급성 뇌경색 진단을 위한 CT관류영상과 MR확산영상의 비교 The functional imaging to Diagnose Acute Cerebral infarction Comparing between CT Perfusion and MR Diffusion Imaging원문보기
급성 뇌졸중의 경우 빠른 시간 내의 진단과 치료가 예후에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 초급성기 뇌경색 환자에서 관류CT와 확산강조MRI의 영상을 비교하여 허혈 부위와 경색부위에 나타나는 차이점을 알아보고자 하였다. 뇌관류 CT와 확산강조 자기공명영상(diffusion weighted MR imaging, DW-MRI)을 시행한 12명의 급성뇌경색 환자를 대상으로 병변부위와 정상부위에서 각각의 CBF, CBV, MTT, TTP지도와 DW-MRI의 신호강도 값을 비교하고, 관류CT와 DW-MRI에서 병변의 크기 비교를 해보았다. CBF, CBV, MTT, TTP는 모두 관류결손을 보였고, 관류 결손이 인지되는 부위에서 MTT와 TTP시간의 현저한 지연이 있었다. 뿐만 아니라, MTT와 TTP 지도의 결손부위 면적은 DW-MRI 보다 크게 나타나 허혈성 반음영을 추측할 수 있었고, 일부 DW-MRI에서 경색부위를 나타내지 못하는 경우도 있었다. 결론적으로 관류 CT의 지도를 이용하면 뇌경색의 조기 진단뿐만 아니라 허혈 중심부, 그리고 허혈성 반음영을 예측하여 관류결손 부위의 혈류 역학적 상태를 평가 할 수 있어 보다 효과적인 치료계획을 세울 수 있다.
급성 뇌졸중의 경우 빠른 시간 내의 진단과 치료가 예후에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 초급성기 뇌경색 환자에서 관류CT와 확산강조MRI의 영상을 비교하여 허혈 부위와 경색부위에 나타나는 차이점을 알아보고자 하였다. 뇌관류 CT와 확산강조 자기공명영상(diffusion weighted MR imaging, DW-MRI)을 시행한 12명의 급성뇌경색 환자를 대상으로 병변부위와 정상부위에서 각각의 CBF, CBV, MTT, TTP지도와 DW-MRI의 신호강도 값을 비교하고, 관류CT와 DW-MRI에서 병변의 크기 비교를 해보았다. CBF, CBV, MTT, TTP는 모두 관류결손을 보였고, 관류 결손이 인지되는 부위에서 MTT와 TTP시간의 현저한 지연이 있었다. 뿐만 아니라, MTT와 TTP 지도의 결손부위 면적은 DW-MRI 보다 크게 나타나 허혈성 반음영을 추측할 수 있었고, 일부 DW-MRI에서 경색부위를 나타내지 못하는 경우도 있었다. 결론적으로 관류 CT의 지도를 이용하면 뇌경색의 조기 진단뿐만 아니라 허혈 중심부, 그리고 허혈성 반음영을 예측하여 관류결손 부위의 혈류 역학적 상태를 평가 할 수 있어 보다 효과적인 치료계획을 세울 수 있다.
It is very important for early diagnosis and therapy with ischamic cerebral infarction patients. This study was to know the ischemic penumbra lesion which compared CT-perfusion and diffusion weighted MRI(DWMRI) with acute cerebral infarction patients. 12 acute cerebral infarction patients had perfor...
It is very important for early diagnosis and therapy with ischamic cerebral infarction patients. This study was to know the ischemic penumbra lesion which compared CT-perfusion and diffusion weighted MRI(DWMRI) with acute cerebral infarction patients. 12 acute cerebral infarction patients had performed perfusion CT and performed DWMRI. Perfusion images including cerebral blood volume(CBV), cerebral blood flow(CBF), time to peak(TTP) and mean transit time(MTT) maps obtained the values with defect lesion and contralateral normal cerebral hemisphere and DWMRI was measured by signal intensity and compared of lesion size between each perfusion map. All perfusion CT maps showed the perfusion defect lesions in all patients. There were remarkable TTP and MTT delay in perfusion defect lesions. The lesions on CBF map was the most closely correlated with the lesions on DWMRI. The size of perfusion defect lesions on TTP and MTT map was larger than that of lesions on DWMRI, suggesting that MTT map can evaluate the ischemic penumbra. Perfusion CT maps make it possible to evaluate not only ischemic core and ischemic penumbra, but also hemodynamic status in the perfusion defect area. These results demonstrate that perfusion CT can be useful to the diagnosis and treatment in the patients with acute cerebral ischemic infarction.
