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유방 침윤성 관상피암에서 수소핵 자기공명분광상의 특성 분석
조재환,박철수,이선엽,김보희,Cho, Jae-Hwan,Park, Cheol-Soo,Lee, Sun-Yeob,Kim, Bo-Hui 한국의학물리학회 2010 의학물리 Vol.21 No.1
유방암 중에서 가장 발생율이 높은 침윤성 관상피암을 대상으로 생체 국소 수소핵 자기공명분광법(localized in vivo $^1H$ MRS)을 시행하여 조직학적 형태에 따른 자기공명 분광상(MR spectroscopy)의 특성을 분석하고자 본 연구를 실시하였다. 조직학적으로 침윤성 관상피암으로 진단 받은 환자 40명을 대상으로 하여 종양이 있는 부위를 실험군으로 정하였고 종양이 없는 반대쪽 부위를 대조군으로 정하여 3.0T MR scanner를 이용한 수소핵 자기공명분광영상으로 검사를 시행하여 영상 및 분광 정보를 얻었다. 유방암 환자 40명 중 34명(85%)에서 3.2 ppm 분광정점을 확인할 수 있었고 MRS상 3.2 ppm에서의 분광정점 발현여부를 유방암의 진단 기준으로 선택하는 경우 민감도는 85% (34/40), 특이도는 92.5% (37/40), 양성예측율은 100% (34/34), 음성 예측율은 86% (37/43)이었다. 정상 조직의 1.3 ppm에서의 분광정점을 진단 기준으로 정할때 민감도는 92.5% (37/40), 특이도는 85% (34/40), 양성 예측율은 100% (37/37), 음성 예측율은 91.8% (34/37)이었다. $^1H$ MRS방법이 유방암의 진단에 이용될 수 있는 가능성을 제시하였고 추후 지속적인 연구를 통해 임상적으로 진단 및 치료 판정에 널리 이용될 수 있을 것으로 사료된다. To evaluate the potential value of $^1H$ Magnetic resonance spectroscopy (MRS) for detecting and characterizing invasive ductal carcinoma of breast. We conducted $^1H$ Magnetic resonance spectroscopy (MRS), using a 3.0T MR scanner, on 40 patients who were histologically diagnosed to have invasive ductal carcinoma (IDC); tumor areas of the patients were designated as experimental samples, and non-tumor areas as control samples. The peak at 3.2 ppm is characteristically intense and observed in 34 cases of the total 40 invasive ductal carcinoma (sensitivity 86.2%; specificity 100%; positive predictive value 100%; negative predictive value 60%). In constrast peak at 1.3 ppm is characteristically intense and observed in normal breast (sensitivity 86.2%; specificity 100%; positive predictive value 100%; negative predictive value 60%). The study shows that $^1H$ MRS can effectively discriminate invasive ductal carcinoma from normal breast in most cases. It also demonstrates the feasibility of localized in vivo $^1H$ MRS technique as a new diagnostic modality in the detection of breast tumor.
