목적 : 뇌피질이형성증에서 3차원 뇌표면연출영상의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : 19명의 국소적 뇌피질이형성증을 대상으로 MP-RAGE영상을 이용하여 3차원 뇌 표면연출영상을 얻었다. 비정상적인 뇌이랑과 뇌고랑의 해부학적 위치, 침범부위의 뇌이랑과 뇌고랑의 형태와 모양을 평가하였다. 결과 : 비정상적인 뇌이랑과 뇌고랑의 모양은 19명 중 18명의 환자에서 관찰되었다. 병변 부위의 뇌이랑과 뇌고랑의 형태와 배열, 침범모양은 뇌표면연출영상에서 명확하게 평가되었다. 무뇌회증에서는 엽이 구분되지 않았고, 뇌고랑이 없고 두껍고 매끄러운 뇌이랑이 하나의 엽으로 되어 있었다. 분열뇌증에서는 분열틈을 중심으로 여러 뇌이랑이 바퀴모양을 형성하고, 넓은 뇌이랑을 가지고 있었다. 일측성 거대뇌증에서는 병변측 대뇌반구가 커져 있었고, 두껍고 넓은 뇌이랑을 가지고 있었다. 선천성 양측 실비안주위 증후군에서는 섬피질이 노출되어 있었고, 병변 부위의 뇌이랑은 두꺼워져 있었다. 국소적 뇌피질이형성증에서는 균일하지 않은 톱니 모양이나 두껍고 커진 뇌이랑이 보였다. 이중 피질 증후군에서는 뇌이랑과 뇌고랑의 이상소견은 보이지 않았다. 결론 : 뇌피질이형성증 환자에서 3차원 뇌표면연출영상은 비정상적인 뇌피질의 뇌이랑과 뇌고랑 의 모양을 평가할 수 있고 정확한 병변의 위치를 평가하는 데 유용하다. 뇌표면연출영상은 수술 전 계획을 세우는 데 유용한 정보를 제공한다.
목적 : 뇌피질이형성증에서 3차원 뇌표면연출영상의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : 19명의 국소적 뇌피질이형성증을 대상으로 MP-RAGE영상을 이용하여 3차원 뇌 표면연출영상을 얻었다. 비정상적인 뇌이랑과 뇌고랑의 해부학적 위치, 침범부위의 뇌이랑과 뇌고랑의 형태와 모양을 평가하였다. 결과 : 비정상적인 뇌이랑과 뇌고랑의 모양은 19명 중 18명의 환자에서 관찰되었다. 병변 부위의 뇌이랑과 뇌고랑의 형태와 배열, 침범모양은 뇌표면연출영상에서 명확하게 평가되었다. 무뇌회증에서는 엽이 구분되지 않았고, 뇌고랑이 없고 두껍고 매끄러운 뇌이랑이 하나의 엽으로 되어 있었다. 분열뇌증에서는 분열틈을 중심으로 여러 뇌이랑이 바퀴모양을 형성하고, 넓은 뇌이랑을 가지고 있었다. 일측성 거대뇌증에서는 병변측 대뇌반구가 커져 있었고, 두껍고 넓은 뇌이랑을 가지고 있었다. 선천성 양측 실비안주위 증후군에서는 섬피질이 노출되어 있었고, 병변 부위의 뇌이랑은 두꺼워져 있었다. 국소적 뇌피질이형성증에서는 균일하지 않은 톱니 모양이나 두껍고 커진 뇌이랑이 보였다. 이중 피질 증후군에서는 뇌이랑과 뇌고랑의 이상소견은 보이지 않았다. 결론 : 뇌피질이형성증 환자에서 3차원 뇌표면연출영상은 비정상적인 뇌피질의 뇌이랑과 뇌고랑 의 모양을 평가할 수 있고 정확한 병변의 위치를 평가하는 데 유용하다. 뇌표면연출영상은 수술 전 계획을 세우는 데 유용한 정보를 제공한다.
Purpose : The study was to evaluate the localization of the abnormal gyral and sulcal patterns obtained by means of brain surface rendering imaging. Materials and Methods : Nineteen patients with cortical dysplasia who underwent brain surface rendering MR imaging were included in this study. We acqu...
