• Korean Journal of Radiology
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• 제23권7호
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• pp.720-731
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• 2022

Objective: We aimed to develop and test a deep learning algorithm (DLA) for fully automated measurement of the volume and signal intensity (SI) of the liver and spleen using gadoxetic acid-enhanced hepatobiliary phase (HBP)-magnetic resonance imaging (MRI) and to evaluate the clinical utility of DLA-assisted assessment of functional liver capacity. Materials and Methods: The DLA was developed using HBP-MRI data from 1014 patients. Using an independent test dataset (110 internal and 90 external MRI data), the segmentation performance of the DLA was measured using the Dice similarity score (DSS), and the agreement between the DLA and the ground truth for the volume and SI measurements was assessed with a Bland-Altman 95% limit of agreement (LOA). In 276 separate patients (male:female, 191:85; mean age ± standard deviation, 40 ± 15 years) who underwent hepatic resection, we evaluated the correlations between various DLA-based MRI indices, including liver volume normalized by body surface area (LV_BSA), liver-to-spleen SI ratio (LSSR), MRI parameter-adjusted LSSR (aLSSR), LSSR × LV_BSA, and aLSSR × LV_BSA, and the indocyanine green retention rate at 15 minutes (ICG-R15), and determined the diagnostic performance of the DLA-based MRI indices to detect ICG-R15 ≥ 20%. Results: In the test dataset, the mean DSS was 0.977 for liver segmentation and 0.946 for spleen segmentation. The Bland-Altman 95% LOAs were 0.08% ± 3.70% for the liver volume, 0.20% ± 7.89% for the spleen volume, -0.02% ± 1.28% for the liver SI, and -0.01% ± 1.70% for the spleen SI. Among DLA-based MRI indices, aLSSR × LV_BSA showed the strongest correlation with ICG-R15 (r = -0.54, p < 0.001), with area under receiver operating characteristic curve of 0.932 (95% confidence interval, 0.895-0.959) to diagnose ICG-R15 ≥ 20%. Conclusion: Our DLA can accurately measure the volume and SI of the liver and spleen and may be useful for assessing functional liver capacity using gadoxetic acid-enhanced HBP-MRI.

• Korean Journal of Radiology
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• 제23권10호
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• pp.959-975
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• 2022

Objective: To investigate the agreement and reliability of estimating the volumes and normative percentiles (N%) of segmented brain regions among NeuroQuant (NQ), DeepBrain (DB), and FreeSurfer (FS) software programs, focusing on the comparison between NQ and DB. Materials and Methods: Three-dimensional T1-weighted images of 145 participants (48 healthy participants, 50 patients with mild cognitive impairment, and 47 patients with Alzheimer's disease) from a single medical center (SMC) dataset and 130 participants from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) dataset were included in this retrospective study. All images were analyzed with DB, NQ, and FS software to obtain volume estimates and N% of various segmented brain regions. We used Bland-Altman analysis, repeated measures ANOVA, reproducibility coefficient, effect size, and intraclass correlation coefficient (ICC) to evaluate inter-method agreement and reliability. Results: Among the three software programs, the Bland-Altman plot showed a substantial bias, the ICC showed a broad range of reliability (0.004-0.97), and repeated-measures ANOVA revealed significant mean volume differences in all brain regions. Similarly, the volume differences of the three software programs had large effect sizes in most regions (0.73-5.51). The effect size was largest in the pallidum in both datasets and smallest in the thalamus and cerebral white matter in the SMC and ADNI datasets, respectively. N% of NQ and DB showed an unacceptably broad Bland-Altman limit of agreement in all brain regions and a very wide range of ICC values (-0.142-0.844) in most brain regions. Conclusion: NQ and DB showed significant differences in the measured volume and N%, with limited agreement and reliability for most brain regions. Therefore, users should be aware of the lack of interchangeability between these software programs when they are applied in clinical practice.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권2호
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• pp.253-259
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• 2017

