• 제목/요약/키워드: Voxel ratio

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Voxel 머리팬텀 제작 및 붕소중성자포획요법 선량계산에의 응용 (Construction of voxel head phantom and application to BNCT dose calculation)

  • 이춘식;이춘익;이재기
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제26권2호
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    • pp.93-99
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    • 2001
  • 해부학적으로 단순한 수학적인형팬텀의 한계를 극복하기 위한 voxel 머리팬텀을 제작하고 BNCT(Boron Neutron Capture Therapy) 시행 시 선량분포를 계산하였다. 일반목적 몬테칼로 코드인 MCNP4B의 반복구조 알고리즘을 이용하여 voxel 몬테칼로 계산체계를 수립하였고 두 가지 물질로 구성된 예시적 voxel 팬텀과 기하체조합팬텀의 계산값 비교를 통해 계산체계를 검증하였다. 미국 NLM(National Library of Medicine)에서 제공하는 VHP man 인체단층사진에 대한 분할 및 색인작업을 통해 voxel 머리팬텀을 제작하여 AP 및 PA 방향에서 입사하는 넓고 평행한 광자 및 중성자빔에 대한 선량값을 MIRD 팬텀의 계산값과 비교한 결과 중성자빔 AP 방향조사 시 MIRD 팬텀에서는 볼 수 없는 안구로 인한 중성자 감쇠현상을 확인할 수 있었다. 3차원 정밀계산이 필요한 BNCT 시술시 선량분포계산을 위해 뇌 중앙에 직경 5cm의 구형 뇌종양 체적을 정의하고 뇌와 종양의 붕소 함량을 조정하여 10keV 및 40keV 상부입사 중성자에 의한 장기별 흡수선량을 계산한 결과 종양에 $30{\mu}g/g$, 정상세포에 $3{\mu}g/g$의 붕소를 주입한 경우 붕소함량이 없을 때에 비해 2배 가량 큰 선량을 보였다. 본 연구를 통해 voxel몬테칼로기법을 이용한 선량평가체계를 수립하였고 정밀한 선량계산을 필요로 하는 치료방사선분야 선량계산에 실제 인체에 가까운 voxel팬텀의 응용가능성을 제시하였다.

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3 차원 나노 스테레오리소그래피의 정밀화를 위한 펨토초 레이저 출력-조사시간 제어방법 (A Scheme to Control Laser Power and Exposure Time for Fabricating Precise Threedimensional Microstructures in Nano-stereolithography (nSL) Process)

  • 박상후;임태우;양동열
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1365-1368
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    • 2004
  • A scheme to control the laser power and the exposure time was studied to fabricate precise microstructures using the nanostereolithography (nSL) process. Some recent works have shown that a three-dimensional (3D) microstructure can be fabricated by the photopolymerizing process which is induced by two-photon absorption (TPA) with a femtosecond pulse laser. TPA provides the ability to confine photochemical and physical reactions within the order of laser wavelength, so neardiffraction limit features can be produced. In the nSL process, voxels are continuously generated to form a layer and then another layer is stacked in the normal direction of a plane to construct a 3D structure. Thus, fabrication of a voxel with low aspect ratio and small diameter is one of the most important parameters for fabricating precise 3D microstructures. In this work, the mechanism of a voxel formation is studied and a scheme on the control of laser power and exposure for minimizing aspect ratio of a voxel is proposed.

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단위용적 및 다용적 기법 자기공명분광 신호처리 분석 소프트웨어의 개발 (The Development of Signal Processing Software for Single-and Multi-Voxel MR Spectroscopy)

  • 백문영;이현용;신운재;은충기;문치웅
    • 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.

3T Multi Voxel Spectroscopy에서 SENSE와 NEX 변화에 따른 정상인 뇌 대사물질 변화 분석 (Alteration Analysis of Normal Human Brain Metabolites with Variation of SENSE and NEX in 3T Multi Voxel Spectroscopy)

