자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging:MRI)은 물과 지방 사이에 화학적 이동 현상을 가지고 있고 지방에 의해 구조적 현상이 나타난다. 또한 지방은 기본적으로 강한 신호를 가지고 있어 잘못된 인공물을 형성한다. 그래서 지방소거(fat suppression)에 대해 연구하고자 한다. MRI에서 지방소거(fat suppression)방법만을 사용하여 진단하는데 약간의 어려움은 있지만 기본은 화학적 이동 선택 포화(chemical shift selective saturation : CHESS) pulse 방법을 이용하여 물과 지방 phantom을 가지고 지방소거(fat suppression)를 연구하는데 목적이 있다. 본 연구에서 CHESS pulse를 matlap 프로그램을 이용 Map pulse로 알맞게 design하고 Pre saturation을 하기 위한 pulse diagram이 가능하였고, fat phantom과 water phantom을 실험하여 지방소거 기법(fat saturation)의 효과를 볼 수가 있었으며 임상 적용 부위로 경추(C-SPINE), 요추(L-SPINE), 가습(BREAST)에 적용하여 의료영상진단에 있어 화학적 이동 선택 포화 CHESS pulse의 지방소거(fat suppression)는 유용한 방법임을 증명하였다.(충남대학병원 G.E 1.5T MR를 이용하여 실험하였다.)
자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging:MRI)은 물과 지방 사이에 화학적 이동 현상을 가지고 있고 지방에 의해 구조적 현상이 나타난다. 또한 지방은 기본적으로 강한 신호를 가지고 있어 잘못된 인공물을 형성한다. 그래서 지방소거(fat suppression)에 대해 연구하고자 한다. MRI에서 지방소거(fat suppression)방법만을 사용하여 진단하는데 약간의 어려움은 있지만 기본은 화학적 이동 선택 포화(chemical shift selective saturation : CHESS) pulse 방법을 이용하여 물과 지방 phantom을 가지고 지방소거(fat suppression)를 연구하는데 목적이 있다. 본 연구에서 CHESS pulse를 matlap 프로그램을 이용 Map pulse로 알맞게 design하고 Pre saturation을 하기 위한 pulse diagram이 가능하였고, fat phantom과 water phantom을 실험하여 지방소거 기법(fat saturation)의 효과를 볼 수가 있었으며 임상 적용 부위로 경추(C-SPINE), 요추(L-SPINE), 가습(BREAST)에 적용하여 의료영상진단에 있어 화학적 이동 선택 포화 CHESS pulse의 지방소거(fat suppression)는 유용한 방법임을 증명하였다.(충남대학병원 G.E 1.5T MR를 이용하여 실험하였다.)
Magnetic Resonance Imaging(MRI) has chemical shift phenomenon between fat and water, and the phenomenon has influence on structure enclosed by fat. Strong signals emitted from fat often generate false artefact, which reflects the importance of fat suppression techniques. There have been a number of ...
Magnetic Resonance Imaging(MRI) has chemical shift phenomenon between fat and water, and the phenomenon has influence on structure enclosed by fat. Strong signals emitted from fat often generate false artefact, which reflects the importance of fat suppression techniques. There have been a number of researches on fat suppression techniques, but using fat suppression method alone in MRI can cause difficultproblems in diagnosis. This paper aims to study a fat suppression method by Chemical Shift Selective saturation(CHESS). This research describes the theoretical background and the experiment on water and fat phantom with MR instruments. In the experiment, CHESS pulse was designed by utilising Matlap program, and the pulse diagram was generated for the Pre-saturation process. The experiment using water and fat phantom was applied to C-spine, L-spine and Breast, and produced successful fat suppression results. This experiment has proved that the CHESSpulse fat suppression is a very helpful technique in diagnosing medical imaging. This method is a robust and useful technique for both clinical and basic investigators..(Experiment with Chungnam national university hospital G.E 1.5T MR)
Magnetic Resonance Imaging(MRI) has chemical shift phenomenon between fat and water, and the phenomenon has influence on structure enclosed by fat. Strong signals emitted from fat often generate false artefact, which reflects the importance of fat suppression techniques. There have been a number of researches on fat suppression techniques, but using fat suppression method alone in MRI can cause difficultproblems in diagnosis. This paper aims to study a fat suppression method by Chemical Shift Selective saturation(CHESS). This research describes the theoretical background and the experiment on water and fat phantom with MR instruments. In the experiment, CHESS pulse was designed by utilising Matlap program, and the pulse diagram was generated for the Pre-saturation process. The experiment using water and fat phantom was applied to C-spine, L-spine and Breast, and produced successful fat suppression results. This experiment has proved that the CHESSpulse fat suppression is a very helpful technique in diagnosing medical imaging. This method is a robust and useful technique for both clinical and basic investigators..(Experiment with Chungnam national university hospital G.E 1.5T MR)
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문제 정의
본 연구에서는 기기 실험과 임상 실험을 통해서 MRI 장치에 대한 CHESS pulse에 의한 지방 신호 소거를 하였고 이를 임상에 적용하여 진단적 가치를 확인할 수 있었다. 본연구에서 CHESS pulse를 design 하여 실험을 한 결과 Map pulse로 알맞게 design 할 수 있었고 pulse bandwidth를 측정하기 위해 FFT 할 수 있었다.
