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[국내논문] 임상용 MR에서 pH 측정을 위한 동물 실험용 $^1H-^{31}P$ RF 코일 개발
Development of $^1H-^{31}P$ Animal RF Coil for pH Measurement Using a Clinical MR Scanner 원문보기

대한자기공명의과학회지 = Journal of the Korean society of magnetic resonance in medicine, v.18 no.1, 2014년, pp.52 - 58  

김은주 (연세대학교 의과대학 영상의학과 연세-생공연 메디컬융합연구소) ,  김대홍 (국립암센터 분자영상치료연구과) ,  이상우 (지이헬스케어코리아(주)) ,  허단 (연세대학교 의과대학 영상의학과) ,  이영한 (연세대학교 의과대학 영상의학과 연세-생공연 메디컬융합연구소) ,  서진석 (연세대학교 의과대학 영상의학과 연세-생공연 메디컬융합연구소)

초록
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목적: 임상용 MRI에서 마우스 종양의 pH 측정을 위한 $^1H-^{31}P$ RF 코일 시스템을 개발하고 팬텀을 이용하여 pH 값의 정확도를 시험하고자 한다. 대상과 방법: 마우스 종양 연구를 위한 표면형 $^1H$ 및 $^{31}P$ radio frequency (RF) 코일을 개발하였다. 두 코일을 서로 수직이 되도록 설치하여 두 코일간의 상호인덕턴스를 0으로 하였다. 다양한 pH 값을 가진 팬텀으로부터 $^{31}P$ MR 스펙트럼을 얻어 Henderson-Hasselbalch equation을 이용하여 pH를 구하였다. $^{31}P$ 스펙트럼으로부터 얻은 pH값은 pH meter를 사용하여 직접 구한 pH값과 비교한다. 결과: $^1H-^{31}P$ RF 코일 상호간 coil coupling (S12)은 각각 -73.0, -62.3 dB로 충분히 분리 되었다. 균일한 팬텀으로부터 얻은 $^1H$ 영상의 signal-to-noise ratio (SNR)는 약 300 이상이며, in vivo 고해상도 마우스 영상을 얻을 수 있었다. $^1H$ 신호가 분리된 $^{31}P$ MR 스펙트럼으로부터 얻은 pH값은 pH meter로 직접 측정하여 얻은 값과 약 97% 상관관계를 가졌다. 결론: 본 연구에서 개발한 임상 MRI 장비용 $^1H-^{31}P$ RF 코일 시스템으로부터 정확한 pH를 구할 수 있었다. 본 코일 시스템은 31P 이외의 다른 핵 MRS 혹은 MRI에 적용 가능할 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Purpose : To establish a pH measurement system for a mouse tumor study using a clinical scanner, to develop the $^1H$ and 31P radio frequency (RF) coil system and to test pH accuracy with phantoms. Materials and Methods: The $^1H$ and the $^{31}P$ surface coils were ...

Keyword

#pH   # $^1H-^{31}P$ MR coil   #mouse   #clinical MR  

AI 본문요약
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제안 방법

  • In this study, we sought to confirm properties of the 1H- 31P coil system by measuring and comparing pH values using a 31P MRS and a pH meter.
  • The single voxel phosphorus spectrum was acquired using an Fid CSI (chemical Shift imaging) MNS (MultiNuclear Spectroscopy) pulse sequence (TR = 1500 ㎳, number of points 2048, total number of scans 128 or 256 (in vivo)). The spectrum analysis was performed with SAGE 7 (Spectroscopy Analysis, GE Healthcare) on an MR750 system.
  • To test the 31P MR coil, we compared pH values calculated from the 31P MR spectrum and those directly measured by pH meter. The pH values measured using these two methods had a good correlation (about 97%) (Fig.
  • In this study, we developed an animal study system using a clinical scanner and measured pH using this system. If another nuclear surface coil could be used instead of the 31P coil, other metabolic information could be acquired.

이론/모형

  • P RF coil loops were formed from copper wire, functioning as a transmit-andreceive coil. Impedance matching to 50 ohm was achieved using the balanced capacitive matching method (17).
  • The pH values were calculated using the Henderson Hasselbalch equation (Eq. [1]).
  • Additionally, the protondecoupled magnetic resonance spectroscopy (MRS) of 31P posed an issue for acquiring the appropriate 31P spectrum. We were able to solve this problem by using a geometric decoupling method. S.
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참고문헌 (21)

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  21. Grover FW, Inductance Calculations. New York: Dover, 1964:193-208 

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