본 연구에서는 3D 프린팅 기술과 인체공학 순설계를 이용하여 턱관절 자기공명영상 동적 턱관절 검사 보조기구를 개발하고자 하였다. 3D 프린팅 기술 재료는 3D 프린터(Sindo, 3DWOX1, Korea), 3D 모델러 프로그램(Fusion 360, autodesk, USA), PLA(polylactic Acid) 필라멘트 소재를 이용하였고, 영상 검사는 3.0T 자기공명영상 장비 (Magnetom Vida, Siemens, Germany)를 사용하였다. 개발 방법은 성인 30명(남:13명, 여:17명, 평균나이 22.9±2.0세)의 안면뼈 CT(computed tomography) 검사의 단면 영상을 역학적으로 실측하여 상/하악궁의 형상을 모델링하였다. 모델링된 파일은 FDM(fused deposition modeling) 방식으로 3D 프린팅하였다. 출력된 보조기구는 자화 감수성 인공물 실험, 동적 영상 비교, 만족도 평가로 성능을 평가하였다. 그 결과, 자화감수성 인공물 발생은 개발된 개구 보조 장비와 비교하여 모든 영상에서 유의한 차이가 없었다. 동적 비교 영상에서는 TSE 기법이 모든 평가 법에서 가장 우수한 영상 품질을 보였다. 만족도 평가에서는 피검자는 평균 4.3점, 방사선사는 평균 4.4점으로 높은 만족도를 보였다. 결론적으로 인공물 발생이 없는 환자 맞춤형 보조기구에 개구의 동적 기능이 탑재된 보조기구 를 개발하였다.

본 연구에서는 자기공명영상검사실 방사선사의 환자안전 문화 인식을 분석하고자 하였다. 수도권 자기공명영상검사 실에서 근무하는 방사선사 109명을 대상으로 일반적인 특성, 실태조사, 환자안전 문화 인식에 대해 설문 조사하였 다. 의료종사자들을 대상으로 개발된 한국형 환자안전문화 측정 도구에서 최상위 리더십을 경영진으로, 부서장이라 는 단어를 파트장으로 수정하였고 전문가 5인에게 내용 타당도를 검증받았다. 결과적으로 자기공명영상검사실에서 근무하는 방사선사의 환자안전 문화 인식 점수는 평균 3.97로 높았지만, 안전사고경험 비율이 65.1%로 높게 나타났 다. 따라서 정기적으로 이루어지고 있는 자기공명영상검사 안전교육의 효율성 제고를 위한 연구가 필요하며 본 연구 가 기초자료를 제공할 것이라 사료된다.

Research has been conducted on acoustic metamaterials that control the transmission characteristics of reflected and refracted waves using phase delay by resonators. Using one-dimensional theory, the phase delay equations for the 1/4 wavelength and Helmholtz resonator are presented. These one-dimensional analysis results are compared with the results predicted by three-dimensional FEM. The advantages and disadvantages of 1/4 wavelength and Helmholtz resonator were confirmed in implementing phase delay. An acoustic metamaterial with a refraction angle of 30° was manufactured using multiple tubes and then the sound pressure distribution was measured. A relatively large sound pressure was measured at the target position of 30°, which was compared with the 3D FEM analysis results. Simulations confirmed that a phase delay range closer to 2π was more effective in refraction, but varying the number of resonators was found to have minimal impact on which additional research is needed for generalization.

In this study, a high-resolution integrated real-time visualization device using surface plasmon resonance was designed and considered to overcome the measurement limitations of existing optical systems. For precise measurements, resonance angle and reflectivity were calculated using theoretical equations, and the designed surface plasmon resonance visualization system was verified by comparison with experimental values using a He-Ne laser. Surface information of the droplet was acquired using polarized, single-wavelength converted white light, and quantified through image processing. As a result of the experiment, it was confirmed that when light with a wavelength of 632.8 nm is incident on the Kretchmann structure prism-metal thin film-dielectric (air/water), it is not totally reflected at an angle above the critical angle and the reflectivity is rapidly reduced due to the surface plasmon resonance phenomenon. As a result of quantifying the image, it was confirmed that the droplet reflectivity was similar to the theoretical reflectivity at each resonance angle.

