본 연구는 자기공명영상장치의 특성변수인 숙임각(flip angle), 반복시간(repetition time, TR), 에코시간(echo time, TE)을 사용하여 전자파흡수율(specific absorptionrate, SAR)을 알아보고자 하였다. 연구대상은 체중 10 kg부터 90 kg까지를 대상으로 하여 동일한 검사기법을 적용하였고, 매개변수의 변화에 따른 평균 SAR 및 peak SAR 값을 측정하였다. 체중에 따른 SAR는 TE에서 변화는 없지만 숙임각이 커지고 TR이 짧을수록 증가하였다. SAR 값은 두부 허용 기준치 범위에 포함이 되었고 분절별 체중에 따른 영상의 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR)는 체중이 증가함에 따라 SNR은 증가하지는 않았다. 본 결과를 바탕으로 적절한 특성변수를 사용하여 다양한 대조도와 SNR을 얻어 진단의 가치를 높일 수 있을 것이다.
본 연구는 자기공명영상장치의 특성변수인 숙임각(flip angle), 반복시간(repetition time, TR), 에코시간(echo time, TE)을 사용하여 전자파흡수율(specific absorption rate, SAR)을 알아보고자 하였다. 연구대상은 체중 10 kg부터 90 kg까지를 대상으로 하여 동일한 검사기법을 적용하였고, 매개변수의 변화에 따른 평균 SAR 및 peak SAR 값을 측정하였다. 체중에 따른 SAR는 TE에서 변화는 없지만 숙임각이 커지고 TR이 짧을수록 증가하였다. SAR 값은 두부 허용 기준치 범위에 포함이 되었고 분절별 체중에 따른 영상의 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR)는 체중이 증가함에 따라 SNR은 증가하지는 않았다. 본 결과를 바탕으로 적절한 특성변수를 사용하여 다양한 대조도와 SNR을 얻어 진단의 가치를 높일 수 있을 것이다.
In this paper, we measured specific absorption rate (SAR) using characteristic variables such as flip angle, repetition time (TR) and echo time (TE) at magnetic resonance imaging. The subject was applied to same scan technique from body weight 10 kg to 90 kg, were measured for the average SAR and th...
In this paper, we measured specific absorption rate (SAR) using characteristic variables such as flip angle, repetition time (TR) and echo time (TE) at magnetic resonance imaging. The subject was applied to same scan technique from body weight 10 kg to 90 kg, were measured for the average SAR and the peak SAR values according to the change of parameter. SAR with different body weight levels was not seen a significant change at TE but it increased in the larger flip angle and the shorter TR. SAR value was within the limits of human head acceptable standard and SNR in segmental body weights was not proportional to the increase of body weights. In conclusion, this study can be helpful for diagnosis by using appropriate parameters which obtained the various contrast and SNR.
In this paper, we measured specific absorption rate (SAR) using characteristic variables such as flip angle, repetition time (TR) and echo time (TE) at magnetic resonance imaging. The subject was applied to same scan technique from body weight 10 kg to 90 kg, were measured for the average SAR and the peak SAR values according to the change of parameter. SAR with different body weight levels was not seen a significant change at TE but it increased in the larger flip angle and the shorter TR. SAR value was within the limits of human head acceptable standard and SNR in segmental body weights was not proportional to the increase of body weights. In conclusion, this study can be helpful for diagnosis by using appropriate parameters which obtained the various contrast and SNR.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 다양한 특성변수에 따라 진단을 내리는 MRI에서 SAR에 영향을 미치는 특성변수에 따른 TR, TE, 숙임각 등을 변화하여 체중에 따른 인체 두부의 전자파흡수율을 측정하고 영상에 대하여 분석하고자 하였다.
제안 방법
영상평가를 하기 위해 윌리스 동맥륜(circle of Wills)을 구성하는 주요 혈관 중 중대뇌동맥(middle cerebral artery, MCA) 좌·우측, 뇌기저동맥(basila artery, BA), 후대뇌동맥 P1분절(posterior communicating artery - P1 segment), 좌·우측 전대뇌동맥 A1분절(anterior communicating artery - A1 segment) 좌·우측으로 총 7개의 분절로 나누어 3D TOF 기법으로 flip angle은 20°, TR은 24 ㎳, TE는 3.2 ㎳의 변화에 SNR(signal to noise ratio)을 평가하였다[그림 1].
영상평가를 하기 위해 총 7개의 분절로 나누어 3D TOF 기법으로 flip angle은 20°, TR은 24 ㎳, TE는 3.2㎳의 조건을 입력하여 SNR을 측정하였다.
