[학과 연구성과 취재] 황선하 박사과정 학생

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<황선하 박사과정 학생>

이번 달에는 올해 10월 Nature journal의 Scientific Reports에 “Distortion correction using topup algorithm by single k-space (TASK) for echo planar imaging” 라는 제목으로 논문을 게재하신 황선하 박사과정 학생과 인터뷰를 진행하였습니다.

Q1. 간단한 자기소개 부탁드립니다.

안녕하세요. 저는 카이스트 바이오 및 뇌공학과 박성홍 교수님 연구실에서 박사과정 재학 중인 황선하라고 합니다.

Q2. 게재된 연구가 어떤 연구였는지 소개해 주실 수 있으신가요?

MRI에서 Echo planar imaging(EPI)라는 고속 촬영 기법을 사용하게 되면 촬영된 의료 영상 이미지에 왜곡이 일어나게 됩니다. 왜곡된 이미지를 보정하기 위해서는 얼마나 왜곡이 일어났는지에 대한 정보가 필요하며, 추가 촬영을 통해 왜곡 정보를 얻어왔습니다. 하지만 추가 촬영을 통해 얻은 왜곡 정보들은 메인 촬영 이후 변화된 스캔 환경이나 움직임을 반영하지 못합니다. 따라서 본 연구를 통해 실시간으로 왜곡 정보를 계산하는 방법을 제안하였습니다. k-space의 center phase-encoding line부터 촬영하여 이미지의 signal-to-noise ratio를 높이는 centric EPI의 독특한 특징을 활용하였습니다. 기존 EPI와는 달리 centric EPI로 촬영 시 하나의 이미지에 두 가지 왜곡이 공존합니다. 두 왜곡은 왜곡 정도, 위치 등은 동일하며 왜곡 방향만 서로 반대됩니다. 따라서 하나의 이미지에서 반대 방향의 두 왜곡을 분리해내고, 두 왜곡을 비교해 왜곡 정보를 계산해 낼 수 있습니다. 정리하면, 본 연구는 하나의 이미지에서 왜곡 정보를 계산하는 방법을 제안함으로 추가 촬영의 필요를 없애, 긴 촬영시간에 따라 변화되는 왜곡 정보를 dynamic하게 반영해낼 수 있도록 합니다.

Q3. 자세한 설명 감사드립니다. 이번 연구의 의의는 어떻게 될까요?

긴 촬영 시간을 요구하는 MRI 촬영은 많은 변수를 동반합니다. 환자가 촬영 중 움직일 수도 있고, MRI의 자기장 환경이 변하기도 합니다. 추가 촬영을 통해 계산한 왜곡정보들은 이런 변화를 반영하기 어렵습니다. 하지만 제안하는 방법은 추가 촬영 없이 한 장의 왜곡된 이미지 자체 정보 만으로 제공되어도 왜곡 정보를 계산해냅니다. 따라서 모든 촬영 순간에서 왜곡 정보를 계산할 수 있으며 촬영 중간에 환경이 변화됐다 하더라도 매 순간의 왜곡 정보를 계산하여 이를 반영할 수 있습니다.

더불어 추가 촬영 시간을 아낌으로 전체적인 촬영 시간을 단축시킬 수 있습니다. 추가로 범용적으로 사용되는 Centric EPI에 적용 가능한 방법으로 넓은 적용성을 가진다는 의의를 가지고 있습니다.

Q4. 이번 연구를 진행하며 가장 까다로웠던, 혹은 힘들었던 부분이 있으셨나요? 있으셨다면 어떻게 해결해 나가신지도 궁금합니다.

가장 까다로웠던 부분은 하나의 이미지에서 두 왜곡 정보를 분리해내는 복잡한 과정을 이해하기 쉽게 설명하는 것이었습니다. 제안하는 과정에서 반복되는 과정들이 있는데 반복 횟수에 따라 다르게 사용하는 변수들을 글과 그림에 녹여내는 것이 쉽지 않았습니다. 설명하는 과정에서 놓치기 쉬운 부분들을 찾아주시고 해결법을 제안해주시는 지도교수님의 피드백이 가장 큰 도움이 되었습니다. 연구 과정과 결과를 전달할 때 제 3자가 이해할 수 있을지 끊임없이 고민해봐야 한다는 것을 배울 수 있었던 과정이었습니다.

Q5. 앞으로 더 연구하고 싶은 주제나 분야가 있다면 소개 부탁드립니다. 현재 하고 계신 후속연구가 있다면 그것도 좋습니다.

저는 MRI에서 나타나는 다른 종류의 artifact들을 보완할 수 있는 방법들을 개발, 검증하는 중에 있습니다. 질병 진단 시 image artifact로 인해 오진되지 않기를 바라는 마음으로 연구에 임하고 있습니다.

Q6. 마지막으로, 대학원 진로를 희망하는 많은 학부생들을 위해 선배로서 조언 한 말씀 부탁드리겠습니다.

길지 않은 시간 동안 연구를 하며 느낀 것은 연구는 어려운 것이 맞다는 것입니다. 하지만 그 만큼 연구를 통해 배울 수 있는 것이 많습니다. 단순히 지식의 지경을 넓히는 것을 넘어 목적을 달성하는 요령, 사람들과 소통하는 법 등 다방면으로 성장할 수 있습니다. 대학원이라는 과정을 통해 본인이 꿈 꾸던 자신의 모습을 이룰 수 있길 응원하겠습니다.

관련 논문 : https://www.nature.com/articles/s41598-023-46163-3