• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권4호
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• pp.252-260
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• 2012

최근 Computed tomography (CT) 조사선량의 인체에 대한 부정적 영향이 부각됨에 따라 선량을 줄이는 연구가 활발히 진행되고 있고, 이로 인하여 소 동물에 관한 연구는 점점 임상전의 연구로서 필수적으로 여겨지고 있다. 최근에는 피폭 선량을 줄일 수 있는 방법으로서 이론적으로 투영 데이터가 충분하지 않을 때 정확하게 영상을 재구성 하는 것이 가능한 Total Variation (TV) minimization 알고리즘이 각광받고 있다. 이에 본 연구에서는 micro-CT (DRGem, Harmony80H series, Korea) 시스템에서 획득한 적은 수의 투영 데이터를 가지고 TV minimization에 기초한 반복적 영상 재구성 알고리즘과 기존의 Feldkamp-Davis-Kress (FDK) 알고리즘을 사용하여 영상을 재구성하고 두 알고리즘의 영상 화질을 비교 및 평가하였다. TV minimization 알고리즘의 효과를 평가하기 위해서, 먼저 서로 다른 농도의 조영제, 물, 공기가 들어있는 원통형 팬톰을 제작하였고, micro-CT를 사용하여 영상을 획득하였다. Tube와 검출기 일회전 당 최대 400개의 투영 데이터를 획득할 수 있으며, TV minimization 알고리즘의 영상 복원의 정도를 평가하기 위해서 20, 50, 90, 180장의 적은 투영 데이터를 추출하였다. 영상 비교평가를 위한 참고 영상(FDK-reference 영상)은 마찬가지로 400개의 투영데이터를 이용하여 FDK 알고리즘으로 재구성하였고, 20, 50, 90, 180장의 투영데이터를 가지고 TV minimization 알고리즘, FDK 알고리즘을 이용하여 재구성한 영상과 FDK-reference 영상의 프로파일, Contrast-to-noise ratio (CNR), Universal quality index(UQI)를 각각 비교평가 하였다. 또한, 소 동물에 관한 연구를 위하여 mouse 영상에 관하여 프로파일과 UQI를 분석하여 비교평가 하였다. 결과적으로 90개의 투영데이터를 사용하여 재구성한 원통형 팬톰 영상을 분석하였을 때, TV minimization 영상(TV-90) 및 FDK 영상(FDK-90)의 CNR과 UQI를 비교하였을 때 FDK-90보다 TV-90에서 CNR이 0.21, UQI가 0.18 증가하였다. 원통형 팬톰 영상과 같은 조건에서 mouse 영상을 사용하였을 때, UQI는 FDK-90보다 TV-90에서 0.08 증가하였다. 결론적으로 본 연구결과는 기존의 micro-CT의 투영 데이터의 사분의 일이 되는 투영데이터를 사용하여 영상을 재구성하여 비교평가 한 결과 투영영상 데이터의 수가 제한되는 경우에 FDK 알고리즘보다 TV minimization 알고리즘이 X-ray 조사시간을 줄임으로서 피폭선량을 줄이는데 효과적으로 기여할 것으로 기대된다. 특히, 조사시간의 단축은 물체의 움직임으로 인한 영상 화질의 저하를 감소시키는데 기여할 것으로 사려된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권1호
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• pp.51-57
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• 2016

