• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제41권5호
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• pp.179-184
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• 2020

Purpose: The purpose of this study was to evaluate the effect according to the NEX, VENC, targeted cardiac phases on the velocity measurement of 4D phase-contrast MRI. Materials and Methods: The abdominal aortic phantom was made to experiment. The working fluid was mixed with water and glycerin to mimic the density and viscosity of human blood. The inlet velocity was Reynolds number 2000. The experimental conditions were NEX 1 and 4, VENC 102 cm/s and 200 cm/s, and 10 and 15 targeted cardiac phases, respectively. The average flow rate, average velocity, maximum velocity, and cross-section area were measured. Results: As a result of the case-by-case comparison, the error rate was less than 5%. There was no significant difference (p > 0.05). Conclusion: It is expected that this result will be useful for acquiring blood flow information in clinical practice.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제13권2호
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• pp.161-170
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• 2009

목적 : 평행영상(Parallel imaging)기법의 개발로 긴 촬영시간 때문에 종종 사용되지 못하던 삼차원 영상기법이 최근 들어 환자 병을 진단하는데 새로이 사용되고 있다. 이 연구의 목적은 최근에 뇌 영상에서 개발되어 이용되고 있는 삼차원 자기공명영상을 사람의 뇌에서 짧은 시간 내에 얻을 수 있도록 2차원 평행영상 기법을 사용한 최적화 방법을 연구하는데 있다. 대상 및 방법 : 검사 장비는 3.0T 자기공명영상장치를 이용하였으며 8-채널 SENSE(sensitivity encoding) 머리 코일을 이용하였다. 팬텀 및 3명의 사람 머리에서 영상을 얻었다. 세 가지의 삼차원 영상법인 3D T1WI, 3D T2WI 및 3D FLAIR 영상 방법에 대하여 평행인자(SENSE factor)의 변화에 따른 팬텀 영상을 얻었다. 각각의 영상법에서 영상획득에 적당한 SENSE 인자를 찾기 위해 Phase encoding 방향과 Slice encoding 방향을 조합한 SENSE 인자를 변화시키면서 영상을 얻었다. 영상분석을 위하여 특정영역(ROI)를 설정한 후에 신호대 잡음비 (Signal-to-noise ratio, SNR), 감소분율(Percent Signal Reduction Rate, %R), 대조도(contrast-to-noise ratio, CNR)를 계산하였다. 결과 : 팬텀을 이용한 SENSE 인자 변화에 따른 SNR 및 %R 값의 변화 결과 3D T1WI 방법에서 SENSE 인자를 사용한 것들 중에서 SENSE 인자를 총 3인 경우 약 0.2%의 신호 감소가 나타났고 영상시간은 5분 이내였다. 3D T2WI 방법의 경우 SENSE 인자를 사용한 것들 중에서 SENSE 인자를 총 3인 경우에 약 1.0% 신호 감소가 나타났고 영상 시간은 약 5분 이내였다. 3D FLAIR 방법의 경우 SENSE 인자를 사용한 것들 중에서 SENSE 인자를 4를 사용한 경우에 약 0.2% 신호 감소가 나타났고 영상시간은 약 6분이었다. 