Purpose : The study was to evaluate the localization of the abnormal gyral and sulcal patterns obtained by means of brain surface rendering imaging. Materials and Methods : Nineteen patients with cortical dysplasia who underwent brain surface rendering MR imaging were included in this study. We acquired MP-RAGE sequence and created the 3-D surface rendering MR images by using $VoxelPlus^{(R)}$. Anatomical locations and configurations of abnormal gyri and sulci were reviewed. Results : Abnormal gyral and sulcal patterns were seen 18 in 19 patients. The configuration and orientation of affected gyri and sulci were clearly evaluated in the brain surface rendering images. In a lissencephaly, the a cortex was not delineated and showed markedly thick and smooth gyral pattern. In a schizencephaly, there were wheel shaped broad gyral pattern around the cleft. In a hemimegalencephaly, an affected hemisphere were enlarged and displayed thick and wide gyral pattern. In CBPS, the insular cortex was exposed and the gyri of the lesion were thickened. In focal cortical dysplasia, there were irregular serrated or thick and enlarged gyri. Conclusion : Brain surface rendering MR imaging is useful for the evaluation of a detailed gyral pattern and accurate involvement site of abnormal gyri.
Purpose : The study was to evaluate the localization of the abnormal gyral and sulcal patterns obtained by means of brain surface rendering imaging. Materials and Methods : Nineteen patients with cortical dysplasia who underwent brain surface rendering MR imaging were included in this study. We acquired MP-RAGE sequence and created the 3-D surface rendering MR images by using $VoxelPlus^{(R)}$. Anatomical locations and configurations of abnormal gyri and sulci were reviewed. Results : Abnormal gyral and sulcal patterns were seen 18 in 19 patients. The configuration and orientation of affected gyri and sulci were clearly evaluated in the brain surface rendering images. In a lissencephaly, the a cortex was not delineated and showed markedly thick and smooth gyral pattern. In a schizencephaly, there were wheel shaped broad gyral pattern around the cleft. In a hemimegalencephaly, an affected hemisphere were enlarged and displayed thick and wide gyral pattern. In CBPS, the insular cortex was exposed and the gyri of the lesion were thickened. In focal cortical dysplasia, there were irregular serrated or thick and enlarged gyri. Conclusion : Brain surface rendering MR imaging is useful for the evaluation of a detailed gyral pattern and accurate involvement site of abnormal gyri.
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문제 정의
이에 저자들은 2차원 자기공명영상에서 뇌피질 이형성증으로 진단된 환자에서 3차원 표면연출영상(surface rendering imaging)을 만들어 뇌피질 이형성증의 3차원 해부학적 위치를 발견할 수 있는지 그리고 병변부위의 뇌표면의 뇌이랑과 뇌고랑의 두께와 형태를 파악하고 주위 정상부위와 관련성을 잘 파악할 수 있는지를 알아보고자 하였다.
제안 방법
3차원 표면연출영상은 해부학적 영역 사이의 신호강도차이에 의존하여 개발된 기법이다. 3차원 T1강조영상인 MP-RAGE 기법으로 생성된 데이터를 이용하여 뇌피질과 지주막하 공간 사이의 신호강도차이를 이용하여 서로 다른 조직간의 화소 신호강도차이에 따라 조직의 분획화를 시행하여 뇌피질 표면을 3차원 영상으로 표현한다(12-15). 3차원 표면연출영상을 좋은 영상으로 만들기 위해서는 3D MP-RAGE T1강조영상의 대조도와 공간적인 화상의 질이 좋아야 한다.
각각의 얻은 영상은 Marosis 5를 통해 Dicom형태로 VoxelPlus® software (Mevisys, Daejeon, Korea)로 전송하여 3D plus 기능을 이용하여 뇌의 뇌이랑과 뇌고랑이 가장 잘 보이는 영상조건으로 3차원 표면연출영상을 시행하였고 기본적으로 각 영상을 15°간격으로 좌우, 그리고 상하로 돌려가면서 저장하였으며 그 외의 방향은 3차원 영상을 여러 각도로 돌려 가면서 가장 병변이 잘 보이는 면을 중심으로 저장하였다.
각각의 얻은 영상은 Marosis 5를 통해 Dicom형태로 VoxelPlus® software (Mevisys, Daejeon, Korea)로 전송하여 3D plus 기능을 이용하여 뇌의 뇌이랑과 뇌고랑이 가장 잘 보이는 영상조건으로 3차원 표면연출영상을 시행하였고 기본적으로 각 영상을 15°간격으로 좌우, 그리고 상하로 돌려가면서 저장하였으며 그 외의 방향은 3차원 영상을 여러 각도로 돌려 가면서 가장 병변이 잘 보이는 면을 중심으로 저장하였다. 모든 환자에서 고식적인 MR 영상 소견과 3차원 표면연출영상을 2명의 뇌신경계를 전문으로 하는 영상의학과 의사가 양측 뇌이랑과 뇌고랑의 해부학적 위치와 비정상적인 뇌이랑과 뇌고랑의 형태를 관찰하였다.