뇌 자기공명영상(Magnetic Resornance Imaging; MRI)에서 검사 중 발생되는 소음을 줄이기 위한 기법으로 경사 파형을 변경한 Quiet $T_2$-weighted Turbo Spin-Echo(이하 Q-$T_2$)와 일반적으로 사용되는 $T_2$-weighted Turbo Spin-Echo(이하 $T_2$) 영상의 소음수준 및 영상의 질을 비교하여 그 유용성을 알아보고자 하였다. 3.0T MR 기기로 뇌 MR 검사를 받은 60명(남자 29명, 여자 31명, 평균 연령 60.1세)의 환자를 대상으로 하였다. Q-$T_2$와 $T_2$ 각각의 영상에서 소음 및 심박동수를 측정하였다. 정량적 분석은 Q-$T_2$와 $T_2$의 SNR, CNR, SIR 값을 측정한 뒤 독립표본 T검정을 이용하여 통계적 분석을 하였다. 정성적 분석은 Q-$T_2$와 $T_2$의 전체적인 영상의 질에 대하여 육안으로 평가하였다. 평가는 5점 척도로서 우수(excellent) 5점, 양호(good) 4점, 보통(fair) 3점, 불량(poor) 2점, 평가불가(unacceptable) 1점으로 평가하였다. Q-$T_2$와 $T_2$ 검사 중 평균소음과 peak소음은 Q-$T_2$가 기존 $T_2$에 비해 각각 $15dB_A$, $10dB_A$ 감소하였다. 또한 각각의 검사 중 120초 동안 심박동수의 평균값은 Q-$T_2$에서 더 낮은 값으로 나타났지만 통계적인 유의성은 없었다. 정량적 분석의 결과 CNR과 SIR은 유의한 차이가 없었으며, SNR은 Q-$T_2$가 더 낮은 평균값을 보임으로서 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 정성적 분석은 59개의 Q-$T_2$와 $T_2$ 영상의 질이 동일하게 우수(excellent) 5점으로 평가되었으며, 1개의 영상에서 모션 아티팩트로 인해 양호(good) 4점으로 평가되었다. Q-$T_2$는 기존의 $T_2$와 같이 검사시간 및 진단의 정확도는 동일하지만 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 이로인하여 환자 편의를 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8479-8486
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• 2015

본 연구는 Brain CT검사 시 영상에서 발생하는 선속경화현상의 원인과 감소방법을 알아보기 위하여 선속경화현상에 영향을 미치는 관전압, 관전류, 단면두께, 갠트리 각도, 기준선에 변화를 주었다. 사용한 장비로는 Somatom Sensation 16장비로 Bone opaque head phantom을 이용 영상영향인자에 변화를 주어 스캔하였고 획득한 영상 데이터를 이용하여, CT값 분석을 이용한 정량적 분석과 CT영상평가표를 이용한 정성적 평가를 시행하였다. 정량적 분석결과 관전압은 140kVp일 때 $31.56{\pm}2.89HU$로 측정되었고, 관전류의 경우 150mA에서 $-3.87{\pm}0.12HU$, 절편두께는 3mm에서 $2.29{\pm}0.78HU$로 측정되었으며 갠트리 각도에서 IOML이 $13.31{\pm}1.03HU$로 선속경화현상이 가장 적었다. 정성적 분석결과 대부분의 평가자들이 140kVp, 150mA, 3mm, IOML 또는 OML에서 스캔한 영상을 선속경화현상이 적게 발생한 영상으로 평가하였으며 모든 조건에서 변화 인자와 비교 시 통계학적으로 유의한 차이가 있었다.(P<0.05) 따라서, 임상적용 시 허용선량한도 범위 내에서 관전압은 높여주고 관전류는 영상 화질 저하에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 낮게 설정하며, 절편두께는 해상도 저하를 고려하여 얇은 절편두께를 사용하고, 갠트리 각도는 IOML 또는 OML을 이용한다면 선속경화현상에 의해 발생되어지는 인공물을 최소화시켜 영상 판독자와 환자에게 보다 정확한 양질의 영상을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 보존과학회지
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• 제33권5호
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• pp.381-390
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• 2017

철제유물의 안정화처리는 탈염을 중점으로 하고 있으나, 부식인자 제거여부의 불확실성과 일부 유물의 제한적 적용 등으로 재부식과 같은 문제점이 지적되고 있다. 이를 보완하기 위한 부식억제제의 연구는 일부 보고된 바 있으며, 이 연구는 부식억제를 위한 수처리제 3종에 대한 연구결과이다. 부식억제제 피막이 형성된 시편의 표면관찰 결과 인산염이 주성분인 1종 2호의 시편은 표면의 녹층이 제거되었고, 재부식 시편의 중량 감소율 평균은 1종 2호의 경우 0.58%, 2종 2호의 경우 0.03%, 3종 2호의 경우 0.07%이며, 부식인자인 $Cl^-$ 이온의 변화량은 1종 2호는 28.60 ppm, 2종 2호는 -4.08 ppm, 3종 2호는 -1.94 ppm이었다. 수처리제의 피막에 대하여 XPS로 표면상태를 분석한 결과, 3종 2호보다 2종 2호에서 소지금속인 Fe가 낮게 검출되어 다소 우수한 피막을 유지하였고, Si함량에서도 규산염 기반의 2종 2호에서 상대적으로 함량이 높아 피막 형성이 우수하다고 판단된다. 인산염을 주성분으로 한 1종 2호는 표면의 녹층을 제거하여 금속유물 보존처리약품으로 부적합하고, 규산염을 주성분을 한 2종 2호와 3종 2호의 수처리제는 부식억제 효과가 우수하다고 평가된다. 부식억제제는 철제유물의 출토 당시에 긴급하게 사용할 수 있는 약품으로도 활용이 가능할 것이다.

