• Clinics in Shoulder and Elbow
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• 제22권2호
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• pp.70-78
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• 2019

Background: This study evaluated postoperative changes in the supraspinatus from time-zero to 6 months, using magnetic resonance imaging (MRI). We hypothesized that restoration of the musculotendinous unit of the rotator cuff by tendon repair immediately improves the rotator cuff muscle status, and maintains it months after surgery. Methods: Totally, 76 patients (29 men, 47 women) with rotator cuff tears involving the supraspinatus tendon who underwent arthroscopic rotator cuff repairs were examined. MRI evaluation showed complete repair with intact integrity of the torn tendon at both time-zero and at 6 months follow-up. All patients underwent standardized MRI at our institution preoperatively, at 1 or 2 days postoperative, and at 6 months after surgery. Supraspinatus muscular (SSP) atrophy (Thomazeau grade) and fatty infiltrations (Goutallier stage) were evaluated by MRI. The cross-sectional area of SSP in the fossa was also measured. Results: As determined by MRI, the cross-sectional area of SSP significantly decreased 11.41% from time-zero (immediate repair) to 6 months post-surgery, whereas the Goutallier stage and Thomazeau grade showed no significant changes (p<0.01). Furthermore, compared to the preoperative MRI, the postoperative MRI at 6 months showed a no statistically significant increase of 8.03% in the cross-sectional area. In addition, morphological improvements were observed in patients with high grade Goutallier and Thomazeau at time-zero, whereas morphology of patients with low grade factors were almost similar to before surgery. Conclusions: Our results indicate that cross-sectional area of the initial repair appears to decrease after a few months postoperatively, possibly due to medial retraction or strained muscle.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제23권4호
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• pp.328-340
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• 2019

Purpose: To generate phase images with free of motion-induced artifact and susceptibility-induced distortion using 3D radial ultrashort TE (UTE) MRI. Materials and Methods: The field map was theoretically derived by solving Laplace's equation with appropriate boundary conditions, and used to simulate the image distortion in conventional spin-warp MRI. Manufacturer's 3D radial imaging sequence was modified to acquire maximum number of radial spokes in a given time, by removing the spoiler gradient and sampling during both rampup and rampdown gradient. Spoke direction randomly jumps so that a readout gradient acts as a spoiling gradient for the previous spoke. The custom raw data was reconstructed using a homemade image reconstruction software, which is programmed using Python language. The method was applied to a phantom and in-vivo human brain and abdomen. The performance of UTE was compared with 3D GRE for phase mapping. Local phase mapping was compared with T₂* mapping using UTE. Results: The phase map using UTE mimics true field-map, which was theoretically calculated, while that using 3D GRE revealed both motion-induced artifact and geometric distortion. Motion-free imaging is particularly crucial for application of phase mapping for abdomen MRI, which typically requires multiple breathold acquisitions. The air pockets, which are caught within the digestive pathway, induce spatially varying and large background field. T₂* map, that was calculated using UTE data, suffers from non-uniform T₂* value due to this background field, while does not appear in the local phase map of UTE data. Conclusion: Phase map generated using UTE mimicked the true field map even when non-zero susceptibility objects were present. Phase map generated by 3D GRE did not accurately mimic the true field map when non-zero susceptibility objects were present due to the significant field distortion as theoretically calculated. Nonetheless, UTE allows for phase maps to be free of susceptibility-induced distortion without the use of any post-processing protocols.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제4권2호
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• pp.128-135
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• 2000

