목적 : 기존의 시각 자극과 관련한 뇌기능 연구가 일반적인 이차원 시각 자극을 이용한 데 반하여 본 논문에서는 삼차원 스트레오스코픽 비젼에 의한 시각 자극을 이용한 뇌기능 영상 연구를 수행하였다. 본 연구를 통하여 삼차원 시각처리와 관련한 뇌의 기능 영역 및 특징을 이차원 시각 자극 결과와 비교 검토하였다. 대상 및 방법 Anaglyph(이차원 그림을 칼라 코딩한 후 왼쪽과 오른쪽에 서로 다른 색깔의 렌즈를 사용하여 스트레오스코픽 비젼을 구현)를 이용하여 삼차원 시각 자극을 주었으며, 이와 비교를 위하여 동일한 영상으로 이차원 시각 자극을 구현하였다. 건강한 volunteer들에 대하여 삼차원 및 이차원 시각 자극에 대한 뇌기능 영상을 3.0 Tesla MRI 시스템에서 얻었다. 결과 : 삼차원 시각 자극에 의하여 활성화된 뇌의 영역은 이차원 시각 자극과 동일하게 후두엽으로 나타났으며, 삼차원 시각 자극에 의한 활성영역이 이차원 시각 자극에 의한 영역 보다 약 $18\%$ 더 넓게 나타났다. 결론 : 사람은 양 눈을 사용하여 삼차원 물체를 인식한다. 삼차원 물체 인식은 스테레오스코픽 비젼에 기인하는데, anaglyph 를 이용하여 삼차원 시각 자극에 대한 뇌기능 영상을 3.0 Tesla MRI 시스템에서 수행하였다. 삼차원 시각 자극에 의하여 활성화된 뇌의 영역은 이차원 시각 자극과 동일하게 후두엽으로 나타났으나, 활성영역이 이차원 자극에 비하여 약 $18\%$ 더 넓게 나타났다. 이것은 삼차원 영상 처리가 이차원 영상 처리에 비하여 왼쪽 영상과 오른쪽 영상의 차이에서 거리 정보를 추출하는 삼차원 시각 처리 기능이 추가됨에 따라 뇌의 처리 영역이 넓어진 것으로 판단된다. 이러한 삼차원 시각 자극 뇌기능 영상은 가상현실이나 3-D 디스플레이, 3-D 멀티미디어 콘텐츠 연구 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
목적 : 기존의 시각 자극과 관련한 뇌기능 연구가 일반적인 이차원 시각 자극을 이용한 데 반하여 본 논문에서는 삼차원 스트레오스코픽 비젼에 의한 시각 자극을 이용한 뇌기능 영상 연구를 수행하였다. 본 연구를 통하여 삼차원 시각처리와 관련한 뇌의 기능 영역 및 특징을 이차원 시각 자극 결과와 비교 검토하였다. 대상 및 방법 Anaglyph(이차원 그림을 칼라 코딩한 후 왼쪽과 오른쪽에 서로 다른 색깔의 렌즈를 사용하여 스트레오스코픽 비젼을 구현)를 이용하여 삼차원 시각 자극을 주었으며, 이와 비교를 위하여 동일한 영상으로 이차원 시각 자극을 구현하였다. 건강한 volunteer들에 대하여 삼차원 및 이차원 시각 자극에 대한 뇌기능 영상을 3.0 Tesla MRI 시스템에서 얻었다. 결과 : 삼차원 시각 자극에 의하여 활성화된 뇌의 영역은 이차원 시각 자극과 동일하게 후두엽으로 나타났으며, 삼차원 시각 자극에 의한 활성영역이 이차원 시각 자극에 의한 영역 보다 약 $18\%$ 더 넓게 나타났다. 결론 : 사람은 양 눈을 사용하여 삼차원 물체를 인식한다. 삼차원 물체 인식은 스테레오스코픽 비젼에 기인하는데, anaglyph 를 이용하여 삼차원 시각 자극에 대한 뇌기능 영상을 3.0 Tesla MRI 시스템에서 수행하였다. 삼차원 시각 자극에 의하여 활성화된 뇌의 영역은 이차원 시각 자극과 동일하게 후두엽으로 나타났으나, 활성영역이 이차원 자극에 비하여 약 $18\%$ 더 넓게 나타났다. 이것은 삼차원 영상 처리가 이차원 영상 처리에 비하여 왼쪽 영상과 오른쪽 영상의 차이에서 거리 정보를 추출하는 삼차원 시각 처리 기능이 추가됨에 따라 뇌의 처리 영역이 넓어진 것으로 판단된다. 이러한 삼차원 시각 자극 뇌기능 영상은 가상현실이나 3-D 디스플레이, 3-D 멀티미디어 콘텐츠 연구 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
Purpose : Instead of conventional two-dimensional (2-D) visual stimuli, three-dimensional (3-D) visual stimuli with stereoscopic vision were employed for the study of functional Magnetic Resonance Imaging (f-MRI). In this paper f-MRI with 3-D visual stimuli is investigated in comparison with f-MRI w...