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확산강조영상에서 신호대 잡음비, 현성 확산 계수 변화에 따른 골다공증 평가
조재환,김영수,Cho, Jae-Hwan,Kim, Yeong-Soo 한국의학물리학회 2010 의학물리 Vol.21 No.1
골다공증 환자를 대상으로 이중 에너지 X선 흡수(DEXA) 방법을 이용한 골밀도 영상에서는 T-score를 측정하고 자기공명영상 기법 중 확산강조영상에서는 신호대 잡음비와 현성 확산 계수를 측정한 다음 T-score변화에 따라 신호대 잡음비와 현성 확산 계수가 어떻게 변화하는지 알아보았다. 골다공증이 없는 건강한 사람 30명과 2009년 1월부터 2009년 12월까지 허리 통증으로 내원한 환자 중 단순 방사선 촬영에서 골다공증 소견이 보이는 환자 30명을 대상으로 Dual Energy X-ray Absorptiometry (DEXA)를 이용하여 척추 L1-L4부위의 T-score를 측정 후 각각의 척추에 대해서 골감소증, 골다공증으로 분류하였다. 1.5T MR scanner를 이용하여 b value를 $400\;s/mm^2$으로 획득한 확산강조영상에서는 L1-L4 네 부위에서 신호 강도(signal intensity)측정을 하였고 현성 확산 계수(apparent diffusion coefficient; ADC) map 영상에서는 현성 확산 계수를 측정하였다. 정량적 분석방법으로 관심영역의 T-score와 신호대 잡음비(signal to noise ratio)와 ADC를 구하고 평균화 하여 관심영역에서 T-score변화에 따른 신호대 잡음비와 현성확산계수의 변화를 비교하였고 T-score에 의해 골감소증, 골다공증으로 분류하여 그룹별로 신호대 잡음비와 현성확산계수의 변화도 비교하였다. 정성적인 분석방법은 육안적으로 건강한 그룹과 골감소증, 골다공증그룹의 T1강조 시상면 영상에서 요추체중 L4 부위에서의 신호강도 차이를 알아보았다. 정량적 분석에서 골감소증 그룹과 골다공증그룹은 T-score가 감소함에 따라 확산강조영상에서의 신호대 잡음비가 감소하여 나타났으며 골다공증 그룹에서 신호대 잡음비가 가장 크게 감소하였다. ADC map영상에서는 골감소증그룹과 골다공증 그룹은 T-score가 감소함에 따라 현성 확산 계수는 감소해서 나타났고 건강한 그룹과 골감소증 및 골다공증 그룹의 경우 현성 확산 계수 차이는 골다공증 그룹에서 현성 확산 계수가 가장 낮게 나타났다. 정성적 분석에서는 건강한 그룹과 골감소증 및 골다공증 그룹에서 L4 부위의 신호강도는 건강한 그룹에서 가장 낮게 나타났고 골다공증그룹에서 높게 나타났다. 골다공증이 진행 될수록 신호대 잡음비와 현성 확산계수는 감소하고 T1강조 영상에서는 신호강도가 증가 하는 결과를 얻었고 자기공명검사가 골다공증 진단에 유용함을 알 수 있었다. This study tested how S/N (Signal to Noise Ratio) ratios and ADC (apparent diffusion coefficient) values vary with different T-scores in a group of patients with osteoporosis. Based on DEXA (Dual Energy X-ray Absorptiometry) T-scores for L1.L4 for two groups of subjects consisting of 30 healthy people without osteoporosis and 30 patients who came for treatment of waist (lumbar or low back) pain and were suspected to have osteoporosis as judged from the simple X-ray findings, this study classified every spine into two groups of osteoporosis and osteopenia. Signal intensity measurements were made in the four regions of L1 to L4 on diffusion-weighted MR images obtained using 1.5T MR scanner, while ADC measurements were obtained from ADC map images. As an approach for quantitative analysis, the comparison of the variances in S/N ratios and ADC values for varying T-scores in the selected regions of interest was carried out based on averaged T-scores, S/N ratios, and ADC values. Also, the variances in S/N ratios and ADC values for each of the groups of osteoporosis and osteopenia, which were classified into by T-scores, were compared. For qualitative analysis, a careful naked eye examination of signal intensity differences in the area of L4 was made on T1-weighted sagittal images for each of the healthy (normal), osteopenia, and osteoporosis groups. In the qualitative analysis, it was found that for both the osteopenia group and the osteoporosis group, as T-scores deceased, the S/N ratios on diffusion-weighted MR images also decreased, with the greatest decrease in the S/N ratio found in the osteoporosis group. Additionally, among the three groups, the lowest S/N ratio was found in the osteoporosis group. With respect to ADC map, it was found that for both the osteopenia group and the osteoporosis group, as T-scores deceased, the ADC values on diffusion-weighted MR images also decreased, with the greatest decrease in the ADC values found in the osteoporosis group. Additionally, among the three groups, the lowest ADC value was found in the osteoporosis group. On the other hand, in the qualitative analysis, the osteoporosis group showed the highest signal intensity. Additionally, among the three groups, the lowest signal intensity was found in the healthy (normal) group. It was found that as osteoporosis progressed, S/N ratio and ADC decreased, whereas signal intensity increased on T1-weighted images. Also, in diagnosing osteoporosis, MRI tests turned out to be (more) effective.