목적 자기공명 스펙트럼 데이터의 처리 및 분석을 특정 workstation이 아닌 일반 PC의 windows 운영체제에서 동작할 수 있도록 GUI(Graphical User Interface)기반의 Spectroscopy 분석용 도구를 개발하였다. 대상 및 방법 S/W의 개발은 MATLAB(Mathwork사 미국)을 이용하여 PC의 window운영 체제에서 GUI 기반으로 동작하게 하였다. 시간 영역의 raw data와 주파수 영역의 spectrum data를 동시에 display할 수 있게 하였으며 Zero filling, 여러 종류의 filtering, 위상보정, FFT, peak area 측정 등의 기능을 갖추었다. 또한, 1.5T Gyroscan ACS-NT R6(Philips, Amsterdam, Netherland)의 $^1H$ Spectroscopy 패키지를 이용하여 정상인 뇌의 Parietal white matter, Basal ganglia, Occipital grey matter 영역에서 얻은 $^1$H MRS data를 정성 .정량적으로 분석하여 타 기종에서 얻어 발표된 $^1H$ MRS data와 비교분석하였다. 결과 : 본 연구에서 개발된 S/W를 이용하여 정상인 뇌에서 $^1H$ MRS data를 processing한 결과 NAA/Cr, Cho/Cr, MI/Cr 비율은 TE를 달리하였을 때, 유의수준 5%에서 Parietal white matter(PWM)의 NAA/Cr peak ratio를 제외하고 유의한 차이가 없었다. 그리고 기존에 발표된 문헌과 비교할 때 다른 MR장치의 NAA/Cr, Cho/Cr, MI/Cr 값들에 비해 평균값과 표준편차가 전반적으로 10-50%의 큰 값을 나타내었다. 결론 : 정상인 뇌에서 세 부위에 대하여 $^1H$ MRS를 얻고 이에 대한 정성.정량 분석을 함으로써 MRS를 임상적으로 적용하기 위한 준비를 하였으며 이러한 작업을 PC에서 독립적으로 수행함으로서 MRI system의 작업효율을 향상시킬 수 있었다. 그리고 서로 다른 기종간에는 유의한 차이가 있으므로 정상인에 대한 MRS database를 구축한 후에 $^1H$ MRS를 임상에 적용해야 함을 알 수 있었다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제13권1호
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• pp.31-39
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• 2009

목적 : 본 연구는 PRF(Proton Resonance Frequency)를 이용한 MR 온도감시 영상에서 시간 해상도를 keyhole방법 적용으로 향상시키고자하였다. 제시된 keyhole방법과 기존 온도영상 방법 사이의 비교를 위해 온도 값에 대한 RMS(Root Mean Square) 오차와 SNR(Signal to Noise Ratio)을 비교하였다. 대상 및 방법 : PRF 방법과 GRE(Gradient Recalled Echo)를 이용하여 MR 온도영상을 구현하였으며 장비로는 임상용 1.5T MRI 장치를 이용하였다. 인체모사 조직인 2% 한천 젤 팬텀과 돼지 근육조직으로 실험을 수행하였다. 2.45GHz대역의 마이크로파 발생장치로 MR호환 동축 슬롯 안테나를 구동하여 MRI장치 내에서 대상 조직과 팬텀을 5분간 가열하였다. 가열 직후 10분 동안에 순차적으로 MR 원 데이터를 획득하였다. 획득된 원 데이터는 PC로 전송되어 전체 위상을 부호화하여 얻은 원 데이터의 바깥영역과 K-space의 중앙 영역을 각각 128, 64, 32, 16으로 위상부호화된 데이터로 keyhole영상을 재구성하였다. 256개로 전체 부호화된 자체-참조 온도영상과 RMS 오차를 비교하였으며, zero-filling 영상과 SNR비교를 하였다. 결과 : keyhole 온도 영상에서 위상부호화 수가 128, 64, 32, 16으로 줄어들수록 RMS 오차로 산출한 온도의 차이가 0.538, 0.712, 0.786, 0.845$^{\circ}C$ 만큼 증가하였으나 SNR 값은 keyhole의 위상부호화 수가 줄어도 유지되었다. 결론 : 본 연구는 고정된 매트릭스 크기에 keyhole 방법 적용을 이용하여 온도 감시에서의 시간해상도 증가와 SNR 값을 유지하는 결과를 도출하여 성공적인 적용을 보여 주었다. 본 연구를 기반으로 한 다음 연구에서는 최적화된 변수를 이용한 keyhole 방법 적용으로 최소 온도 오차의 실시간 MR 온도 감시가 가능할 것이라 예상된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제4권1호
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• pp.27-33
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• 2000

