• 제목/요약/키워드: high-field MRI

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THE CURRENT STATUS OF BIOMEDICAL ENGINEERING IN THE USA

  • Webster, John G.
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1992년도 춘계학술대회
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    • pp.27-47
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    • 1992
  • Engineers have developed new instruments that aid in diagnosis and therapy Ultrasonic imaging has provided a nondamaging method of imaging internal organs. A complex transducer emits ultrasonic waves at many angles and reconstructs a map of internal anatomy and also velocities of blood in vessels. Fast computed tomography permits reconstruction of the 3-dimensional anatomy and perfusion of the heart at 20-Hz rates. Positron emission tomography uses certain isotopes that produce positrons that react with electrons to simultaneously emit two gamma rays in opposite directions. It locates the region of origin by using a ring of discrete scintillation detectors, each in electronic coincidence with an opposing detector. In magnetic resonance imaging, the patient is placed in a very strong magnetic field. The precessing of the hydrogen atoms is perturbed by an interrogating field to yield two-dimensional images of soft tissue having exceptional clarity. As an alternative to radiology image processing, film archiving, and retrieval, picture archiving and communication systems (PACS) are being implemented. Images from computed radiography, magnetic resonance imaging (MRI), nuclear medicine, and ultrasound are digitized, transmitted, and stored in computers for retrieval at distributed work stations. In electrical impedance tomography, electrodes are placed around the thorax. 50-kHz current is injected between two electrodes and voltages are measured on all other electrodes. A computer processes the data to yield an image of the resistivity of a 2-dimensional slice of the thorax. During fetal monitoring, a corkscrew electrode is screwed into the fetal scalp to measure the fetal electrocardiogram. Correlations with uterine contractions yield information on the status of the fetus during delivery To measure cardiac output by thermodilution, cold saline is injected into the right atrium. A thermistor in the right pulmonary artery yields temperature measurements, from which we can calculate cardiac output. In impedance cardiography, we measure the changes in electrical impedance as the heart ejects blood into the arteries. Motion artifacts are large, so signal averaging is useful during monitoring. An intraarterial blood gas monitoring system permits monitoring in real time. Light is sent down optical fibers inserted into the radial artery, where it is absorbed by dyes, which reemit the light at a different wavelength. The emitted light travels up optical fibers where an external instrument determines O2, CO2, and pH. Therapeutic devices include the electrosurgical unit. A high-frequency electric arc is drawn between the knife and the tissue. The arc cuts and the heat coagulates, thus preventing blood loss. Hyperthermia has demonstrated antitumor effects in patients in whom all conventional modes of therapy have failed. Methods of raising tumor temperature include focused ultrasound, radio-frequency power through needles, or microwaves. When the heart stops pumping, we use the defibrillator to restore normal pumping. A brief, high-current pulse through the heart synchronizes all cardiac fibers to restore normal rhythm. When the cardiac rhythm is too slow, we implant the cardiac pacemaker. An electrode within the heart stimulates the cardiac muscle to contract at the normal rate. When the cardiac valves are narrowed or leak, we implant an artificial valve. Silicone rubber and Teflon are used for biocompatibility. Artificial hearts powered by pneumatic hoses have been implanted in humans. However, the quality of life gradually degrades, and death ensues. When kidney stones develop, lithotripsy is used. A spark creates a pressure wave, which is focused on the stone and fragments it. The pieces pass out normally. When kidneys fail, the blood is cleansed during hemodialysis. Urea passes through a porous membrane to a dialysate bath to lower its concentration in the blood. The blind are able to read by scanning the Optacon with their fingertips. A camera scans letters and converts them to an array of vibrating pins. The deaf are able to hear using a cochlear implant. A microphone detects sound and divides it into frequency bands. 22 electrodes within the cochlea stimulate the acoustic the acoustic nerve to provide sound patterns. For those who have lost muscle function in the limbs, researchers are implanting electrodes to stimulate the muscle. Sensors in the legs and arms feed back signals to a computer that coordinates the stimulators to provide limb motion. For those with high spinal cord injury, a puff and sip switch can control a computer and permit the disabled person operate the computer and communicate with the outside world.