It is very important for early diagnosis and therapy with ischamic cerebral infarction patients. This study was to know the ischemic penumbra lesion which compared CT-perfusion and diffusion weighted MRI(DWMRI) with acute cerebral infarction patients. 12 acute cerebral infarction patients had performed perfusion CT and performed DWMRI. Perfusion images including cerebral blood volume(CBV), cerebral blood flow(CBF), time to peak(TTP) and mean transit time(MTT) maps obtained the values with defect lesion and contralateral normal cerebral hemisphere and DWMRI was measured by signal intensity and compared of lesion size between each perfusion map. All perfusion CT maps showed the perfusion defect lesions in all patients. There were remarkable TTP and MTT delay in perfusion defect lesions. The lesions on CBF map was the most closely correlated with the lesions on DWMRI. The size of perfusion defect lesions on TTP and MTT map was larger than that of lesions on DWMRI, suggesting that MTT map can evaluate the ischemic penumbra. Perfusion CT maps make it possible to evaluate not only ischemic core and ischemic penumbra, but also hemodynamic status in the perfusion defect area. These results demonstrate that perfusion CT can be useful to the diagnosis and treatment in the patients with acute cerebral ischemic infarction.
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문제 정의
본 연구에서는 12예의 관류CT에서 병변부위를 관찰하였고, 이를 DW-MRI영상 12예와 비교한 것이다. 1예는 DW-MRI의 병변 면적에 가까웠고, 2예가 작게 나타났으며, 9예는 크게 나타남으로서 관류결손을 직접적으로 반영한다고 할 수 있다.
지금까지의 문헌이나 선행연구들을 살펴보면 허혈성뇌경색의 영상의학적 진단의 목적은 뇌경색부위의 빠른 진단과 함께 허혈성 뇌경색부위를 인지하여 불가역적 손상을 막는 것이 중요한 진단의 목표가 되고 있다. 본 연구에서는 뇌경색환자를 대상으로 관류CT 기법 중 CBF, CBV, MTT, TTP등의 지도와 확산MRI의 뇌경색부위 면적과 신호강도 등을 비교하여 뇌경색부위의 진단과 허혈성반음영부위의 진단 민감성을 알아 보는데 그 목적이 있다.
제안 방법
1) CT
CT기기는 Light Speed VCT(GE Medical systems, Milwaukee, U.S.A)이용하여 관류CT를 시행하였다.
Image J 프로그램에서 DW-MRI와 관류CT영상에서 병변부위의 크기를 측정해 보았다. 이때 두 영상은 width pixel수:639, height pixel수:474로 일치시킨 후 면적을 측정하였다.
2초였다. 관류 CT에서 얻어진 영상들은 AW 4.0 Workstation(GE Medical systems, Milwaukee, U.S.A)으로 전송하여 내장되어 있는 소프트웨어를 사용하여 관류CT 영상지도를 만들었다. 영상지도를 바탕으로 소프트웨어의 계산을 거쳐 CBF, CBV, MTT, TTP지도를 얻었다.
이때 두 영상은 width pixel수:639, height pixel수:474로 일치시킨 후 면적을 측정하였다. 관류CT 후 24시간 이내로 DW-MRI를 시행한 환자를 대상으로 두 영상의 병변부위의 크기와 신호강도(signal intensity)를 비교하였다.
본 연구에서는 급성 뇌경색을 진단하는데 사용되는 관류CT의 CBF, CBV, MTT, TTP 지도를 분석하고 이를 DW-MRI 뇌경색부위와 비교하여 서로의 연관성을 알아보았고, 다음과 같은 결론을 이끌었다.
A)으로 전송하여 내장되어 있는 소프트웨어를 사용하여 관류CT 영상지도를 만들었다. 영상지도를 바탕으로 소프트웨어의 계산을 거쳐 CBF, CBV, MTT, TTP지도를 얻었다.
혈관의 협착으로 혈류공급이 순조롭지 못한 상태에서 DW-MRI에 이상이 생기기 이전에, 관류CT에서 인지가 더 빠르게 반응하는 것과 또는 경색이 아급성기를 지나면서 만성으로 접어들면서 확산계수가 증가하여 정상부와 구별이 어려울 경우가 있다. 전자는 증상 발현 후 39분에 관류CT를 시행하였고, 촬영 후 5시30분에 DW-MRI를 시행한 경우이며, 후자는 증상 발현 후 5시30분에 관류CT를 시행했으며, 촬영 후 24시간에 DW-MRI를 시행한 경우로 Lt MCA 폐색으로 발현 후 시간이 많이 흐른 후 만성기로 접어든 것으로 생각된다. 즉 DW-MRI가 모든 초기 허혈을 영상화하지 못한 문제점을 갖고 있지만, 다른 MRI보다 일찍 병변의 크기와 위치를 명확히 나타내는 장점을 가지고 있다.
