본 연구는 심근생존능검사 시 가돌리늄 함유량이 높은 조영제(1mmol/mL)를 사용함으로써 대조도대잡음비(CNR)를 높이고, 이로 인한 진단적 가치를 극대화 시키는데 연구의 목적을 두었다. 조사방법은 단위부피당 0.5mmol/mL의 함유량을 가진 기존의 조영제(gadoterate meglumine)를 사용한 284명과 1mmol/mL의 함유량을 가진 새로운 조영제(gadobutrol)를 사용한 120명 등 총 404명의 환자를 연구대상으로, 가돌리늄 함유량에 따른 대조도 차이를 알아보기 위하여 좌심실과 정상심근의 신호강도를 각각 측정한 후 신호대잡음비(SNR)와 CNR을 비교 평가하였다. 연구 결과, 가돌리늄 함유량이 1mmol/mL 조영제 사용 시 SNR은 심근이 25.13%, 심실이 30.74% 높았고, CNR 또한 SNR과 같이 31.29% 높았으며, 통계적으로도 매우 유의하였다. 결론적으로 가돌리늄 함유량이 높은 1mmol/mL 조영제의 사용으로 높은 T1 단축효과를 나타내어 신호강도가 커지고, 이로 인해 대조도 차이가 큰 영상을 얻어 진단적 가치가 높았다. 본 연구는 심장질환이 의심되는 환자에 대한 1mmol/mL 조영제의 유용성을 최초로 증명하여 진단적 가치를 높일 수 있다는 데에 학문적 의의가 있다.
본 연구는 심근생존능검사 시 가돌리늄 함유량이 높은 조영제(1mmol/mL)를 사용함으로써 대조도대잡음비(CNR)를 높이고, 이로 인한 진단적 가치를 극대화 시키는데 연구의 목적을 두었다. 조사방법은 단위부피당 0.5mmol/mL의 함유량을 가진 기존의 조영제(gadoterate meglumine)를 사용한 284명과 1mmol/mL의 함유량을 가진 새로운 조영제(gadobutrol)를 사용한 120명 등 총 404명의 환자를 연구대상으로, 가돌리늄 함유량에 따른 대조도 차이를 알아보기 위하여 좌심실과 정상심근의 신호강도를 각각 측정한 후 신호대잡음비(SNR)와 CNR을 비교 평가하였다. 연구 결과, 가돌리늄 함유량이 1mmol/mL 조영제 사용 시 SNR은 심근이 25.13%, 심실이 30.74% 높았고, CNR 또한 SNR과 같이 31.29% 높았으며, 통계적으로도 매우 유의하였다. 결론적으로 가돌리늄 함유량이 높은 1mmol/mL 조영제의 사용으로 높은 T1 단축효과를 나타내어 신호강도가 커지고, 이로 인해 대조도 차이가 큰 영상을 얻어 진단적 가치가 높았다. 본 연구는 심장질환이 의심되는 환자에 대한 1mmol/mL 조영제의 유용성을 최초로 증명하여 진단적 가치를 높일 수 있다는 데에 학문적 의의가 있다.
The purpose of this study is to increase contrast to noise ratio(CNR) in myocardial viability test by using contrast agent which highly content gadolinium(1mmol/mL) maximizing diagnostic value. This research method that four hundred four patients were underwent the MRI scanning two hundred eighty fo...
The purpose of this study is to increase contrast to noise ratio(CNR) in myocardial viability test by using contrast agent which highly content gadolinium(1mmol/mL) maximizing diagnostic value. This research method that four hundred four patients were underwent the MRI scanning two hundred eighty four of them were injected commercial contrast media which have 0.5mmol/L and the rest of them were injected new contrast media(gadobutrol) which have 1mmol/mL of molarity to study the contrast difference depending on the molarity of the contrast agent signal intensities of normal ventricle and left ventricle were measured to compare and evaluate signal to noise ratio(SNR) and CNR of the images. As result, 1mmol/mL contrast agent showed higher SNR by 25.13% in myocardium and 30.74% in left ventricle. CNR was proved to be better in 1mmol/mL contrast agent by 31.29%. The results above were all statistically meaningful. Therefore, contrast agent contenting more gadolinium which was 1mmol/mL in this study, could more effectively shorten T1 relaxation time, increase the signal intensity and at the same time maximize CNR and diagnostic value. This study firstly report the usefulness of 1mmol/mL contrast agent in patients allegedly suffering cardiac diseases and it is considered to increase diagnostic value.