대상 데이터
신경 이주이상인 뇌피질 이형성증 환자 19명을 대상으로 하였으며 남자 11명과 여자 8명이었고 평균연령은 26.6세(연령 범위, 1-50세)이었다. 병변은 2명의 뇌신경계를 전문으로 하는 영상의학과 의사가 전형적인 2차원 자기공명영상 소견을 중심으로 무뇌회증(lissencephaly) 2명, 분열뇌증(schizencephaly) 4명, 일측성 거대뇌증(hemimegalencephaly) 2명, 선천성 양측 실비안주위 증후군(congenital bilateral perisylvian syndrome) 2명, 이중 피질 증후군 (double cortex syndrome) 1명, 그리고 국소적 뇌피질 이형성증(focal cortical dysplasia) 8명으로 진단하였고, 이 중 4명에서는 수술을 시행하여 병리학적으로 확진되었다.
이론/모형
뇌자기공명영상은 1.5T의 MRI기기(Symphony, Siemens, Erlangen, Germany)로 시행하였으며, T1강조영상과 T2강조영상을 5 mm 두께로 얻었고, 3차원 표면연출영상을 얻기 위해 MP-RAGE(magnetization prepared papid gradient echo)기법을 이용하여 T1강조 관상면 영상을 얻었다. MP-RAGE 영상의 parameter는 TE 4.
성능/효과
3차원 표면연출영상에서는 전두엽, 두정엽, 그리고 측두엽의 중요한 정상적인 뇌이랑과 뇌고랑의 형태를 파악할 수 있었다. 2D MR 영상에서는 평가되지 않았던 병변의 뇌이랑과 뇌고랑의 모양을 정확하게 평가할 수 있었고 주위 정상 뇌이랑과 뇌고랑의 관계를 2D MR 영상보다 잘 평가할 수 있었다 (Fig. 1). 3차원 표면연출영상에서 이중 피질 증후군을 제외한 18예에서 비정상적인 뇌이랑과 뇌고랑의 윤곽과 형태 그리고 침범위치를 알 수 있었다.
1). 3차원 표면연출영상에서 이중 피질 증후군을 제외한 18예에서 비정상적인 뇌이랑과 뇌고랑의 윤곽과 형태 그리고 침범위치를 알 수 있었다.
커다란 뇌이랑과 넓거나 깊은 골을 가지고 있다. 3차원 표면연출영상에서는 두꺼워진 뇌이랑과 피질면이 평활하며 커진 경우와 피질면이 톱니모양으로 커진 뇌이랑의 부분이 잘 표현되었고 침범된 범위와 주위의 정상 뇌이랑과 뇌고랑이 정확하게 경계 지워졌다(Fig. 5).
MP-RAGE T1강조영상을 이용한 3차원 표면연출영상의 영상 획득시간은 약 15분 정도 소요되었다. 3차원 표면연출영상에서는 전두엽, 두정엽, 그리고 측두엽의 중요한 정상적인 뇌이랑과 뇌고랑의 형태를 파악할 수 있었다. 2D MR 영상에서는 평가되지 않았던 병변의 뇌이랑과 뇌고랑의 모양을 정확하게 평가할 수 있었고 주위 정상 뇌이랑과 뇌고랑의 관계를 2D MR 영상보다 잘 평가할 수 있었다 (Fig.
4명의 분열뇌증에서는 전두엽과 두정엽 부위에 분열된 뇌의 틈(cleft)이 있었고 전두엽과 두정엽의 뇌이랑 부분이 틈 주위를 둘러싼 바퀴모양으로 구성되어 있었으며, 뇌고랑 부위는 정상보다 깊고 뚜렷하게 보였고 정상 뇌이랑의 크기보다 크고 작은 뇌이랑의 모양을 확인하였으며 뇌이랑의 크기가 증가한 부분은 2차원 영상에서 뇌피질 이형성증이 동반되어 있었다. 또한, 열린 분열뇌증에서는 병변 중심틈이 넓었지만 닫힌 분열뇌증에서는 좁았다 (Fig.
결론적으로 3차원 뇌표면 연출영상은 뇌피질 이형성증 환자에서 3차원적인 뇌이랑과 뇌고랑의 정확한 모양과 침범범위 그리고 주위 정상구조물과의 관계, 해부학적인 이상소견을 영상의학적으로 정확하게 표현하였고 간질 병소의 정확한 해부학적 위치 및 주위의 중요한 운동, 감각과 언어 중추부위와의 관계를 파악할 수 있었다. 따라서 뇌피질 이형성증 환자에서 3차원 뇌표면 연출영상은 정확한 병변의 침범위치와 모양을 3차원적으로 제공함으로써 수술 전 계획에 매우 유용하게 이용할 수 있다.