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Focus DWI 검사에서 중심축 이동에 따른 화질 평가 (The Evaluation of Imaging Quality Depending the Shift of the Central Axis in FOCUS DWI Investigation)

  • 김용화;정문택;최남길
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.631-636
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    • 2018
  • 기존의 자기공명영상검사에서 문제점으로 지적되어 왔던 위상부호화 방향에서의 긴 판독시간과 낮은 대역폭과 함께 기하학적 왜곡의 경향이 있어 이러한 영상왜곡을 감소하기 위한 여러 방법 중 FOCUS-DWI가 있다. 본 논문은 선택적인 위상 방향 및 슬라이스를 이용하는 FOCUS-DWI가 자기장 내 중심축에서 거리변화에 따른 인공물, 균일도를 기존의 Conventional-DWI와 비교하여 그에 대한 유용성을 확인하고자 하였다. 인공물 발생에 대한 결과는 Conventional-DWI 기법에서 불규칙적인 줄무늬 인공물이 발생하였는데 중심축에서 인공물의 발생이 심하게 나타났고, 영상의 겹침 정도가 급격하게 증가하였다. 하지만 FOCUS-DWI 기법은 줄무늬 모양의 인공물 발생이 나타나지 않았고 영상의 겹침 정도도 적게 나타났으며, 영역별 신호측정에 대한 균일도 결과는 중심축에서 거리의 변화에 관계없이 FOCUS-DWI가 훨씬 우수한 기법으로 나타났다. 결론적으로 FOCUS-DWI 기법은 인공물, 영상의 겹침 정도, 균일도 측정에서 Conventional-DWI 기법보다 우수한 결과를 보였고, 거리의 변화에 따른 두 기법에서는 차이가 없게 나타났다. 따라서 FOCUS-DWI 기법은 영상의 왜곡 정도가 적고 화질이 우수하여 임상에서 활용도가 높을 것이라 사료된다.

신경계 질환에 관한 정확한 진단을 위해 다양한 보완 정보를 제공하는 독특한 영상 기법으로서의 자기화율 강조 영상 (Susceptibility-Weighted Imaging as a Distinctive Imaging Technique for Providing Complementary Information for Precise Diagnosis of Neurologic Disorder)

  • 전병욱;유인규;김태건;김하연;황승배
    • 대한영상의학회지
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    • 제82권1호
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    • pp.99-115
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    • 2021
  • 자기공명영상 기술의 개발에 따라 다양한 종류의 시퀀스가 개발되어 방사선 진단에 큰 도움이 되었다. 다양한 자기공명영상 시퀀스 중에서 자기화율 강조 영상은 고 공간 분해능 3차원 경사 에코 시퀀스를 발전시킨 것으로 국소 자기장 왜곡에 의한 디옥시헤모글로빈, 페리틴, 헤모시데린 및 골, 광물 검출에 매우 민감하다. 이러한 영상 특징으로 인해 자기화율 강조 영상은 다양한 신경 장애의 진단과 치료에 사용되어 왔으며, 영상 화질이 향상되어 방사선 전문의에게 보다 유용한 정보를 제공할 수 있게 되었다. 다양한 신경 장애에서 발생할 수 있는 자기화율 강조 영상에 나타날 수 있는 다양한 신호의 원리를 설명하고, 독특한 영상의학적 특징을 가진 질환 혹은 물질에 대해 임상적 또는 병리학적으로 진단된 환자들에 관하여 각각의 질병에 맞추어 조사하였다. 또한 자기화율 강조 영상에서 각각의 신경 장애에서 보일 수 있는 영상의학적 특징에 대해 질환의 전반적인 정보를 함께 요약하여 정리하였다. 뇌 실질 및 주변 조직에 생기는 다양한 신경계 질환들은 자기화율 강조 영상에서 뚜렷하게 구분되는 다양한 영상학적 특징을 보인다. 이에 의해 자기화율 강조 영상은 다양한 보조적 정보를 통해 적절한 진단에 도움을 준다.

