• 핵의학기술
• /
• 제19권1호
• /
• pp.12-16
• /
• 2015

주성분분석(Principal component analysis, PCA)은 고차원 변수들 사이의 복잡한 상관성 구조를 더 낮은 차원으로 단순화하여 상관성의 구조를 쉽게 설명하기 위한 다변량분석기법으로 뇌영상 분석에서 자주 사용되는 방법이다. 주성분분석의 기본개념은 서로 직교하는 변수들의 선형결합을 통해서 원래의 뇌영상 자료가 가지고 있는 전체정보를 최대한 설명할 수 있는 서로 독립적인 새로운 변수들을 유도하는 것이다. 뇌영상분석에서 주성분분석의 효율성과 유용성을 알아보기 위해서 C[11]-PIB 영상을 이용하여 분석하였다. 대상 및 방법으로는 평균나이가 같은 9명의 정상인, 10명의 알츠하이머/경도인지장애환자들의 C[11]-PIB 영상을 이용하였다. PET-CT 장비로는 Biograph 6 Hi-Rez (Siemens-CTI, Knoxville, TN)를 영상을 획득하였고 9.6 MBq/kg C[11]-PIB를 정맥주사 한 후 40분 후에 20분 동안 3D acquisition mode로 방출영상을 얻었다. Attenuation map은 X-ray CT scan을 이용하여 재구성하였다(130 kVp, 240 mA). PIB template을 만들기 위해서 정상인에서 3T MRI T1-weighted 영상을 동시에 얻었다. 주성분분석을 위한전처리과정으로서 공간정규화 및 공간편평화를 SPM8을 이용하여 실시하였고 주성분분석은 Matlab2012b를 이용하여 분석하다. 결과는 주성분분석을 통해서 서로 독립적인 주성분영상들을 얻을 수 있었다. 주성분분석을 통해서 얻어진주성분영상은 C[11]-PIB brain PET 영상의 패턴을 몇 개의 주성분으로 단순화 할 수 있었으며 주로는 neocortex를 변동 나타내는 영상, white matter의 변동을 나타내는 영상 그리고 pons등 deep brain의 변동을 나타내는 영상 등으로 단순화되었다. 결론으로는 주성분분석은 C[11]-PIB brain 영상을 단순화하여 영상의 패턴을 해석하는데 매우 유용하였다. 이러한 주성분분석은C[11]-PIB영상 분석뿐만 아니라 뇌의 포도당 대사를 측정하는 FDG-PET 또는 뇌기능영상등의 다변량분석 방법으로서 그 적용범위가 클 것으로 기대된다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
• /
• 제52권1호
• /
• pp.99-104
• /
• 2009

목 적 : 편마비를 가진 뇌성마비 환아에서 확산 텐서강조영상을 이용한 3차원 피질척수로 영상의 이상 소견의 유형과 임상적인 소견과의 일치도를 알아보기 위하여 연구를 시행하였다. 방 법 : 2003년 3월부터 2007년 8월까지 영남대학교 의과대학 부속병원 소아과 및 재활의학과에서 확산 텐서강조영상 검사를 시행했던 편마비를 가진 뇌성마비 환아 13예를 대상으로 FACT기법을 사용하여 피질척수로의 3차원 신경섬유로 영상을 재구성하여 분석하였다. 기본 관심영역은 전 뇌교, 두 번째 관심영역은 전 수질을 통과하는 피질척수로로 설정하여 두 부위를 동시에 통과하는 신경섬유로를 최종 관심 신경섬유로로 하였다. 분할비등방도와 각의 종료 기준은 각각 0.3과 70도로 하였다. 결 과 : 삼차원 피질척수로 영상에서 이상 소견으로는 피질척수로의 단절과 신경섬유의 양적 감소, 피질척수로의 무형성, 횡뇌량 신경섬유 그리고 비정상적인 피질척수로의 재구성 등의 유형이 있었으며 전체 13예 중 피질척수로의 단절이 10예(76.9%), 신경섬유의 양적 감소가 8예(61.5%)에서 관찰되었다. 피질척수로의 무형성은 3예(23.1%)에서 관찰되었고 횡뇌량 신경섬유로는 2예(15.4%), 비정상적인 피질척수로의 재구성은 4예(30.8%)에서 관찰되었다. 임상적인 소견과 3차원 피질척수로의 이상소견이 일치되는 예가 13예 중 11예(84.6%)였다. 결 론 : 확산 텐서강조영상을 이용한 3차원 피질척수로 영상은 다양한 이상 소견과 임상적인 소견과의 높은 일치도를 보여 편마비 뇌성마비의 진단과 치료에 매우 유용한 검사로 사용될 수 있다고 생각된다. 그러나 향후 검사법의 표준화 등 보완을 요하는 연구가 더 필요하다고 생각된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
• /
• 제39권2호
• /
• pp.227-236
• /
• 2016