이중에너지 전산화단층촬영으로 뼈를 검사하여 다양한 keV와 조영제 물질 억제(material suppression iodine; MSI), 물질구분(material decomposition; MD)기법을 적용하였을 때, 단일에너지 전산화단층촬영과 비교 평가함으로써 칼슘 부피의 변화를 파악하고자 하였다. 인체유사 팬톰을 이용하여 단일에너지 전산화단층촬영의 영상을 기준으로 이중에너지 전산화단층촬영의 각각 70 keV, 100 keV, 140 keV 및 70 keV-MSI와 MD 칼슘강조-물제거(material calcium weighting; MCW)와 MD 요오드강조-물제거(material iodine weighting; MIW)기법을 적용한 후, 칼슘의 부피를 Agatston score 값으로 비교 평가하였다. 인체유사 팬톰의 칼슘 부피는 keV가 증가할수록 감소하였다(p<0.05). 가장 유사한 이중에너지 전산화단층촬영 집단은 70 keV로 그 차이는 각각 갈비뼈 $35.8{\pm}12.2$, 대퇴골 $16.1{\pm}24.1$, 골반 $13.7{\pm}18.8$, 척추 $179.0{\pm}61.8$이었다. 그러나 MSI의 부피는 부위별로 각각 갈비뼈 5.55%, 대퇴골 76.34%, 골반 55.16%, 척추 87.58%가 감소하였고, MD(MCW)는 각각 갈비뼈 55.96%, 대퇴골 80.78%, 골반 69.64%, 척추 54.23%가 줄었으며, MD(MIW)는 각각 갈비뼈 83.51%, 대퇴골 87.68%, 골반 86.64%, 척추 82.62%의 차이로 감소되었다(p<0.05). 이중에너지 전산화단층촬영으로 검사 시, 뼈의 부피는 keV의 증가에 따라서 감소하게 되고 약 70 keV의 에너지 영역에서 CSCT 집단과 유사한 부피로 측정할 수 있다. 그리고 MSI와 MD의 임상기법을 적용한 부피측정은 상당한 오차가 발생하므로 유의하여 사용하여야 한다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제17권4호
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• pp.286-293
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• 2013

목적 : 본 연구는 20대 건강한 성인을 대상으로 반전 시간 (inversion time, TI)의 차이에 의한 뇌 영상을 획득하여 체적을 분석하였다. 대상 및 방법 : 20대 건강한 성인을 대상으로 MPRAGE (magnetization prepared rapid acquisition gradient echo) pulse sequence, 절편두께 1.5 mm, 4개의 반전 시간 (800 ms, 900 ms, 1000 ms, 1100 ms)을 이용해 뇌 영상을 획득하였다. 획득된 뇌 영상을 이용해 백질 (white matter, WM), 회백질(gray matter, GM), 그리고 전체 뇌 체적(intracranial volume, ICV)을 측정하고 각 TI 별로 뇌 체적 및 성별에 따른 통계적인 차이가 있는지 분석하였다. 결과 : Freesurfer로 산출된 뇌 체적은 평균 ICV=$1278.94{\pm}154.92cm^3$를 이용하여 정규화 하였고, 평균 WM=$486.52{\pm}48.64cm^3$, 평균 GM=$646.83{\pm}57.12cm^3$ 이었다. 남자의 뇌 체적 (WM, GM, ICV)은 여자보다 컸다. 측정간 신뢰도 테스트에서 급내 상관 계수는 모두 높은 수치를 나타내었다 (WM 0.992, GM 0.988, ICV 0.997). 반복측정 분산분석에서는 GM과 ICV는 각 TI에서 유의수준 내에서의 차이가 없었지만 (GM p=0.143, ICV p=0.052) WM는 유의수준 내에서의 차이가 있었다 (p=0.001). 선형 구조 관계 분석에서는 피어슨 상관 계수가 모두 높은 수치를 보였다. 결론 : WM, GM, ICV는 높은 신뢰도와 선형 구조 관계를 나타내었고 WM는 각 TI에서 유의수준 내에서의 차이를 보였다. 20대 건강한 성인의 뇌 체적의 자료는 환자들과의 비교에 참고자료로 사용될 수 있을 것이며, 뇌의 구조적인 변화를 예측하는데 도움을 줄 것이다. TI의 변화에 따라 대조도, 잡음비 그리고 병변의 검출 능력을 조사하는 추가적인 연구가 필요할 것이다.