순간증모제는 산화철, 이산화 타이타늄 등의 다양한 금속을 함유하고 있으며 이들은 대체로 금속 인공물을 발생시키 는 원인이 된다. 본원에서 발생한 순간증모제에 의한 자화율 인공물 사례를 공유함으로써 뇌 자기공명영상 검사 전 순간증모제의 사용 여부 확인 및 제거의 필요성을 강조하고자 하였다. 본원의 사례에서 주 자장 세기에 따라 3.0T에 서 검사한 영상에 비해 1.5T에서 검사한 영상에서 자화율 인공물의 강도가 적음을 확인하였다. 시퀀스에 따라서 스핀 에코 기법 영상보다 경사 에코 시퀀스와 EPI에서 큰 자화율 인공물을 발견할 수 있었다. 또한, 순간증모제는 인공물의 원인이 될 뿐만 아니라 영상의 진단적 가치에 영향을 미쳐 뇌 질환을 진단하는데 오진을 초래할 가능성이 있음을 확인하였다. 따라서 자화율 인공물의 발생을 감소시키기 위해서 뇌 자기공명영상 검사 전 순간증모제 사용 여부를 확인하고 되도록 제거한 후 검사를 시행할 것을 권고한다.

본 연구에서는 자기공명영상 검사 시 와인색 반영구 문신용 염료가 신호 강도에 미치는 영향을 분석하고, 전자파흡수 에 의한 발열 감소 방안을 연구하고자 하였다. 한천과 와인색 반영구 문신용 염료를 이용하여 염료가 퍼진 형태의 팬텀(패드형 팬텀)과 한곳에 뭉친 형태의 팬텀(주사형 팬텀)을 제작하였다. 두 팬텀은 전신용 자기공명영상장치에서 고속스핀에코(turbo spin echo, TSE)와 경사에코(gradient echo, GRE) 계열의 펄스열을 이용하여 2D와 3D로 검사하였다. 검사 후 영상 분석은 팬텀의 몸체, 염료, 공기 방울, 배경을 대상으로 총 720회의 신호강도를 측정하였 다. 전자파흡수에 의한 발열 감소 방안을 확인하기 위해 삽입형 온도계를 팬텀에 삽입 후 검사 전후 팬텀의 온도 변화를 확인하였다. 이때, 대기 온도의 상승 변화를 고려하기 위해 검사 전 대기 온도를 측정하였고, 발열 감소를 위한 방법으로 장치에 내장된 팬, 젖은 거즈, 얼음을 이용하였다. 신호 강도는 2D 영상보다 3D 영상이 좋았고, TSE 계열이 GRE 계열보다 좋았다. 특히 와인색 반영구 문신용 염료가 있는 부위의 신호강도는 공기 때문에 발생한 자화 율 인공물보다 신호강도가 낮게 측정되었다. 온도 측정 검사는 패드형 팬텀과 주사형 팬텀 모두 검사에 의한 온도상 승 효과가 있었으며 온도의 저감을 위한 방법으로 얼음 패드, 팬, 젖은 거즈 순서였다. 본 연구를 통해 와인색 반영구 문신용 염료는 자기공명영상 검사에서 영상과 환자의 안전에 문제를 일으킬 수 있음을 확인하였고, 발열 감소 방안으 로 얼음 패드가 효과적이었다는 것을 확인할 수 있었다.