3T 양성자 자기공명분광에 의한 뇌종양의 대사물질 이상소견 (Evaluation of Metabolic Abnormality in Brain Tumors by In Viuo $^1$H MR Spectroscopy at 3 Tesla)

  • Choe, Bo-Young;Jeun, Sin-Soo;Kim, Bum-Soo;Lee, Jae-Mun;Chung, Sung-Taek;Ahn, Chang-Beom;Oh, Chang-Hyun;Kim, Sun I.;Lee, Hyoung-Koo
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제13권3호
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    • pp.120-128
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    • 2002
  • 목적 : 성상세포종과 다형성교모세포증과 같은 뇌종양에서 37 양성자 자기공명분광법을 이용한 분광 소견을 알아보고, 이를 정상인 뇌의 분광소견과 비교하여, 그 차이를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 대상환자는 가톨릭의대 부속 강남성모병원에서 2001년 1월 1일부터 2002년 6월 1일까지 조직학적으로 확인된 astrocytoma 및 glioblastoma multiforme (GM) 환자들 중에서 양성자 자기공명분광을 시행한 10명의 환자를 대상으로 하였다. 연령분포는 28세에서 73세(평균: 52.2세), 남녀비는 4:6이었다. 양성자 자기공명분광법은 전신용 3T MRI/MRS 시스템(Medinus Co., LTD. Magnus 2.1)과 STEAM (stimulated echo acquisition mode) pulse sequence를 사용하였다. 획득한 자기공명분광 소견은 각각의 군에서 N-acetyla-spartate (NAA), phosphocreatine and creatine (Cr), choline containing compounds (Cho) and lactate (Lac)와 같은 대사물질들을 Cr을 기준으로 대사산물 신호강도의 비율로 상대적으로 계측하였다. 각각의 군에서 상대적인 비율의 평균과 표준편차를 구하여 정상뇌와 뇌종양을 비교하였고, 종합적인 결과는 Student t-test로 통계 처리하였다. 결과 : 양성자 자기공명분광소견상 정상 뇌조직과 뇌종양의 Cho/Cr 평균값은 각각 1.16$\pm$0.15, 1.79$\pm$1.02로 측정되었고, NAA/Cr은 각각 1.67$\pm$0.18, 0.64$\pm$0.38로 측정되었다. Lactate는 정상 뇌조직에서는 거의 발견되지 않은데 비해 뇌종양에서는 모두 관찰되었고 그 양은 3.53$\pm$2.54로 높게 나타났다. 결론 뇌종양(성상세포종, 다형성교모세포증)은 정상 뇌조직에 비해 Cho/Cr 비율이 현저히 증가하였으며, NAA/Cr 비율은 감소하였다. 또한 뇌종양에서는 강한 Lactate signal을 보여 주었다. 양성자 자기공명분광은 뇌종양에 대한 생화학적 정보를 얻을 수 있으므로, 임상적으로 비침습적인 방법을 통한 진단뿐 만 아니라 치료후 효과 판정이나, 뇌종양 재발 등의 감별진단에도 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

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뇌전이 환자의 조영 증강 후 지연 FLAIR 영상의 유용성 (Patients with brain metastases the usefulness of contrast-enhanced FLAIR images after delay)