A)와 신호 수집 coil은 8 channel head coil을 사용하였다. 온도에 따른 SAR 영향을 최소화하기 위해 MRI실 내부 온도는 27℃로 설정하여 비교하였다. 검사 대상은 체중별로 10 ㎏부터 90 ㎏까지를 대상으로 하여 동일한 검사기법에 따른 특성변수의 변화에 대한 평균 SAR 및 peak SAR 값을 측정하였다.
2 ㎳ 이하, 숙임감은 45° 이하를 사용하여 혈류 속도가 빠른 뇌동맥 혈관의 관찰에 용이하도록 설정하였다. 이러한 특성변수로 인하여 신체 조직이 얼마나 많은 전자파를 흡수했는지 측정할 때 사용되는 SAR의 허용기준치를 국내외 허용기준치와 비교하였다. 수치가 낮을수록 인체에 전자파가 덜 흡수됐음을 의미한다.
체중에 따른 MRI 영상획득은 3D TOF 기법을 이용하여 특성변수에 대해서 flip angle은 10°, 20°, 30°, 40°, 45°, TR은 24 ㎳, 30 ㎳, 40 ㎳, 50 ㎳, TE는 3.2 ㎳, 4.2 ㎳, 5.2 ㎳의 변화에 따른 평균 SAR 및 peak SAR 값을 측정하여 평가하였다.
대상 데이터
온도에 따른 SAR 영향을 최소화하기 위해 MRI실 내부 온도는 27℃로 설정하여 비교하였다. 검사 대상은 체중별로 10 ㎏부터 90 ㎏까지를 대상으로 하여 동일한 검사기법에 따른 특성변수의 변화에 대한 평균 SAR 및 peak SAR 값을 측정하였다.
1. 검사장비 및 검사대상
검사장비는 MR 영상의 획득을 위해 1.5T MR scanner (Singna HDxt. GE Healthcare, Milwaukee, WI, U.S.A)와 신호 수집 coil은 8 channel head coil을 사용하였다. 온도에 따른 SAR 영향을 최소화하기 위해 MRI실 내부 온도는 27℃로 설정하여 비교하였다.
다른 영상 특성변수는 여기횟수(number of acquisitions, NEX)는 1, 화소 배열수(matrix)는 384×182, 관심영역(field of view: FOV)은 240 ㎜, 대역폭(bandwidth)은 31.25 Hz/Px, slice thickness는 1.2 ㎜, slap/overlap은 32×3/8 ㎜, 샘플링 순서는 주파수방향을 앞면과 뒷면을 기준으로 수집하였다.
이론/모형
2 ㎜, slap/overlap은 32×3/8 ㎜, 샘플링 순서는 주파수방향을 앞면과 뒷면을 기준으로 수집하였다. 또한 검사시간의 감소를 위해 평행영상(array spatial sensitivity encoding technique, ASSET)기법을 모두 적용하였고, acceleration factor는 2.0으로 설정하였다.
하지만 MRI는 전자파에 대한 노출이 반복적이고 장기간에 걸쳐 이루어지지 않고 일정거리에서 RF 주파수를 보내기 때문에 비열작용이나 접촉에 의한 충격이나 화상은 발생하지 않고 있다. 이번 연구에서 SAR를 측정하기 위한 방법으로 사용한 MRI pulse sequence는 3D TOF MRA 기법을 사용하였다. TOF MRA는 움직임이 없는 조직에서 나오는 신호는 억제하고 혈관 내 움직이는 혈류의 신호만을 나타내어 영상화하는 것이다.
성능/효과
2 W/㎏을 사용하고 있다. 본 연구 결과에서도 체중별숙임각의 변화, 체중별 TR의 변화, 체중별 TE의 변화 모두에서 두부 허용기준치 3.2 W/kg에 포함되었다. 이는 유해한 전자파에 노출이 되지만 허용기준치에 적합하기 때문에 안전하다는 결과를 나타낸다.
후속연구
불균일한 자장에 놓여있는 스핀 위상이 RF 에코에 의하여 재위상 되기 때문에 널리 사용되고 있는 고속 스핀에코기법은 SAR 문제 때문에 고자장 영상에서는 제한을 받고 있다[10]. 그래서 경사자계 파형을 이용한 k-space 스캔 방식 중 하나인 TOF-MRA는 SAR 레벨이 다른 펄스 시퀀스보다 낮기 때문에 다른 펄스 시퀀스에 대한 추가적인 비교가 필요할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
자기공명영상장치를 다른 영상기법과 비교했을 때 어떤 특징이 있는가?