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1.5T MR 기기를 이용한 확산강조영상에서 b Value의 증가에 따른 요추압박골절 환자의 신호대 잡음비와 현성 확산 계수의 변화
조재환,박철수,이선엽,김보희,Cho, Jae-Hwan,Park, Cheol-Soo,Lee, Sun-Yeob,Kim, Bo-Hui 한국의학물리학회 2010 의학물리 Vol.21 No.1
요추 압박 골절이 있는 환자를 대상으로 1.5 T MR 기기에서 b value의 변화를 이용한 확산강조영상에서 압박 골절이 있는 요추의 신호대 잡음비와 현성 확산 계수가 어떤 변화를 나타내는지 알아보고자 하였다. 2008년 1월부터 2009년 11월까지 요추 MRI를 촬영한 환자 중에서 만성 골다공증으로 척추 압박 골절을 보였던 환자 30명을 대상으로 1.5T MR scanner를 이용하여 b value를 400, 600, 800, 1000, $1200\;s/mm^2$으로 점차 증가시켜가면서 확산강조영상을 각각 획득하였다. 각각의 b value로 획득한 확산강조영상에서 1~5번의 요추체중 척추 압박 골절이 있는 부위와 골절이 있는 부위의 위, 아래 추간판등 세 부위에서 신호대 잡음비를 측정하였고 각각의 b value로 획득한 ADC map 영상에서는 세 부위의 신호대 잡음비와 현성 확산 계수를 측정 하였다. 정량적 분석방법으로 b value $400\;s/mm^2$으로 획득한 확산강조영상과 ADC map영상을 기준으로 각각의 b value로 획득한 영상과 비교하였다. 정성적인 분석방법은 b value $400\;s/mm^2$ 확산강조영상과 ADC map영상의 1~5번의 요추체중 척추 압박 골절이 있는 부위의의 신호강도를 분석하여 이를 기준으로 각각의 b value를 증가시켰을 때의 확산강조영상과 ADC map영상에서 신호강도가 상대적으로 어떻게 변화하는지 알아보았다. 영상의 정량적 분석에서는 확산강조영상에서 b value가 증가함에 따라 척추 압박 골절이 있는 부위와 골절이 있는 부위의 위, 아래 추간판등 세 부위 모두 신호대 잡음비가 상대적으로 감소했다. ADC map영상에서는 b value가 증가함에 따라 척추 압박 골절이 있는 부위와 골절이 있는 부위의 위, 아래 추간판등 세 부위 모두 신호대 잡음비가 상대적으로 감소했다. ADC map영상에서 b value에 따른 관심영역의 현성 확산 계수는 b value가 증가함에 따라 척추 압박 골절이 있는 부위와 골절이 있는 부위의 위, 아래 추간판등 세 부위 모두 현성 확산 계수가 상대적으로 감소했다. 영상의 정성적 분석에서 b value를 $400\;s/mm^2$ 이상으로 증가시킴에 따라 척추 압박 골절이 있는 부위와 골절이 있는 부위의 위, 아래 추간판등 세 부위 모두 신호강도가 점차 감소하였고 b value를 $1,000\;s/mm^2$ 이상으로 했을 때에는 세 부위 모두 영상의 잡음이 매우 심했다. 또한 척추 압박 골절이 있는 부위는 상대적으로 위, 아래 추간판 보다 높은 신호강도를 보였다. 확산강조영상에서 b value를 증가시킴에 따라 척추 압박 골절이 있는 부위와 골절이 있는 부위의 위, 아래 추간판 등 세부위 모두 신호대 잡음비와 현성확산계수가 점차 감소하는 결과를 얻었고 향후 확산강조영상 검사 시 Multi b value를 사용하여 신호의 변화를 인지함으로서 여러 가지 척추질환으로의 적용에 도움을 줄 것이라 사료된다. To examine among patients with vertebral compression fracture the extent to which signal-to-noise ratio (SNR) and Apparent Diffusion Coefficient (ADC) values at the lumbar vertebral compression fracture site vary on diffusion-weighted MR images according to varying b values on the 1.5T MR device. Diffusion-weighted MR images of 30 patients with compression fracture due to chronic osteoporosis who underwent vertebral MRI from Jan. 2008 to Nov. 2009 were respectively obtained using a 1.5-T MR scanner with the b values increased from 400, 600, 800, 1,000 to $1,200\;s/mm^2$. For diffusion-weighted MR images with different b values, the signal-to-noise ratio (SNR) was assessed at three sites: the site of compression fracture of the lumbar vertebral body at L1 to L5, and both the upper and lower discs of the said fracture site, while for ADC map images with different b values, the SNR and ADC were respectively assessed at those three sites. As a quantitative analysis, diffusion-weighted MR images and ADC map images with b value of $400\;s/mm^2$ (the base b values) were respectively compared with the corresponding images with each different b