Purpose : Instead of conventional two-dimensional (2-D) visual stimuli, three-dimensional (3-D) visual stimuli with stereoscopic vision were employed for the study of functional Magnetic Resonance Imaging (f-MRI). In this paper f-MRI with 3-D visual stimuli is investigated in comparison with f-MRI with 2-D visual stimuli. Materials and Methods : The anaglyph which generates stereoscopic vision by viewing color coded images with red-blue glasses is used for 3-D visual stimuli. Two-dimensional visual stimuli are also used for comparison. For healthy volunteers, f-MRI experiments were performed with 2-D and 3-D visual stimuli at 3.0 Tesla MRI system. Results : Occipital lobes were activated by the 3-D visual stimuli similarly as in the f-MRI with the conventional 2-D visual stimuli. The activated regions by the 3-D visual stimuli were, however, larger than those by the 2-D visual stimuli by $18\%$. Conclusion : Stereoscopic vision is the basis of the three-dimensional human perception. In this paper 3-D visual stimuli were applied using the anaglyph. Functional MRI was performed with 2-D and 3-D visual stimuli at 3.0 Tesla whole body MRI system. The occipital lobes activated by the 3-D visual stimuli appeared larger than those by the 2-D visual stimuli by about $18\%$. This is due to the more complex character of the 3-D human vision compared to 2-D vision. The f-MRI with 3-D visual stimuli may be useful in various fields using 3-D human vision such as virtual reality, 3-D display, and 3-D multimedia contents.
Purpose : Instead of conventional two-dimensional (2-D) visual stimuli, three-dimensional (3-D) visual stimuli with stereoscopic vision were employed for the study of functional Magnetic Resonance Imaging (f-MRI). In this paper f-MRI with 3-D visual stimuli is investigated in comparison with f-MRI with 2-D visual stimuli. Materials and Methods : The anaglyph which generates stereoscopic vision by viewing color coded images with red-blue glasses is used for 3-D visual stimuli. Two-dimensional visual stimuli are also used for comparison. For healthy volunteers, f-MRI experiments were performed with 2-D and 3-D visual stimuli at 3.0 Tesla MRI system. Results : Occipital lobes were activated by the 3-D visual stimuli similarly as in the f-MRI with the conventional 2-D visual stimuli. The activated regions by the 3-D visual stimuli were, however, larger than those by the 2-D visual stimuli by $18\%$. Conclusion : Stereoscopic vision is the basis of the three-dimensional human perception. In this paper 3-D visual stimuli were applied using the anaglyph. Functional MRI was performed with 2-D and 3-D visual stimuli at 3.0 Tesla whole body MRI system. The occipital lobes activated by the 3-D visual stimuli appeared larger than those by the 2-D visual stimuli by about $18\%$. This is due to the more complex character of the 3-D human vision compared to 2-D vision. The f-MRI with 3-D visual stimuli may be useful in various fields using 3-D human vision such as virtual reality, 3-D display, and 3-D multimedia contents.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
사람의 시각이 삼차원임에도 불구하고, 대부분의 뇌기능 영상에서 시각자극은 이 차원 패턴에 국한되어 왔다(3, 4).본 연구에서는 삼차원 비젼에 대한 기초연구로 삼차원 시각자극에 의한 뇌기능 영상을 측정하여, 기존의 이 차원 시각자극에 의한 뇌기능 영상과 비교해 봄으로써 삼차원 시각과 관련한 뇌의 기능 및 활성영역을 살펴보고자 한다 (5). 삼차원 시각자극에 의한 뇌기능 영상은 최근 활발히 연구되고 있는 가상현실이나 삼차원 디스플레이, 삼차원 멀티미디어 컨텐츠 개발 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다(6, 7).
제안 방법
Anaglyph를 이용한 삼차원 시각자극에 의한 뇌기능 영상을 측정하여 기존의 이차원 시각 자극에 의한 뇌기능 영상과 비교하였다. 삼차원 시각자극을 위하여 청색과 적색의 영상을 겹쳐서 디스플레이 한 후적-청 안경을 착용하는 anaolyph 로 스트레오스코픽 비젼을 구현하였다.
