin are employed to trace the skin motion. After reconstruction of 3D models from the scanned MR images, the global registration is applied to the 3D models based on the particular bone shape of different postures. The results of registration are then used to trace the skin movement by measuring the positions of the surface markers.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제15권4호
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• pp.230-234
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• 2014

Automatic detection of disease helps medical institutions that are introducing digital images to read images rapidly and accurately, and is thus applicable to lesion diagnosis and treatment. The aim of this study was to apply a symmetry contribution algorithm to unsharp mask filter-applied MR images and propose an analysis technique to automatically recognize brain tumor and edema. We extracted the skull region and drawed outline of the skull in database of images obtained at P University Hospital and detected an axis of symmetry with cerebral characteristics. A symmetry contribution algorithm was then applied to the images around the axis of symmetry to observe intensity changes in pixels and detect disease areas. When we did not use the unsharp mask filter, a brain tumor was detected in 60 of a total of 95 MR images. The disease detection rate for the brain was 63.16%. However, when we used the unsharp mask filter, the tumor was detected in 87 of a total of 95 MR images, with a disease detection rate of 91.58%. When the unsharp mask filter was used in the pre-process stage, the disease detection rate for the brain was higher than when it was not used. We confirmed that unsharp mask filter can be used to rapidly and accurately to read many MR images stored in a database.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제7권1호
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• pp.3-7
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• 1996

정위적 방사선수술을 시행하기 위하여 CT, MR, 그리고 digital angiography 의 표적 위치결정의 정확도를 평가하였다. 특정한 지점의 위치가 이미 알려져 있는 (정밀도 : 0.lmm 이내) geometrical phantom 을 CT 혹은 MR로 scan 하였다. Scan 간격은 3mm 이었으며 FOV (Field of View)는 CT의 경우 35cm, MR 의 경우 28cm 이었다. 얻어진 영상은 GE format 의 형태로 TCP/IP를 이용하여 치료계획 컴퓨터로 전달되었다. 각 영상을 컴퓨터로 분석하여 얻은 측정된 좌표값을 이미 알고 있는 값과 비교하였다. Digital angiography 의 경우, 좌표값을 결정하기 위하여 anterior-posterior 방향과 lateral 방향의 film을 얻었으며 이 film은 film scanner를 이용하여 치료계획 컴퓨터로 전달되었다. CT 영상의 위치결정 오차는 1.2$\pm$0.5 mm이었으며 MR의 경우에는 coronal 및 sagittal 영상에 대하여 각각 평균 1.7$\pm$0.4mm, 2.1$\pm$0.7mm의 오차가 있었다. 반면에 Axial 영상의 경우에는 오차가 평균 4.7$\pm$ 0.9mm이었다. Digital angiography 의 위치결정 오차는 0.9$\pm$0.4mm이었다. CT, MR, 그리고 Angiography 등과 같은 진단장비를 이용하여 표적의 위치 및 형태를 정의하는데 있어서의 정확도는 진단 영상의 분해능 및 distortion 과 밀접한 관련을 가지고 있다. CT의 경우, 위치결정 오차는 주로 영상의 slice 간격에 따른 분해능에 의존하며 MR 영상의 경우에는 영상자체의 분해능과 더불어 head frame에 의한 distortion이 크게 작용하였다. 반면에 Digital angiography의 경우에는 fiducial marker의 distortion으로 인한 오차가 가장 크게 영향을 주었다. 본 연구의 결과는 치료계획시 PTV(Planning Target Volume)를 결정할 때 반드시 고려되어야 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권2호
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• pp.112-119
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• 2004

인체에 대한 표준데이터를 사용하지 않고 실제 한국인의 의료 영상 데이터를 사용하여 인체 모델을 만들고자 하였다. 먼저 CT와 MRI를 통해 획득한 인체의 의료영상에 대한 특징을 분석하였다. 인체의 해부학적인 구성요소에 대해 CT는 gray level로 MR 영상은 펄스시퀀스 별로 분석하여 특징을 추출하였다. 해부학적 구성요소의 특징을 바탕으로 인체 각 부위별로 영상을 얻기 위해 CT와 MR 영상에 대해 영상분할을 수행하였다. 인체의 부위 중 특히 인체의 네 가지 인체 역학적 구조물인 골조직, 근육, 인대, 건 부위를 CT와 MR 영상을 이용하여 구별하였다. 이미지 분할 방법에는 일반적으로 많이 사용되고 있는 경계선 검출(Edge detection), 영역 선택(Region Growing), 문턱치(Intensity Threshold) 방법 등을 선택하여 인체별로 가장 적합한 알고리듬을 적용시켰다. Head/Neck 부위에 대한 영상 분할 결과를 인체 역학적 구성요소별로 3차원 영상으로 재구성하였다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제30권10호
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• pp.1182-1186
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• 2001