목적: 전자상자성 공명(Electron Paramagnetic Resonance EPR)을 사용하여, 현재 상용되고 있는 세가지 상자성 자기공명 조영제, Gd-DTPA, Gd-DTPA-BMA, Gd-DOTA의 전자스핀 이완시간 $T_{le}$를 결정하고자 한다. 대상 및 방법: 본 연구에 사용된 상자성 자기공명 조영제는 Gd-DTPA(Magnevist), Gd-DTPA-BMA(OMNISCAN), Gd-DOTA(Dotarem)이다. 이들 자기공명 조영제들은 2:1 부피 비율의 메탄올과 물의 혼합용액에 희석하여 저온의 glassy상태에서 EPR스펙트럼을 얻었으며, 또한 주어진 영 자기장 갈라지기 (zero-field splitting, ZFS)변수를 $3{\times}3$ 텐서량으로 계산하는 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램 'GEN'을 사용하여, 이들 조영제들에 대한 각각 다른 ZFS변수를 가지는 시뮬레이션 스펙트럼을 만들었다. 이 결과들과 McLachlan의 평균이완율 이론을 적용하여 전자스핀 이완시간이 결정되었다. 결과: 상자성 자기공명 조영제 Gd-DTPA, Gd-DTPA-BMA, Gd-DOTA의 전자 횡축 스핀이완시간($T_{2e}$)은 각각 0.113ns, 0.147ns, 1.81ns, g-value는 1,9737, 1.9735, 1.9830, 전자스핀 이완시간($T_{le}$)는 18.70ns, 33.40ns, $1.66{\mu}s$로 결정되었다. 결론: 실험 결과로부터 상자성 자기공명 조영제의 ZFS변수가 클수록 짧은 전자스핀 이완시간 $T_{le}$를 가진다는 일반적인 사실을 재 확인할 수 있었다. 본 연구에 사용된 3가지 자기 공명 조영제들 중에는 화학적으로 환상구조 배위자를 갖는 Gd-DOTA가 가장 긴 전자스핀 이완시간 $T_{le}$를 가지는 것으로 나타나서 일반적으로 환상구조 배위자를 갖는 조영제들이 선상구조 배위자를 갖는 조영제에 비해 전자적인 성질은 우수한 것으로 나타났고 결론적으로 상자성 조명제가 물분자의 자기이완시간에 미치는 영향을 평가하고 고효율 상자성 자기 공명 조영제 개발에는 정확한 ZFS변수 결정이 매우 중요하다는 것을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제39권5호
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• pp.544-555
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• 2002

단위용적기법(Single-Voxel Technique) 및 다용적기법(Multi-Voxel Technique)으로 얻어진 수소원자핵 자기공명분광(Proton Magnetic Resonance Spectroscopy : 1H-MRS) 데이터를 고가의 특정 workstation이 아닌 일반 PC에서 처리${\cdot}$분석 할 수 있는 GUI(Graphical User Interface) 기반의 분광분석용 소프트웨어(S/W)를 개발하고 MRS 임상 데이터로 기초적인 시험을 하였다. 단위용적기법의 MRS 경우에는 시간 영역의 측정신호와 주파수 영역의 분광정보를 한 화면에 동시에 표시할 수 있게 하였고 필요에 따라 위상보정, 필터링(filtering), 퓨리에변환 등으로 후처리 한 후 생체 대사물질(metabolite) 별 MRS 피크 면적 비를 계산하여 정성분석을 하였다. 다용적기법의 MRS에서는 측정된 신호의 재배열 및 3차원 FFT로 분광영상(spectroscopic image)을 재구성하고 이를 T1-강조 또는 T2-강조 영상 위에 중첩시켜 해부학적 정보와 함께 표시할 수 있도록 하였다. 또한 생체에서 대사물질에 해당하는 분광정보의 각 피크의 분포도(metabolite image)를 만들고 해부학적 영상과 중첩시켰다. 병원에 설치되어있는 MR 장치에서 정상인과 뇌에 이상이 있는 환자를 대상으로 얻은 MR 분광 데이터를 처리·분석한 결과 사용자의 편의성이 높을 뿐만 아니라 신뢰성이 우수하여 임상적 활용도가 높을 것으로 기대된다.