자기공명(magnetic resonance, MR)영상에서 주로 발생하는 Rician 노이즈는 영상의 화질을 저하하는 주요 요소 중의 하나이다. 본 연구에서는 노이즈 제거에 효율적이라고 잘 알려진 총변이(total variation, TV) 알고리즘을 모 델링하여 Rician 노이즈 레벨에 따른 파라미터를 최적화하고자 한다. 시스템은 8채널 기반의 3.0 T 장치를 활용하였 고 물 팬텀 영상을 획득하여 각각 Rician 노이즈를 0.05, 0.10, 0.15, 그리고 0.20 값을 부가하였다. TV 알고리즘 은 Rudin-Osher-Fatemi 모델을 기반으로 모델링하였고 최적화를 수행하기 위하여 반복수 파라미터를 조정하여 획득된 영상에 적용하였다. 결과적으로 Rician 노이즈 레벨을 0.05, 0.10, 0.15, 그리고 0.20을 사용하였을 때 각 각 30, 40, 80, 그리고 120 반복수를 기반으로 한 TV 노이즈 알고리즘에서 가장 우수한 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR)와 대조도 대 잡음비(contrast to noise ratio, CNR) 결괏값이 도출되었다. 또한, 최적화된 반복수를 적용한 TV 알고리즘을 사용한 MR 영상에서 기존의 위너 및 중간값 필터를 사용하였을 때 비하여 SNR과 CNR 모두 우수한 값을 획득할 수 있었다. 특히 기본적으로 획득된 MR 영상보다 최적화된 TV 알고리즘을 적용한 영상의 평균 SNR과 CNR은 각각 3.11 및 3.31배 향상됨이 증명되었다. 결론적으로, 노이즈 제거 효율이 우수한 TV 알고리즘의 최적화된 파라미터를 활용한다면 MR 영상에서의 활용 가능성이 클 것으로 기대한다.

압축센스(Compressed SENSE) 기법은 검사 시간을 획기적으로 단축할 수 있으나, 시간 단축을 위한 기법적용 시 가속계수를 증가시키면 인공물의 발생이 영상에서 증가하는 문제점이 있다. 이에 인공물이 발생하지 않으면서 검사 시간을 최대한 단축할 수 있는 최적의 압축센스 가속계수를 제시하고자 하였다. 연구 방법은 인공물이 발생하지 않는 가속계수 1.0을 기준으로 0.5 간격씩 5.0까지 무릎관절 자기공명영상의 팬텀 실험과 임상실험 영상을 획득한 후, 방사선사 10명이 5점 척도로 영상을 평가하여 유의한 차이가 있는지 판단하였다. 연구 결과 T1 강조영상과 T2 강조 영상 모두 팬텀 실험은 가속계수 2.0 이하로 하였을 때 임상실험은 3.0 이하로 하였을 때 기준이 되는 1.0 영상과 차이가 없었다. 결론적으로 무릎관절 자기공명영상 검사 시 인공물이 발생하지 않으며 검사 시간을 최대로 단축할 수 있는 최적의 압축센스 가속계수는 팬텀 실험의 경우 2.0, 임상실험의 경우 3.0이 적정하리라 판단된다.

간 동적 조영검사에 사용하고 있는 VIBE 시퀀스의 고식적인 방법과 딥러닝 방법에 관한 선행된 연구가 부족하여 영상의 평가와 검사의 방향성 및 타당성을 제시하고자 한다. ACR 팬텀 실험은 30회 반복 실험하였고, 저 대조도 분해능 평가영역 에서 syngo.via View&Go를 이용하여 신호대잡음비와 대조대잡음비를 평가하였고, 공간분해능 평가영역에서 MATLAB 을 통해 신호강도의 높이와 반치폭으로 공간 분해능을 평가했다. 팬텀 실험을 기준으로 Matrix 352를 설정하여 30명의 환자 실험을 했다. 간 실질, 간 문맥, 내림 대동맥에서 대조대잡음비를 평가했고, 공간 분해능은 간 문맥, 내림 대동맥의 경계면을 평가했다. 결과 분석은 이원배치 분산 분석으로 진행하고, 사후 분석은 Duncan을 사용했다. 통계분석은 정량적 으로 p-value 0.05 미만으로 유의한 것으로 판단했다. 팬텀 실험의 신호대잡음비와 대조대잡음비 결과는 Matrix 416 이하에서 유의하였으며, 공간분해능 결과는 고식적인 방법 Matrix 352 이하, 딥러닝 방법 288 이하에서 평가할 수 없었 다. 환자 실험 결과는 신호대잡음비, 대조대잡음비, 공간분해능 모두 유의했다. 본 연구는 고식적인 방법보다 딥러닝 방법 이 영상은 더 향상되었고, 획득 시간은 평균 4초(22.4%)가 단축되었다. 딥러닝 방법에서 Matrix 352를 적용하였을 때 검사 시간의 감소로 재현성과 호흡에 의한 인공물 감소가 있었다. 이에 딥러닝 방법에서 Matrix size 적용의 방향성을 제시할 수 있었다.