동적 양전자방출단층 촬영은 3차원의 공간적 정보와 추가적인 1차원의 시계열 정보가 함께 존재하는 시공간 정보(4차원)의 데이터를 활용할 수 있어서 전통적인 영상기법에 비해 임상 진단 및 분석에 활용할 수 있는 정보의 양이 급격히 증가된 의료영상 촬영기법이다. 그러나, 인체에 주입할 수 있는 방사성 동위원소의 양의 제한 및 검출기 특징에 따른 감마선 검출의 제한 등이 영상을 재구성 하는 것에 제약사항으로 존재하여, 고화질 의료 영상의 획득에 어려움이 존재하여 임상적 활용의 제한사항이 되어왔다. 본 연구에서는, 4차원 영상의 적극적인 임상 활용을 위해서 영상의 화질을 개선하고 정량적인 평가를 할 수 있는 영상 기법을 연구하였다. 이를 위해, Matlab을 이용하여 영상의 여러 독립적인 신호원을 분리하여 영상의 신호와 노이즈로 구분할 수 있도록, 선형 대수학의 기법 중 하나인 특이값 분해를 활용하였다. 이를 통해, 개선된 동적 양전자방출단층 영상은 정량적인 평가를 통하여, 원래 영상에 비해 SNR이 최소 5%에서 최대 30%까지 증가하는 것을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 향후 dynamic PET 연구의 기초적인 도구로 활용될 것이라 기대된다.

• 대한두개안면성형외과학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.111-118
• /
• 2012

Purpose: The nasal bone fracture is known as the most common facial fracture, with the postoperative results and the patient's satisfaction known to be lower than other facial fractures. The patient's satisfaction is firstly related to the accurate comprehension of the spatial relationship in the fractured nasal bone and secondly to the accurate reduction based on accurate comprehension. The aim of this study is to evaluate the objective usefulness of the three-dimensional (3D) imaging. Methods: The survey was conducted on 10 randomly selected cases of nasal bone fractures among the 46 cases with 3D computed tomography (CT) during the past one year. It was requested upon 4 plastic residents and 4 plastic surgeons to draw 3D aspect of fractured nasal bone directly on the printed photos of cadaver nasal bone, based on simple X-ray and two-dimensional (2D) CT. They were compared with the real fractured nasal bone aspects based on the 3D image and marked the difference in the 10-point scale of 0 to 10. Results: The average score of the 4 residents was 1.62 and that of the 4 surgeons was 4.47 out of 10 by simple X-ray. The average score of the 4 residents was 5.67 and that of the 4 surgeons was 7.25 out of 10 by 2D CT. Conclusion: It was surmised that the precise analysis and accurate comprehension of the spatial relationship of the fractured nasal bone using the 3D image, as based on the 2D CT images, can produce more favorable satisfaction levels in the patients.

• 대한소아치과학회지
• /
• 제39권2호
• /
• pp.139-144
• /
• 2012

본 연구는 CBCT(Cone-beam computed tomography)영상에서 미맹출 치아 크기 측정의 재현성과 정확성을 평가하기 위해 시행되었다. 매복치를 주소로 부산대학교 치과병원 소아치과에 내원한 혼합치열기 환자 중 진단 목적으로 CBCT 채득에 동의한 환자의 미맹출 견치 및 소구치 69개를 대상으로 하였다. CBCT 영상에서 측정한 미맹출 치아의 최대 근원심 폭경 계측치와 동일한 치아가 구강 내로 완전히 맹출한 후 채득한 석고 모형에서 대상 치아를 digital caliper로 측정한 최대 근원심 폭경 계측치를 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. CBCT 영상에서 미맹출 치아를 계측하는 방법은 재현성이 높다(ICC=0.91). 2. CBCT 영상에서 측정한 미맹출 치아의 최대 근원심 폭경 계측치와 석고 모형에서 측정한 대상 치아의 최대 근원심 폭경 계측치는 높은 상관 관계가 있었다(r=0.91). 3. CBCT 영상에서 측정한 미맹출 치아 최대 근원심 폭경 계측치와 석고 모형에서 측정한 대상 치아의 최대 근원심 폭경 계측치는 통계적으로 유의한 차이가 있었다($p$ <0.05). CBCT 영상에서 측정한 미맹출 치아 최대 근원심 폭경의 계측치가 석고 모형에서 측정한 대상 치아의 최대 근원심 폭경 계측치보다 평균 0.2 mm 작게 측정되었다. 그러나 이러한 차이는 임상적으로 수용 가능한 수준이라 생각된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.29-36
• /
• 1999

