최근 딥러닝은 자기공명영상 검사에서의 화질 개선을 위해 다양하게 활용되고 있다. 하지만 다양한 자기공명영상 검사에서 딥러닝이 적용된 기법과 상황에 대한 평가는 부족한 편이다. 이에 본 연구에서는 모션 ACR(American College of Radiology) 팬텀을 활용하여 일반적인 상황과 움직이는 상황에서 T2-PROPELLER(periodically, rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction, PROPELLER)와 T2-FSE(fast spin echo, FSE) 기법의 화질을 비교 평가해 보고자 하였다. 연구 결과 움직이지 않는 상황에서의 딥러닝 프로세스를 적용하였을 때 유의미한 신호대잡음비와 대조대잡음비의 상승을 보였다. 하지만 팬텀에 움직임을 주는 동적인 상황 에서 딥러닝 프로세스를 적용하였을 때 유의미한 화질 개선을 보이지 않았다. 이러한 결과는 딥러닝 프로세스를 절대 적으로 사용하기보다 다양한 상황에 맞게 선택적으로 적용하는 것이 필요할 것으로 사료된다.

MRI는 인체에 수소 밀도에 따른 재현성의 차이가 상대적으로 기존의 영상 장비들에 비교하여 큰 차이가 있으므로 임상 에서 이를 증명하고 문제 발견 시 이를 보완하는 것이 딥러닝 알고리즘은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 현재 특수 의료장비에서 권하는 미국 방사선 의학회(American College of Radiology, ACR)의 두부 전용 MRI 팬텀을 사용하여 영상 품질기준에 현재 임상 적용되고 있는 딥러닝 알고리즘 방법을 적용하여 딥러닝 알고리즘 적용 전후 변화를 평가해 보고자 하였다. 연구 결과 분해능을 측정하는 항목인 고대조도 공간 분해능과 같이 해상도와 관련된 영상 품질은 분해능은 개선되었음을 알 수 있었고, 그뿐만 아니라 위치의 정확도 역시도 기존에 딥러닝 알고리즘의 적용 전 영상과 통계적으로 차이가 있었다. 또한 딥러닝 알고리즘의 강도 차이에도 영상 간 차이는 없었다. 이러한 결과는 특수의료장비 영상품질관리 규정에 적용되고 있는 ACR 팬텀의 평가 기준에 부합 하나, 딥러닝 알고리즘 적용 전후 차이가 통계적으로 있었으며, 이러 한 차이가 재현성과 관련하여 추후에 조금 더 관련된 연구기 필요할 것으로 사료된다.

본 연구에서는 Comfortone 기법 적용 전, 후 음압 수준(sound pressure level, SPL) 변화 정도와 영상의 화질 차이를 정량적으로 비교, 분석하여 소음 감소 기술의 유용성과 임상적으로 유의미한 기준을 제시하고자 하였다. 3.0 T 자기공명영상장비와 ACR 팬텀을 사용하여 Comfortone 적용 전, 후의 T1, T2 강조 영상과 DWI, FLAIR, 3D GE T1 영상을 획득한 후 ACR 정도 관리 가이드라인에 따라 기하학적 정확도, 고대조도 공간분해능, 절편 두께 정확도, 절편 위치 정확도, 영상 강도 균일성, 고스트 신호 백분율, 저대조도 분해능이 적합한지 비교, 평가하였으며 장비 내 표시되는 SPL을 통해 음압 수준의 감소 차이를 비교하였다. Comfortone 기법 적용 여부에 관계없이 DWI 영상은 왜곡이 심해 장비 정도 관리 가이드 라인에는 적합하지 않았으나 나머지 영상에서는 대부분 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 몇 개의 항목에서 유의 한 차이가 있더라도(p<0.05) 영상 모두 ACR MRI 팬텀 장비 정도 관리 기준에는 적합했다. 음압 수준 변화는 T1에서 15%, T2와 FLAIR에서 40%, DWI과 3D GE에서 70%의 감소 차이를 보였다. 결론적으로 DWI을 제외하고는 모든 영상에서 검사 시간의 차이 없이 동일한 영상의 화질을 획득할 수 있었다. 따라서 Comfortone 기법을 적용하여 소음은 현저하게 감소시키면서 동시에 임상적으로도 기존의 영상과 동일한 화질의 영상을 제공할 수 있을 것이다.

본 연구에서는 재구성한 2차원 T2 Turbo Spin Echo(TSE) 영상과 3차원 T2 Volume Isotropic Turbo Spin-Echo Acquisition(VISTA) 축상면 영상을 다양한 영상평가항목을 이용하여 비교하고, 재구성한 2차원 T2 TSE 영상의 유용성에 대해 알아보고자 하였다. 3T 자기 공명 영상장비와 미국 방사선 의학회의 두부 전용 팬텀을 이용하여 2차원 T2 TSE 영상과 3차원 T2 VISTA 영상을 획득한 후, 각각 축상면 영상으로 재구성하여 신호강도 균일성, 고 대조도 분해능, 저 대도조 검출률 및 기하학적 정확성을 비교, 분석하였다. 재구성한 2D T2 TSE 축상면 영상은 재구성한 3D T2 VISTA 축상면 검사와 비교하였을 때, 기하학적 정확성과 신호 강도 균일성에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다 (p＞0.05). 게다가, 저 대조도 검출률에서도 양쪽 모두에서 가장 작은 부챗살 모양까지 관찰되어 대조도의 차이도 없었다. 그러나, 고 대조도 분해능 비교에서 재구성한 3차원 T2 VISTA 영상의 blurring으로 인하여 점들과 점들 사이의 1.1 mm 이하의 간격들을 육안으로 구분 할 수 없었다. 재구성한 2D T2 TSE 축상면 영상은 재구성한 3D T2 VISTA 축상면 검사와 비교하였을 때, 영상 강도의 균일성과 대조도도 유지하면서, 영상의 blurring도 개선할 수 있었다. 따라서 2D T2 TSE 시퀀스의 사용으로도 충분히 3D T2 VISTA에 문제점을 보완할 수 있으며, 재구성한 영상으로도 충분히 우수한 영상을 제공할 수 있을 것이다.

