이 연구를 위해 한국 남성 시신을 기증받았다. 시신의 나이는 67 세이고 키는 1,620 mm, 몸무게는 45 kg 이었다(Fig. 2). 시신은 생전에 중증근육무력증 환자로 알려졌는데, 뇌를 포함한 머리는 정상이었다. 시신을 고정하면 살아있는 사람의 뇌, 근육, 그 외 다른 조직의 실제 빛깔을 얻을 수 없기 때문에 시신을 고정하지 않았다(Fig. 3)(Spitzer 등, 1996; Zhang 등, 2006).
Fig. 2. A Korean male cadaver, which is donated.
Fig. 3. Comparison of the colors in serially-sectioned images. General colors in the VKH data are similar to a living body (left). General colors in the VHP data are relatively white due to the formalin perfusion (right).
돌아가신 지 4 시간 후에 시신의 3 Tesla 자기공명영상을 찍었다(Fig. 4).
자기공명영상을 찍기 전에 시신의 머리를 조절해서 좌우구조물이 대칭이고 앞맞교차, 뒤맞교차가 함께 보이는 수평선을 찾았고, 이 방향으로 3 차원 자기공명영상을 찍었다(Fig. 5). 자기공명영상을 찍을 때, repetition time 과 echo time 은 각각 39 msec, 19 msec 였다. 뇌의 구조물을 뚜렷하게 보기 위해 T2 를 강조해서 찍었다. FOV(field of view)와 해상도는 각각 256 mm X 256 mm, 640 X 640 이었다. 자기공명영상의 화소크기는 0.1 mm 였다. slice thickness 와 interslice gap 은 각각 0.4 mm, 0 mm 였다.
따라서 자기공명영상의 간격은 0.4 mm 였다. excitations 횟수는 한번이었다. MRIcro 소프트웨어(MRIcro™, version 1.39)에서 3 차원 자기공명영상을 0.4 mm 간격으로 잘라서 312 개의 수평자기공명영상으로 만들었다. 자기공명영상은 tag image file
가장자리를 잘라내서 해상도를 640 X 640 에서 448 X 576 으로 줄였다(Fig. 5, Table 1).
촬영이 끝난 후, 자기공명영상을 찍을 때 자기공명영상 촬영기에서 표시했던 레이저표시선을 따라 수평선을 피부에 그렸다(Fig. 6). 대뇌낫과 대뇌세로틈새를 따라서 마루선도 그렸다(Fig. 6).
Fig. 4. Cadaver head, which is MR scanned.
Fig. 5. MRIs of cadaver head. The third image shows both anterior commissure and posterior commissure.
Table 1. Features of the serially-sectioned images and segmented images
Images Number Intervals Bit depth One file size Total file size MRIs1 312 0.4 mm 8 bit gray 272 Kbytes 82.5 MBytes SSIs of head2 2,343 0.1 mm 48 bit color 72.7 Mbytes 166.3 GBytes SSIs of neck3 157 0.5 mm 48 bit color 72.7 MBytes 11.1 GBytes Segmented images of head 234 1.0 mm 8 bit color 12.1 MBytes 2.7 GBytes
1Images from vertex to foramen magnum
1Resolution, pixel size, and file format was 448 X 576, 0.1 mm, and TIFF, respectively.
2Images from vertex to chin
3Images from chin to upper border of sternum
2,3Resolution, pixel size, and file format was 4,368 X 2,912, 0.1 mm, and TIFF, respectively.
Fig. 6. A horizontal drawn on the cadaver face along the laser indicator of MR machine.
시신을 얼려서 머리 조각과 가슴 조각을 마련하였다. 시신 머리의 자기공명영상을 촬영한 후에, 시신을 냉동고로 옮겨서 -70℃의 온도에서 얼렸다(Fig.
7). 일주일 후에, 시신의 어깨와 가슴을 톱으로 잘라서 머리와 목만 남겼다. 가슴의 일부분도 잘라서 가슴 조각을 마련하였다(Fig. 8). 이 두 개의 조각을 다시 얼렸다.
Fig. 7. The cadaver, which is put into a freezer and frozen to -70℃.
Fig. 8. Head and thorax blocks in the embedding box for the main and preliminary experiments (left); embedding agent which is being poured into the box (right).
포매상자를 만든 다음에 포매제를 붓고 얼려서 머리 조각과 가슴 조각을 포매하였다. 포매상자의 옆판과 중간판을 나무로 만들었고, 앞판, 뒷판, 바닥판을
강철로 만들었다. 머리 조각을 넣을 때, 시신에 그린 수평선, 마루선과 포매상자의
Fig. 9. Embedding box and the cryomacrotome on their process of a 0.1 mm sectioning by cutting disc (left); sectioned surface, which is being photographed using digital camera (right).
Fig. 10. A serially-sectioned image which shows scattered light reflections (left) that are no longer apparent after using polarizing filters (right).
본 실험에서, 시신 머리를 연속절단하고, 절단면을 사진 찍어서 연속절단면영상을 만들었다. 연속절단기를 써서 머리 조각을 머리끝에서 턱까지 0.1 mm 간격으로 연속절단하였다. 계속해서, 157 개의 시신 목의 연속절단면영상을 얻기 위해 같은 머리 조각을 턱에서 복장뼈의 위모서리까지 0.5 mm 간격으로
연속절단하였다(Fig. 9). 이 결과로 시신 머리의 연속절단면영상 2,343 개를 마련하였다(Table 1). 절단면에 있는 성에와 가루를 제거한 후에 절단면을 사진 찍어서 연속절단면영상으로 만들었다. 각 연속절단면영상은 포매제, 그레이 스케일(gray scale), 컬러 패치(color patch)를 포함하였다(Fig. 9). 연속절단면영상을 디지털사진기와 연결된 컴퓨터로 옮겨서 빛깔개수가 24 bit color 인 JPEG(joint photographic coding experts group) 파일과 빛깔개수가 48 bit color 인 CR2(Canon raw 2) 파일로 저장하였다. 컴퓨터 모니터에서 JPEG 파일로 된 연속절단면영상을