국소적 뇌피질 이형성증에서는 두꺼워진 뇌이랑과 피질면이 평활하며 커진 경우와 피질면이 톱니모양으로 커진 뇌이랑의 부분이 잘 표현되었고, 침범된 뇌이랑과 뇌고랑부위가 주위의 정상 부위와 정확하게 경계 지워졌다 (Fig. 1).
병변부위와 중요 기능을 가진 뇌피질 부위와의 국소적인 해부학적 관계는 단지 수술 시야에서 직접 확인하여 치료되었으나 뇌피질에 대한 3차원 표면연출영상이 가능하여, 수술 전에 병변과 운동, 감각과 언어중추 영역과의 연관성을 3차원적인 시각으로 확인할 수 있어 수술 전 치료계획에 큰 도움이 될 수 있다(10, 11, 13-16). 본 원에서는 간질의 수술적 치료 전 모든 환자에서 3차원 표면연출영상을 만들어 정확한 병변의 침범위치와 모양을 3차원적으로 제공함으로써 수술 전 계획에 매우 유용하게 이용되고 있으며 저자들의 연구에서도 3차원 표면연출영상에서 병변 부위의 비정상적인 뇌이랑의 형태, 위축된 뇌이랑와 확장된 뇌고랑의 형태를 찾을 수 있었으며, 병변 주위의 정상적인 뇌이랑와 뇌고랑과의 정확한 연관성을 확인하여 수술 시 간질 병소의 충분하고 정확한 절제에 큰 도움이 되었다.
뇌피질의 뇌이랑과 뇌고랑의 형태학적 이상을 가진 뇌피질이형성증 환자는 지능이 떨어지고 언어 발달 장애 등 여러 가지 정신과 육체적 장애를 보인다. 영상기술의 발달 특히 자기공명영상의 발달로 2차원적인 병변의 위치와 뇌백질과 뇌회질의 이상소견은 T1강조영상, T2강조영상, 액체감쇄영상(FLAIR)등의 신호강도의 변화를 확인하여 진단이 가능해졌다. 하지만, 뇌 표면의 뇌이랑과 뇌고랑의 3차원적인 모양과 위치관계는 표현이 어려웠다.
이를 해결하기 위하여 경사자장을 이용한 3차원 T1 강조영상인 MP-RAGE 기법으로 나온 MR 데이터를 VoxelPlus®로 옮겨 3차원 뇌표면 연출영상을 만들어 실제 뇌표면의 뇌이랑과 뇌고랑의 모양과 윤곽 및 위치를 파악하고 병변과 정상부위의 경계와 병변이 침범된 뇌고랑의 크기와 모양의 정확한 변화를 확인할 수 있었다.
후속연구
본 연구에서 사용된 Voxel Plus®뿐만 아니라 Rapidia®, Voxar®, Vitrea® 등 여러 가지 3차원 영상을 만들수 있는 소프트웨어를 따로 구입해야 하는 경제적 부담이 있으며 이전에 비해서 짧아졌지만 15분 정도의 영상 구성시간이 필요하고 또한 숙련된 인원이 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
자기공명영상이란 무엇인가?
자기공명영상(MRI)은 뇌의 이상소견을 발견하는 데 가장 효과적인 영상기법이다. 신경 이주 이상은 뇌회질과 백질 사이의 모양이나 뇌회질의 비정상적인 신호강도와 두께를 2차원적인 영상으로 평가해 왔다(8, 9).
약물치료로 간질환자의 경련이 조절되지 않는 비율은 어느 정도인가?
5~1% 정도의 유병률을 가진 흔한 신경질환 중 하나이다. 치료약제의 개발 덕분에 간질환자의 경련을 조절하는 데 많은 발전이 되었지만, 이 중 25~30% 정도는 약물치료로 조절되지 않는다(1). 뇌피질 이형성증(cortical dysplasia)은 태생기 초에 시작되는 신경 이주이상(neuronal migration disorder)으로 약물치료로 조절이 어려운 경련성 질환의 주된 원인이다(2, 3).
기존 2차원 영상을 이용하는 자기공명영상의 문제점은 무엇인가?
신경 이주 이상은 뇌회질과 백질 사이의 모양이나 뇌회질의 비정상적인 신호강도와 두께를 2차원적인 영상으로 평가해 왔다(8, 9). 그러나 2차원 뇌영상으로는 신경이주이상 환자에서 병변이 침범된 뇌표면의 3차원적인 소견 즉 뇌이랑(gyri)이나 뇌고랑(sulci)에 대한 형태학적 소견은 알기가 어렵다. 최근 3차원 자기공명영상에 의해 얻은 정보로 뇌 표면의 재구성 영상이 가능해졌으며 운동, 감각과 언어중추 영역과 병변과의 연관성을 수술 전에 확인할 수 있어 수술 전 치료 계획에 큰 도움이 될 수 있다(10, 11).
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