대상 데이터
2010년 5월부터 2010년 10월까지 경상대학교병원응급실에 내원한 환자 중 허혈성 뇌경색 증상을 주 증상으로 하며 관류CT상에 이상 소견을 보인 환자 31명을 1차 대상으로 하였다. 이 중 뇌출혈 병변이 보이는 경우와 과거 뇌경색 소견을 보인 환자를 제외하고, 24시간 이내 DW-MRI를 시행한 12명을 최종 대상으로 하였다.
MRI는 1.5T 초전도형 MR기기(Magnetom Sonata, Siemens, Erlangen, Germany)와 두부코일을 이용하였다. DW-MRI는 초고속영상획득 펄스 시퀀스인 EPI(Echo Planner Image)기법을 이용하여 x,y,z 셋방향으로 가한 후에 등방성 영상을 얻었다.
2010년 5월부터 2010년 10월까지 경상대학교병원응급실에 내원한 환자 중 허혈성 뇌경색 증상을 주 증상으로 하며 관류CT상에 이상 소견을 보인 환자 31명을 1차 대상으로 하였다. 이 중 뇌출혈 병변이 보이는 경우와 과거 뇌경색 소견을 보인 환자를 제외하고, 24시간 이내 DW-MRI를 시행한 12명을 최종 대상으로 하였다. 이들은 모두 증상 발현 후 6시간 이내에 관류 CT 시행하였다.
데이터처리
획득된 DW-MR영상을 image J 프로그램(NIN, USA)에서 비정상부위와 정상부위에 직경10mm로 하여 평균 신호강도 값을 얻어 비교해 보았다.
이론/모형
5T 초전도형 MR기기(Magnetom Sonata, Siemens, Erlangen, Germany)와 두부코일을 이용하였다. DW-MRI는 초고속영상획득 펄스 시퀀스인 EPI(Echo Planner Image)기법을 이용하여 x,y,z 셋방향으로 가한 후에 등방성 영상을 얻었다. 영상지표는 TR/TE를 3500/93msec, matrix 256×256, b값 1000sec/㎟, 절편두께 5㎜, 간격 2㎜로 하였다.
성능/효과
1. 관류CT상에서 모두 관류 결손부위를 나타냈다.
12명 환자의 DW-MRI 신호 값들은 정상부위의 평균신호강도는 94.7±26.0이고, 비정상부위의 평균신호강도값은 140.6±34.0이었다( Fig. 2, Table 2).
2. DW-MRI와 비교해서 CBV가 병변부위가 가장 작게 나타났고 다음이 CBF, MTT 와 TTP가 가장 큰 병변부위를 나타내었다.
3. DW-MRI와 관류CT지도들의 영역별 신호강도를 측정한 결과 MTT지도가 뇌경색부, 허혈성반음영부, 정상부위와의 차이를 가장 확실하게 나타내었다.
DW-MRI에서는 신호강도 값을 비교해 본 결과 병변부위의 값은 높게 나타났고, 주변과 정상측 값은 크게 차이가 나지 않았다. 따라서 DW-MRI는 경색부위를 나타내는 것으로 생각된다.
3%)예가 작게 나타났다. MTT는 11(91.7%)예가 크게 나타났고, 1(8.3%)예가 작게 나타났으며, TTP는 12(100%)예가 크게 나타났다(Table 4).
2초로 비정상부위가 지연되었다. MTT의 병변부위, 주위부와 반대편 정상측 신호강도 값을 비교에서 병변부위가 가장 높게, 가장 낮은 값이 정상부위로 나타났고, 주변부위가 가운데 위치했다. 따라서 DW-MRI 보다 크게 나타난 부위에서 DW-MRI 크기를 제외한 나머지부분은 허혈부위로 볼 수 있다.
8초로 비정상부위의 지연으로 나타났다. TTP에서 신호강도 값을 비교해 본 결과 경색부위가 가장 낮게, 정상부위가 가장 높게, 경색부위 주변은 중간에 놓여 있었다. 경색중심에서 그 주변은 허혈상태를 반영한다고 볼 수 있다.
관류CT의 네 가지 지도와 DW-MR영상의 병변 면적비교에서 CBF는 12예 중에 9(75%)예가 DW-MRI보다 크게 나타났고, 1(8.3%)예가 같게, 2(16.7%)예가 작게 나타났다. CBV는 4(33.
급성뇌경색 환자에서는 TTP가 경색이 아니라 주로 뇌의 허혈상태를 반영하는 뇌의 허혈변화, 즉 허혈 반음영(ischemic penumbra)을 의미하고, CBV가 경색의 중심부를 반영한다고 알려져 있다[29],[30]. 본 연구에서 12예가 DW-MRI의 병변 면적보다 크게 보였다. 정상부위와 비정상부위의 시간차가 7.