Pulpose : Although diffusion tensor imaging (DTI) has been widely used for the quantitative analyses of the integrity of white matter in the brain in clinical and research fields, quality assurance (QA) for DTI has not been fully established. The purpose of this study suggests a QA guideline for DTI using the American College of Radiology (ACR) Magnetic resonance imaging (MRI) head phantom. Materials and Methods : All experiments were performed using 1.5T and 3.0T scanners (InteraAchiva 1.5T and AchivaTx 3.0T; Philips Medical Systems, Netherlands) equipped with an 8-channel SENSE head coil. The standard axial SE T1-weighted MR images with 6, 15 and 32 directions of DTI were obtained using the standard scanning protocol “Phantom Test Guidance for the ACR MRI Accreditation Program” . Slice thickness and slice gap were set at 5 mm for standard axial SE T1 images and echo planar images, and then both images were compared. Reproducibility was tested with 7 repeat scans in 1.5T scanner and 10 repeat scans in 3.0T scanner. Between the scanning, the ACR MRI phantom was completely removed from coil and was repositioned for each new trial. Parameters for the QA protocol are shown in Table 1. The ACR MRI phantom was stored in the scanner room for at least 24 hours before an experiment, and the room temperature was measured before scanning for DTI. Results : There were statistically significant differences in the geometric accuracy between the 1.5T and 3.0T two scanners across all scan directions. The top-to-bottom diameters had a 11.3 mm error in 1.5T scanner and a 7.2 mm error in 3.0T scanner. Image intensity uniformity tests were significant in 6, 15, and 32 directions at 1.5T and 3.0T comparative analysis (p < 0.001). Additionally, percent signal-ghosting tests were significant in all directions, such as 6, 15 and 32 directions, in both 1.5T and 3.0T scanners (p < 0.001). The DTI images from 1.5T scanner had a ghosting ratio less than 0.025 at 1.5T scanner while 3.0T scanner had a ghosting ratio greater than 0.045. The low-contrast object detectability had a significant differences in 6, 15, 32 directions at 1.5T and 3.0T systems (p < 0.001). The DTI images from 1.5T system showed 2.85 spokes in 6 directions, 14.00 spokes in 15 directions, and 26.14 spokes in 32 directions. The DTI images from 3.0T system had 7.80 spokes in 6 directions, 32.20 spokes in 15 directions, and 37.30 spokes in 32 directions. Image distortion was significant in the anteriorposterior (AP) direction (p <0.001), but was not significant in right-left (RL) direction (p = 0.359). Image distortions in 1.5T scanner were 6.93 mm for the AP direction and 0.26 mm for the RL direction while the same for 3.0T system were 8.55 mm for the AP direction and 0.28 mm for the RL direction. For the FA and the ADC values, we acquired significant results in 6, 15, and 32 directions for 1.5T and 3.0T scanners (p < 0.001). The FA values were relatively lower for 3.0T system than for 1.5T system, and 32 directions for 3.0T scanner had the lowest value. The ADC values of 3.0T system were lower than those of 1.5T system, and 15 and 32 directions had the lowest values. Conclusion : This study is the first trial using the ACR MRI phantom that is easily accessible in most clinical MR centers. Also, the present study using the ACR MRI phantom suggests a QA method for DTI with high reproducibility and easy accessibility.

자기공명영상 장치의 정도관리를 위한 ACR 팬텀은 팬텀내의 여러 구조물을 통하여 자기공명영상 화질을 평가할 수 있다. 본 연구는 3.0T 장비에서 Head coil에서 ACR 팬텀을 이용하여 임플란트와 치아 교정용 철사를 부착하여 영상의 고스트 신호 백분율과 절편 두께 정확도를 분석할 수 있었다. T1강조영상 첫 번째 절편과 열한 번째 절편의 임플란트 보철에서 절편위치 정확도는 수신대역폭이 230에서 좋게 나타났으며, 교정용 철사가 부착했을 때는 수신대역폭이 130일 때가 좋았다. 고스트 신호 백분율은 SE T1강조영상 일곱번째 절편에서 임플란트 보철에 추가된 교정용 철사의 경우에는 수신대역폭 230이 좋게 나타났다. 자기공명영상 검사에서 임플란트 보철 환자의 경우에 적절한 수신대역폭을 선택하여 영상의 왜곡과 신소 소실이 감소된 영상을 획득할 수 있을 것으로 사료된다.