스트레오스코픽 비젼을 구현하기 위해서는 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 서로 다른 영상이 보여져야 한다. 본 연구에서는 기존 의 이차원 시각자극 장치를 사용하여 anaglyph 방식으로 삼차원 시각자극을 구현하였다. Anaglyph는 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 입력될 영상을 청색과 적색으로 칼라코딩을 하여 하나의 화면에 디스플레이 한 후적-청 렌즈를 통하여 봄으로써 청색과 적색의 영상을 왼쪽과 오른쪽 눈에 입력하는 방법이다 (2).
스핀 에코 영상의 영상 매트릭스는 256x256이다. 3명의 건강한 volunteer에 대하여 Fig. la와 b에서 보인 두 가지 영상(“flower” 및 “sea”)에 대하여 2-D 및 3-D 시각 자극을 가하여 뇌 기능 영상을 측정하였다. 측정한 EPI 영상과 스핀에코 영상을 Fig.
1에서 보인 두 가지 영상(“flower” 및 "sea")에 대하여 이차원 시각 자극과 삼차원 시각자극을 가하 여 뇌 기능 영상을 얻었다. 삼차원 시각자극을 위하여 anaglyph를 디스플레이 하였고, 피검자는 적청안경을 착용하였다. 이차원 시각 자극 때에는 이 차원 영상을 디스플레 이하였고, 피검자는 적청안경을 착용하지 않았다.
이차원 시각 자극 때에는 이 차원 영상을 디스플레 이하였고, 피검자는 적청안경을 착용하지 않았다. 얻어진 EPI영상들은 Statistical Parametric Mapping(SPM)으로 분석하였고, 분석파라미터는 2-D와 3-D 시각 자극 f-MRI 모두에서 동일하게 적용하였다 (9). 분석된 뇌기능 영상을 스핀에코 영상위에 overlay 하였다.
얻어진 EPI영상들은 Statistical Parametric Mapping(SPM)으로 분석하였고, 분석파라미터는 2-D와 3-D 시각 자극 f-MRI 모두에서 동일하게 적용하였다 (9). 분석된 뇌기능 영상을 스핀에코 영상위에 overlay 하였다.
Anaglyph를 이용한 삼차원 시각자극에 의한 뇌기능 영상을 측정하여 기존의 이차원 시각 자극에 의한 뇌기능 영상과 비교하였다. 삼차원 시각자극을 위하여 청색과 적색의 영상을 겹쳐서 디스플레이 한 후적-청 안경을 착용하는 anaolyph 로 스트레오스코픽 비젼을 구현하였다. 뇌기능 영상은 3.
0 Tesla 전신MRI 시스템에서 gradient echo-based single shot EPI 로얻었으며, SPM 방법으로 분석하였다. 3명의 volunteer에 대하여 두 개의 영상에 대하여 이차원 시각 자극과 삼차원 시각 자 극으로 뇌기능 영상을 얻었다. 모두 6회의 이 차원-삼차원 시각 자극 f-MRI 비교 실험에서 삼차원 시각 자극에 의한 뇌의 활성 화 영역이 이차원 시각 자극에 의한 활성화 영역보다 넓게 나타난 경우가 5회이었으며, 삼차원 시각자극에 의한 활성화 영역은 이차원 시각 자극에 비하여 평균적으로 18% 증가한 것으로 나타났다.
대상 데이터
0 Tesla 전신자기공명영상시스템에서 single-shot gradient echo 기반 EPI 기법으로 뇌기능 영상을 얻었다 (8). 측정파라미터는 repetition time(TR) 과 echo time(TE)0] 각각 2400 ms와 45 ms이었고, 64x64 영상 매트릭스로 (FOV=240 mm) 14장의 멀티 슬라이스를 얻었다. 사용한 패러더 임은 Rest(15)-Active(10)-Rest(10)-Active(10)-Rest(10)으로 총 55회 측정을 하였다.
측정파라미터는 repetition time(TR) 과 echo time(TE)0] 각각 2400 ms와 45 ms이었고, 64x64 영상 매트릭스로 (FOV=240 mm) 14장의 멀티 슬라이스를 얻었다. 사용한 패러더 임은 Rest(15)-Active(10)-Rest(10)-Active(10)-Rest(10)으로 총 55회 측정을 하였다. 뇌기능 영상을 overlay 하기 위한 스핀에코 영상은 TR 및 TE 를 540 ms와 12 ms 로 얻었다.
3명의 건강한 volunteer 에 대하여 Fig. 1에서 보인 두 가지 영상(“flower” 및 "sea")에 대하여 이차원 시각 자극과 삼차원 시각자극을 가하 여 뇌 기능 영상을 얻었다. 삼차원 시각자극을 위하여 anaglyph를 디스플레이 하였고, 피검자는 적청안경을 착용하였다.