  • 변재후;박명환;이진완
    • 대한디지털의료영상학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.13-19
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    • 2014
  • Purpose: FLAIR image is beneficial for the diagnosis of various bran diseases including ischemic CVS, brain tumors and infections. However the border between the legion of brain metastasis and surrounding edema may not be clear. Therefore, this study aims to investigate the practical benefits of delayed imaging by comparing the image from a patient with brain metastasis before a contrast enhancement and the image 10 minutes after a contrast enhancement. Materials and methods: Of the 92 people who underwent MRI brain metastases in suspected patients 13 people in three patients there is no video to target the 37 people confirmed cases, and motion artifacts brain metastases in our hospital June-December 2013, 18 people measurement position except for the three incorrect patient (male: 11 people, female: 7 people, average age: 60 years) in the target, test equipment, 3.0T MR System (ACHIEVA Release, Philips, I was 8ChannelSENSE Head Coil use Best, and the Netherlands). TR 11000 ms, TE 125 ms, TI2800 ms, Slice Thickness 5 mm, gap 5 mm, is a Slice number 21, the parameters of the 3D FFE, T2 FLAIR variable that was used to test, TR 8.1 ms, TE 3.7 ms, Slice number 240 I set to. The experiment was conducted by acquiring the FLAIR prior to contrast enhancement (heretofore referred to as Pre FLAIR), and acquiring the 3D FFE CE five minutes after the contrast enhancement, and recomposing the images in an axial plane of S/T 3mm, G 0mm (heretofore referred to as MPR TRA CE). Using the FLAIR 10 minutes after the contrast enhancement (heretofore referred to as Post FLAIR) and Pi-View, a retrospective study was conducted. Using MRIcro on the image of a patient confirmed for his diagnosis, the images before and after the contrast media, as well as the CNR and SNR of the MPR TRA CE images of the lesion and the site absent of lesion were compared and analyzed using a one-way analysis of variance. Results: CNR for Pre FLAIR and Post FLAIR were 34.35 and 60.13, respectively, with MPR TRA CE at 23.77 showing no significant difference (p<0.050). Post-experiment analysis shows a difference between Pre FLAIR and Post FLAIR in terms of CNR (p<0.050), but no difference in CNR between Post FLAIR and MPR TRA CE (p>0.050), indicating that the contrast media had an effect only on Pre FLAIR and Post FLAIR. The SNR for the normal site Pre FLAIR was 106.43, and for the lesion site 140.79. Post FLAIR for the normal site was 107.79, and for the lesion site 167.91. MPR TRA CE for the normal site was 140.23 and for the lesion site 183.19, showing significant difference (p<0.050), and post-experiment analysis shows that there was a difference in SNR only on the lesion sites for Pre FLAIR and Post FLAIR (p<0.050). There was no difference in SNR between the normal site and lesion site for Post FLAIR and MPR TRA CE, indicating no effect from the contrast media (p>0.050). Conclusions: This experiment shows that Post FLAIR has a higher contrast than Pre FLAIR, and a higher SNR for lesions, It was not not statistically significant and MPR TRA CE but CNR came out high. Inspection of post-contrast which is used in a high magnetic field is frequently used images of 3D T1 but, since the signal of the contrast medium and the blood flow is included, this method can be diagnostic accuracy is reduced, it is believed that when used in combination with Post FLAIR, and that can provide video information added to the diagnosis of brain metastases.

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악성 성상세포종과 다형성 교아종 치료에 있어서 다분할 방사선 치료와 단순분할 방사선치료에 대한 성적비교 (Multiple Daily Fractionated RT for Malignant Glioma)

