뇌 확산강조 영상 검사시 자체 제작한 보정물의 사용에 따른 영상개선에 관한 연구

서지정보

· 발행기관 : 대한자기공명기술학회
· 수록지 정보 : 대한자기공명기술학회지 / 26권
· 저자명 : 양준석, 김태수, 고성필, 위성문, 김미정, 범희남

목차

I. 서 론
II. 대상 및 방법
1. 보정물질의 제작
2. Scan parameter
3. 실험 방법
4. 매개 변수의 제거
5. 영상의 면적 측정
6. 영상의 신호강도 측정
II. 결 과
1. 보정물질 선정 및 평가
2. 영상의 신호소실(signal dropouts) 평가를 위한 뇌의 면적 측정치
3. 파라핀 적용 전·후 영상의 왜곡에 대한 오차 산출값
4. 파라핀 적용 전·후 영상의 왜곡에 대한 오차 산출값 대응표본 T검정
5. 파라핀 적용 전·후 DWI SNR 비교
IV. 고 찰
Ⅴ. References

초록

목 적 : 고자장 MRI가 보급화 되면서 자장의 불균일(field inhomogeneity)에 대한 문제점이 제기되고 있는 가운데, Echo Planner Image(EPI) 기법을 이용한 영상에서 균일화 과정을 통해 영상을 개선할 수 있는 연구의 필요성이 대두되고 있다. 특히, EPI기법을 이용한 뇌 확산강조 영상 검사시, prefrontal lobe과 temporal lobe의 경우 공기와 조직 간의 경계에 있는 부위로, 자화율 차이에 따라 왜곡된 영상이 획득된다. 이러한 문제점을 해결하고 보완하기 위하여 본 연구에서는 정상인을 대상으로 T2WI와 DWI를 이용하여 파라핀 적용 전·후에 따른 자장의 불균일 보정과 영상 개선 효과를 평가하고자 하였다.
대상 및 방법 : 본 연구는 2015년 9월부터 10월까지 참여한 정상인 10명(평균 29.6±3.84세)을 대상으로 하였다. 3.0T MR system(Discovery 750 scanner, GE Medical System, USA)와 16-channel head 코일을 이용하여 T2 강조영상(T2WI)과 확산강조영상(DWI)을 먼저 획득하였다. T2WI는 DWI와 비교하기 위한 기준 영상으로 사용되었다. 그런 다음 공기와 조직 간의 경계에 위치하는 전두엽과 측두엽에서 자화율 차이에 따른 자장의 불균일을 보정하기 위하여 인체 조직밀도와 유사한 파라핀을 head 코일과 검사자 머리에 부착하여 DWI를 얻었다. T2WI는 TR/TE= 6594/96msec를 사용하여 축상면 방향으로 영상을 획득하였다. 이때 사용된 FOV는 230×230, matrix 320×320, 2 NEX, ST 4mm로 하였고, 총 영상획득 시간은 165초였다. DWI의 영상변수로는 b-value= 1000, 0s/mm², TR/TE= 8000/62msec, FOV= 230×230, matrix= 160×160, 4 NEX, ST= 4mm로 하였으며, 이때 총 영상획득 시간은 101초였다. Image J를 이용하여 T2 강조영상(T2WI)과 확산강조영상(DWI)의 면적을 측정하였으며, prefrontal lobe 주변의 background 표준편차와 백질의 신호강도를 비교하여 SNR을 분석하였다.
결 과 : 기준 영상인 T2WI, 파라핀 적용 전 DWI(b-value 1000), 그리고 파라핀 적용 후 DWI(b-value 1000)의 평균 면적은 각각 39,843.20±1608, 35,346.70±1978 그리고 37,862.60±1852 이었다. 파라핀 적용 전 DWI(b-value 0)와 파라핀 적용 후 DWI(b-value 0)의 평균 면적은 각각 35,541.60±1981, 38,061.60±1853 이었다. T2WI와 비교하여 개인별 면적의 오차는 적용 전보다 모두 감소하였으며, 파라핀 적용 전·후 DWI SNR 평균은 b-value 1000 45.69±21.96에서 80.42±39.31 bvalue 0 89.85±45.72에서 149.90±73.41 이었다. 파라핀 적용 후 DWI의 SNR이 파라핀 적용 전에 비해 약 1.6배에서 최대 1.8배 정도 증가하였다.
결 론 : 파라핀을 적용한 확산강조영상(DWI)은 적용 전에 비해 SNR이 증가하였으며 신호소실과 왜곡이 감소되었다. 이로 인해 T2WI 비교하여 면적의 오차가 상당히 감소함을 확인하였다. 자체 제작한 보정 물질(파라핀)은 불균일한 자장 요소를 일정 이상 보완할 수 있으며, 저비용과 더불어 높은 기술력이 필요하지 않으므로 고 효율적으로 영상 신호소실과 왜곡을 개선하여 영상의 질을 향상 시킬 수 있으리라 사료된다.

영어초록

Purpose : For high-field magnetic resonance imaging(MRI) system, Geometric distortion caused by B0-inhomogeneity is one of the most problems for diffusion weight imaging (DWI) using single shot, echo planar imaging(S-S-EPI). The purpose of this study was conducted to minimize the imaging distortion by reducing the differences in susceptibility between the air - tissue boundaries and exist near the air cavity regions especially in the prefrontal and temporal lobe of the brain.
Materials and Methods : Ten normal subjects (mean age = 29.6±3.84 years) participated in this study. A 3.0 Tesla GE MR 750 scanner (GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA) with 16-channel head coil was used for MRI scans. DWI data were acquired using a single-shot EPI sequence as follows: TR/TE=8000/62ms, FOV= 230x230, matrix=160x160, ST=4, NEX=4. The T2-weighted image was used as anatomical reference for distortion correction. Correction materials used paraffin in th experiment was made similar to the human density. Calculation of distortion was measured by image J (Ver. 1.49) and statistical analysis was performed by SPSS (Ver. 18.0).
Results : The results of the study revealed that the susceptibility artifacts were reduced in the images of the uneven areas that were compensated and applied with paraffin. The average area of T2W, DWI (b-value 1000) and DWI with paraffin (b-value 1000) was 39,843.20±1608, 35,346.70±1978, and 37,862.60±1852, The average area of DWI (b-value 0) and DWI with paraffin(b-value 0) was 35,541.60±1986 and 38,061.60±1853, respectively. The SNR increased in significant amount in correlation from 89.85±45.72 before application to 149.90±73.41 at b-value 0 and from 45.69±21.96 before application to 80.42±39.31 at b-value 1000.
Conclusion : DWI applying paraffin increased the SNR and decreased distortion and signal loss than before. therefore, It was confirmed that an error of the area significantly reduced compared T2 WI as reference image. Selfcorrection material(paraffin) can be compensated for non-uniform magnetic field without high technical skills, It can improve the quality of the image by decreasing signal dropouts and distortion.mm

참고자료

· 없음