인공 고관절 치환술에 사용되는 금속 삽입물은 크기와 성분에 따라 주변 조직과 크고 작은 자화율의 차이를 일으켜 다양한 금속 인공물의 원인이 되며, 영상에 진단적 가치를 떨어뜨린다. 수신대역폭을 높이는 것은 인공물 감소에 효과가 있으나, 높은 수신대역폭은 획득 영상의 신호대잡음비를 감소시키는 단점이 있어 일정 수치 이상으로는 적용 하기에는 어려움이 있다. 딥러닝 알고리즘은 영상의 신호대잡음비를 높이고 전체 영상에서 균일하게 배경 잡음을 제거하는 데 매우 효과적이다. 이에 본 연구에서는 금속 인공물 감소를 위해 기존에 높은 수신대역폭을 이용하는 MARS(metal artifact reduction sequence) 프로토콜과 더욱 높은 수신대역폭을 설정한 프로토콜(Ultra MARS) 을 획득한 후 딥러닝을 이용하여 딥러닝 Ultra MARS로 변환한 후에 금속 인공물의 차이를 비교하였다. 딥러닝 적 용 후 Ultra MARS에서 적용 전 또는 기존의 MARS 기법보다 인공물의 크기가 작게 측정이 되었다. 또한, 인공물의 전체적인 SSIM(structural similarity index measure)에서도 기존의 MARS 기법보다 전체면적이 작게 측정되었 다. 더 나아가 SSIM의 결과 딥러닝 적용 전후의 구조적 유사성 역시 유사하게 나왔다. 딥러닝 알고리즘을 기존에 인공물을 줄이기 위해 사용하는 MARS와 같은 기법에서도 월등하게 높은 수치를 사용하는 강조영상을 획득 가능하 며 영상의 인공물도 줄이며, 영상의 대조도 또한 유지되는 영상을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

목 적 : 두경부는 해부학적 구조가 복잡하기 때문에 두경부 검사 시 고해상도의 영상을 필요로 하게 된다. 하지만 고해상도의 영상을 얻기 위한 검사 시 상악부에 치과 보철물이 삽입되어 있거나 뇌동맥 coil이 있는 경우 1.5T에 비해 3T는 자화 감수성의 차이가 더욱 더 커지게 되어 metallic susceptibility artifact가 크게 나타나게 된다. 이에 자기 공명 확산강조 검사 시 자장 세기의 증가로 인한 금속물질에 대한 metallic susceptibility artifact의 증가와 기존의 3T에서 Single shot DWI를 이용한 DWI검사에 비해 RESOLVE technique을 이용한 DWI 검사 시 metallic susceptibility artifact의 감소에 대한 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 치과보철물(백금78%+metal) 과 임플란트(티타늄+메탈), 두 개내 혈관용 코일(10cm)을 기존의 Single shot DWI를 이용하여 scan을 시행하고 RESOLVE를 이용하여 3T에서 각각 5회씩 Scan하였다. 또한 자장의 강도에 따른 자화 감수성의 변화를 알아보기 위하여 1.5T에서 Single shot DWI를 5회 추가로 scan하였다. 사용된 장비는 SIEMENS사의 Avanto 1.5T와 Skyra 3.0T를 사용하였으며 1.5T에서 진행한 Scan parameter는 FOV 220mm, matrix 190, slice Thickness 5.0mm, slice gap 1.5mm, TR 4000ms, TE 95ms, slice수 24이며 3.0T에서 진행한 single shot DWI scan parameter는 FOV 220mm, matrix 190, slice Thickness 5.0mm, slice gap 1.5mm, TR 5300ms, TE 87ms, slice수 24이며 3.0T에서 진행한 REOLVE DWI scan parameter는 FOV 220mm, matrix 190, slice Thickness 5.0mm, slice gap 1.5mm, TR 4700ms, TE1 68ms, TE2 112ms, slice수 24, readout segment 7 이며 phase encoding 방향은 Anterior-Posterio로 모두 동일하게 하였다. arifact의 측정은 marosis사의 M-view의 length tool을 이용하여 b-value 0은 window width(이하 ww) 1800 window level(이하 wl) 1000, b-value 1000은 ww 1000, wl 500으로 ADC는 ww 3000, wl 1500으로 고정하여 10년 이상의 경력을 가진 방사선사 3인이 5회씩 측정한 후 평균값을 산출하였다. 결 과 : 측정결과 급성뇌경색 진단에 주로 사용하는 b-value 1000에서 백금 78%+metal은 평균 측정치 1.5T single shot DWI 44.76mm, 3.0T single shot DWI 47.96mm, 3.0T RESOLVE 36.13mm이며 임플란트(티타늄)는1.5T single shot DWI 31.26mm, 3.0T single shot DWI 37.44mm, 3.0T RESOLVE 32.48mm이고 두 개 내 코일은 1.5T single shot DWI 19.76mm, 3.0T single shot DWI 31.20mm, 3.0T RESOLVE 16.44mm로 모든 실험에서 3.0 single shot >1.5Tsingle shot> 3.0T RESOLVE순으로 Metallic artifact가 크게 나타났으며 재료별로는 보철물>임플란트>코일 순으로 Metallic artifact가 크게 나타났다 결 론 : 확산 강조 자기공명 검사에서 자장의 세기가 증가할 때 metallic susceptibility artifact는 더욱 크게 나타나며 RESOLVE를 사용한 확산강조 자기공명 검사는 자화율차이에 의한 왜곡에 효과적이며 보철물이나 뇌동맥 coil과 같은 금속물이 삽입되어 있는 두경부 검사에서 metallic susceptibility artifact를 감소시키는데 그 유용성이 매우 큰 것으로 사료된다

