• Korean Journal of Radiology
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• 제24권12호
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• pp.1221-1231
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• 2023

Objective: To clinically validate the feasibility and accuracy of cine images acquired through the multitasking method, with no electrocardiogram gating and free-breathing, in measuring left ventricular (LV) function indices by comparing them with those acquired through the balanced steady-state free precession (bSSFP) method, with multiple breath-holds and electrocardiogram gating. Materials and Methods: Forty-three healthy volunteers (female:male, 30:13; mean age, 23.1 ± 2.3 years) and 36 patients requiring an assessment of LV function for various clinical indications (female:male, 22:14; 57.8 ± 11.3 years) were enrolled in this prospective study. Each participant underwent cardiac magnetic resonance imaging (MRI) using the multiple breath-hold bSSFP method and free-breathing multitasking method. LV function parameters were measured for both MRI methods. Image quality was assessed through subjective image quality scores (1 to 5) and calculation of the contrast-to-noise ratio (CNR) between the myocardium and blood pool. Differences between the two MRI methods were analyzed using the Bland-Altman plot, paired t-test, or Wilcoxon signed-rank test, as appropriate. Results: LV ejection fraction (LVEF) was not significantly different between the two MRI methods (P = 0.222 in healthy volunteers and P = 0.343 in patients). LV end-diastolic mass was slightly overestimated with multitasking in both healthy volunteers (multitasking vs. bSSFP, 60.5 ± 10.7 g vs. 58.0 ± 10.4 g, respectively; P < 0.001) and patients (69.4 ± 18.1 g vs. 66.8 ± 18.0 g, respectively; P = 0.003). Acceptable and comparable image quality was achieved for both MRI methods (multitasking vs. bSSFP, 4.5 ± 0.7 vs. 4.6 ± 0.6, respectively; P = 0.203). The CNR between the myocardium and blood pool showed no significant differences between the two MRI methods (18.89 ± 6.65 vs. 18.19 ± 5.83, respectively; P = 0.480). Conclusion: Multitasking-derived cine images obtained without electrocardiogram gating and breath-holding achieved similar image quality and accurate quantification of LVEF in healthy volunteers and patients.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1408-1414
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• 2019

전이학습을 수행한 심층 인공신경망을 압축센싱 심혈관 자기공명영상에 적용하였다. 전이학습은 선행학습 신경망의 구조나 필터 커널, 가중치를 현재의 학습이나 응용에 활용하는 방법이다. 전이학습은 학습 속도를 향상시키고, 학습 데이터가 제한적일 때 신경망의 일반화에 도움이 된다. 8명의 건강한 지원자가 참여한 심장 자기공명영상 실험에서 전이학습을 수행한 신경망은 단독학습 신경망에 비해 학습시간이 5배 이상 단축되었다. 시험 데이터에 대해서도 전이학습을 수행한 신경망은 전이학습을 수행하지 않은 신경망에 비하여 낮은 정규화 평균제곱오차와 향상된 재구성 영상화질을 보였다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제15B권6호
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• pp.507-516
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• 2008

최근 연구 결과에 따르면 여러가지 질환 중에 심장 질환으로 인한 사망률이 가장 높은 것으로 나타났다. 임상 실습에서 심장 기능은 좌심실을 수동윤곽검출하여 혈류량이나 심박구출률을 계산하여 분석하지만, 많은 시간과 비용을 필요로 한다. 본 연구에서는 심장을 촬영한 단축 자기공명영상을 사용하여 자동 좌심실 분할 알고리즘을 제안한다. 코일 위치에 따른 왜곡을 보상하고, 에지 정보를 검출하고 특성에 따라 분류한후에, 영역 확장 기법을 사용하여 좌심실을 분할하였다. 또한 부분 복셀소(voxel)의 영향을 고려하였다. 코넬대학교 IRB의 승인하에 38 명의 심장 자기공명영상을 사용하여 제안한 알고리즘을 수동윤곽검출 및 GE MASS 소프트웨어와 비교하였다. 심장의 이완기와 수축기에 혈류량은 부분 복셀소 영향을 고려하지 않을 경우 각각 $3.3mL{\pm}5.8$(표준편차)와 $3.2mL{\pm}4.3$, 부분 복셀소 영향을 고려한 경우 각각 $19.1mL{\pm}8.8$와 $10.3mL{\pm}6.1$의 정확도를 보였다. 심박구출률은 부분 복셀소 영향을 고려하지 않은 경우와 고려한 경우에 대해서 각각 $-1.3%{\pm}2.6$ 와 $-2.1%{\pm}2.4$의 정확도를 보였다. 이를 통해 제안한 알고리즘이 정확하고 정기적인 임상 실습에 유용함을 확인할 수 있다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제22권1호
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• pp.26-36
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• 2018

