• 한국방사선학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.37-44
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• 2024

MR은 우수한 연조직 대비와 기능 정보를 보여줄 수 있지만, 방사선치료에서 정확한 선량 계산을 위해서는 CT영상의 전자밀도 정보가 필요하다. 방사선치료(Radiotherapy) 계획 워크플로우에서 MR영상과 CT영상을 융합하기 위해 환자는 일반적으로 MR과 CT영상 방식 모두에서 스캔된다. 최근에 딥러닝기술 덕분에 MR영상에서 딥러닝 기반의 CT영상 생성이 가능해졌다. 이로 인해 CT 스캔 작업을 할 필요가 없게 된다. 본 연구에서는 MR영상으로부터 CycleGan 딥러닝 기반 CT영상생성을 구현했다. T1가중이나 T2가중 중에 한 가지 또는 그 둘다의 MR영상을 가지고 합습한 3가지의 인공지능 CT생성기를 만들었다. 결과에서 우리는 T1가중 MR 영상 기반으로 학습한 생성기가 T1가중 MR영상이 입력될 때 다른 CT생성기보다 더 나은 결과를 생성할 수 있음을 발견했다. 반면, T2가중 MR영상 기반 CT생성기는 T2가중 MR영상을 입력 받을 때, 다른 시퀀스기반 CT생성기보다 더 나은 결과를 생성할 수 있습니다. MR영상을 기반으로 한 CT생성기는 곧 임상현장에 적용될 수 있는 기술이다. 특정 시퀀스 MR영상으로 학습한 머신러닝 CT생성기는 다른 시퀀스 MR영상으로 학습한 생성기보다 더 그 특정 시퀀스와 같은 MR영상을 입력받을 때 더 나은 CT영상을 생성할 수 있음을 보여주었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권6호
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• pp.1610-1615
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• 2019

Positron emission tomography (PET)/magnetic resonance (MR) scanning has the advantage of less additional exposure to radiation than does PET/computed tomography (CT). In particular, MR based attenuation correction (MR AC) can greatly affect the image quality of PET and is frequently obtained using various MR sequences. Thus, the purpose of the current study was to quantitatively compare the image quality between MR non-AC (MR NAC) and MR AC in PET images with three MR sequences. Percent image uniformity (PIU), percent contrast recovery (PCR), and percent background variability (PBV) were estimated to evaluate the quality of PET images with MR AC. Based on the results of PIU, 15.2% increase in the average quality was observed for PET images with MR AC than for PET images with MR NAC. In addition, 28.6% and 71.1% improvement in the average results of PCR and PBV respectively, was observed for PET images with MR AC compared with that with MR NAC. Moreover, no significant difference was observed among the average values using three MR sequences. In conclusion, the current study demonstrated that PET with MR AC improved the image quality and can be help diagnosis in all MR sequence cases.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제47권3호
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• pp.203-209
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• 2010

Objective : The purpose of study was to evaluate the feasibility of brain magnetic resonance (MR) images of the rat obtained using a 1.5T MR machine in several blood-brain barrier (BBB) experiments. Methods : Male Sprague-Dawley rats were used. MR images were obtained using a clinical 1.5T MR machine. A microcatheter was introduced via the femoral artery to the carotid artery. Normal saline (group 1, n = 4), clotted autologous blood (group 2, n = 4), triolein emulsion (group 3, n = 4), and oleic acid emulsion (group 4, n = 4) were infused into the carotid artery through a microcatheter. Conventional and diffusion-weighted images, the apparent coefficient map, perfusion-weighted images, and contrast-enhanced MR images were obtained. Brain tissue was obtained and triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining was performed in group 2. Fluorescein isothiocyanate (FITC)-labeled dextran images and endothelial barrier antigen (EBA) studies were performed in group 4. Results : The MR images in group 1 were of good quality. The MR images in group 2 revealed typical findings of acute cerebral infarction. Perfusion defects were noted on the perfusion-weighted images. The MR images in group 3 showed vasogenic edema and contrast enhancement, representing vascular damage. The rats in group 4 had vasogenic edema on the MR images and leakage of dextran on the FITC-labeled dextran image, representing increased vascular permeability. The immune reaction was decreased on the EBA study. Conclusion : Clinical 1.5T MR images using a rat depicted many informative results in the present study. These results can be used in further researches of the BBB using combined clinical MR machines and immunohistochemical examinations.