  • 성열훈;임재동;이재현;조성봉;우동철;최보영
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제19권4호
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    • pp.256-262
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    • 2008
  • 자기공명분광법(magnetic resonance spectroscopy: MRS)은 인체내 대사물질을 정량분석하여 병변의 조기진단 및 정밀진단에 도움을 주고 있으며, 최근 임상에 이용되고 있는 자기공명분광법은 single voxel spectroscopy (SVS) 기법과 multi voxel spectroscopy (MVS) 기법이 있다. 본 연구에서는 SENSE와 NEX를 변화시킨 multi voxel spectroscopy (MVS)의 데이터와 기존 single voxel spectroscopy (SVS)의 데이터를 비교 분석하여, 각각의 데이터의 유의성 차이를 평가하고자 하였다. 정상 성인 지원자 13명(남자: 5명, 여자: 8명, 평균 41세, 표준편차 11.65세)을 대상으로 chemical shift image (CSI)를 이용한 MVS검사를 시행하였다. 장비는 3.0T Achieva Release Version 2.1 (Philips Medical System, Netherland)을 이용하였고, 8 channel head coil을 사용하여 brain thalamus 부위에서 CSI spectrum을 1 slice 획득하였다. Scan parameter로는 FOV (field of view): $230{\times}184mm^2$, TR (time to repetition): 2000 msec, TE (time to echo): 288 msec, matrix: $15{\times}12$, VOI(view of interest): $110{\times}110mm^2$, voxel size: $15{\times}15{\times}15mm^3$로 하였다. SENSE factor (S)와 NEX (N)는 S1*N1, S2*N1, S2*N2, S3*N2로 변화하여 스펙트럼을 획득하였고, 각 scan time은 5분 54초, 3분 32초, 6분 20초, 4분 20초였다. 얻은 모든 MRS 데이터는 jMRUI 3.0 Version 프로그램에서 분석하였고, SENSE factor와 NEX를 변화시켜 얻은 MVS data 그룹들이 정상 성인 뇌 대사물질의 변화에 영향을 주는지 검증하기 위해 그룹 간에 ANOVA분석을 실행하여 P 값이 0.05보다 크게 나오면 그룹들 사이에 유의한 차이가 없다고 분석하였다. NAA/Cr과 Cho/Cr의 상대적 비율은 MV와 SVS사이에서는 유의한 차이가 없었다. 즉, SENSE factor와 NEX를 변화시켜 얻은 MVS data에서 정상 성인 뇌조직의 대사물질의 변화를 관찰한 결과, S1*N1의 NAA/Cr은 $1.45{\pm}0.03$, Cho/Cr은 $0.88{\pm}0.03$이고, S2*N1의 NAA/Cr은 $1.44{\pm}0.03$, Cho/Cr은 $0.87{\pm}0.05$, S2*N2의 NAA/Cr은 $1.43{\pm}0.02$, Cho/Cr은 $0.87{\pm}0.04$이며, S3*N2의 NAA/Cr은 $1.45{\pm}0.03$, Cho/Cr은 $0.87{\pm}0.03$으로 나타났다(F-value : 1.37, D.F : 3, P-value : 0.262). 그러나 데이터의 질을 측정하기 위한 MVS 데이터의 NAA Peak line-width는 SVS 데이터의 NAA Peak line-width 보다 약 3배 정도 넓었다. 본 연구에서는 MVS에서 SENSE factor와 NEX 값을 다양하게 변화시킨 MVS의 데이터와 SVS의 데이터가 큰 차이가 없음을 확인하였다. 즉, 어는 특정 부위의 뇌 조직의 대사물질은 MVS와 SVS 기법 모두 큰 차이가 없음을 확인할 수 있었다. 그러므로 MVS는 SVS보다 광범한 부위를 짧은 시간 안에 검사할 수 있으므로 매우 유용한 방법이라고 사료된다.

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Compensatory change of opposite hippocampus after temporal lobe surgery in patients with temporal lobe epilepsy Evidence from single-voxel proton MR spectroscopy

  • Lee, Sang-Hyun;Chang, Kee-Hyun;Chung, Chun-Kee;Song, In-Chan;Han, Moon-Hee
    • 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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    • 대한자기공명의과학회 2001년도 제6차 학술대회 초록집
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    • pp.172-172
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    • 2001
  • Purpose: To evaluate compensatory change of opposite hippocampus after temporal lobe surgery in th patient with temporal lobe epilepsy by using single-voxel proton MR spectroscopy. Method: Eighteen patients with intractable temporal lobe epilepsy (TLE) whose MR diagnos was unilateral hippocampal sclerosis (n=11) or localized unilateral anterior temporal lobe lesio (n=7) and who underwent anterior temporal lobectomy were included in the study. Singl proton MRS of opposite hippocampus was carried out on the same day or within 1 week af MR imaging before temporal lobe surgery and after over 1-year post-surgical follow-u Single voxel proton MRS were acquired using GE signa 1.5T scanner and spectrosco system (TR, 1500-2, 000: TE, 136-144). Region of interest (ROI) was placed in a simitar position for all examination to cover the medial temporal lobes including most of the head an body of hippocampus and a part of amygdala, the parahippocampal gyrus. The MR spectr were evaluated with a focus on the metabolite ratio of N-acetylaspartate (NAA choline-containing phospholipids (Cho), creatine (Cr). The metabolite ratios of NAA/ Cr were calculated from the relative peak height measurement. We evaluated change of th intensity ratio NAA/Cr between before and after surgery, to simplify quantification acro patients, because observed decreases in the ratio of NAA/Cr can be interpreted in terms o neuronal or axonal damage.