The purpose of this study is to increase contrast to noise ratio(CNR) in myocardial viability test by using contrast agent which highly content gadolinium(1mmol/mL) maximizing diagnostic value. This research method that four hundred four patients were underwent the MRI scanning two hundred eighty four of them were injected commercial contrast media which have 0.5mmol/L and the rest of them were injected new contrast media(gadobutrol) which have 1mmol/mL of molarity to study the contrast difference depending on the molarity of the contrast agent signal intensities of normal ventricle and left ventricle were measured to compare and evaluate signal to noise ratio(SNR) and CNR of the images. As result, 1mmol/mL contrast agent showed higher SNR by 25.13% in myocardium and 30.74% in left ventricle. CNR was proved to be better in 1mmol/mL contrast agent by 31.29%. The results above were all statistically meaningful. Therefore, contrast agent contenting more gadolinium which was 1mmol/mL in this study, could more effectively shorten T1 relaxation time, increase the signal intensity and at the same time maximize CNR and diagnostic value. This study firstly report the usefulness of 1mmol/mL contrast agent in patients allegedly suffering cardiac diseases and it is considered to increase diagnostic value.
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문제 정의
본 연구에 사용된 가도부트롤은 1mmol/mL 조영제로 기존의 MR 조영제에 비해 단위 부피당 약 2배의 가돌리늄을 함유하고 있어 T1 이완효과가 초당 5600mL/mmol 로 높고 혈액반감기가 1.5시간으로 길어 혈액 내 잔류 시간이 길다는 장점이 있으므로 저자들은 가돌리늄 함유량이 높은 1mmol/mL 조영제를 사용하여 T1 단축효과를 극대화시킴으로서 진단적 가치가 높은 영상을 얻고자 하였다.
이에 저자들은 심근생존능검사 시 가돌리늄 함유량이 높은 조영제(1mmol/mL)를 사용함으로써 CNR을 높이고, 이로 인한 진단적 가치를 극대화 시키는데 연구의 목적을 두었다.
제안 방법
SNR은 측정된 심실과 심근의 신호강도를 백그라운드 신호강도의 표준편차로 나누어 계산하였고(식 1), CNR은 측정된 두 신호강도의 차를 구한 다음, 백그라운드 신호 강도의 표준편차로 나누어 절대값으로 계산하였다(식 2).
이는 가돌리늄 (gadolinium) 성분의 조영제가 정상적인 심근세포 내로 침투하지 않는다는 특성과 심근의 간질 조직이 많아질수록 조영제의 분포용적(volume of distribution)이 증가한다는 특성을 이용하는 기법이다. 검사방법은 정상심근이 검게 나타나게 하는 역전회복펄스(inversion recovery pulse)를 이용하여 조영제 주입 후 일정시간이 경과한 다음 심장의 단층 영상을 얻는다. 즉, 조영제가 집적되지 않는 정상 심근은 MRI 신호가 소실되어 검게 나타나도록 하고, 괴사가 일어나거나 섬유질로 변화되어 생존능 (viability)이 없어진 비정상 심근은 조영제가 집적되어 신호가 높게 나타나도록 하는 것이다[8].
5T 초전도 자기공명영상장치 (Siemens Magnetom Avanto)와 32channel 심장 코일 (cardiac coil)을 사용하였다. 심장의 지연조영영상은 심 전도 동기화(electrocardiogram gating) 후 호흡에 의한 인 공물(motion artifact)을 줄이기 위해 호흡정지(breath hold) 기법을 이용하여 조영제 주입 후 정상심근의 무효화 시점(null point)에 맞춘 역전시간(inversion time)을 설정하여 심장 전체를 포함한 short axis 영상을 획득하였다. 조영제 주입은 총 주입량을 동일하게 하기 위해 0.
