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인공지능으로 MRI 영상 촬영 속도 6배 빨라진다

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2017년 12월 28일 17:00 프린트하기

인공지능을 활용해 자기공명영상장치(MRI) 영상 촬영 시간을 획기적으로 단축하는 기술이 나왔다.  

KAIST 전기및 전자공학부 박현욱 교수 연구팀은 머신러닝 기반 영상복원법으로 MRI 영상을 얻는 시간을 지금의 6분의 1 수준으로 줄였다고 28일 밝혔다.

MRI는 방사능을 쓰지 않고도 신체의 해부학적 구조나 기능. 생리학 정보를 영상으로 표현할 수 있는 영상기기다. 문제는 다른 의료 영상 기기에 비해 영상을 촬영하는데 시간이 오래 걸린다는 점이다. 환자들은 MRI 촬영을 위해 긴 시간 대기해야 하고, 촬영 중 자세를 움직이지 않아야 하는 등 불편을 겪었다. 
 
이는 MRI 촬영을 할 때 주파수 영역에서 여러 위상 인코딩을 하며 순차적으로 한줄씩 얻는 방식을 쓰기 때문이다. 시간을 줄이기 위해 저주파 영역에서만 데이터를 얻고 이를 복원하는 방법도 있지만, 영상의 해상도가 떨어지거나 불필요한 영상이 남는 문제가 생긴다. 

박현욱 교수 연구팀은 MRI 영상 복원 과정에 머신러닝을 도입했다. 온전히 샘플링된 신호에서 복원한 영상과 필요한 신호보다 적게 획득한 신호에서 복원한 열화된 영상 사이의 관계를 기계학습으로 학습시키는 방식이다. 
 
KAIST 연구팀이 개발한 머신러닝 기반 MRI 영상 복원법 모식도 - KAIST 제공
KAIST 연구팀이 개발한 머신러닝 기반 MRI 영상 복원법 모식도 - KAIST 제공
적은 신호만으로도 원본에 가까운 영상을 복원할 수 있어 영상 획득 시간과 비용을 줄였다. 연구팀은 이상 현상없이 기존보다 6배 이상 빠르게 영상을 획득하는데 성공했다. 박현욱 교수는 “MRI는 환자 진단의 필수 장비가 됐지만 영상 획득 시간이 오래 걸려 비용이 비싸고 불편함이 많았다”라며 “기계학습을 활용해 MRI의 영상 획득 시간을 크게 단축할 것으로 기대한다”고 말했다.

이 연구는 과학기술정보통신부의 인공지능 국가전략프로젝트와 뇌과학원천기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 메디컬피직스(Medical Physics) 12월호 표지 논문으로 게재됐다.
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