최근 사용자 제작 콘텐츠(UCC)를 포함한 다양한 콘텐츠의 생산으로 인해 데이터의 저장 및 재생성 과정에서 원본과 다른 데이터로 변형되는 경향이 있다. 특히 UCC의 경우 해상도 측면에서 화질의 저하가 발생되는데, 이때 발생되는 것이 바로 블록형 재깅 결함이다. 본 논문은 해상도의 급격한 변화가 있을 때 발생하는 블록형 결함을 제거하기 위하여 주성분 분석방법과 은닉 마코프 모델을 기반으로 블록형 재깅 결함을 제거하는 방법을 제안한다. 실험을 통해 제안한 방법은 기존 방법들에 비해 디테일을 유지하면서도 재깅 결함을 효과적으로 제거함을 확인하였다.

뇌 질환과 두경부 검사에서 전산화단층촬영의 선속 경화현상이 없는 자기공명영상이 조직의 높은 대조 도와 우수한 분해능의 영상을 획득하는 검사 방법으로 인식되고 있지만 구강 내 금속 이식물이 있는 경우는 자화율 인공물(magnetic susceptibility artifact)이 발생되어 영상 진단에 장해 요소가 된다. 따라서 본 연구는 자기공명영상에서 치아 임플란트와 보철에 의한 인공물 감소 방안을 강구하고자 한다. 자기공명영상에서 임플란트에 의한 인공물 발생은 GE 기법에서 TE가 짧을수록 신호 크기가 증가하였고, 물의 온도 변화에서는 일관성이 없게 나타났다. SE 기법에서도 공기보다 물의 신호 크기가 전반적으로 높았지만, 신호 대 잡음비는 공기와 온도에 의한 차이가 없었다. EPI 기법에서는 공기보다 물이 있을 때 정량적, 정성적으로 인공물이 적게 발생한 영상을 얻을 수 있었고, 특히 물 온도 20°와 30°에서 신호 대 잡음비가 가장 높게 측정되었다. 결론적으로 EPI 기법에서 물 온도 20°와 30°의 물주머니를 이용하여 뇌 확산강조영상을 획득하면 임플란트와 보철물에 의한 자화율인공물이 감소되어 보다 진단적 가치가 있는 영상을 획득할 수 있을 것으로 사료된다.

자기공명영상에서 금속 물질이 삽입된 환자에서 자기감수성에 의한 허상이 발생하여 영상의 진단적 가 치가 저하되는 문제가 발생하고 있다. 여러 가지 인공물 감소기법 중 VAT-SEMAC 기법을 적용하여 영상의 왜곡에 대해 연구 하였다. 정형외과 수술시 사용되는 금속 임플란트를 팬텀에 부착하여 T1WI, T2WI를 스캔 시 허상으로 인한 왜곡을 측정하였다. 감소기법의 미적용, VAT 적용, VAT-SEMAC을 호환 적용하여 검사를 실시한 후 허상을 비교 분석 하였다. 허상은 VAT-SEMAC에서 최소 8%에서 최대 26%의 감소를 보였다. VAT-SEMAC 기법을 적용하면 정형 보철물이 삽입된 환자에게도 영상의 질을 향상시켜 진단적 가치가 향상된 영상을 획득할 수 있다. 적절한 스캔시간과 영상의 질을 동시에 고려한다면 실제 임상에서 VAT -SEMAC의 적용하여 허상 감소효과를 얻을 수 있을 것이다.

