단위용적 및 다용적 기법 자기공명분광 신호처리 분석 소프트웨어의 개발 = The Development of Signal Processing Software for Single-and Multi-Voxel MR Spectroscopy

국문 초록 (Abstract)

단위용적기법(Single-Voxel Technique) 및 다용적기법(Multi-Voxel Technique)으로 얻어진 수소원자핵 자기공명분광(Proton Magnetic Resonance Spectroscopy : 1H-MRS) 데이터를 고가의 특정 workstation이 아닌 일반 PC에서 처리·분석 할 수 있는 GUI(Graphical User Interface) 기반의 분광분석용 소프트웨어(S/W)를 개발하고 MRS 임상 데이터로 기초적인 시험을 하였다. 단위용적기법의 MRS 경우에는 시간 영역의 측정신호와 주파수 영역의 분광정보를 한 화면에 동시에 표시할 수 있게 하였고 필요에 따라 위상보정, 필터링(filtering), 퓨리에변환 등으로 후처리 한 후 생체 대사물질(metabolite) 별 MRS 피크 면적 비를 계산하여 정성분석을 하였다. 다용적기법의 MRS에서는 측정된 신호의 재배열 및 3차원 FFT로 분광영상(spectroscopic image)을 재구성하고 이를 T1-강조 또는 T2-강조 영상 위에 중첩시켜 해부학적 정보와 함께 표시할 수 있도록 하였다. 또한 생체에서 대사물질에 해당하는 분광정보의 각 피크의 분포도(metabolite image)를 만들고 해부학적 영상과 중첩시켰다. 병원에 설치되어있는 MR 장치에서 정상인과 뇌에 이상이 있는 환자를 대상으로 얻은 MR 분광 데이터를 처리?분석한 결과 사용자의 편의성이 높을 뿐만 아니라 신뢰성이 우수하여 임상적 활용도가 높을 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The aim of this study is to develop the 1H-MRS data postprocessing software for both single-voxel and multi-voxel technique, which plays an important role as a diagnostic tool in clinical field. This software is based on graphical user interface(GUI) under windows operating system of personal computer(PC). In case of single-voxel MRS, both of raw data in time-domain and spectrum data in frequency-domain are simultaneously displayed in a screen. Several functions such as DC correction, zero filling, line broadening, Lorentz-Gauss filtering and phase correction, etc. are included to increase the quality of spectrum data. In case of multi-voxel analysis, spectroscopic image reconstructed by 3-D FFT was displayed as a spectral grid and overlapped over previously obtained T1- or T2-weighted image for the spectra to be spatially registered with the image. The analysis of MRS peaks were performed by obtaining the ratio of peak area. In single-voxel method, statistically processed peak-area ratios of MRS data obtained from normal human brain are presented. Using multi-voxel method, MR spectroscopic image and metabolite image acquired from brain tumor are demonstrated.