Purpose: Children born with single ventricle physiology demonstrate poor growth rate and suffer from malnutrition, which lead to increased morbidity and mortality in this population. We assume that an anabolic steroid, oxandrolone, will promote growth in these infants by improving myocardial energy utilization. The purpose of this paper is to study the efficacy of oxandrolone on myocardial energy consumption in these infants. Materials and Methods: We modeled single ventricle physiology in a lamb by prenatally shunting the aorta to the pulmonary artery and then postnatally, we monitored cardiac energy utilization by quantitatively measuring the first order reaction rate constant, $k_f$ of the creatine-kinase reaction in the heart using magnetization transfer $^{31}P$ magnetic resonance spectroscopy, home built $^1H/^{31}P$ transmit/receive double tuned coil, and transmit/receive switch. We also performed cine MRI to study the structure and dynamic function of the myocardium and the left ventricular chamber. The spectroscopy data were processed using home-developed python software, while cine data were analyzed using Argus software. Results: We quantitatively measured both the first order reaction rate constant and ejection fraction in the control, shunted, and the oxandrolone-treated lambs. Both $k_f$ and ejection fraction were found to be more significantly reduced in the shunted lambs compared to the control lambs, and they are increased in oxandrolone-treated lambs. Conclusion: Some improvement was observed in both the first order reaction rate constant and ejection fraction for the lamb treated with oxandrolone in our preliminary study.

• Korean Journal of Radiology
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• 제22권8호
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• pp.1266-1278
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• 2021

Objective: We aimed to compare the aortic valve area (AVA) calculated using fast high-resolution three-dimensional (3D) magnetic resonance (MR) image acquisition with that of the conventional two-dimensional (2D) cine MR technique. Materials and Methods: We included 139 consecutive patients (mean age ± standard deviation [SD], 68.5 ± 9.4 years) with aortic valvular stenosis (AS) and 21 asymptomatic controls (52.3 ± 14.2 years). High-resolution T2-prepared 3D steady-state free precession (SSFP) images (2.0 mm slice thickness, 10 contiguous slices) for 3D planimetry (3DP) were acquired with a single breath hold during mid-systole. 2D SSFP cine MR images (6.0 mm slice thickness) for 2D planimetry (2DP) were also obtained at three aortic valve levels. The calculations for the effective AVA based on the MR images were compared with the transthoracic echocardiographic (TTE) measurements using the continuity equation. Results: The mean AVA ± SD derived by 3DP, 2DP, and TTE in the AS group were 0.81 ± 0.26 cm², 0.82 ± 0.34 cm², and 0.80 ± 0.26 cm², respectively (p = 0.366). The intra-observer agreement was higher for 3DP than 2DP in one observer: intraclass correlation coefficient (ICC) of 0.95 (95% confidence interval [CI], 0.94-0.97) and 0.87 (95% CI, 0.82-0.91), respectively, for observer 1 and 0.97 (95% CI, 0.96-0.98) and 0.98 (95% CI, 0.97-0.99), respectively, for observer 2. Inter-observer agreement was similar between 3DP and 2DP, with the ICC of 0.92 (95% CI, 0.89-0.94) and 0.91 (95% CI, 0.88-0.93), respectively. 3DP-derived AVA showed a slightly higher agreement with AVA measured by TTE than the 2DP-derived AVA, with the ICC of 0.87 (95% CI, 0.82-0.91) vs. 0.85 (95% CI, 0.79-0.89). Conclusion: High-resolution 3D MR image acquisition, with single-breath-hold SSFP sequences, gave AVA measurement with low observer variability that correlated highly with those obtained by TTE.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제17권2호
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• pp.83-90
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• 2013

목적: 본 연구의 목적은 환자에서 임상적으로 사용되는 영상 프로토콜을 이용하여 시행된 3.0 T 심장자기공명영상을 1.5 T 와 비교하여 그 유용성을 알아보고자 하는데 있다. 대상과 방법: 10개월간 30명의 환자에서 얻은 1.5 T 자기공명영상과 20명의 3.0 T 영상을 후향적으로 비교하였다. 각각의 영상에 대하여 신호 대 잡음비 (signal-to-noise ratio: SNR), 대조도 대 잡음비 (contrast-to-noise ratio: CNR), 영상 화질 (artifact의 정도에 따라서 5단계로 분류)을 평가하고 비교하였다. 결과: T1심장 형태 영상 및 심근 생존능 평가 영상에서는 3.0 T 자기공명영상에서 영상화질 (T1: $3.8{\pm}0.9$ vs. $3.9{\pm}0.7$, p=0.438; T2-SPAIR: $3.8{\pm}0.9$ vs. $3.9{\pm}0.5$, p=0.744; 지연기 조영 증강 영상: $4.5{\pm}0.8$ vs. $4.7{\pm}0.6$, p=0.254)의 유의한 저하 없이 SNR과 CNR의 향상을 보였다 (T1: SNR 29%, p < 0.001, CNR 37%, p < 0.001; T2-SPAIR: SNR 13%, p=0.068, CNR 18%, p=0.059; 지연기 조영 증강 영상: SNR 45%, p=0.017, CNR 37%, p=0.135). 심장Cine 영상에서 3.0 T 심장영상이 1.5 T 영상과 비교하여 영상화질($3.6{\pm}0.7$ vs. $4.2{\pm}0.6$, p < 0.001)이 다소 떨어졌으나 SNR과 CNR의 유의한 상승을 보였다 (SNR 143% 상승, CNR 108% 상승, p < 0.001). 심근관류영상에서는 SNR (11% 감소, p=0.172)과 CNR (7% 감소, p=0.638) 이 통계적으로 유의하지 않은 정도로 감소되었으나 영상화질($4.6{\pm}0.5$ vs. $4.0{\pm}0.8$, p=0.006)은 유의한 향상을 보였다. 결론: 실제 임상영역에서 사용되는 영상 프로토콜로 시행된 3.0 T 심장자기공명영상은 1.5T 영상과 비교하여 충분한 영상의 질을 제공하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제17권3호
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• pp.200-206
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• 2013