본 연구는 조현병으로 진단된 환자들과 정상 대조군 간의 자기공명영상을 사용하여 대뇌 피질 하부 영역의 부피를 측정 하여 대뇌의 구조적 이상을 비교하였다. 자기공명영상 검사 후 획득된 3D T1-MPRAGE 영상과 FreeSurfer 소프트웨어 를 사용하여 대뇌 피질 하의 31개 영역의 부피를 측정하였다. 연구 결과는 조현병 환자군에서 양측 측뇌실, 양측 맥락얼기, 제3뇌실, 뇌척수액 영역의 부피가 정상 대조군보다 유의하게 증가했으며, 좌 우반구 피질, 좌측 시상, 좌측 해마 영역의 부피는 정상 대조군보다 유의하게 감소하였다. 또한, 측정된 대뇌의 부피값과 PANSS 총점수는 약한 음의 상관관계를 나타 내었다. 따라서, 본 연구에서는 자기공명영상과 FreeSurfer를 이용하여 조현병 환자의 대뇌 피질 하 부피를 측정하고 이를 정상 대조군과 비교하여 유의한 증가와 감소를 확인하였다.

복부 MRI 검사에서 높은 수준의 병렬기법을 적용 시 영상의 질을 떨어뜨리는 둘러겹침인공물을 빈번히 생성한다. 이것 은 구조물이 겹쳐서 나타나는 현상으로 복부 인체 구조상 양쪽 팔이 맞닿아 있어서 FOV를 벗어난 양쪽 팔이 영상의 반대 방향 인공물을 발생하는 문제를 초래한다. 이러한 제한점으로 복부 MRI 검사에서는 두경부 및 근골격 검사 부위와 비교하 여 낮은 수준의 병렬기법을 적용하여 검사 시간을 증가시키는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 팔을 위로 올리는 자세를 활용하여 환자의 간단한 자세의 변화를 통하여 병렬기법을 극대화하여 검사 시간을 최소화하면서 영상의 인공물을 제거하 는 데 목적을 두었다. T2, T1 강조 영상을 관상면으로 획득하였다. 연구의 재현성을 높이기 위하여 작은 팬텀을 나란히 놓고(팔 내리는 자세), 한번은 작은 팬텀을 제거하고 영상을 (팔 올리는 자세) 각각 병렬기법인 SENSE 가속인자를 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0까지 10번씩 획득한 후 영상의 불균일도를 측정하였다. 팬텀으로 확인하기 어려운 인체 부위 의 영상을 확인하기 위하여 정상인 자원자 1명을 대상으로 팬텀 연구와 같은 매개변수 조건으로 영상을 획득하였다. SENSE 가속인자가 높아질수록 팔을 올리는 자세에서 영상의 불균일도가 낮게 측정이 되었고 통계학적으로 유의하게 나타 났다. 본 연구는 간단한 자세 변화만으로 병렬기법을 극대화하며 영상획득 시간 단축 및 인공물을 개선방안을 제시하는 데 의의가 있다.