value. As far as qualitative analysis is concerned, for both diffusion-weighted MR and ADC map images with b value of $400\;s/mm^2$, the extent to which signal intensity values obtained at the site of compression fracture of the lumbar vertebral body at L1 to L5 vary according to the increasing b values were examined. The quantitative analysis found that for both diffusion-weighted MR and ADC map images, as the b values increased, the SNR were relatively lowered at all the three sites, compared to the base b value. Also, it was found that as the b values increased, ADC valueswere relatively lowered at all the three sites on ADC map images. On the other hand, the qualitative analysis found that as the b values increased to more than $400\;s/mm^2$, the signal intensity gradually decreased at all the sites, while at the levels of more than $1,000\;s/mm^2$, severe image noises appeared at all of the three sites. In addition, higher signal intensity was found at the site of compression fracture of the lumbar vertebral body than at the discs. Findings showed that with the b value being increased, both the signal-to-noise ratio (SNR) and Apparent Diffusion Coefficient (ADC) values gradually decreased at all the sites of the lumbar vertebral compression fracture and both the upper and lower discs of the fracture site, suggesting that there is a possibility of a wider range of applications to assessment of various vertebral pathologies by utilizing multi b values in the diffusion-weighted MRI examination.
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MR T2 Map 기법을 이용한 슬관절염 환자의 연골 변화 평가
조재환,박철수,이선엽,김보희,Cho, Jae-Hwan,Park, Cheol-Soo,Lee, Sun-Yeob,Kim, Bo-Hui 한국의학물리학회 2009 의학물리 Vol.20 No.4
본 연구는 MR T2 map기법을 이용하여 슬관절염이 없는 건강한 사람과 관절염이 있는 환자의 연골의 T2값 변화를 측정하여 슬관절 연골의 형태 및 손상 정도를 평가하고 아울러 T2 map기법의 유용성에 대하여 고찰해 보고자 한다. 과거 병력 및 현재 임상적으로 슬관절염이 없는 건강한 사람 30명과 2007년 11월부터 2008년 12월까지 무릎 통증으로 내원한 환자 중 단순 방사선 촬영에서 슬관절염 소견이 보이는 환자 30명을 대상으로 multi-echo 방식(TR: 1,000 ms, TE values (6.5, 13, 19.5, 26, 32.5. 40, 45.5, 52))인 T2 SE (spin echo) sequence를 이용하여 슬관절 연골 T2 SE 영상을 획득 하였다. 획득한 영상을 바탕으로 슬관절 연골 내 구역별 신호강도(S.I)의 변화를 측정하고 이를 Origin 7.0 Professional (northampton, MA 01060 USA)을 이용하여 평균 T2값을 산출하였다. 산출된 T2값은 독립표본검정(Independent samples T-test, SPSS win 12.0)을 이용하여 건강한 그룹과 슬관절염 그룹에 대한 정량적 분석을 시행, 통계적 유의성을 검증하였다. 건강한 그룹과 슬관절염 그룹의 시상면과 관상면의 내, 외측 관절연골에 대한 각각의 T2 값은 시상면에서는 대퇴연골의 경우 슬관절염 그룹의 평균 T2값($42.22{\pm}2.91$)이 건강한 그룹의 평균 T2값($36.26{\pm}5.01$)보다 크게 나타났고 경골 연골의 경우도 슬관절염 그룹의 평균 T2값($43.83{\pm}1.43$)이 건강한 그룹의 평균 T2값($36.45{\pm}3.15$)보다 크게 나타났다. 관상면에서는 내측 대퇴연골의 경우 슬관절염 그룹의 평균 T2값($45.65{\pm}7.10$)이 건강한 그룹의 평균 T2값($36.49{\pm}8.41$)보다 크게 나타났고 내측 경골 연골의 경우도 슬관절염 그룹의 평균 T2값($44.46{\pm}3.44$)이 건강한 그룹의 평균 T2값($37.61{\pm}1.97$)보다 크게 나타났다. 외측 대퇴연골의 경우 슬관절염 그룹의 평균 T2값($43.41{\pm}4.99$)이 건강한 그룹의 평균 T2값($37.64{\pm}4.02$)보다 크게 나타났고 외측 경골 연골의 경우도 슬관절염 그룹의 평균 T2값($43.78{\pm}8.08$)이 건강한 그룹의 평균 T2값($36.62{\pm}7.81$) 보다 크게 나타났다. 