연구방법은 단위부피당 0.5mmol/mL의 함유량을 가진 기존의 조영제인 가도테레이트메글루민(gadoterate meglumine)을 사용하여 검사한 환자(284명)와 단위부피당 1mmol/mL의 함유량을 가진 새로운 조영제인 가도부 트롤(gadobutrol)을 사용하여 검사한 환자(120명)를 대상으로, 가돌리늄 함유량에 따른 대조도 차이를 알아보기 위하여 좌심실과 정상심근의 신호강도(signal intensity)를 각각 측정한 후 SNR과 CNR을 비교 평가하였다[3]. * 현재 대다수 의료기관에서 심근생존능검사 시 0.
심장의 지연조영영상은 심 전도 동기화(electrocardiogram gating) 후 호흡에 의한 인 공물(motion artifact)을 줄이기 위해 호흡정지(breath hold) 기법을 이용하여 조영제 주입 후 정상심근의 무효화 시점(null point)에 맞춘 역전시간(inversion time)을 설정하여 심장 전체를 포함한 short axis 영상을 획득하였다. 조영제 주입은 총 주입량을 동일하게 하기 위해 0.5mmol/mL 조영제의 경우 kg당 0.2cc를 주입하였으며, 1mmol/mL 조영제는 kg당 0.1cc를 주입하였다.
측정방법은 30mm2 의 ROI(region of interest)를 설정하여 좌심실이 가장 크게 보이는 영상에서 심실과 정상심 근의 신호강도를 각각 측정하였다[Fig. 1].
평가의 정확성을 위하여 좌심실과 정상심근의 관심영역 선정 시 주변조직과 차이를 크게 두는 부위를 선정하였고, 백그라운드 표준편차는 신호를 내지 않는 공기 부분에 관심영역을 설정하여 측정하였다.
대상 데이터
2011년 5월부터 2012년 9월 까지 심장자기공명검사를 시행한 환자 497명 중 심근의 지연조영영상기법을 이용하여 심근생존능을 검사한 환자 404명을 연구대상으로 하였다[Table 1].
연구대상자의 인구사회학적 특성은 Table 2와 같이 남성이 248명, 여성이 156명이었고, 기술통계(descriptive statistics, SPSS 버전 18)를 이용한 평균연령 및 표준편차는 57.55±14.06세(18세-86세)였다.
영상획득 장비로 1.5T 초전도 자기공명영상장치 (Siemens Magnetom Avanto)와 32channel 심장 코일 (cardiac coil)을 사용하였다. 심장의 지연조영영상은 심 전도 동기화(electrocardiogram gating) 후 호흡에 의한 인 공물(motion artifact)을 줄이기 위해 호흡정지(breath hold) 기법을 이용하여 조영제 주입 후 정상심근의 무효화 시점(null point)에 맞춘 역전시간(inversion time)을 설정하여 심장 전체를 포함한 short axis 영상을 획득하였다.
데이터처리
분석방법은 독립표본 T검정(independent sample T-test, SPSS 버전 18)을 이용하여 가돌리늄 함유량에 따른 SNR과 CNR을 비교하였으며, p값이 .05보다 작은 경우 유의한 차이가 있는 것으로 판단하였다.
이론/모형
영상획득기법은 심근생존능을 검사 시 주로 사용하는 반전회복 항정상태고속영상기법(IR-ture FISP)을 사용하였고, 사용된 영상변수는 반복시간(TR) 800ms, 에코시간 (TE) 3.42ms, 숙임각(flip angle) 25°, FOV(field of view) 150mm×100mm, 화소배열수(matrix) 256×192, 절편두께 (slice thickness) 8mm, 절편수(slices) 10, 획득창(acquisition window) 800ms, 획득부분(acquisition segment) 35, NEX(number of excitation) 1로 하였으며, 절편 당 검사시간(scan time)은 9.7초였다.
가돌리늄의 함유량에 따른 독립표본 T검정 결과, 심근의 SNR은 평균차 -1.61, 차이의 표준오차 0.66, T값이 -2.449로 나타나 단위 부피당 가돌리늄 함유량이 많은 1mmol/mL 조영제가 0.5mmol/mL 조영제에 비해 유의하게 높았고(p<.05), 심실의 SNR도 평균차 -22.26, 차이의 표준오차 4.86, T값이 -4.580으로 1mmol/mL 조영제가 매우 유의하게 높았다(p<.01).