  • 양광모;장혜숙;안승도;최은경
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제12권2호
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    • pp.151-158
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    • 1994
  • 본 연구는 1989년 1월부터 악성성상세포종과 다형성 교아종에 대해 시행된 방사선 치료에 다분할 방사선 치료와 단순분할 방사선 치료와 단순분할 방사선 치료에 대한 효과를 비교하고 이들 뇌종양의 방사선치료후 예후에 영향을 미치는 인자를 확인하기 위해 시행되었다. 뇌간의 교종 환자를 제외한 전체 43명의 환자는 조직학적으로 악성성상세포종과 다형성교아종으로 확인되었고, 모두 방사선치료를 받았다. 환자는 일반적으로 알려진 예후인자인 연령, 성별, 수행능력, 조직학적 형태, 종양의 절제정도에 따라 분류하였다. 정위적 조직 생검만 시행한 경우는 13명으로 다분할 방사선 치료군과 단순분할 방사선 치료군에서 각각 8명, 5명이었고 개두술에 의해 종양절제술을 받은 경우는 30명으로 다분할 방사선 치료군과 단순분할 방사선 치료군에서 각각 16명과 15명이었다. 조직학적 소견에 따라 악성성상세포종은 15명으로 다분할 방사선 치료군과 단순분할 방사선 치료군에서 각각 6명, 9명이었고 다형성교아종은 25명으로 다분할 방사선 치료군과 단순분할 방사선 치료군에서 각각 16명, 10명이었다. 수행 능력이 70이하인 경우는 8명으로 다분할 방사선 치료군과 단순분할 방사선 치료군에서 각각 4명이었으며 대부분이 수행능력 70이상이었다. 50세 이상인 경우 26명이었고 50세 이하인 경우가 18명이었다. 환자의 중앙연령은 52.5세이고, 범위는 2에서 78세였다. 방사선 치료는 1989년 1월부터 1991년 12월까지 단순분할 방사선이 19명의 환자에게 시행되었고 1992년 1월부터 1993년 1월까지 24명의 환자에서는 다분할 방사선 치료가 시행되었다. 단순분할 방사선치료는 종양부위에 하루 일회 1.8Gy씩 조사되어 7주에 걸쳐 총 63Gy가 조사되었다. 그리고 다분할 방사선 치료는 종양 부위에 1.6Gy씩 1일 6시간 간격으로 2회씩 조사하여 4주에 걸쳐 총 64Gy가 조사되었다. 중앙추적 관찰기간은 9개월이었고 범위는 7개월부터 4년이었다. 전체 환자의 중앙생존 기간은 9개월 이었고 단순분할 방사선 치료군과 다분할 방사선 치료군에서 각각 9개월, 10개월 다형성교아종파 악성성상 세포종에서 각각 10개월 9.5개월이었다. 방사선 조사방법에 따른 비교와 조직학적 형태에 따른 비교에서 의미있는 통계적 차이는 발견할 수 없었다. 컴퓨터 단층촬영이나 핵자기 공명촬영으로 추적 관찰이 가능했던 36명의 환자에서 질병의 상태를 평가하였으며 다분할 방사선 치료군에서 21명중 4명이 무병상태로 생존해 있었고 단순분할 방사선 치료군에서는 13명중 무병상태로 생존한 환자는 없었다. 20명의 환자에서 질병이 진행되거나 재발하였는데 이들중 8명은 방사선이 조사되지 않은 새로운 부위에서 재발하였다. 본 연구에서는 일반적으로 예후 인자로 알려진 연령, 수행능력, 조직학적 형태, 종양의 절제정도가 예후에 영향 미치는 지를 확인할 수 없었다. 본 연구에서 추적기간이 짧기 때문에 정확한 결론을 도출하기 어려우나 고등급 교종에서 다분할 방사선 치료 방법으로 1.6Gy씩 1일 2회로 총 64Gy 조사는 단순분할 방사선 치료방법에 의한 결과보다 더 나은 결과를 보여주지는 못하였다. 그러나 단순분할 방사선 치료와 비교해서 치료에 큰 장애 없이 치료기간을 약 3주 정도 단축시킬 수 있었다. 정확한 결론을 얻기위해 지속적인 추적관찰이 필요하며 치료결과를 향상시키기 위하여 방사선 조사 방법에 있어서 총 방사선량, 1회 방사선 조사량의 조정을 고려한 연구가 필요하며 총 방사선량을 증가시키는 한 방법으로 다분할 방사선 치료와 감마 나이프나 침입형 근접치료를 병용하는 방법도 고려될 수 있겠다.

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