사람을 대상으로 할 경우 3D T1W 및 3D T2W영상에서 SNR 및 CNR은 SENSE 인자를 3으로 한 경우에서 SENSE 인자를 4로 한 경우 보다 높게 나타났다. 3D FALIR 영상의 경우 CNR은 SENSE 4에서는 SENSE 3에 비하여 낮았다. 결론 : 본 연구에서는 3가지 3차원 영상법을 실제 임상적용이 가능한 시간 영역에서 SENSE 인자를 변화 시키면서 치적의 영상을 얻도록 하는 연구를 실시한 결과 SNR 감소를 최소화 하면서 영상획득 시간을 약 5분에서 6분 정도 소요되는 2차원 SENSE 인자를 찾았다. 이를 뇌 영상에 적용하였을 경우 SENSE 인자를 적용하지 않은 경우와 비교하면 신호 감소는 최소화 하면서 영상의 질은 큰 영향을 주지 않은 것으로 나타났다. 3D T1W및 3D T2W는 SENSE 인자를 3으로 3D FLAIR인자는 SENSE 인자를 4로 하는 것이 환자를 대상으로 한 뇌 영상에 적합하다고 생각된다. 앞으로는 이들 영상법이 뇌 영상뿐만 아니라 다른 영역의 영상에 적용을 위한 최적화가 필요하다고 생각된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제16권1호
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• pp.67-75
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• 2012

목적 : 뇌에 분포하는 동맥혈관을 관찰할 때 흔히 자기공명 뇌혈관 데이터(Magnetic Resonance Angiography, MRA)를 이용한다. 하지만 뇌혈관 데이터의 경우 관찰하고자 하는 부위의 혈관을 직접적으로 관찰하기 어렵다. 이러한 3차원 데이터를 2차원 디스플레이 장치에 나타내기 위해 최대강도투사(Maximum Intensity Projection, MIP) 영상이 흔히 이용된다. 데이터의 투사방향에 위치한 복셀들 중 최대값을 가지는 복셀을 투사하여 최대강도투사 영상을 얻게 된다. 혈관의 경우 큰 복셀값을 가지기 때문에 영상에서 밝게 나타난다. 하지만 투사방향에 중첩되어 있는 일부 혈관들이 투사하는 과정에서 최대값을 가지는 혈관들에 가려져 나타나지 않게 되기 때문에 깊이 정보를 잃게 된다. 또한 정해진 위치에서의 투사영상 밖에 얻을 수 없다는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존의 최대강도투사 영상이 가지는 이러한 단점들을 개선하여 뇌혈관의 분포를 3차원 공간상에서 최적화 된 입체영상으로 보는 새로운 방법을 제안하였다. 대상 및 방법 : 우리는 4개의 채널 코일과 3.0T 자기공명영상장치 (Siemens Tim Trio MRI scanner)를 이용하여 피험자의 머리를 고정시키고 3차원 위상대조 (Phase-Contrast, PC) 시퀀스를 적용하여 3차원 뇌혈관 데이터를 얻었다. 얻어진뇌혈관 데이터의 중심점을 기준으로 3차원 공간 회전 알고리즘을 적용하여 회전된 새로운 데이터를 얻은 다음 이 데이터를 기준 수평면상에 투사하여 뇌혈관에 대한 2차원 최대강도투사 영상을 구한다. 이 때 입체영상 구현을 위해 두 눈과 데이터의 중심이 이루는 수렴각에 맞게 뇌혈관 데이터를 각각 공간 회전시킨 후 투사하여 각각의 눈에 적합한 영상들을 구하고 이를 적청안경방식 (anaglyph)을 이용하여 관찰함으로써 최적의 입체감을 가지는 최대강도투사 영상을 얻는다. 결과 : 결과 영상을 살펴보면 우선 기존의 방법들에서는 불가능했던 뇌혈관 데이터의 다양한 위치에서의 최대강도투사 영상이 가능해졌다는 것을 알 수 있다. 또한 관찰자와 데이터 사이의 거리와 두 눈 사이의 거리를 고려하여 보다 사실적인 입체감을 가지는 입체 최대강도투사 영상을 얻었다. 결론적으로 관찰자가 바라보는 방향과 관찰자와 데이터 사이의 거리에 따른 최적의 입체영상을 얻을 수 있었다. 결론 : 제안하는 방법은 단일 최대강도투사 영상을 관찰자의 위치를 고려하여 입체영상으로 변환시킴으로써 최적의 입체감을 가지는 입체 투사 영상을 구하였다. 그리고 구면좌표계 상에서 뇌혈관 데이터의 다양한 투사방향에서의 최대강도투사 영상을 나타낼 수 있었다. 추후 알고리즘 최적화와 병렬연산 프로세스가 적용된다면 진단과 수술 계획에 필요한 뇌혈관의 입체 정보들을 실시간으로 제공해 줄 수 있을 것으로 예상된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제2권1호
