기존 MRI, 즉 T1 강조-, T2 강조-, 확산-, 관류-, 기능적-, 등의 영상법은 조직의 물리적 파라미터 그리고 기능적 특성을 알려주는 역할을 한다. 본 종설에서는 최근 관심이 높아지고 있는 영상기법의 하나로 MRE (Magnetic Resonance Elastography, 자기공명탄성법)를 소개하고자 한다. MRE는 기존의 물리적, 기능적 측정을 벗어나 조직의 기계적 특성에 관한 정보를 제공해준다는 면에서 MRI를 이용한 새로운 modality로서의 가능성을 시사해 준다. 예로부터 진단의 가장 기초적인 방법중 하나로서 촉진을 이용하여 조직의 경도를 가늠하여 왔다. MRE는 조직의 경도를 MRI를 이용하여 객관적으로 수치화해준다. MRE 임상실험을 성공적으로 수행하기 위해서는 몇 가지 하드웨어와 소프트웨어(트랜스듀서, 펄스대열, 영상처리알고리즘)가 구비되어야 한다. 트랜스듀서는 인체에 진동을 전달해주는 부분으로서 MRE 응용을 가능하게 하는 핵심적인 역할을 한다. 따라서 MRI 시스템의 자기장과 인체의 골격, 피부와 트랜스듀서 접촉면의 압력, 마찰을 고려하여 제작하여야 한다. 트랜스듀서를 통해서 인체 내부에 진동이 전달되고 있으면 최적의 영상을 얻기 위하여 고려되어야 할 사항이 펄스대열을 조정하는 것이다. 마지막으로 여러 가지 물질에 대한 가정(등방성, 균질성, 비압축성)하에서 영상처리 알고리즘은 파동방정식(Helmholtz equation)으로 표현되며 이로부터 탄성도(Elasticity or Modulus)를 구할 수 있다. 본 종설에서는 이에 대한 리뷰 및 MRE를 이용한 응용분야에 대하여 살펴본다.
기존 MRI, 즉 T1 강조-, T2 강조-, 확산-, 관류-, 기능적-, 등의 영상법은 조직의 물리적 파라미터 그리고 기능적 특성을 알려주는 역할을 한다. 본 종설에서는 최근 관심이 높아지고 있는 영상기법의 하나로 MRE (Magnetic Resonance Elastography, 자기공명탄성법)를 소개하고자 한다. MRE는 기존의 물리적, 기능적 측정을 벗어나 조직의 기계적 특성에 관한 정보를 제공해준다는 면에서 MRI를 이용한 새로운 modality로서의 가능성을 시사해 준다. 예로부터 진단의 가장 기초적인 방법중 하나로서 촉진을 이용하여 조직의 경도를 가늠하여 왔다. MRE는 조직의 경도를 MRI를 이용하여 객관적으로 수치화해준다. MRE 임상실험을 성공적으로 수행하기 위해서는 몇 가지 하드웨어와 소프트웨어(트랜스듀서, 펄스대열, 영상처리 알고리즘)가 구비되어야 한다. 트랜스듀서는 인체에 진동을 전달해주는 부분으로서 MRE 응용을 가능하게 하는 핵심적인 역할을 한다. 따라서 MRI 시스템의 자기장과 인체의 골격, 피부와 트랜스듀서 접촉면의 압력, 마찰을 고려하여 제작하여야 한다. 트랜스듀서를 통해서 인체 내부에 진동이 전달되고 있으면 최적의 영상을 얻기 위하여 고려되어야 할 사항이 펄스대열을 조정하는 것이다. 마지막으로 여러 가지 물질에 대한 가정(등방성, 균질성, 비압축성)하에서 영상처리 알고리즘은 파동방정식(Helmholtz equation)으로 표현되며 이로부터 탄성도(Elasticity or Modulus)를 구할 수 있다. 본 종설에서는 이에 대한 리뷰 및 MRE를 이용한 응용분야에 대하여 살펴본다.
Conventional MRI methods using T1-, T2-, diffusion-, perfusion-weighting, and functional imaging rely on characterizing the physical and functional properties of the tissue. In this review, we introduce an imaging modality based on measured the mechanical properties of soft tissue, namely magnetic r...
Conventional MRI methods using T1-, T2-, diffusion-, perfusion-weighting, and functional imaging rely on characterizing the physical and functional properties of the tissue. In this review, we introduce an imaging modality based on measured the mechanical properties of soft tissue, namely magnetic resonance elastography (MRE). The use of palpation to identify the stiffness of tissue remains a fundamental diagnostic tool. MRE can quantify the stiffness of the tissue thereby providing a objective means to measure the mechanical properties. To accomplish a successful clinical setting using MRE, hardware and software techniques in the area of transducer, pulse sequence, and imaging processing algorithm need to be developed. Transducer, a mechanical vibrator, is the core of MRE application to make wave propagate invivo. For this reason, considerations of the frame of human body, pressure and friction of the interface, and high magnetic field of a MRI system needs to be taken into account when designing a transducer. Given that the wave propagates through human body effectively, developing an appropriate pulse sequence is another important issue in obtaining an optimal image. In this review paper, we introduce the technical aspects needed for MRE experiments and introduce several applications of this new field.