Objectives : MR fluid-attenuated inversion recovery(FLAIR) image uses paired long inversion time and relaxation time that nulls the signal from CSF. With nulling of the CSF long echo time readout could be used to increase T2-weighting, hence improving the conspicuousness of most tissue lesions without the deleterious effects of CSF artifact seen on T2 weighted sequence. We examed the usefulness of FALIR image in the diagnosis of mild head injury. Methods : A total of 38 patients with mild head injury were examined by FLAIR image. We compared those images with CT scan and T1, T2-weighted images. Careful observation of MR images were done by two well-trained neuroradiologists. Each image was compared for conspicuousness and detectability of traumatic lesions might have shown abnormal signal intensities. The Wilcoxon signed ranks test was used for statistical evaluation. Results : The FLAIR image was significantly more sensitive than those of other images(p<0.001). T2 FFE(Fast Field Echo) image was more useful for detection of small petechial hemorrhages. Conclusion : FLAIR image is considered to be more sensitive than those of conventional MR images in the evaluation of mild head injuries.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제3권2호
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• pp.167-172
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• 1999

목적 : Echo planar image (EPn와 다론 MR 영상기법에서 2시간 이내의 초급성 출혈의 발견율의 차이를 비교해 보고자 한다. 대상 및 방법 : 인위적으로 뇌출혈을 유발시킨 백서 10마리를 대상으로 EP1, 급속 스핀에코 (FSE) T2 강조영상, Fluid attenuated inversion recovery (FLAIR) 영상, 스펀에코 (SE) Tl 강조영상과 Tl 강조 Gradient echo (GE) 영상을 이용하여, 뇌출혈을 일으킨 2시간 후에 MR 촬영을 하였다. 추가적으로 3마리는 출혈 30분 후에, 6마리는 1시간 후에 각각 EPI와 FSE T2 강조영상을 얻었다. 얻어진 영상에 대한 주관적인 시각적 평가를 하기위하여 세명의 방사선과 의사가 출혈 병변이 어느 MR 영상 기법에서 제일 잘 보이는지를 평가하였다. 정량적인 평가 로는 병변-정상 뇌설질의 대조잡음비(contrast-to-noise ratio, CNR)를 측정하였다. 통계처리는 Wilcoxon-Ranks test를 이용하였다. 결과 : 시각적 평가에서 출혈 병변이 높은 신호강도로 나타난 EP1, FLAIR, FSE T2 영상 중 EPI 영상이 특히 높은 신호강도로 나타나 제일 쉽게 병변이 구별되었다. 정량적인 평가에서 출혈 병 변-정상 뇌설질의 CNR은 EPI와 FLAIR 영상에서 다른 세 영상기법에 비해 통계적으로 유의하게 우월하였다 (p<0.01). 그러나 EPI와 FLAIR 영상간의 CNR은 동계적으로 유의한 차이가 없었다 (p>0.10). 추가적으로 출혈 30분과 1l시간 후 촬영한 모두에서 EPI영상과 FSE T2 강조 영상은 정상에 비해 높은 신호강도를 보여 병변의 구별이 가능하였다. 결론 : 백서에서 유발시킨 초급성기 뇌출혈의 여러 기법의 MR 영상 중 EPI 영상이 영상획득 시간이 가장 빠르면서 시각적 평가와 정량적 평가에서 출혈의 발견율이 가장 높아 출혈의 선속한 진단에 유용할 것으로 생각된다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권9호
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• pp.700-704
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• 2009