• 핵의학기술
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• 제16권2호
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• pp.68-80
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• 2012

감쇠 보정법과 산란 보정법은 정량적인 PET검사를 하기 위한 필수적인 방법이다. PET/CT에서는 PET에서 사용하는 소멸방사선과 CT의 X선이 같은 전리 방사선이기 때문에 측정에 의한 CT의 Hounsfield Units를 감쇠 계수로 전환해서 감쇠보정, 산란보정이 가능하다. 그러나 PET/MR에서 MR는 강한 자기장을 걸어 수소밀도와 조직의 이완률차이로 되돌아오는 변화로 신호를 획득하기 때문에 CT처럼 전환하는 것은 불가능하다. Ingenuity TF PET/MR장비는 soft tissue, lung, air로 3구역을 segment하여 MR 감쇠지도를 얻는다. 이에 신호획득원리가 완전히 상이한 PET/MR과 PET/CT에 대한 정량적 평가를 하고자 한다. Phantom study로 uniform cylinder phantom에 증류수 9293 ml와 $^{18}F$-FDG 199.8 MBq를 넣고 magnetic stirrer를 이용하여 균일하게 교반한 후 60 min부터 15분 간격으로 Ingenuity TF PET/MR, Gemini TF 64, Biograph Truepoint 40를 이용하여 각각 single-bed로 2 min씩으로 영상을 얻었다. phantom의 중심부분 10개의 slice에 대한 동일한 관심영역을 그려 SUVs를 측정하고 평균, 표준편차를 구하였다. 그리고 임상적용을 위한 평가로 $^{18}F$-FDG 섭취가 정상인 환자를 대상으로 90 sec/bed씩 Ingenuity TF PET/MR을 시행한 후 Gemini TF 64 PET/CT 검사를 실시하였다. 각각의 data에서 lung, liver, spleen, bone 위치에 동일한 관심영역을 그려 SUVs 최대값과 평균값을 측정하고, %Difference를 구하였다. 또한, PET 장비들 사이에서의 일치도를 평가하기 위해 Bland-Altman plot 분석을 하였다. Phantom study에서 3가지 장비에서 측정한 SUVs 최대값과 평균값은 Biograph Truepoint 40, Gemini TF 64, Ingenuity TF PET/MR 순으로 높은 것을 확인할 수 있었다. patients study에서는 MR과 CT로 감쇠 보정한 PET장비의 SUVs 최대값과 평균값이 서로 유의미한 차이가 없었다.(p<0.05) Lung에서 left middle lobe과 transverse bone을 제외하고는 MR로 감쇠 보정한 PET의 SUVs가 대체로 낮았다. Bland Altman Plot으로 분석한 결과 대부분의 항목에서 95% 신뢰구간의 일치한계선내에서 측정되었다. PET/CT에서는 time of flight 기능을 가진 PET이 SUVs가 낮게 측정되었다. PET/MR과 PET/CT에서 알아본 SUVs차이는 MR을 이용한 분할 감쇠 보정방법이 CT를 사용한 측정 감쇠보정방법보다 SUVs가 낮게 측정되었다. 이러한 다른 감쇠 보정법에 의한 SUVs의 차이는 임상적으로는 용인할 수준에 있었지만, 향후 PET/MR와 PET/CT의 정량적인 값을 비교 분석할 때 PET 장비들간의 특성은 고려할 필요가 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제32권4호
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• pp.172-178
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• 2021

Purpose: This study aimed to develop a deep learning architecture combining two task models to generate synthetic computed tomography (sCT) images from low-tesla magnetic resonance (MR) images to improve metallic marker visibility. Methods: Twenty-three patients with cervical cancer treated with intracavitary radiotherapy (ICR) were retrospectively enrolled, and images were acquired using both a computed tomography (CT) scanner and a low-tesla MR machine. The CT images were aligned to the corresponding MR images using a deformable registration, and the metallic dummy source markers were delineated using threshold-based segmentation followed by manual modification. The deformed CT (dCT), MR, and segmentation mask pairs were used for training and testing. The sCT generation model has a cascaded three-dimensional (3D) U-Net-based architecture that converts MR images to CT images and segments the metallic marker. The performance of the model was evaluated with intensity-based comparison metrics. Results: The proposed model with segmentation loss outperformed the 3D U-Net in terms of errors between the sCT and dCT. The structural similarity score difference was not significant. Conclusions: Our study shows the two-task-based deep learning models for generating the sCT images using low-tesla MR images for 3D ICR. This approach will be useful to the MR-only workflow in high-dose-rate brachytherapy.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제4권5호
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• pp.311-317
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• 2015

The aim of this study is to develop a 3D registration algorithm for positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) and magnetic resonance (MR) images acquired from independent PET/CT and MR imaging systems. Combined PET/CT images provide anatomic and functional information, and MR images have high resolution for soft tissue. With the registration technique, the strengths of each modality image can be combined to achieve higher performance in diagnosis and radiotherapy planning. The proposed method consists of two stages: normalized mutual information (NMI)-based global matching and independent component analysis (ICA)-based refinement. In global matching, the field of view of the CT and MR images are adjusted to the same size in the preprocessing step. Then, the target image is geometrically transformed, and the similarities between the two images are measured with NMI. The optimization step updates the transformation parameters to efficiently find the best matched parameter set. In the refinement stage, ICA planes from the windowed image slices are extracted and the similarity between the images is measured to determine the transformation parameters of the control points. B-spline. based freeform deformation is performed for the geometric transformation. The results show good agreement between PET/CT and MR images.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제40권5호
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• pp.351-356
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• 2006