본 연구는 목적은 PIV 시스템을 이용하여 분기관내 유동현상을 가시화하여 분기부 영역의 유동특성을 분석하는데 있다. PIV 시스템으로 유동장을 가시화하기 위해서 분기관 모델은 투명 아크릴판으로 제작하였고 작동유체와 추적입자는 각각 물과 송화가루를 사용하였다. 유동장에서 획득된 영상으로부터 속도벡터를 얻기 위해서 입자추적방법의 1-프레임 법과 2-프레임 법, 상호상관 PIV법인 2-프레임법을 사용하였다. PIV 시스템으로 측정된 실험결과의 신뢰성을 확보하기 위해서 표면구동 캐비티 유동의 속도분포를 4-프레임법으로 얻어진 기준 실험 데이터와 비교하였다. 분기관에서 뉴턴유체의 유동현상을 효과적으로 가시화하는데 필요한 상호상관 PIV방법의 2-프레임법을 적용하는 알고리즘을 개발하였고, sub-pixel과 면적보간을 사용하여 오벡터를 제거후 최종속도벡터를 얻었다. PIV를 이용한 분기관내 유동가시와 실험결과를 신뢰할 수 있는 수치해석 결과를 이용하여 검증한 결과 PIV 실험으로 얻어진 속도벡터는 수치해석의 결과와 잘 일치하였다. PIV 실험과 수치해석 결과로부터 분기관모델의 분기점 원위부에 재순환영역이 형성됨이 확인되었고 두 다른 방법을 이용한 재순환영역의 길이와 높이는 거의 동일하였다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제18권2호
• /
• pp.107-113
• /
• 2000

목적 : 간암의 3차원 입체조형치료계획시 electronic portal imaging device (EPID)를 이용한 검증영상으로 경계여유 결정에 필요한 객관적 기초자료를 얻으므로써 방사선치료의 정확성을 높이고 본 기기를 이용하여 방사선치료의 정도관리 측면에서의 유용성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 10명의 간암 환자에서 EPID를 이용하여 1회 방사선 치료 중 약 4극회의 검증영상을 획득하였고 총 10회 분할 치료기간 동안 반복하여 시행하였다. 방사선치료 자세 고정시 발생할 수 있는 각 개인의 자세 오차를 구하여 치료간 발생하는 환자의 위치 이동을 분석하였고, 호흡으로 인한 간의 상하 움직임의 정도를 측정하여 계획용표적체적(Planning Target Volume, PTV)의 결정시 필요한 적정 경계 여유를 구하였다. 결과 : 검증영상 분석 결과 간암의 치료시 자세이동에 의한 자세 오차는 x축으로 3.0 mm, 표준편차는 1.70 mm 였고 y축으로 3.7 mm, 표준편차 1.88 mm 였다. 따라서 각 축을 중심으로 5 mm 이내였다. 또한 호흡에 의한 간의 상하 운동 범위는 평균 8.63 mm이었고 표준편차는 1.48 mm 였다. 따라서 계획용표적체적 결정시 종양에 적어도 15 mm의 경계여유가 더 필요하다 결론 : EPID는 3차원 입체조형치료계획시 종양의 경계여유 결정에 매우 유용하며 나아가서 방사선치료의 정도관리에도 크게 기여할 것이다

• 대한치과교정학회지
• /
• 제35권6호
• /
• pp.409-419
• /
• 2005

최근 들어 3차원 전산화 단층 촬영(CT, Computed Tomography) 영상을 이용한 진단기법의 개발을 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며 여러 분야에서 3차원적인 두개악안면 분석의 필요성이 증대되고 있다. 특히 교정 치료나 악교정 수술 후의 결과에 있어서 안면 연조직의 분석은 필수적이라 할 것이다. 본 연구에서는 정상교합을 가진 성인 남자 12명, 성인 여자 11명의 CT 영상을 촬영하여 개인용 컴퓨터 상에서 V works 4.0 프로그램(Cybermed Inc., Seoul, Korea)으로 3차원 CT 연조직 영상을 재구성한 후에 soft tissue Nasion을 기준 원점으로 하는 3차원 좌표평면의 좌표계를 설정하여 정중선상의 soft tissue Nasion. Pronasale, Subnasale, Upper lip center, Lower lip center, soft tissue B. soft tissue Pogonion. soft tissue Menton 등 8개의 계측점과 양측성인 Eudocanthion, Alare lateralis, Cheilion, soft tissue Gonion, Tragus. Zygomatic point등 총 20개의 재현 가능한 안면 연조직의 계측점을 지정하였으며 V surgery 프로그램(Cybermed Inc., Seoul Korea)을 이용하여 이들 계측점의 3차원적인 좌표와 기준 원점으로부터 각 계측점까지의 Net (${\delta}=\sqrt{{X^2}+{Y^2}+{Z^2}}$) 값의 평균과 표준편차를 구하였다. 안면 연조직 분석의 3차원적인 이해를 돕기 위해 주요 계측점 간의 거리 계측을 시행하였고, 그 결과 Na'-Sn과 En (Rt)-En(Lt)를 제외한 대부분의 계측값에서 남녀간의 유의한 차이가 있었으며, 2차원적인 두부 방사선 규격사진이나 안면 사진으로는 정확한 계측이 어려웠던 Na'-Zy, Na'-Ch, Na'-Go'(facial depth) 등의 정상치도 구하였다. 이상의 자료는 부정교합 환자와 악안면 기형 환자의 3차원적인 진단 및 치료 계획에 참고자료로 사용될 수 있을 것이다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제30권2호
• /
• pp.53-61
• /
• 2012

