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의료영상 및 의학물리 연구실의 조승룡 교수팀은 유방단층합성 영상기술의 임상적인 유용성을 높이는 혁신적인 알고리즘을 개발하여 의료영상 관련 top 저널인 IEEE Tran. Med. Imag. 5월호에 논문을 게재하였다.


유방단층합성 (DBT) 영상은 의심병변의 생검 (biopsy) 시에 사용하는 금속성 바늘이나 미소석회군집 등과 같은 고밀도 조직에 의해 아티팩트가 발생하는데, 이는 정확한 검진/진단/시술 등에 부정적인 영향을 주게 된다.


본 논문에서는 역투사 필터링 영상재구성 원리에 입각하여 유방단층합성에서 고밀도 조직 아티팩트를 훌륭히 제거할 수 있는 기술을 소개하였다. 아울러 본 기술은 국내 유관 의료영상기기 산업의 발전에도 큰 도움이 될 것으로 전망한다.


아산병원 및 전기연구원과 공동으로 개발한 DBT 장비에서 얻은 데이터로 부터 3차원의 유방단층합성 영상을 재구성하는 기술에 관한 논문으로, DBT는 고식적인 마모그라피 (2D의 투사영상)에 비해 조직의 겹침을 최소화하여 병변의 검출률을 높이는 효과가 있다.


이미 임상에서 그 우월성을 보고하고 있고 관련 산업 시장도 크게 성장 중이다. 다만 DBTCT와 달리 제한된 스캔 각도 내에서 10장 내외의 투사영상을 찍어서 재구성하는 방식이기 때문에 고유한 영상 아티팩트를 유발하게 된다. 특히 고밀도 조직이 조사야에 들어오는 경우 그 영향이 매우 크게 나타나고 물결 무늬라든가 검은 음영 등의 아티팩트가 전체 3차원 영상에 퍼지게 된다.


이는 검진/진단/시술 등의 과정에서 의료 이득을 해하는 부분으로 그동안 제한적이고 임시방편 적인 아티팩트 저감 기술이 개발되어 왔다. 본 연구에서는 아티팩트가 유발되는 요인이 데이터의 필터링 과정에 있음을 주목하고, 데이터를 필터링 하지 않고 역투사하여 3차원 영상 공간에서 아티팩트 요인을 잘 소거한 후 최종적인 필터링을 수행하는 방식의 영상 재구성 방식을 제안하였고 그 성능의 우수성을 입증하였다

 

참고 그림에서 상단 좌측에 스캔 개략도와 상단 중앙에 개발된 DBT 스캐너, 그리고 상단 우측에 바늘이 삽입된 돼지고기 팬텀의 스캔 과정을 보여 준다. 이로부터 얻은 데이터로 재구성한 3차원 영상의 단층 영상들을 하단 좌측에 보여주고 있으며, (a)(d)는 바늘 주위로 물결무늬 아티팩트가 강하게 나타나고, (b)(e)에서는 음영이 강하게 나타나며, 본 기술에서 제안한 방식으로 재구성한 결과인 (c)(f)에서는 두 가지 아티팩트가 모두 효과적으로 제거되었음을 볼 수 있다. 하단 우측에는 실제 임상 환자의 영상에서 얻은 DBT 단층 영상을 보여주고 있다.

 


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