안면 부 MRI 검사는 주변 조직에 대한 높은 대조도 와 해상력으로 해부학적 구조 파악과 질환 진단에 이용되고 있다. 최근 검사 시간을 줄이는 동시에 영상의 질을 향상하는 딥러닝이 주목받고 있다. 본 연구는 안면 부 MRI 검사에서 딥러닝 의 유용성을 알아보기 위해 34명의 환자를 대상으로 딥러닝 T2 강조 영상과 고식적인 T2 강조 영상의 축상면, 관상면 영상을 각각 획득하여, 무참조 영상 품질평가 기법인 NIQE와 NIMA를 통하여 정량적 평가하였고, 리커트 4점 척도를 통해 정성적 평가하였다. NIQE 결과에서 딥러닝 T2 강조 영상은 고식적인 T2 강조 영상보다 영상 품질이 우수하였고, NIMA 결과에서는 딥러닝 T2 강조 영상의 축상면은 통계적으로 유의한 차이가 없었고, 딥러닝 T2 강조 영상의 관상면에서는 통계 적으로 유의한 차이가 있었다. 정성적 평가지표에서는 입 인두, 후두 인두에서 질적인 이득이 있었다. 연구 결과를 통해 안면 부 영역 중 무의식적인 움직임이 많은 영역에서 딥러닝을 적용함으로써 고식적인 T2 강조 영상보다 높은 영상의 품질 을 제공하고, 상대적으로 움직임이 덜한 구조물에서도 품질을 유지하며 검사 시간을 2분 이상 단축하여 움직임에 의한 인공 물을 감소시킴으로써 응급 환자 및 비협조 환자의 진단에 유용하게 활용될 것으로 사료 된다.

자기공명영상은 영상 의학 분야에서 다른 진단 장비에 비해 연부 조직에 대한 높은 대조도를 지니고 있고 인대의 손상, 주변 조직의 염증, 골염 등의 병변을 진단하는 데 유용하여 연골 및 관절 병변의 진단에 널리 이용되고 있다. 또한, 기존 고식적 TSE 기법 외에도 SMS 기법, DL 기법, CS 기법, 병렬 영상 기법 등 다양한 펄스 시퀀스들이 개발되고 임상에서 사용되고 있다. 본 연구는 무릎 관절 자기공명영상 검사에서 얇은 절편 검사 시 고식적 TSE 기법, SMS TSE 기법, DL TSE 기법에서 영상을 획득하여 각 각의 영상의 비교를 통해 무릎 관절 영상 획득에 최적의 기법에 대하여 알아보고자 한다. 무릎 관절 질환의 진단을 위해 본원에 내원한 환자를 대상으로 고식적 TSE 기법, SMS TSE 기법, DL TSE 기법을 적용하여 시상면 T2 강조 영상을 획득한 후 신호 대 잡음비, 대조도 대 잡음비, 검사 시간, 영상의 질 평가를 정량적, 정성 적 방법으로 비교 분석하였다. 연구 결과 세 가지 기법으로 획득한 영상 비교 시 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, 환자 의 상태와 임상의 상황을 종합적으로 고려하여 적절한 기법을 선택한다면, 최적의 영상을 제공할 수 있다고 생각된다.

본 연구는 신생아 검사 중 포수클로랄(chloral hydrate)을 투여 후 진행되는 신생아 진정 검사 대비 진정 대체 방식 중 하나인 피드 및 랩(feed and wrap) 방식의 유용성을 평가한 연구이다. 본 연구에선 진정으로 진행한 신생아의 두뇌 T2 축면 영상과 피드 및 랩 방식으로 진행한 같은 영상 각 30개의 운동 허상(motion artifact)과 백질과 회백질의 구분 정도를 두 명의 영상의학과 전문의가 정성적으로 평가하였고, 운동 허상을 측정하기 위해서 위상부호화(phase encoding) 방향의 배경 영역(background area)의 평균 신호 강도(mean signal intensity)를 구하여서 정량적 방식으로 평가하였다. 또한 총검사 시간을 정리한 뒤 정량적 방식으로 평가하였고 투약 기록의 여부와 간호일지를 토대로 피드 및 랩 방식의 총 39건의 검사 건수 대비 성공률을 측정하였다. 운동 허상의 정량적 평가와 영상 품질의 정성적 평가 모두에서 두 집단은 유의미한 차이가 없었으나, 검사 시간의 정량적 평가에선 p값이 0.001로 유의한 차이가 있었다. 피드 및 랩 방식의 총검사 건수 대비 성공률은 100%였다. 결론적으로 본 논문에선 피드 및 랩 방식과 진정 방식의 영상 품질이 유의한 차이가 없고 성공률이 높기에 유용하다고 판단하였으나, 검사 시간이 더 지연되는 한계가 있다는 사실을 확인하였다.