Conventional MRI methods using T1-, T2-, diffusion-, perfusion-weighting, and functional imaging rely on characterizing the physical and functional properties of the tissue. In this review, we introduce an imaging modality based on measured the mechanical properties of soft tissue, namely magnetic resonance elastography (MRE). The use of palpation to identify the stiffness of tissue remains a fundamental diagnostic tool. MRE can quantify the stiffness of the tissue thereby providing a objective means to measure the mechanical properties. To accomplish a successful clinical setting using MRE, hardware and software techniques in the area of transducer, pulse sequence, and imaging processing algorithm need to be developed. Transducer, a mechanical vibrator, is the core of MRE application to make wave propagate invivo. For this reason, considerations of the frame of human body, pressure and friction of the interface, and high magnetic field of a MRI system needs to be taken into account when designing a transducer. Given that the wave propagates through human body effectively, developing an appropriate pulse sequence is another important issue in obtaining an optimal image. In this review paper, we introduce the technical aspects needed for MRE experiments and introduce several applications of this new field.
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문제 정의
본 논문은 간경화의 호기단계인 간섬유화의 조기진단을 목적으로 하되 기존의 방법을 지양하고 최근 주목 받고 있는 방 식인 MRE들 소개한다. 이 방법을 이용함으로써 환자의 건강 에 손상을 주지 않으면서 MRI 시스템을 이용하여 해상도가 높은 2차원 또는 3차원 영상을 얻을 수 있다.
이 방법을 이용함으로써 환자의 건강 에 손상을 주지 않으면서 MRI 시스템을 이용하여 해상도가 높은 2차원 또는 3차원 영상을 얻을 수 있다. 이들 바탕으로 종 래의 방법들보다 더 정확하고 객관적으로 간경화 호기단계 환자의 상태들 측정하는 방법을 소개하고 MRE의 응용범 위에 대해서 알아보겠다.
현재 국내에는 MRE에 대한 연구가 이두어지지 않고 있기 때문에 본 연구는 국내에 새로운 연구를 소개한다는 의미가 있다.
가설 설정
7. Pulse sequences for MRE (a) SPAMM sequence: displacement information obtained via spin tagging (b) Phase contrast sequence: motion sensitizing gradient are used for sensitivity in displacement. Currently most widely used.
Currently most widely used. (c) Steady state sequence: by reducing TR, the overall scan time can be reduced. References (7 - 10)
성능/효과
을산외대, 서을외대, 고려외대 예방의학교실 연구팀은 한국 인 120만 969명을 무작위 추출하여 140여개 질병에 대하여 1998년부터 2002년까지 5년간 추적 조사한끝에' 한국인의 질 병 부담 2005년 보고서'를 작성하였다 （25）. 이 보고서에서 위궤양과 간경화가 30대와 40대에 속한 한국인이 가장 주의해 야 할 질병으로 분류되었다. 여기서 볼 수 있뭇이 산업화와 도 시화, 영균수명의 증가 등에 따라 질병구조가 변화하고 있으며 전염성 질환의 중요성이 감소하고 있는 반면 간경화와 같은 비 전염성, 만성 퇴행성 질환의 비율이 높아지고 있다.
8과 9는 Mayo Clinic의 임상실험결과를 보여준다. 이를 통해서 MRE를 이용하면 간경화의 초기단계인 간섬 유화를 측정할 수 있다는 것을 알 수 있다. 각각의 위치에서 구한 탄성도를 이용하여 전체 간의 평균을 구하고 정상간의 평 균과 비교하여 간섬유화의 단계를 추정할 수 있다.
후속연구
그러나 더 중요한 것은 MRE에 필요한 하드웨어와 소프트웨 어 체계를 확립하고 임상실험에 성공할 경우에 의료영상 시장 에 미치는 파급 효과이다. MRE의 상용화에 성공한다면 실제 시스템을 국내 및 국외의 여러 병원에 판매할 수 있으므로 엄 청난 부가가치를 창출할 것으로 기대된다.
MRE에 대한 논문이 처음 등장한 것은 1995년이지만 10년이 지난 최근에서야 임상실험이 실시되고 있으며 아직도 상용 화 단계에는 이르지 못하였다. 그러므로 기존의 MRE를 연구하는 그룹에 비해서 기술적 격차가 크기 않으머 기준 연구의 단점을 분석하여 기존의 것들을 뛰어넘는 연구 성과를 낼 수 있을 것으로 기대한다.
13), 전 립 선 (prostate) (21), 폐 (lung) (22), 미세구조(microscopic) (23), 연골 (cartilage) (24) 등의 다양한 부분에 응용되고 있으며 이와 관련된 논문들이 계속해서 나오고 있다. 향후 트랜스듀서의 개발, 영상처리기법 개선, 그리고 고자장에서의 SNR을 이용한 영상 이 개발되면서 MRE를 이용한 여러 다른 응용에서 많은 연구 들이 진행되리라 예상 된다.
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