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Diagnosis of Unruptured Intracranial Aneurysms Using Proton-Density Magnetic Resonance Angiography: A Comparison With High-Resolution Time-of-Flight Magnetic Resonance Angiography

  • Pae Sun Suh;Seung Chai Jung;Hye Hyeon Moon;Yun Hwa Roh;Yunsun Song;Minjae Kim;Jungbok Lee;Keum Mi Choi
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제25권6호
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    • pp.575-588
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    • 2024
  • Objective: Differentiating intracranial aneurysms from normal variants using CT angiography (CTA) or MR angiography (MRA) poses significant challenges. This study aimed to evaluate the efficacy of proton-density MRA (PD-MRA) compared to high-resolution time-of-flight MRA (HR-MRA) in diagnosing aneurysms among patients with indeterminate findings on conventional CTA or MRA. Materials and Methods: In this retrospective analysis, we included patients who underwent both PD-MRA and HR-MRA from August 2020 to July 2022 to assess lesions deemed indeterminate on prior conventional CTA or MRA examinations. Three experienced neuroradiologists independently reviewed the lesions using HR-MRA and PD-MRA with reconstructed voxel sizes of 0.253 mm3 or 0.23 mm3, respectively. A neurointerventionist established the gold standard with digital subtraction angiography. We compared the performance of HR-MRA, PD-MRA (0.253-mm3 voxel), and PD-MRA (0.23-mm3 voxel) in diagnosing aneurysms, both per lesion and per patient. The Fleiss kappa statistic was used to calculate inter-reader agreement. Results: The study involved 109 patients (average age 57.4 ± 11.0 years; male:female ratio, 11:98) with 141 indeterminate lesions. Of these, 78 lesions (55.3%) in 69 patients were confirmed as aneurysms by the reference standard. PD-MRA (0.253-mm3 voxel) exhibited significantly higher per-lesion diagnostic performance compared to HR-MRA across all three readers: sensitivity ranged from 87.2%-91.0% versus 66.7%-70.5%; specificity from 93.7%-96.8% versus 58.7%-68.3%; and accuracy from 90.8%-92.9% versus 63.8%-69.5% (P ≤ 0.003). Furthermore, PD-MRA (0.253-mm3 voxel) demonstrated significantly superior per-patient specificity and accuracy compared to HR-MRA across all evaluators (P ≤ 0.013). The diagnostic accuracy of PD-MRA (0.23-mm3 voxel) surpassed that of HR-MRA and was comparable to PD-MRA (0.253-mm3 voxel). The kappa values for inter-reader agreements were significantly higher in PD-MRA (0.820-0.938) than in HR-MRA (0.447-0.510). Conclusion: PD-MRA outperformed HR-MRA in diagnostic accuracy and demonstrated almost perfect inter-reader consistency in identifying intracranial aneurysms among patients with lesions initially indeterminate on CTA or MRA.

Assessment of Malignancy in Brain Tumors by 3T MR Spectroscopy

  • 최보영;전신수;김범수;이재문;정성택;안창범;오창현;김선일;이형구
    • 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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    • 대한자기공명의과학회 2003년도 제8차 학술대회 초록집
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    • pp.84-84
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    • 2003
  • Purpose: To assess clinical proton MR spectroscopy (MRS) as a noninvasive method for evaluating tumor malignancy at 3T high field system. Materials and methods: Using 3T MRI/MRS system, localized water-suppressed single-voxel technique in patients with brain tumors was employed to evaluate spectra with peaks of N-acetyl aspartate (NAA), choline-containing compounds (Cho), creatine/phosphocreatine (Cr) and lactate. On the basis of Cr, these peak areas were quantificated as a relative ratio.