흉부 디지털 단층영상합성장치는 기존 DR의 낮은 깊이 해상도, CT의 높은 피폭선량 문제를 해결할 수 있는 획기적인 영상장치로 대두되고 있다. 그러나 제한된 스캔 각도로 인해 프로젝션이 X 선 소스 동작 방 향으로 흉부를 완전히 포함 할 수 없어 재구성 된 슬라이스의 위, 아래 방향 경계를 따라 강도의 불연속성 이 발생하게 되는데 이러한 현상을 잘림 아티팩트 (Truncation artifact)라고 한다. 이 연구의 목적은 가중 정규화 접근법을 사용하여 잘림 아티팩트를 줄이고 리스템에서 개발한 프로토 타입 흉부 디지털 단층영상합 성장치 시스템에 대한 이 접근법의 성능을 평가하는 것이다. 이 시스템의 source-to-image distance는 1100 m m 이고 X 선원의 회전 중심은 검출기 표면에서 100mm 위로 설정되었다. LUNGMAN 팬텀을 사용하여 ± 20 °의 투영 뷰를 1 ° 간격으로 41장을 얻은 후, filtered back projection 알고리즘으로 재구성했다. 정량적 평가를 위하여 시뮬레이션을 이용하여 기준영상을 재구성 후 peak signal to noise ratio와 structure similarity ind ex 값을 평가하였으며 실제 실험 데이터를 이용하여 mean value of specific direction 값을 평가하였다. 시뮬 레이션 결과로 아티팩트 보정 전 일반적인 filtered back projection 알고리즘으로 재구성 한 영상과 비교하여 peak signal to noise ratio값과 structure similarity index값 모두 각각 증가하였으며, 실제 실험 재구성 영상의 mean value of specific direction 결과는 아티팩트의 영향이 감소됨을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 가중 정규화 방법은 잘림 아티팩트를 줄임으로써 진단의 어려움을 발생시키는 가능성을 개선시킬 수 있는 방법으로 사료된다.

본 연구에서는 Metal 환자를 대상으로 자기공명영상검사를 할 때 발생할 수 있는 자화율 인공물을 줄이 기 위해 SEMAC(Slice Encoding for Metal Artifact Correction) 기법을 사용하여 실험하였다. 실험도구는 신체 조직과 유사한 Foot&Ankle Phantom을 사용하였으며 자화율 인공물을 만들기 위해 3.8 cm의 일반 나사못을 사용하였다. 실험장비는 3.0T Magnetom Skyra를 이용하였으며, 얻어진 영상에서는 신호 꺼짐 현상이 가장 두드러지는 17번째 영상으로 면적을 측정하였다. 분석방법은 동일한 부위에서의 신호 꺼짐 현상의 면적을 측정한 후에 통계프로그램인 SPSS(Ver.25)를 사용하여 평균을 구한 후 Wilcoxon 부호순위검정(Signed Rank Test)으로 유의성을 평가하였다. 연구결과 Non SEMAC일 때의 면적은 289.5300±23.07197 mm로 신호 꺼짐 현상이 가장 크게 나타났으며 SEMAC 사용 후 Turbo Factor를 3, 4, 5로 변화를 주었을 때 각각 125.0200±7. 45875 mm, 120.9600±12.01704 mm, 108.7900±16.53498 mm로 감소하였다. 결론적으로 본 연구는 SEMAC 사용 시 자화율 인공물을 효과적으로 감소시켜 SEMAC의 유의성을 증명하였고 TF를 함께 적용하였을 때 촬영시간 감소와 인공물의 면적을 효과적으로 줄일 수 있음을 보여준다.

본 연구에서 Phantom에 고 밀도 물질이 삽입 된 CT 영상을 재구성 하여 방사선 치료 계획 시 선량 분포에 대한 평가를 하고자 하였다. Gammex 467 Tissue Characterization Phantom을 사용하여 인체 조직과 유사한 영상을 획득하였고 Titanium을 삽입하여 금속물로 인한 인공허상을 발생시켜 영상을 획득하였다. 획득한 영상은 Metal Artifact Reduction for Orthopedic Implants (O-MAR)를 이용하여 영상을 재구성 하였고 전산화 치료계획 시스템을 이용하여 체적을 분석 하고 선량 분포를 추출하였다. MapCHECK™을 이용하여 선형가속기의 광자선 선량 분포를 측정하여 계획한 선량 분포와 비교 분석 하였다. 비교 분석 결과 Titanium으로 인한 인공허상이 발생 되었을 때 O-MAR를 적용한 체적은 BR-12 Breast는 16.8 % 그리고 LV 1 Liver는 40.2 % 증가하였고 선량 분포는 O-MAR를 적용하기 전의 선량 분포 보다 1.4 에서 1.6 % 높게 나타났다. 결론적으로 금속물로 발생된 인공허상 O-MAR를 적용하여 가능한 제거하고 치료계획에 이용해야 오류를 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

In this study, we identified 26 cases scheduled for lower extremity computed tomography (CT) angiography who had implanted metal devices. These CT exams were performed for evaluation of patients' symptoms related with gait disturbance. CT scans were performed on 128-MDCT using our standard parameters. The row image data were reconstructed using two different methods, standard filtered backprojection (FBP) algorithm and the metal artifact reduction for orthopedic implants (O-MAR) algorithm. Images were evaluated with 3-point scales. The difference of image scores for FBP (1.5±0.81) and OMAR (1.92±0.79) was significant (p<0.05). O-MAR reconstruction significantly improved quality of CT angiography for patients with metal implants.