• 방송공학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.651-661
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• 2008

본 논문에서는 변형된 오차확산 (ED: error diffusion)을 이용한 새로운 컬러 영상의 콘트라스트 개선 (CE: contrast enhancement) 알고리즘을 제안하였다. 기존의 컬러 히스토그램 평활화 (HE: histogram equalization)를 하면 콘트라스트가 개선된 영상에 잘못된 윤곽선 (false contour)과 같은 왜곡 현상들 (artifacts)이 생긴다. 변형된 ED를 이용한 제안하는 CE 알고리즘은 HE 부분과 ED의 두 부분으로 나눌 수 있다. 첫 번째 부분에서는 기존의 HE 방법으로 낮은 콘트라스트를 갖는 입력 영상의 콘트라스트를 개선하였고 두 번째 부분에서는 제안한 변형된 ED를 사용하였다. 두 번째 부분의 입력들은 낮은 콘트라스트를 갖는 원래의 컬러 입력 영상과 HE 영상의 평균과 차 영상이다. 이 때 원래의 컬러 입력 영상과 HE 영상 간의 차는 스케일링되어 ED에 의해 주변으로 확산된다. 제안한 방법에서 변형된 ED 기법은 HE 영상에서 생긴 왜곡 현상을 줄이고 더 많은 수의 컬러 값을 사용할 수 있도록 한다. 낮은 콘트라스트를 갖는 많은 영상들에 대해 실험한 결과에서, 제안한 CE 알고리즘의 결과가 probability mass function 뿐만 아니라 시각적인 측면에서 더 좋은 화질을 가짐을 보였다. 제안한 CE 알고리즘은 낮은 콘트라스트의 컬러 입력 영상을 CE 하면서 동시에 왜곡 현상을 줄이기 위한 다양한 디스플레이 장치에서의 후처리 기법으로 사용될 수 있다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제32권3호
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• pp.245-250
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• 2011

Parallel imaging technique can provide several advantages for a multitude of MRI applications. Especially, in SENSE technique, sensitivity maps were always required in order to determine the reconstruction matrix, therefore, a number of difference approaches using sensitivity information from coils have been demonstrated to improve of image quality. Moreover, many filtering methods were proposed such as adaptive matched filter and nonlinear diffusion technique to optimize the suppression of background noise and to improve of image quality. In this study, we performed SENSE reconstruction using computer simulations to confirm the most suitable method for the feasibility of filtering effect and according to changing order of polynomial fit that were applied on variation of spatial resolution of sensitivity map. The image was obtained at 0.32T(Magfinder II, Genpia, Korea) MRI system using spin-echo pulse sequence(TR/TE = 500/20 ms, FOV = 300 mm, matrix = $128{\times}128$, thickness = 8 mm). For the simulation, obtained image was multiplied with four linear-array coil sensitivities which were formed of 2D-gaussian distribution and the image was complex white gaussian noise was added. Image processing was separated to apply two methods which were polynomial fitting and filtering according to spatial resolution of sensitivity map and each coil image was subsampled corresponding to reduction factor(r-factor) of 2 and 4. The results were compared to mean value of geomety factor(g-factor) and artifact power(AP) according to r-factor 2 and 4. Our results were represented while changing of spatial resolution of sensitivity map and r-factor, polynomial fit methods were represented the better results compared with general filtering methods. Although our result had limitation of computer simulation study instead of applying to experiment and coil geometric array such as linear, our method may be useful for determination of optimal sensitivity map in a linear coil array.

• 융합정보논문지
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• 제11권7호
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• pp.189-194
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• 2021