목적: 자기공명 심장영상을 이용한 좌심실 파라미터 측정에 있어, 자동화 방식을 적용하였을 경우에 나타나는 효과를 분석하고 이를 수동 및 반자동 방식을 적용했을 경우 나타나는 결과와 비교하였다. 대상과 방법: 1.5T 자기공명 심장영상 촬영을 시행한 62명의 환자를 대상으로, 심장 주기당 20상의 단축 항정상태 자유세차 동영상과 심첨2방 및 심첨4방 영상을 얻었다. 심내막 경계와 심외막 경계를 수동, 자동, 반자동 방식으로 각각 구하여 이를 바탕으로 이완말기와 수축말기 용적, 박출 계수, 일회 박출량, 좌심실 질량을 계산하고 각 방식간 평균값 차이를 일원분산분석법을 이용 통계적 분석하였다. 결과: 이완말기와 수축말기 용적의 경우에는 세 방식으로 측정한 결과는 통계적으로 유의하게 다르지 않았다. (P = .399 and .145). 그러나, 박출 계수, 일회 박출량, 좌심실 질량의 경우에는 통계적으로 유의하게 다르게 나타났으며 (P=.001, < 001, < 001) 자동화 방식으로 측정한 측정치가 다른 두 방식에 비해 일관되게 큰 결과치를 보였다. 결론: 자동화 방식을 적용하여 측정한 좌심실의 박출 계수, 일회 박출량, 좌심실 질량의 측정치는 수동, 반자동 방식에 비해 과장된 값을 나타낸다. 자동화 방식으로 많은 노력을 절감할 수 있으나, 임상적으로 민감한 케이스에 대해서는 이에 더하여 수동적 교정을 고려해야 할 것이다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제18권1호
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• pp.7-16
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• 2014

목적: 심첨형 비후성 심근병증 환자에서 스트레스 부하 관류 자기공명영상을 통한 관류 결손의 빈도와 양상을 평가하고, 이를 좌심실 비대의 정도와 지연 조영 증강과 비교해 보고자 한다. 대상과 방법: 2008년 1월부터 2012년 12월까지 심초음파 및 심전도로 심첨형 비후성 심근병증을 진단받고, 스트레스 부하 관류, 영화 영상 및 지연 조영 증강 영상을 포함하는 심장 자기공명영상을 시행한 26명의 환자를 대상으로 하였다. 영화 영상에서 이완기 말에 416개 분절의 좌심실 벽 두께를 분석하였고 비후된 분절의 수와 연속하여 비후된 벽 분절의 수를 조사하였다. 또한 모든 환자에서 관류 결손과 지연 조영 증강의 유무를 평가하였다. 자기공명영상에서 관류 결손이 있을 경우, 산발형 혹은 고리형의 2가지 형태로 분류하였다. 단변량 분석을 통해 전체 관류 결손과 고리형 관류 결손에 대한 독립 변수를 산출하였다. 결과: 심첨형 비후성 심근병증의 76.9%(20명)에서 스트레스 부하 관류 자기공명영상시 관류 결손을 보였으며 이중 60% (12명)이 고리형 관류 결손을 보였다. 전체 관류 결손에 대한 독립 변수는 최대 좌심실 벽 두께와 비후된 분절의 수 였고 (p < 0.05), 고리형 관류 결손에 대한 독립 변수는 3개 이상의 연속한 비후된 분절의 수가 추가되었다. 그러나 지연 조영 증강은 관류결손과는 유의한 상관관계가 없었다. 결론: 심첨형 비후성 심근병증 환자의 4분의 3에서(75%) 관류 결손을 보였으며, 대부분이 고리형 관류 결손 형태를 보였다. 좌심실 벽의 비후 정도와 분포는 관류 결손의 형태와 관련이 있었지만 지연 조영 증강과는 유의한 상관성이 없었다. 따라서 심첨형 비후성 심근병증 환자군에서 관류 결손의 임상적 의미는 비심첨형 비후성 심근병증 환자군에서 보이는 관류결손과는 임상적 의의가 다를 것으로 보이며, 이에 대한 추후의 비교연구가 필요할 것으로 여겨진다.