자기공명영상장치(magnetic resonance imaging, MRI)는 일반촬영(routine radiograpy), 전산화 단층 촬영(computed tomograpy, CT), 초음파(ultrasound), 핵의학 검사(nuclear medicine) 영상기법에 비교하여 대조도 분해능(contrast resolution)이 매우 우수하고 밀도가 비슷한 인체의 연부 조직들까지도 쉽게 식별할 수 있다. 또한 인체의 형태·해부학적인 단면을 원하는 방향에서 비침습적으로 진단할 수 있다는 장점 때문에 의료영상장치로 널리 이용되고 있다[1].
자기공명영상장치의 특성변수는?
본 연구는 자기공명영상장치의 특성변수인 숙임각(flip angle), 반복시간(repetition time, TR), 에코시간(echo time, TE)을 사용하여 전자파흡수율(specific absorption rate, SAR)을 알아보고자 하였다. 연구대상은 체중 10 kg부터 90 kg까지를 대상으로 하여 동일한 검사기법을 적용하였고, 매개변수의 변화에 따른 평균 SAR 및 peak SAR 값을 측정하였다.
자기공명영상장치가 의료영상장치로 널리 이용되는 이유는 무엇인가?
자기공명영상장치(magnetic resonance imaging, MRI)는 일반촬영(routine radiograpy), 전산화 단층 촬영(computed tomograpy, CT), 초음파(ultrasound), 핵의학 검사(nuclear medicine) 영상기법에 비교하여 대조도 분해능(contrast resolution)이 매우 우수하고 밀도가 비슷한 인체의 연부 조직들까지도 쉽게 식별할 수 있다. 또한 인체의 형태·해부학적인 단면을 원하는 방향에서 비침습적으로 진단할 수 있다는 장점 때문에 의료영상장치로 널리 이용되고 있다[1]. 지금까지 시행된 여러 연구들에서 CT 혈관조영술(computed tomography angiography, CTA)은 MRA와 비교하여 높은 공간분 해능, 혈류에 대한 낮은 의존도, 혈관내외의 정보 제공등 여러 가지 장점이 있는 것으로 알려져 있다[2][3].
참고문헌 (11)
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L. S. Babiars, J. M. Romero, E. K. Murphy, B. Brobeck, P. W. Schaefer, and R. G. Gonzlez, "Contrast enhanced MR angiography is not more accurate than unenhanced 2D time-of-flight MR angiography for determining internal cartoid artery stenosis," AJNR Am J Neuroradial, Vol.30, pp.760-768, 2009.
J. Alvarez Linera, J. Benito-Len, J. EscribanoJ, J. Campollo, and R. Gesto, "Prospective evaluation of cartoid artery stenosis: elliptic centric contrast-enhanced MR angiography and spiral CT angiography compared with digital subtraction angiography," AJNR Am J Neuroradial, Vol.24, pp.1012-1019, 2003.
K. S. Lee, H. Sim, J. H. Moon, and J. C. Oh, "Implementation about measurement of the head SAR and variable parameter according to operation control mode in brain MR study with 1.5Tesla," The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, Vol.4, pp58-60, 2007.
A. K. Lee, H. D. Choi, and J. S. Kim, "Analysis of SAR in a Human Head for a Celluar Phone," Journal of Electromagnetic Engineering and Science, Vol.9, No.6, pp.776-787, 1998.
American National Standard-Safety levels with respect to human exposure to radio frequency electromagnetic fields, 3 kHz to 300 GHz, ANSI/IEEE C95.1-1992.
H. Bosmans, G. Marchal, G. Luktio, Time-of -flight MR angiography of the brain: comparison of acquistion techniques in healthy volunteers," Am J Roentgenol, Vo1.164, pp.161-167, 1995.
F. R. Korosec and C. A. Mistretta "MR angiography: basic principles and theory," Magn Reson Imaging Clin N am, Vol.6, pp.223-256, 1998.
FCC, OET Bulletin 65, Evaluating Compliance with FCC Guidelines for Human Exposure to Radiofrequency Electromagnetic fields, Edition 97-01, released August 25, 1997.
CENELEC, Considerations for Human Exposure to EMFs from Mobile Telecommunication Equipment (MTE) in the Frequency Range 30 MHz - 6 GHz, European Committee for Electrotechnical Standardisation SECRETARIAT SE 211/B WAMTE Fec. 1997.
J. Hennig and K. Scheffler, "Hyperechoes in RARE(TSE, FSE)-sequences," Pro. Intl. Soc. Mag Reson Med, Nol.9. pp.1769, 2001.
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