어깨관절 컴퓨터 단층 검사 시 발생하는 노이즈 및 줄무늬 인공물에 있어 Boost3D 알고리즘 적용을 통해 노이즈 및 줄무늬 인공물 감소 효과를 알아보고자 하였다. 어깨관절이 포함된 흉부팬텀을 이용한 팬텀 연구와 2020년 9월부터 2020년 10월까지 어깨관절 컴퓨터단층검사를 실시한 35명에 대한 어깨관절 영상을 통해 임상 평가를 하였다. 평가는 Boost3D 알고리즘 적용 전 그룹과 후 그룹으로 나누어 노이즈 값, 신호 대 노이즈 비, 평균 대 표준편차 비 값을 분석하였다. 팬텀 영상 평가 및 임상 영상 평가에서 분석한 노이즈 값 및 평균 대 표준편차 비 값 모두 Boost3D 적용 후 그룹에서 통계적으로 유의하게 낮게 나타났다(p<0.05). 본 연구를 통해 Boost3D 적용을 통해 노이즈 및 줄무늬 인공물이 감소됨을 알 수 있었으며, 평균 대 표준편차 비 값이 높게 나타나 우수한 영상으로 판단할 수 있다. 어께관절 컴퓨터 단층 검사 시 Boost3D 알고리즘을 이용한다면 어깨관절 부위에서 발생할 수 있는 노이즈 및 줄무늬 인공물을 감소시킨 우수한 영상을 얻을 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.5937-5942
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• 2012

본 연구에서는 인체 조직밀도와 유사한 실리콘을 이용하여 공기와 맞닿은 굴곡진 부분을 보상함으로써 자화율 인공물을 줄이고자 하였다. 연구대상은 정상인 16명을 대상으로 하였으며, 인체 중 굴곡이 많고 구조가 복잡하며 공기와 접촉하는 표면적이 넓어 자화율 인공물이 많이 발생하는 발을 검사부위로 하였다. 실험장비는 3.0T 초전도 자기공명영상장치를 이용하였으며, 자화율 차이에 민감한 SPIR 영상을 종족궁의 가운데부터 5개의 말절골을 모두 포함하여 중족골 및 족지골을 연장한 선에 평행하게 시상면으로 얻었다. 분석방법은 조직과 공기간 자화율 차이를 줄임으로서 자화율 인공물의 감소를 알아보기 위하여 실리콘 적용 전 후의 SNR과 CNR을 비교하였으며, 대응표본 T검정을 이용하여 통계분석 하였다. 연구결과 굴곡진 부분을 보상한 실리콘 적용 후 영상이 적용 전 영상에 비해 자화율 인공물이 감소하였으며, SNR은 적용 전 $3.91{\pm}1.33$에서 적용 후 $21.69{\pm}4.52$로 유의한 양의 상관관계로 증가하였고, CNR은 적용 전 $28.97{\pm}8.20$에서 적용 후 $4.88{\pm}2.14$으로 유의한 음의 상관관계로 감소하였다. 결론적으로 본 연구는 체적소에 영향을 주지 않으면서 본질적인 문제인 공기와 인체의 자화율차이를 보상한 획기적인 개선방법으로, 적용이 용이하며 저비용 고효율로 자화율 인공물을 줄일 수 있는 방안을 제시하였다는 데에 커다란 의의가 있다.

• 핵의학기술
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• 제18권1호
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• pp.49-61
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• 2014