이론/모형
본 연구에서는 3.0 Tesla 전신자기공명영상시스템에서 single-shot gradient echo 기반 EPI 기법으로 뇌기능 영상을 얻었다 (8). 측정파라미터는 repetition time(TR) 과 echo time(TE)0] 각각 2400 ms와 45 ms이었고, 64x64 영상 매트릭스로 (FOV=240 mm) 14장의 멀티 슬라이스를 얻었다.
삼차원 시각자극을 위하여 청색과 적색의 영상을 겹쳐서 디스플레이 한 후적-청 안경을 착용하는 anaolyph 로 스트레오스코픽 비젼을 구현하였다. 뇌기능 영상은 3.0 Tesla 전신MRI 시스템에서 gradient echo-based single shot EPI 로얻었으며, SPM 방법으로 분석하였다. 3명의 volunteer에 대하여 두 개의 영상에 대하여 이차원 시각 자극과 삼차원 시각 자 극으로 뇌기능 영상을 얻었다.
성능/효과
Table 1은 3명의 volunteei에 대하여 두 가지 영상에 대한 이 차원 및 삼차원 시각자극에 의한 뇌기능 영상에서 활성화된 영역의 화소 개수를 나타낸 것이며, 네 번째 열에 이화소들의 비를 나타내었다. 표 1에서 보듯이 6번의 서로 다른 비교 실험에서 5번의 경우 삼차원 시각 자극에 의 한 활성영역이 이차원 시각 자극에 의한 활성영역보다 크게 나타났으며, 삼차원과 이차원 시각자극 화 소 비의 평균은 118%로 18% 정도 활성화 영역이 넓어진 것을 알 수 있다(5). 이것은 사람의 삼차원 비젼이 이 차원 비젼에 비하여 왼쪽 눈과 오른쪽 눈을 통하여 들어오는 영상의 차이로부터 거리정보를 추출하는 기능이 부가되기 때문인 것으로 판단된다.
Bottom three images were with 3-D visual stimuli. Right sided images were obtained similarly for volunteer 2. Activated regions by the 3-D visual stimuli appeared larger than those with 2-D visual stimuli.
3명의 volunteer에 대하여 두 개의 영상에 대하여 이차원 시각 자극과 삼차원 시각 자 극으로 뇌기능 영상을 얻었다. 모두 6회의 이 차원-삼차원 시각 자극 f-MRI 비교 실험에서 삼차원 시각 자극에 의한 뇌의 활성 화 영역이 이차원 시각 자극에 의한 활성화 영역보다 넓게 나타난 경우가 5회이었으며, 삼차원 시각자극에 의한 활성화 영역은 이차원 시각 자극에 비하여 평균적으로 18% 증가한 것으로 나타났다. 이것은 사람의 뇌가 단순한 이 차원 영상의 인식에서 나아가 왼쪽 눈과 오른쪽 눈으로부터 얻은 영상의 차이에서 거리 정보를 주줄하여 삼차원 물체를 인식하는 기능을 수행하는 데 따른 것으로 판단된다.
후속연구
본 연구에서는 삼차원 비젼에 대한 기초연구로 삼차원 시각자극에 의한 뇌기능 영상을 측정하여, 기존의 이 차원 시각자극에 의한 뇌기능 영상과 비교해 봄으로써 삼차원 시각과 관련한 뇌의 기능 및 활성영역을 살펴보고자 한다 (5). 삼차원 시각자극에 의한 뇌기능 영상은 최근 활발히 연구되고 있는 가상현실이나 삼차원 디스플레이, 삼차원 멀티미디어 컨텐츠 개발 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다(6, 7).
이것은 사람의 삼차원 비젼이 이 차원 비젼에 비하여 왼쪽 눈과 오른쪽 눈을 통하여 들어오는 영상의 차이로부터 거리정보를 추출하는 기능이 부가되기 때문인 것으로 판단된다. 두 번째 volunteer에서 “sea” 영상에 대하여 상반된 결과가 나타난 것은 보다 상세한 원인 규명이 필요할 것으로 판단된다.
이것은 사람의 뇌가 단순한 이 차원 영상의 인식에서 나아가 왼쪽 눈과 오른쪽 눈으로부터 얻은 영상의 차이에서 거리 정보를 주줄하여 삼차원 물체를 인식하는 기능을 수행하는 데 따른 것으로 판단된다. 삼차원 시각 자극에 의한 뇌기능 영상은 가상적인 삼차원 시각자극에 대한 뇌의 반응을 객관적이고, 또한 정량적으로 나타낼 수 있기 때문에 다양한 삼차원 응용분야 에서 중요한 척도로 활용될 수 있을 것이다.
이 논문을 인용한 문헌
저자의 다른 논문 :
활용도 분석정보
상세보기
다운로드
내보내기
활용도 Top5 논문
해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다. 더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.