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• pp.96-103
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• 1998

목적 : 고식적인 자기공명혈관조영술 (MR Angiography, MRA) 기법으로는 영상화가 어려웠던 대동맥궁의 주요 분지들의 평가에 있어서 새로운 MR기법인 조영증강 MRA의 임상적 유용성을 알아보고, 그 화질을 사용한 코일의 종류에 따라 비교해 보고자 한다. 대상 및 방법 : 뇌혈관 질환을 의심하여 고식적인 기법으로 뇌 및 경동맥 MRA를 시행한 29명에서 전향적으로 Gd-DAPA 15-20ml를 일시에 손으로 주입한 후 대동맥궁과 그의 주요 분지들에 대해 3시기의 고속 MRA를 시행하여 그 화질을 분석하였다. MRA는 1.0T MR기종에서 3D-FISP기법으로 얻었으며 총 영상 획득 시간은 40-60초였다. 영상 분석은 무명동맥, 양측 총경동맥, 양측 쇄골하동맥과 양측 척추 동맥들의 기시부로부터 전장에 걸쳐 화질을 주관적으로 3등급(good; 명백히 정상소견을 보이는 경우, fair; 약간 낮은 신호를 보이나 정상으로 진단하기에 비교적 만족할 만한 경우, poor; 협착이 모호하거나, 인공물이나 너무 낮은 신호로 혈관을 볼 수 없어 카테터 혈관조영술을 요하는 경우)으로 나누어 평가하였으며, 양측 총경동맥의 분기(bifurcation) 부위에서는 고식적인 기법의 영상과 그 화질을 비교평가하였다. 또한 세가지 사용한 코일의 종류(CP body array 12예, CP neck array 9예, head-and-neck 8예)에 따른 화질 차이를 정성적 및 정량적(신호대 잡음비)으로 분석하였다. 결과 : 대동맥궁 주요 분지들의 전반적인 화질은 55% (16/29)에서 'good', 34%(10/29)에서 'fair'로 평가되어 대부분 고식적인 카테터 혈과조영술이 피요치 않을 정도로 만족할 만한 화질을 보였다. 양측 총경 동맥분지 부위에서는 65%(17/26)에서 고식적인 3D-TOF기법과 같거나 나은 영상을 보였다. CP body array 코일을 사용한 경우가 CP neck array 코일이나 head-and-neck 코일을 사용한 경우보다 정성적 및 정량적으로 유의하게 나은 영상을 보였다(p<0.05). 결론 : 고속 조영증강 MRA기법은 단시간내 (40-60초)에 대동맥구의 주요 분지들을 그 기시부위부터 두개골 저부에 이르기까지 대부분에서 잘 나타내주므로 선별검사로서 임상적으로 유용하리라 생각되며 CP body array 코일을 사용하였을 경우에 CP neck array 코일이나 head-and-neck 코일을 사용한 경우보다 좀더 나은 화질을 얻을 수 있으리라 생각된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제8권1호
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• pp.17-23
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• 2004