본 연구에서는 종합병원에서 사용하는 최첨단 MRI 장치로 사용하고 있는 'MR G.E 1.5T' 장치를 지방 신호 소거를 위한 기법을 연구하고자 한다. 이를 위해 CHESS 를 2가지 실험 절차를 진행한다.
가설 설정
V : 화학 결합상태에서 경험하는 실제 주파수.
제안 방법
86 MHz)의 세차 주파수(회전축이 외부자장을 중심으로 1초에 몇 번 회전하는가)의 차이를 갖게 되는데 지방은 물보다 220Hz만큼 낮은 주파수에서 공명하게 된다. (1.0T=147Hz) 이러한 차이로 MR의 기본적인 pulse를 인가하기 전 frequency RF pulse를 주어 물이나 지방만을 선택적으로 여기 (excitation) 시켜 한가지 성분만의 신호를 얻을 수 있게 하였다.$
<표 1>은 CHESS pulse parameter# 나타낸 것이다. Frequence selective용 RF(Radio frequence) pulse를 이용하였고, Time duration(14ms), RF bandwidth(200hz), Flip Angle(90°), Dephasing gradient for all three axis (X.Y.Z), Sei(단면선택 경사자장-Z축), Ph(위상부호화 경사자장-X죽), rd(주파수 부호와 경사자장-Y축)을 설정하였다.
MRI 에서 CHESS pulse를 알맞게 design하여 Pre saturation을 pulse diagram을 통해 어느 시점에서 RF pulse 를 인가해야 하는지를 정확히 파악하고 영상을 최적화하는 실험을 하였다.
첫째, 기기 실험을 실시하여 MRI 장치의 특성 조건을 체크한다. 그 내용은 CHESS pulse를 Map pulse로 알맞게 디자인(design)하고 지방과 물 팬텀을 이용하여 지방 소거 기법의 효과를 확인한다. 둘째, 임상 실험으로 CHESS pulse sequence를 임상에 적용하여진 단적 가치를 확인한다.
5T 장치에서 CHESS pulse을 map pulse로 설정하고 point 수를 512개로 design 한다. 그리고 CHESS pulse의 각 parameter를 알아보고 어떤 시점에서 RF(Radio frequence) pulse를 가호 H 야 Pre saturation되는지 파악한다. <표 1>은 CHESS pulse parameter# 나타낸 것이다.
그 내용은 CHESS pulse를 Map pulse로 알맞게 디자인(design)하고 지방과 물 팬텀을 이용하여 지방 소거 기법의 효과를 확인한다. 둘째, 임상 실험으로 CHESS pulse sequence를 임상에 적용하여진 단적 가치를 확인한다.
실험 방법을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 임상에 적용하는 실험을 실시하였다. 임상 실험은 CHESS pulse sequence로 지방 소거 기법을 활용하여 경추, 요추, 가슴을 촬영한 후 T1 image를 확인하였다.
이를 바탕으로 임상에 적용하는 실험을 실시하였다. 임상 실험은 CHESS pulse sequence로 지방 소거 기법을 활용하여 경추, 요추, 가슴을 촬영한 후 T1 image를 확인하였다.
이를 위해 CHESS 를 2가지 실험 절차를 진행한다. 첫째, 기기 실험을 실시하여 MRI 장치의 특성 조건을 체크한다. 그 내용은 CHESS pulse를 Map pulse로 알맞게 디자인(design)하고 지방과 물 팬텀을 이용하여 지방 소거 기법의 효과를 확인한다.
대상 데이터
MR G.E 1.5T 장치에서 CHESS pulse을 map pulse로 설정하고 point 수를 512개로 design 한다. 그리고 CHESS pulse의 각 parameter를 알아보고 어떤 시점에서 RF(Radio frequence) pulse를 가호 H 야 Pre saturation되는지 파악한다.
실험 재료는 인체를 구성하는 생체 조직을 고려하여 지방과 물을 사용하였다. 우리 인체는 대부분 물, 뼈, 지방으로 만들어져 있지만 본 실험에서는 MRI 장치를 이용한 영상의 지방 소거에 대한 실험이기 때문에 ① 물 (water phantom, 식염수 99%) ② 지방 (fat phantom, 식용유)로 한정하였다.
물을 사용하였다. 우리 인체는 대부분 물, 뼈, 지방으로 만들어져 있지만 본 실험에서는 MRI 장치를 이용한 영상의 지방 소거에 대한 실험이기 때문에 ① 물 (water phantom, 식염수 99%) ② 지방 (fat phantom, 식용유)로 한정하였다.
성능/효과
CHESS pulse로 지방 소거 기법을 시행함에 있어 정상적인 실험 방법을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 임상에 적용하는 실험을 실시하였다.