슬관절염이 있는 환자인 경우 T2 map기법을 이용하여 지금까지 사용되었던 형태학적 MR 영상화 방법과 더불어 연골의 구조적, 기능적 변화를 정량적으로 분석함으로써 연골질환의 조기 진단에 큰 도움을 줄 수 있을 것이라 사료된다. By using the MR T2 map technique, this study intends, first, to measure the change of T2 values of cartilage between healthy people and patients with osteoarthritis and, second, to assess the form and the damage of cartilage in the knee-joint, through which this study would consider the utility of the T2 map technique. Thirty healthy people were selected based on their clinical history and current status and another thirty patients with osteoarthritis of the knee who were screened by simple X-ray from November 2007 to December 2008 were selected. Their T2 Spin Echo (SE hereafter) images for the cartilage of the knee joint were collected by using the T2 SE sequence, one of the multi-echo methods (TR: 1,000 ms; TE values: 6.5, 13, 19.5, 26, 32.5. 40, 45.5, 52). Based on these images, the changes in the signal intensity (SI hereafter) for each section of the cartilage of the knee joint were measured, which yielded average values of T2 through the Origin 7.0 Professional (Northampton, MA 01060 USA). With these T2s, the independent samples T-test was performed by SPSS Window version 12.0 to run the quantitative analysis and to test the statistical significance between the healthy group and the patient group. Closely looking at T2 values for each anterior and lateral articular cartilage of the sagittal plane and the coronal plane, in the sagittal plane, the average T2 of the femoral cartilage in the patient group with arthritis of the knee ($42.22{\pm}2.91$) was higher than the average T2 of the healthy group ($36.26{\pm}5.01$). Also, the average T2 of the tibial cartilage in the patient group ($43.83{\pm}1.43$) was higher than the average T2 in the healthy group ($36.45{\pm}3.15$). In the case of the coronal plane, the average T2 of the medial femoral cartilage in the patient group ($45.65{\pm}7.10$) was higher than the healthy group ($36.49{\pm}8.41$) and so did the average T2 of the anterior tibial cartilage (i.e., $44.46{\pm}3.44$ for the patient group vs. $37.61{\pm}1.97$ for the healthy group). As for the lateral femoral cartilage in the coronal plane, the patient group displayed the higher T2 ($43.41{\pm}4.99$) than the healthy group did ($37.64{\pm}4.02$) and this tendency was similar in the lateral tibial cartilage (i.e., $43.78{\pm}8.08$ for the patient group vs. $36.62{\pm}7.81$ for the healthy group). Along with the morphological MR imaging technique previously used, the T2 map technique seems to help patients with cartilage problems, in particular, those with the arthritis of the knee for early diagnosis by quantitatively analyzing the structural and functional changes of the cartilage.