목적 : 이차원 위상대조 자기공명영상을 이용하여 나이변화와 뇌실질 부피변화 및 혈관이상의 정도에 따른 총뇌혈류량의 변화를 알고자 하였다. 대상 및 방법 : 12명의 지원자를 포함한 73명을 대상으로 T2강조 영상과 Time-of-flight 방법의 자기공명혈관촬영과 이차원 위상대조 자기공명영상을 얻었다. 정상군은 지원자 12명과 자기공명영상 및 자기공명혈관촬영에서 정상소견을 보인 21명으로서 이들은 18-29세, 30-49세, 50-66세 군으로 나누었다. 비정상군은 T2강조영상의 뇌실질부피 변화정도와 자기공명 혈관촬영의 동맥경화 정도에 따라 mild reduction군(17명) , marked reduction군(12명)으로 나누었고, 뇌실질이 증가한 increased volume군(6명)과 Moya-moya군(5명)으로 분류하였다 뇌혈류는 위상대조 자기공명영상의 속도-혈류 곡선으로부터 양쪽 내경동맥과 추골동맥에서 측정하고 합하여 뇌의 총뇌혈류량으로 하였으며, 각군 사이의 혈류량을 비교 관찰하였다. 결과 정상군의 총뇌혈류량은 18-29세군은$12.0{\pm}2.1ml/sec$, 30-49세군은 $11.8{\pm}1.9m1/sec$, 50-66세군은 $10.9{\pm}2.2ml/sec$였다. 비정상군 중에서 mild reduction 군은 $9.5{\pm}2.5ml/sec$, marked reduction 군은 $7.6{\pm}2.0ml/sec$, increased volume군은 $7.3{\pm}1.2ml/sec$, Moya-moya군은 $7.0{\pm}1.1ml/sec$였다. 결론 : 총뇌혈류량은 나이 증가에 따라 감소하였고, 뇌실질부피 감소와 동맥경화 정도에 따라 감소하였으며 increased volume군과 Moya-moya군에서도 감소하였다. 이차원 위상대조 자기공명영상은 나이변화나 뇌실질의 부피변화와 혈관이상을 초래하는 다양한 뇌질환에서 총뇌혈류량을 관찰할 수 있는 유용한 방법이라고 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권4호
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• pp.269-275
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• 2008

슬관절 퇴행성 질환을 진단하기 위하여 자기공명영상(magnetic resonance imaging: MRI)이 많이 사용되지만 간혹 슬관절 병후 및 예후를 잘못 진단하는 경우가 종종 발생한다. 본 연구에서는 슬관절 질환의 진단에 도움을 주기 위하여 자화전이(magnetization transfer: MT) 영상법을 소개하고자 한다. 슬관절 환자 7명으로부터 스핀 에코(SE) T2 강조 영상(3,400-3,500/90-100 ms)과 슬관절 환자 7명으로부터 FSE T2 강조 영상(4,500-5,000/100-108 ms)과 또한 슬관절 환자 3명으로부터 gradient echo (GRE) T2 강조 영상들(9/4.56 ms, 50 flip angle, NEX 1)을 획득하였다. 6명의 슬관절 환자에서 지방 억제가능 T2 강조 STIR 펄스시퀀스(TR/TE=2894-3215 ms/70 ms, NEX 3, ETL 9)를 사용하였다. 지방 포화도에 있어서 위상감도 방법은 Larmor frequency 차이에 따른 위상 차이를 이용하므로, 각각의 픽셀에 대한 자화전이율(magnetization transfer ratio: MTR)의 측정은 포화된 영상과 포화되지 않은 영상의 비율에 따라 산출하였다. 따라서 각 입력된 영상들은 동차원성을 가지고, 시각적으로 신호강도 정도가 회색의 명암도만으로 평가될 수 있기 때문에 생리학적, 정량적 진단을 위하여 3차원 등방성 체적영상과 자기공명 삼원색을 매핑하였고 정량적 특정은 자화전이율 지도로서 표현하였다. 자화전이율 영상은 병변 부위에서 높은 대조도를 나타내어 환자의 병태를 추적하는데 도움을 주었고 정량화하였다. 자화전이율 영상들과 기존의 MRI 사이에 명암도 차이는 회색상으로 표현되며, 자화전이율 영상화의 효과에 대해 프로파일 그래프는 자화전이 펄스로 인하여 신호강도에 있어서 정량적 측정값이 상대적으로 감소하였다. 슬관절의 정확한 병리상태를 진단하기 위해 프로파일 그래프의 측정값을 영상과 함께 표현하였다. 본 연구에서 수행한 예비적 데이터들을 통하여 슬관절의 자화전이율 영상들이 매우 임상학적으로 유용함을 확인하였다. 자화전이율 영상에 대한 물리적 변화를 관찰함으로써 자화전이율 영상에 대한 물리적, 기술적 기반에 대한 더 많은 통찰력을 제공할 수 있다. 무릎 질환 환자의 자화전이율 영상들을 이용하여 매우 높은 대조도를 확보할 수 있으므로 슬관절 질환의 정밀 진단에 매우 도움을 줄 수 있다.