본연구에서 CHESS pulse를 design 하여 실험을 한 결과 Map pulse로 알맞게 design 할 수 있었고 pulse bandwidth를 측정하기 위해 FFT 할 수 있었다. 그리고 Pre saturation을 하기 위한 pulse diagram0] 가능하였고, fat phantom과 water phantom을 이용하여 비교적 짧은 시간 내에 지방 소거 기법 효과를 볼 수가 있었다. 특히 물과 지방 phantome Head Coil field의 위치에 매우 큰 영향을 받는다는 것과 fat saturation으로 인하여 water signal의 loss가 매우 적다는 것을 확인할 수 있었다.
그중에서 우리는 경추요 추 가슴을 촬영하여 CHESS 기법을사용함으로서 질병을 진단하는 데 큰 기여를 할 수 있으리라 판단된다. 본 연구를 통해서 확인한 바와 같이 CHESS 기법은 지방과 물성분으로 구성된 생체조직에서 지방 소거를 통한 임상적 유용성을 높이는 데 큰 기여를 했다고 본다.
본연구에서 CHESS pulse를 design 하여 실험을 한 결과 Map pulse로 알맞게 design 할 수 있었고 pulse bandwidth를 측정하기 위해 FFT 할 수 있었다. 그리고 Pre saturation을 하기 위한 pulse diagram0] 가능하였고, fat phantom과 water phantom을 이용하여 비교적 짧은 시간 내에 지방 소거 기법 효과를 볼 수가 있었다.
0 FSE(Fast Spine Echo) FS(fat saturation) 이다. 이를 통해 T1 Axial 영상을 얻었으며 CHESS 기법으로 fat saturation 이 아주 잘 된 영상임을 확인할 수 있다. 일반적 영상 인(가)부분에 비해서 지방 소거법에 의한 (나)부분이 명확한 영상임을 알 수 있다.
(나) 부분은 환자 호흡에 의해 발생하는 인공물(artifact)로서 이를 제거하기 위해서는 촬영 도중 환자가 호흡을 멈춘 상태에서 촬영해야 한다, 그러나 본 실험에서는 지방 소거법에 관한 것으로 (가) 부분이 지방 소거법에 의해 (다)부분에서와 같이 명확한 영상을 얻는데 그 의미를 둔다. 즉 (다)부분은 CHESS 기법으로 지방 소거법이 아주 잘 된 영상임을 확인하고(현저하게 지방 부분의 신호가 감소됨), 뇌 적 수액 부분이나 디스크 부분을 진단하는데 진단적 가치가 매우 높다고 판단한다.
일반적 영상인 (가)부분에 비해서 fat saturation에 의한 (나) 부분이명확한 영상임을 알 수 있다. 즉 현저하게 지방 부분의 신호가 감소됨을 확인하고, CSF(뇌척수액)부분이나 디스크 부분을 진단하는데 진단적 가치가 매우 높다고 판단할 수 있다.
그리고 Pre saturation을 하기 위한 pulse diagram0] 가능하였고, fat phantom과 water phantom을 이용하여 비교적 짧은 시간 내에 지방 소거 기법 효과를 볼 수가 있었다. 특히 물과 지방 phantome Head Coil field의 위치에 매우 큰 영향을 받는다는 것과 fat saturation으로 인하여 water signal의 loss가 매우 적다는 것을 확인할 수 있었다.
참고문헌 (11)
김종기. 'Tissue Suppression;, 대한자기공명의학회지, 제22권 제1호, pp. 26-33, 1999
유병기, 권오성. '금속성 동맥류 클립 사용시의 MR 영상 Artifact에 관한 실험', 대한자기공명기술학회지, 제17권 제2호, pp75-85, 1994
진료영상학연구회, '자기공명영상학', 대학서림, pp. 271-279, 2003
A. Haase, J. Frahm, D. Matthaei. 'Chemical shift selective (CHESS) imaging', Presented at the Third Annual Meeting of the Society of Magnetic Resonance in Medicine, New York, pp. 131-137, 1984
A. Haase, J. Frahm, D. Matthaei, 'H-NMR Chemical shift selective (CHESS) imaging', Phys Med BioI, No.30, pp. 341-344, 1985
B. Anthony and R. William. 'Hendee : Evolving and Experimental Technologies in Medical Imaging', Radiology, No.199, pp. 16-39, 2006
D. Ann, T. Anil. M. K. Gary, H. Y. Tse, K. T. Yuen, and C. Andrew, 'Salivary Gland Tumors at in Vivo Proton MR Spectroscopy', Radiology, No.205, pp563-569, 2005
D. Ann, K. W. David, K T. Anil, 'Salivary Gland Tumors at in Vivo Proton MR Spectroscopy', Radiology, No.205, pp. 563-569, 2005
I. L. Pykett and B. R. Rosen, 'Nuclear magnetic resonance: in vivo proton chemical shift imaging', Radiology No.149, pp. 197-201, 1983
P. Mansfield, 'Spatial mapping of the chemical shift in NMR', J Phys D App. No.6, pp. 235-238, 1983
W. Menhardt, W. Vollmann, D. Kunz, 'A new method to separate fat and water in MR imaging', Presented at the Third Annual Meeting of the Society of Magnetic Resonance in Medicine, New York, pp. 13-17, 1984
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