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3.0T 자기공명영상을 이용한 유방 검사시 IDEAL기법의 유용성 평가
조재환,Cho, Jae-Hwan 한국디지털콘텐츠학회 2010 한국디지털콘텐츠학회논문지 Vol.11 No.2
The purpose of this study was to examine the usefulness of IDEAL technique in breast MRI by performing a quantitative comparative analysis in patients diagnosed with DCIS. On a 3.0T MR scanner, fat-suppressed T2-weighted images and T1-weighted images before and after contrast enhancement were obtained from 20 patients histologically diagnosed with ductal carcinoma in situ (DCIS). The findings from the quantitative image analysis are the following: 1) On T2-weighted images, SNR were not significantly different in the lesion area itself between the CHESS and IDEAL groups, while the IDEAL group showed higher SNR at the ductal area and fat area than the CHESS group. In addition, the CNR were higher for the IDEAL group in those regions. 2) On T1-weighted images before enhancement, SNR were not significantly different in the lesion area itself between the CHESS and IDEAL groups, while the IDEAL group showed higher SNR at the ductal area and fat area than the CHESS group. In addition, the CNR were higher for the IDEAL group in those regions. 3) On T1-weighted images after enhancement, SNR were not significantly different in the lesion area itself between the CHESS and IDEAL groups, while the IDEAL group showed higher SNR at the ductal area and fat area than the CHESS group. 유방암중 관상피내암으로 진단 받은 환자를 대상으로 기존의 지방 억제 기법인 CHESS와 새로운 기법인 IDEAL을 정량적으로 비교 분석하여 IDEAL기법의 효과와 유용성을 고찰 해보고자 한다. 조직학적으로 관상피 내암으로 진단 받은 환자 20명을 대상으로 3.0T MR scanner를 이용하여 CHESS 기법과 IDEAL 기법을 이용하여 지방 억제한 횡이완 강조 영상과 조영 증강 전후의 종이완 강조 영상을 획득하였다. 분석 결과 횡이완 강조 영상과 조영 증강 전, 후의 종이완 강조 영상에서 신호대 잡음비는 병변 부위에서는 차이를 보이지 않는 반면 유관조직과 지방조직에서는 IDEAL 기법을 이용한 그룹에서 높은 신호대 잡음비를 보였으며 두 그룹에서의 대조도대 잡음비는 IDEAL 기법을 이용한 그룹에서 높은 대조도대 잡음비를 보였다.
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모바일 환경에서 사용자 상황인지 정보와 LDA 기법을 결합한 컨텐츠 추천시스템의 개발
조재환(Cho, Jae Hwan),권순범(Kwon, Suhn Beom),이경전(Lee, Kyoung Jun) 한국IT서비스학회 2016 한국IT서비스학회 학술대회 논문집 Vol.2016 No.추계
오늘날 스마트폰의 등장과 함께 다양한 스마트폰 애플리케이션이 사용자가 원하는 정보(이후 컨텐츠)를 편리하게 제공하고 있다. 특히 추천시스템은 서비스 제공자가 사용자의 선호를 파악하여 적절한 컨텐츠를 제안하는 것으로 도서, 음악, 영화 등의 판매에 효과적으로 활용되고 있다. 모바일 환경에서 대부분의 서비스 제공자는 사용자의 서비스가입 편리성과 보안 및 프라이버시의 강화를 위해서 사용자 프로파일 정보를 요구하지 않고 있어서 서비스 제공자는 사용자 맞춤형 컨텐츠 추천이 쉽지 않은 상황이다. 따라서 본 논문에서는 사용자가 서비스 가입 이후 컨텐츠를 이용한 행태 중심의 상황인지 정보(예: 위치, 시간, 날씨)와 사용자가 이용한 컨텐츠의 소개글에 대한 LDA 분석 정보를 결합한 컨텐츠 추천시스템을 제안한다. 스마트폰에서 문화, 예술, 공연 관련 컨텐츠를 제공하고 있는 Benple G* 애플리케이션 서비스 데이터를 이용하여 추천시스템을 개발, 검증하였다. 어떤 형태이든 컨텐츠를 사용자에게 제공하고 있는 스마트폰 앱 서비스의 경우 사용자 상황인지 정보와 결합 한 본 시스템을 활용하여 추천 기능을 향상시킬 수 있으리라 기대한다.
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