본 연구에서는 CBV는 1예는 DW-MRI의 병변 면적에 가까웠고, 4예는 DW-MRI의 병변 면적보다 작게, 4예는 DW-MRI의 병변 면적보다 크게 나타났지만, 나머지 3예는 병변부위와 정상부위의 지도경계가 불분명하여, 면적을 비교하기에는 어려움이 있었다. 그러나 CBV지도의 경색부위의 크기는 CBF, MTT, TTP의 면적보단 작게 나타난 예가 많았다.
본 연구의 12예 중 11예가 DW-MRI의 병변 면적보다 크게, 1예가 DW-MRI의 병변 면적보다 작게 나타났다. 정상부위와 비정상부위의 평균통과시간차가 9.
본 연구의 결과들을 요약해보면 경색부위를 나타내는 것은 DW-MRI가 더 정확하며, 허혈부위를 예측하는 관류상태를 보기엔 관류CT 특히 MTT지도가 허혈성 반음영을 잘 포함한다고 볼 수 있다. 따라서 DW-MRI 와 관류CT는 경색부위뿐 아니라 허혈부위를 나타내며.
관류CT영상의 경우 중대뇌동맥이 가장 잘 나타나는 기저핵부위와 위아래 2cm씩 하여 total 4cm를 5mm 간격으로 잘라서 8slice얻었다. 조영제 주입 7초 후부터 촬영하여 각 단면 당 25번 scan을 하여 총 200개slice 영상을 얻었으며, 총 영상획득시간은 55.2초였다. 관류 CT에서 얻어진 영상들은 AW 4.
후속연구
본 연구의 제한점으로 첫째, 대상 환자의 수가 적어 분산분석과 같은 정확한 통계처리를 할 수 없었으며, 둘째, DW-MRI 와 관류CT를 시행한 시간의 차이가 최고 24시간까지 있었고, 관류영상의 결과를 분석하는데 정량적인 방법을 사용하지 않은 점이 결과를 분석하는데 한계로 작용하였다. 셋째, 환자들의 임상경과의 충분한 추적검사가 이루어지지 못했다는 점이다.
따라서 DW-MRI 와 관류CT는 경색부위뿐 아니라 허혈부위를 나타내며. 상호 보완적으로 시행하여 환자에게 보다 빨리 신속하게 처치함으로써 환자의 예후를 개선시킬 수 있을 것으로 본다.
본 연구의 제한점으로 첫째, 대상 환자의 수가 적어 분산분석과 같은 정확한 통계처리를 할 수 없었으며, 둘째, DW-MRI 와 관류CT를 시행한 시간의 차이가 최고 24시간까지 있었고, 관류영상의 결과를 분석하는데 정량적인 방법을 사용하지 않은 점이 결과를 분석하는데 한계로 작용하였다. 셋째, 환자들의 임상경과의 충분한 추적검사가 이루어지지 못했다는 점이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
확산강조MRI는 어떤 것의 관측에 널리 이용되는가?
확산강조MRI(Diffusion Weighted MRI:DW-MRI)는 뇌경색 발생 후 수 분 내에 뇌 허혈손상의 영역을 확인할 수 있다. 확산의 특성 때문에 DW-MRI은 급성허혈(acute ischemia)과 만성뇌경색(chronic infartion)을 구분하고 뇌졸중의 진행단계화 치유과정을 관측하는데 널리 이용되고 있다[7].
허혈성뇌경색을 진단할 수 있는 도구는 무엇이 있는가?
허혈성뇌경색을 진단할 수 있는 도구로는 CT(Computed tomography), MRI(Magnetic Resonance Imaging), SPECT(Single Photon Emmision Computed Tomography), PET(Positive Emmision Tomography)등이 있다. MRI의 경우는 방사선을 이용하지 않기 때문에 피폭은 없으나 CT에 비해 더 긴 영상획득 시간을 요하고 상태가 좋지 않은 환자의 경우는 scan에 제약을 받는다.
허혈성뇌경색은 어떤 병변인가?
뇌졸중은 우리나라 50대 이상 인구 사망 원인 중 악성 신생물 다음으로 높은 비율을 차지하는 질환으로 이환 후 높은 사망률뿐 만 아니라 여생동안 심각한 후유증을 남기는 질환이다[1]. 뇌졸중 중 허혈성뇌경색은 죽상 동맥경화증, 혈전증, 열공성 경색증, 색전증, 고혈압성 뇌출혈, 뇌동맥류 와 뇌동정맥기형 등의 원인으로 혈관이 좁아지거나 폐색된 경우 또는 다른 원인에 의한 뇌 관류 저하에 의해 뇌 조직이 손상되는 병변이다[2].
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