Objective : Spondylodiscitis has been diagnosed by clinical, radiological and laboratory methods. MR imaging is well known as an excellent diagnostic tool for spondylodiscitis. However, the changes in MR images throughout the treatment process has not been studied. Thus we have analyzed the serial changes of MR images throughout the stages of infection. Methods : Ten patients were selected for retrospective reviewed who had been treated at our institute for infectious spondylodiscitis between 2000 and 2005. These patients had been followed-up at least six months and had taken more than a couple of series of MR scans. We classified the MR images into four groups according to the stages of treatment for the infection and compared them to the clinical and laboratory findings. Results : MR image signals changed minimally or appeared to be normal in the early stages. The progression of spondylodiscitis was characterized by a low T1 WI signal and a high T2 WI signal in disc and vertebral body. The signal changes of the MR images were then propagated and the end plate was destructed. During the treatment, the destructed endplate became stabilized and the signal intensity of both T1 and T2 WI were fixed to low-or iso-intensity. Conclusion : We can determine the serial signal changes based on MR images according to the treatment of spondylodiscitis. We can therefore determine the status of the infection and the stage of treatment, as well as the diagnosis of spondylodiscitis using serial MR images.

• 대한방사선치료학회지
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• 제23권1호
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• pp.7-12
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• 2011

목 적: 자궁경부암 환자의 방사선 치료는 일반적으로 외부 방사선 치료 후 근접치료를 시행하는데, 외부 방사선 치료 후 종양의 위치나 부피가 변화하므로 근접치료 시 이전의 MR 영상만을 참고하여 applicator 삽입을 할 경우 많은 오류가 발생할 수 있다. 이에 본원에서는 외부 방사선 치료 전후의 MR 영상 비교를 통해 근접치료 시 발생할 수 있는 applicator 삽입 오류를 분석하여 외부 방사선 치료 후 MR 영상의 유용성에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2009년 1월부터 2010년 12월까지 Fletcher CT/MR applicator를 사용한 자궁경부암 환자 35명을 대상으로 외부 방사선 치료 전후에 촬영한 MR 영상을 비교하였다. 결 과: MR 영상 분석 결과 외부 방사선 치료 후 종양이 줄어들면서 전굴이었던 자궁이 후굴로 바뀌게 된 경우가 17.1%, tandem 삽입시 방향이나 길이 등이 잘못된 경우가 14.3%로 나타났다. 결 론: 외부 방사선 치료 후 MRI를 촬영하면 줄어든 종양과 함께 정확한 자궁의 위치와 길이를 확인할 수 있어 근접치료 시행 시 applicator 삽입으로 인해 발생할 수 있는 오류를 줄여 환자에게 최적의 치료를 시행할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1998년도 추계학술대회
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• pp.60-61
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• 1998

In this paper, we propose an algorithm for automatic segmentation of 3-dimesional brain MR images. In order to segment 3-dimensional brain MR images, we start segmentation from a mid-sagittal brain MR image. Then the segmented mid-sagittal brain MR image is used as a mask that is applied to the remaining lateral slices. Then we apply preprocessing, which includes thresholding and region-labeling, to the lateral slices, resulting in simplified 3-D brain MR images. Finally, we remove remaining problematic regions in the 3-dimensional brain MR image using the connectivity-based thresholding segmentation algorithm. Experiments show satisfactory results.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.348-355
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• 2011

본 논문에서는 동적 자기 공명 영상에서 자동 전립선 분할 기법을 제안한다. 제안 기법은 평균 밝기값 분석을 통하여 동적 MR 영상들 중에서 전립선 영역이 조영증강이 잘 된 영상을 찾는다. 다음으로 조영전 MR 영상과 조영증강된 MR 영상을 B-스플라인 비강체 정합 기법으로 매칭 후 감산하여 전립선 후보 영역을 검출한다. 마지막으로 외부 방향으로 확장 연산을 수행한 후 내부 방향으로 연속적인 형태 전파를 수행하여 전립선 경계를 검출한다. 10명의 환자 데이터에 대하여 제안 기법으로 분할한 결과와 수작업으로 분할한 결과를 비교하여 정확성을 검증하였다. 평균 볼륨 오버랩 오차는 6.8%였고, 평균 절대값 볼륨 측정 오차는 2.5%였다. 제안 기법은 정확한 전립선 분할을 필요로 하는 컴퓨터 보조 전립선 진단 기법에 사용될 수 있다.