Purpose: To determine feasibility of RapidArc in sequential or simultaneous integrated tumor boost in whole brain radiation therapy (WBRT) for poor prognostic patients with four or more brain metastases. Materials and Methods: Nine patients with multiple (${\geq}4$) brain metastases were analyzed. Three patients were classified as class II in recursive partitioning analysis and 6 were class III. The class III patients presented with hemiparesis, cognitive deficit, or apraxia. The ratio of tumor to whole brain volume was 0.8-7.9%. Six patients received 2-dimensional bilateral WBRT, (30 Gy/10-12 fractions), followed by sequential RapidArc tumor boost (15-30 Gy/4-10 fractions). Three patients received RapidArc WBRT with simultaneous integrated boost to tumors (48-50 Gy) in 10-20 fractions. Results: The median biologically effective dose to metastatic tumors was 68.1 $Gy_{10}$ and 67.2 $Gy_{10}$ and the median brain volume irradiated more than 100 $Gy_3$ were 1.9% (24 $cm^3$) and 0.8% (13 $cm^3$) for each group. With less than 3 minutes of treatment time, RapidArc was easily applied to the patients with poor performance status. The follow-up period was 0.3-16.5 months. Tumor responses among the 6 patients who underwent follow-up magnetic resonance imaging were partial and stable in 3 and 3, respectively. Overall survival at 6 and 12 months were 66.7% and 41.7%, respectively. The local progression-free survival at 6 and 12 months were 100% and 62.5%, respectively. Conclusion: RapidArc as a component in whole brain radiation therapy for poor prognostic, multiple brain metastases is an effective and safe modality with easy application.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
• /
• 제19권2호
• /
• pp.76-87
• /
• 2015

Purpose: There is an ongoing search for a stent material that produces a reduced susceptibility artifact. This study evaluated the effect of manganese (Mn) content on the MRI susceptibility artifact of ferrous-manganese (Fe-Mn) alloys, and investigated the correlation between MRI findings and measurements of Fe-Mn microstructure on X-ray diffraction (XRD). Materials and Methods: Fe-Mn binary alloys were prepared with Mn contents varying from 10% to 35% by weight (i.e., 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, and 35%; designated as Fe-10Mn, Fe-15Mn, Fe-20Mn, Fe-25Mn, Fe-30Mn, and Fe-35Mn, respectively), and their microstructure was evaluated using XRD. Three-dimensional spoiled gradient echo sequences of cylindrical specimens were obtained in parallel and perpendicular to the static magnetic field (B0). In addition, T1-weighted spin echo, T2-weighted fast spin echo, and $T2^*$weighted gradient echo images were obtained. The size of the low-intensity area on MRI was measured for each of the Fe-Mn binary alloys prepared. Results: Three phases of ${\alpha}^{\prime}$-martensite, ${\gamma}$-austenite, and ${\varepsilon}$-martensite were seen on XRD, and their composition changed from ${\alpha}^{\prime}$-martensite to ${\gamma}$-austenite and/or ${\varepsilon}$-martensite, with increasing Mn content. The Fe-10Mn and Fe-15Mn specimens comprised ${\alpha}^{\prime}$-martensite, the Fe-20Mn and Fe-25Mn specimens comprised ${\gamma}+{\varepsilon}$ phases, and the Fe-30Mn and Fe-35Mn specimens exhibited a single ${\gamma}$ phase. The size of the low-intensity areas of Fe-Mn on MRI decreased relative to its microstructure on XRD with increasing Mn content. Conclusion: Based on these findings, proper conditioning of the Mn content in Fe-Mn alloys will improve its visibility on MR angiography, and a Mn content of more than 25% is recommended to reduce the magnetic susceptibility artifacts on MRI. A reduced artifact of Fe-Mn alloys on MRI is closely related to the paramagnetic constitution of ${\gamma}$-austenite and/or ${\varepsilon}$-martensite.