연구 결과, 가돌리늄 함유량에 SNR은 심근의 경우 6.42±6.05 에서 8.04±6.06으로 1mmol/mL 조영제 사용 시 25.13% 높았으며, 심실의 경우 72.41±45.89에서 94.67±41.50으로 30.74% 높았다.
후속연구
Gabriele 등[14]은 가도펜테이트(gadopentate)가 가도 베네이트디메글루민(gadobenate dimeglumine)보다 손상된 심근과 좌심실의 CNR 차이를 크게 한다고 하였고, Gabriele 등[14]은 T1 이완효과가 좋은 가도베네이트디 메글루민이 가도펜테이트 보다 좋은 대조도 영상을 구현한다고 하였으며, Kim 등[4]은 망간제제 조영제를 사용함으로써 조직 간의 대조도를 크게 할 수 있다고 하였다. 그러나 이 연구들은 0.5mmol/mL 조영제에 표지화합물만 바꾼 것으로 가돌리늄 함유량의 비교가 아닌 표지화합물의 특성을 비교한 연구라는 한계점이 있다.
본 연구는 심장질환이 의심되는 환자를 대상으로 하였다는 제한점이 있으나, 1mmol/mL 조영제에 대한 국내외적인 연구가 없고, 최초로 유용성을 증명함으로써 영상의 진단적 가치를 높일 수 있는 방안을 제시하였다는 데에 커다란 의의가 둘 수 있다. 향후 다양한 질환의 환자에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
심장자기공명검사의 특징은 어떠한가?
심장자기공명검사는 심장영상을 얻는데 있어서 비침습적일 뿐만 아니라, 해상도가 높고 3차원적 입체성이 뛰어나며 심근과 심실의 두께, 부피, 박출량 등, 심장 수축 기와 이완기의 여러 가지 정보를 정량화할 수 있어 허혈성 심장 질환에 있어 매우 중요한 평가도구로 이용되고 있다[4]. 또한 연부조직의 대조도가 높아 심장의 정상조직과 경색부위를 구분해 낼 수 있으며, 조영제를 사용함으로써 심근생존능(myocardial viability)의 평가를 더욱 용이하게 할 수 있다[5].
심장 기능을 검사하는 방법에는 무엇이 있는가?
심장 기능을 검사하는 방법에는 방사선을 이용한 전산 화단층촬영과 X선 촬영, 그리고 방사선을 이용하지 않는 심장초음파검사와 심장자기공명검사(cardiac magnetic resonance imaging)가 있다[2]. X선 촬영은 심장의 크기에 국한되며, 심장초음파검사는 해상도 낮아 대부분 해상도가 높고 검사시간이 짧은 다중채널 전산화단층촬영 (multi-detector computed tomography)을 이용하여 검사하고 있다.
가돌리늄 함유량에 따른 대조도 차이를 알아보기 위하여 좌심실과 정상심근의 신호강도를 각각 측정한 후 신호대잡음비(SNR)와 CNR을 비교 평가한 결과는 어떠한가?
5mmol/mL의 함유량을 가진 기존의 조영제(gadoterate meglumine)를 사용한 284명과 1mmol/mL의 함유량을 가진 새로운 조영제(gadobutrol)를 사용한 120명 등 총 404명의 환자를 연구대상으로, 가돌리늄 함유량에 따른 대조도 차이를 알아보기 위하여 좌심실과 정상심근의 신호강도를 각각 측정한 후 신호대잡음비(SNR)와 CNR을 비교 평가하였다. 연구 결과, 가돌리늄 함유량이 1mmol/mL 조영제 사용 시 SNR은 심근이 25.13%, 심실이 30.74% 높았고, CNR 또한 SNR과 같이 31.29% 높았으며, 통계적으로도 매우 유의하였다. 결론적으로 가돌리늄 함유량이 높은 1mmol/mL 조영제의 사용으로 높은 T1 단축효과를 나타내어 신호강도가 커지고, 이로 인해 대조도 차이가 큰 영상을 얻어 진단적 가치가 높았다. 본 연구는 심장질환이 의심되는 환자에 대한 1mmol/mL 조영제의 유용성을 최초로 증명하여 진단적 가치를 높일 수 있다는 데에 학문적 의의가 있다.
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