인구의 고령화와 함께 골다공증성 척추압박골절 환자의 발병률은 매년 증가하는 추세이며 경피적 척추성형(percutaneous vertebroplasty, PVP)은 가장 많이 시행되는 표준화된 치료 방법이다. 시술 전 후의 정확한 진단평가에 있어 SPECT/CT 검사의 유용성이 우수하다는 연구 보고가 있으나 시술에 사용되는 골 시멘트(bone cement) 물질은 CT 영상에서 인공물(artifact)을 생성하여 영상품질에 영향을 미친다. 이에 본 연구에서는 골 시멘트가 SPECT/CT 영상에 미치는 영향을 평가하는 데 목적을 두었다. NEMA-1994 팬텀(phantom)에 배후방사능(3.6 kBq/ml), 열소(29.6 kBq/ml), 냉소(물)를 설정한 후 각 원통(cylinder)에 모형 시멘트를 삽입하여 영상 획득하였다. Astonish (Iterative: 4, Subset: 16)으로 재구성하였고, CT 보정 방법은 비감쇠보정(NAC), 감쇠보정(AC+SC-), 감쇠 및 산란보정(AC+SC+) 3가지 방법을 사용하였다. 각각의 보정방법에 따른 평균계수와 시멘트물질의 유 무에 따른 계수 변화율을 비교하고 대조도 회복 계수(contrast recovery coefficient, CRC)를 구했다. 또한, 압박골절 진단을 받은 환자 107명 중 PVP를 시행한 20명을 선별하여 추체를 골절, 정상, 시멘트로 나누고 연조직(척추기립근)을 포함 4곳의 평균 계수를 측정한 후, 뼈/연조직 간 계수 비(bone/soft tissue ratio, B/S ratio)을 구했다. NAC를 기준으로 AC+SC-, AC+SC+의 평균계수는 증가하였고, AC+SC-의 평균계수가 가장 높았으며, AC+SC+는 AC+SC-에 비해 상대적으로 낮았다. 시멘트 물질의 유 무에 따른 평균계수는 시멘트가 존재할 때 NAC, AC+SC-, AC+SC+에 따라 팬텀의 열소에서 12.4%, 6.5%, 1.5%, 냉소 75.2%, 85.4%, 102.9%, 배후방사능 13.6%, 18.2%, 9.1%, 임상영상의 골절부에서 33.1%, 41.4%, 63.5%, 정상부 53.1%, 61.6%, 67.7%, 연조직 10.0%, 4.7%, 3.6%의 증가율을 보였다. 반면 원통 내부의 시멘트 인접부에서 상대적 계수감소를 확인할 수 있었고, 병소에 대한 팬텀영상과 임상영상간의 계수 증가율은 상반된 양상을 보였다. 대조도 비를 나타내는 CRC와 B/S ratio는 NAC, AC+SC-, AC+SC+순으로 향상되었고, 팬텀의 냉소에서는 큰 변화 없이 일정하였다. 정량적 계수는 AC+SC-가, 대조도 비는 AC+SC+가 가장 높게 분석되었다. PVP 시행 환자의 척추 뼈 SPECT/CT 검사에서 AC+SC- 의 사용은 영상계수를 대폭 향상시켜 특히 병소의 농도가 높은 영상을 얻는 반면에 골 시멘트의 영향과 함께, 연부조직 및 산란영역의 영상잡음 계수까지 증가시키므로 대조도비를 향상시키는 AC+SC+의 적용을 병행한다면 임상진단에 유용할 것으로 사료된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제12권2호
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• pp.123-130
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• 2008

목적 : 본 논문에서는 자기공명영상 데이터 획득 시 객체의 움직임이 병렬 자기공명영상에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 일반적으로 병렬 자기공명영상 방법의 경우 데이터 획득 시간이 일반 자기공명영상 방법보다 짧기 때문에 움직임에 강인하다고 알려져 있다. 그러나 생체내의 비자발적인 장기 운동 등과 같은 불가피한 움직임이 포함된 경우 병렬 영상의 움직임 아티펙트는 일반적인 영상에 비하여 더 심각할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 실제 환경에서 나타날 수 있는 다양한 움직임 종류를 정의하고, 이러한 움직임이 발생하였을 때 병렬 자기공명영상에 나타나는 영향을 일반적인 영상방법과 비교하여 살펴보았다. 대상 및 방법 : 병렬 자기공명영상 데이터를 획득할 때 발생하는 움직임에 의한 영향을 확인하기 위하여 실제 환경에서 발생할 수 있는 5가지 움직임 종류를 정의하였다. 즉 움직임-1과 2는 서로 다른 크기와 주기를 갖는 주기적인 움직임이고, 움직임-3과 4는 일정 시간 (segment) 단위로 운동하는 선형적인 움직임이다. 마지막으로 움직임-5는 비 주기 랜덤 운동이다. 사용된 영상 방법은 직각 좌표 기반 영상과 나선 주사 (비 직각 좌표) 영상으로 각각에 대해 병렬 영상법과 일반적인 영상법을 적용하여 움직임 효과를 살펴 보았다. 결과 : 본 논문에서 정의한 움직임 종류에 대한 병렬 자기공명영상에서의 움직임 효과를 알아보았다. 움직임-3과 4와 같이 병렬 자기공명영상에 의하여 움직임이 감소하는 경우 움직임 아티팩트는 일반 자기공명영상에 비하여 줄어들었다. 그러나 움직임-1과 2와 같이 주기적으로 진동할 경우 병렬 영상의 왜곡이 일반 자기공명영상에 비하여 더 크게 나타났다. 움직임-5와 같이 랜덤 한 경우 일반 자기공명영상과 병렬 자기공명영상이 서로 유사하게 나타났다. 결론 : 본 논문에서는 자기공명영상 데이터 획득 시 객체의 움직임이 병렬 자기공명영상에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 그 결과 병렬 자기공명영상을 통해 움직임이 줄어드는 경우를 제외한 다른 움직임 종류에 대해서는 병렬 자기공명영상보다 일반 자기공명영상이 더 좋은 화질을 나타내었다.