Compressed SENSE 기법을 이용한 Liver 검사 시 Extra Reduction과 Denoising Level 조절에 따른 영상의 최적화에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

목 적：간 MRI 검사 시 호흡 정지 기법으로 검사를 진행하게 되는데 긴 검사시간으로 인해 호흡에 의한 움직임이나 불수의 적 움직임으로 영상의 질이 저하되는 경우가 빈번하다. 이런 이유로 영상의 질을 저하시키지 않으면서 검사시간을 단축시키기 위해 영상 획득 속도를 향상시키는 방법인 CS기법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 CS기법의 extra reduction과 denoising level 조합의 변화에 따른 검사시간과 영상 변화를 기존의 conventional 3D-FFE THRIVE와 비교분석을 통하여 최적화된 parameter설정에 관하여 알아보고자 한다.
대상 및 방법：2018년 12월 1일부터 2019년 2월 3일까지 본원에서 간 MRI 검사를 시행한 환자 30명을 대상(남자 15명 여자 15명±6.73세)으로 extra reduction 1, denoising level 0% 가 적용된 3D-FFE THRIVE 시퀀스를 기존의 conventional 3D-FFE THRIVE로 간주하였으며, extra reduction level 1, 1.5, 2, 2.5, 3 값에 각각 denoising level을 0%, 20%, 40%, 60%, 80% 로 변화를 주고 다른 매개변수들은 모두 동일하게 하여 실험을 진행하였다. 획득한 각 영상들의 SNR, CNR, SSIM 을 측정하고, 정성적 영상 평가와 검사시간의 변화를 비교하였다. 정성적 평가에서 3점 이하로 평가받은 영상을 제외한 총 11개의 조합영상에 대하여 각 조합별로 순위를 매긴 후 1위는 1점, 11위는 11점으로 점수를 부여한 후, 합산 한 최종 점수가 가장 낮은 영상을 최적의 영상으로 선택하였다.
결 과：Extra reduction의 증가에 따라 SNR, CNR은 유의한 변화가 없었고, SSIM과 정성적 영상 평가 점수, 검사시간은 extra reduction증가에 따라 유의하게 감소하였다. Denoising level의 증가에 의해 SNR, CNR은 유의하게 증가하였고 SSIM과 검사시간은 유의한 변화가 없었으며, 정성적 영상 평가점수는 denoising level의 증가에 따라 유의하게 감소하였다.
결 론：본 연구의 실험결과를 종합해봤을 때 extra reduction 3, denoising level 20% 로 설정 시, 기존 영상 대비 정량적 평가인 SNR의 경우 12%, CNR의 경우 13% 향상되었으며, SSIM과 정성적 평가에서는 동일한 평가를 얻었고, 검사 시간은 50% 단축시키는 효과를 얻을 수 있었다. CS기법을 이용하여 간 검사 시, 시각적으로 용인되는 영상의 질 변화를 고려하여 extra reduction, denoising level을 조절한다면 화질의 유지와 함께 획기적인 검사 시간 단축을 이룰 수 있을 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Purpose：In liver MRI examination, the examination is carried out by the respiratory arrest method, and the quality of the image is frequently deteriorated due to breathing motion or involuntary movement due to the long examination time. For this reason, CS technique is used to improve image acquisition speed in order to shorten examination time without deteriorating image quality. In this study, we investigate the optimization of parameter settings by comparing and analyzing the conventional 3D-FFE THRIVE with the examination time and the image change according to the combination of extra reduction and denoising level of the CS technique.
Materials and Methods：30 patients (15 males and 15 females) who underwent liver MRI examination at this hospital from December 1, 2018 to February 3, 2019 were treated with extra reduction 1, and 3D-FFE THRIVE sequence with denoising level 0% was regarded as conventional 3D-FFE THRIVE, and extra reduction levels 1, 2, and 3 were changed to 0%, 20%, 40%, 60%, and 80% of denoising level respectively, and other parameters were set as the same. SNR, CNR, and SSIM of each acquired image were measured, and the changes of qualitative image evaluation and scan time were compared. For 11 combination images excluding the images that were evaluated as below 3 points in the qualitative evaluation, the images were ranked by each combination, then, 1st place is ranked as 1 point and for 11th place, we added 11 points and selected the image with the lowest score. Results：SNR and CNR were not significantly changed with the increase of extra reduction, SSIM, qualitative image evaluation score, and scan time decreased significantly with the increase of extra reduction. SNR and CNR were significantly increased, and SSIM, scan time was not significantly changed by denoising level increase, and qualitative image evaluation scores decreased significantly with increasing denoising level. Conclusion：The results of this study are summarized as follows when extra reduction is set to 3, and denoising level to 20%, quantitative evaluation of SNR and CNR were increased by 12% and 13% respectively and the same evaluation was obtained with SSIM and qualitative evaluation, with test time was shortened by 50%. If CS is used to adjust the extra reduction and denoising level considering the visual quality change of the image, it will be possible to maintain the image quality and shorten the examination time dramatically. If CS is used to adjust the extra reduction and denoising level considering the visual quality change of the image, it will be possible to maintain the image quality and shorten the examination time dramatically.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론
• Ⅱ. 대상 및 방법
• 1. 기간 및 대상
• 2. 검사 장비
• 3. 검사 매개 변수
• 4. 영상 획득 및 평가 방법
• Ⅲ. 결 과
• 1. 정량적 평가
• 2. 정성적 평가
• 3. 검사시간 평가
• 4. 종합 평가
• Ⅳ. 고찰 및 결론
• References

참고문헌 (Reference)

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