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Comparison of Visual- and Automatic Coregistration with MR Template based ROI Methods for Measurement of Specific Striatal Binding Ratio (SBR) in I-123 IPT SPECT

  • 주라형;서태석;최보영;이형구;김재승;문대혁
    • 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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    • 대한자기공명의과학회 2002년도 제7차 학술대회 초록집
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    • pp.107-107
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    • 2002
  • 목적: I-123 IPT SPECT에서 striatum에 ROI를 설정하여 Strial Binding Ratio를 측정하기 위해 사용되는 육안적인 방법과 MR Template based Coregistration 방법을 비교 평가하였다. 대상 및 방법: 파킨슨씨병 환자(IPD) 15명(남/녀:8/7, 63.3$\pm$4.8세)과 정상인 8명(남/녀:2/6, 61.4$\pm$16.5세) 에서 I-123 IPT(259MBq)를 주사한 후 2시간에 SPECT 영상을 얻었고 미상핵과 조가비핵의 전, 후부 및 후두엽에 각각 육안적인 방법과 MR Template based Coregistration방법으로 ROI를 설정하였다. MR Template based Coregistration 방법은 MNI TIMR template을 이용하여 SPECT영상을 voxel based intensity matching 방법으로 coregistration한 후midthalamic level에서 striatum의 경계를 따라 설정된 ROI를 이용하였다. 육안적인 방법은 striatal uptake가 가장 높은 level에서 3개의 ROI template를 striatum에 위치하였다. 두 방법으로 SBR과 nnterior/posterior ratio of SBR(APR)를 측정하였고 정상인과 파킨슨씨병 환자에서 두 방법을 비교하였다.

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주물 유동해석의 VR 가시화 (VR Visualization of Casting Flow Simulation)

  • 박지영;서지현;김성희;김명희
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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    • pp.813-816
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    • 2008
  • 본 연구에서는 주물의 유통해석결과를 3차원 모델로 복원하여 가상현실 디스플레이 상에 가시화 하는 방법을 제안한다. 먼저 기존 CAE 해석 소프트웨어를 사용하여 유한차분법 기반 열유동 수치해석을 수행한다. 이 과정에서는 주물의 설계모델은 그 형태가 규칙적인 사각형 격자에 근사되며 용탕을 주형에 주입하는 것을 시작으로 충전이 완료될 때까지 사전에 정의된 단계수만큼 반복적으로 전체 복셀에 대한 충전도와 온도수치가 기록된다. 다음 단계에서는 그 결과별 입력으로 하여 복셀 단위로 주울 형태를 복원한다. 이 때 유통진행에 따른 각 단계에서 각 복셀의 충전여부와 온도수치를 색상에 대응시켜 복셀의 색상을 결정한다. 복원 모델은 수평형 가상현실 디스플레이 장치인 Projection Table 상에서 가시화 하였으며 액티브 스테레오 방식으로 입체화면을 제공한다.

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Diagnostic value of two modes of cone-beam computed tomography in evaluation of simulated external root resorption: an in vitro study

  • Dalili, Zahra;Taramsari, Mehran;Mehr, Seyed Zoheir Mousavi;Salamat, Fatemeh
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제42권1호
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    • pp.19-24
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    • 2012
  • Purpose : Field of view and voxel resolution of cone beam computed tomography (CBCT) might affect the diagnostic capability. This study was performed to compare between the standard and HiRes zoom modes in the diagnosis of external root resorption (ERR) using CBCT. Materials and Methods : Sixty three small cavities (0.25 mm depth and 0.5 mm diameter) were simulated on the buccal, lingual, and proximal surfaces at three different levels of 16 roots of teeth. After covering the root with nail varnish, the roots were inserted in the sockets and the model was placed in a water-containing lacuna. CBCT scans were taken in both standard and HiRes zoom modes using NewTom VG (QR srl Company, Verona, Italy). Then, an observer assessed the images to determine the presence or absence of the cavities. This process was repeated by increasing the size and depth of cavities to 0.5 mm depth and 1 mm diameter. Data were analyzed by McNemar test. The sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and likelihood ratio in evaluation of the simulated cavities were calculated. Results : There was a significant difference between the two imaging modes in diagnosing the shallow cavities (p=0.02).The sensitivity of the standard zoom in detecting the shallow cavities was lower than that of the HiRes zoom. The likelihood ratio of the HiRes zoom was higher in the diagnosis of both cavity types. Conclusion : This study suggested that a smaller voxel size in the HiRes zoom mode of CBCT is preferred for diagnosis of ERR.