본 논문은 영상보정 및 다단계 정합을 통한 전립선의 MR 영상과 병리 영상 간의 융합방법을 제안한다. 제안 방법은 영상보정, 강체 정합, 비강체 정합, 영상융합의 네 단계로 이루어진다. 첫째, 영상보정 단계에서 T2 MR 강조 영상의 출혈 부위의 자기값을 T1 MR 강조 영상의 자기값으로 대체시키고, 2, 4장으로 분리된 병리 영상을 한장의 영상으로 만든 후 MR 영상과 동일한 해상도로 줄인다. 둘째, 전립선의 T2 MR 강조 영상과 병리 영상 간에 자기간의 상호정보를 최적화하는 강체변환을 구한다. 셋째, TPS 와핑을 이용하여 병리 영상의 전립선 부위가 T2 MR 강조 영상의 전립선 부위에 정합되는 비강체변환을 구한다. 넷째, MR 영상과 변환을 적용시킨 병리 영상을 융합한다. 실험 결과 영상보정 및 다단계 정합 후의 전립선의 T2 MR 강조 영상과 병리 영상의 간의 평균 거리 오차는 0.8815 mm였고, 두 영상의 융합을 통해 T2 MR 강조 영상에서 전립선 암의 위치를 정확하게 볼 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.835-842
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• 2022

본 연구는 금속 인공물을 감소시키는 데 있어 synthetic MR 기법의 효과를 평가해보고자 하였다. 실험은 척추 수술용 나사로 제작된 팬텀을 대상으로 synthetic MR 기법과 고속 스핀 에코 기법을 적용하여 in-plane과 through-plane 영상을 획득하고 금속 인공물의 면적을 비교해 보았다. 금속 인공물은 signal-loss와 signal pile-up 영역으로 구분하여 측정하였고 둘의 합을 통해 최종 인공물의 면적을 계산하였다. 그 결과, in-plane, through-plane 모두 synthetic MR 기법을 적용했을 때 상대적으로 금속 인공물이 감소하였다. 시퀀스 별로 비교하면 in-plane의 경우 T1 영상은 23.45%, T2 영상은 20.85%, PD 영상은 19.67%, FLAIR 영상은 22.12% 감소하였다. 또한 through-plane의 경우 T1 영상은 62.95%, T2 영상은 73.93, PD 영상은 74.68%, FLAIR 영상은 66.43% 감소하였다. 이러한 결과의 원인은 synthetic MR 기법 적용 시 signal pile-up에 의한 왜곡이 발생하지 않아 전체 금속 인공물의 크기가 감소하였기 때문이다. 따라서 synthetic MR 기법은 매우 효과적으로 금속 인공물을 감소시킬 수 있어 영상의 진단적 가치를 높이는 데 도움을 줄 수 있다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제5권1호
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• pp.43-48
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• 2001

목적: 방사성 등위원소인 Holmium-166을 가토 간 실질 내에 경피적 주입한 후 나타나는 변화에 대한 조직학적 소견과 MR영상 소견을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 12예의 가토의 간 실질 내에 Holmium-166 방사성 등위원소 10∼25 mCi를 초음파 유도하에 경피적 주입 후, MR 영상을 시행하기 전에 사망하지 않은 8예의 가토 중 4예는 급성기 (1-2주)에, 나머지 4예는 아급성기 (3-4주)에 MR 영상을 시행한 후 희생시켜, 조직표본을 얻었으며 , MR 영상을 시행하기 전에 사망한 4예 중 1예는 급성기에, 3예는 아급성기에 조직표본만을 검사하였다. 결과 괴사부위는 중심부의 액화괴사와 주변부의 응괴 괴사(coagulative necrosis). 과립성 입자의 침착, 출혈 등의 변화를 보였으며, 테두리에는 육아조직의 형성과 섬유화가 관찰되었는데, 섬유화는 급성기보다 아급성기에서 현저하였다. Holmium-166 주입양과 간 실질의 괴사 면적과는 비례하는 경향을 보였다. MR영상에서 괴사의 중앙부는 T1 강조영상에서는 저신호, T2 강조영상에서는 고신호를 나타냈으며, 조영후 역동적 영상에서는 조영증강이 되지 않았다 주변부는 T1 강조영상에서는 동등 신호 또는 약간 저신호, T2 강조영상에서는 저신호를 보였으며, 조명후 역동적 영상에서는 지 연기에서 약한 조영 증강이 말초부에서 관찰되었다. 테두리는 T1 강조영상에서는 저신호, T2 강조영상에서는 저신호, 조명후 역동적 영상에서는 초기에 약간 조영 증강하고, 후기에는 좀더 조영증강이 강해지는 소견을 보였다. 결론: 정상 간조직에 경피적으로 Holmium-166을 주입하였을 때, 조직학적으로 중앙부는 액화괴사, 주변부는 응고괴사, 테두리에는 육아 조직, 섬유화, 출혈과 과립성 입자의 침착이 관찰되었으며, MR 영상은 조직변화를 평가하는 데 유용할 것으로 생각한다.