복부 MRI검사에서 m-DIXON기법의 유용성 평가: e-THRIVE기법과 비교 분석 Evaluation of Usefulness of an m-DIXON Technique during an Abdomen MRI Examination : A Comparison with an e-THRIVE Technique원문보기
이 연구의 목적은 복부 MRI검사에 유용한 m-DIXON기법이 기존 e-THRIVE기법에 비해 임상적으로 유용한 검사인지 알아보기 위해 2013년 9월부터 2014년 2월까지 간 질환을 주소로 복부 MRI검사를 시행한 84명을 대상으로 분석하였다. 연구결과에서 SNR은 m-DIXON기법 $90.42{\pm}16.90$, e-THRIVE $60.42{\pm}11.54$로 나타났으며, CNR은 m-DIXON기법 $52.38{\pm}22.58$, e-THRIVE기법 $46.31{\pm}20.25$로 나타났다. 정성적 평가는 m-DIXON기법에서 영상의 질 $4.06{\pm}0.34$, 인공물 $3.64{\pm}0.22$, 지방소거 $4.16{\pm}0.15$로 나타났으며, e-THRIVE기법에서 영상의 질 $3.14{\pm}0.35$, 인공물 $3.06{\pm}0.38$, 지방소거 $3.14{\pm}0.30$으로 나타났다. 결론적으로 복부 MRI검사에서 m-DIXON기법은 e-THRIVE 기법에 비해 정량적 평가 및 정성적 평가에서 우수한 것으로 나타나, 향후 복부질환의 진단에 유용하게 활용할 것을 제안한다.
이 연구의 목적은 복부 MRI검사에 유용한 m-DIXON기법이 기존 e-THRIVE기법에 비해 임상적으로 유용한 검사인지 알아보기 위해 2013년 9월부터 2014년 2월까지 간 질환을 주소로 복부 MRI검사를 시행한 84명을 대상으로 분석하였다. 연구결과에서 SNR은 m-DIXON기법 $90.42{\pm}16.90$, e-THRIVE $60.42{\pm}11.54$로 나타났으며, CNR은 m-DIXON기법 $52.38{\pm}22.58$, e-THRIVE기법 $46.31{\pm}20.25$로 나타났다. 정성적 평가는 m-DIXON기법에서 영상의 질 $4.06{\pm}0.34$, 인공물 $3.64{\pm}0.22$, 지방소거 $4.16{\pm}0.15$로 나타났으며, e-THRIVE기법에서 영상의 질 $3.14{\pm}0.35$, 인공물 $3.06{\pm}0.38$, 지방소거 $3.14{\pm}0.30$으로 나타났다. 결론적으로 복부 MRI검사에서 m-DIXON기법은 e-THRIVE 기법에 비해 정량적 평가 및 정성적 평가에서 우수한 것으로 나타나, 향후 복부질환의 진단에 유용하게 활용할 것을 제안한다.
This research is conducted to identify whether an m-DIXON technique which is useful for an abdomen MRI examination compared with an existing e-THRIVE technique is a clinically useful or not. There was evaluated quantitative and qualitative to 84 subjects who had abdomen MRI exam due to their liver d...
This research is conducted to identify whether an m-DIXON technique which is useful for an abdomen MRI examination compared with an existing e-THRIVE technique is a clinically useful or not. There was evaluated quantitative and qualitative to 84 subjects who had abdomen MRI exam due to their liver disease were conducted during a period from September in 2013 to February in 2014. First of all the quantitative evaluation, the m-DIXON technique's SNR was $90.42{\pm}16.90$ and the e-THRIVE technique was $60.42{\pm}11.54$ and the m-DIXON technique's CNR was $52.38{\pm}22.58$ and the e-THRIVE technique was $46.31{\pm}20.25$. Secondly in the qualitative evaluation, the m-DIXON technique's image quality was $4.06{\pm}0.34$, a artifact was $3.64{\pm}0.22$, and fat suppression was $4.16{\pm}0.15$, the e-THRIVE technique's image quality was $3.14{\pm}0.35$, a artifact was $3.06{\pm}0.38$, fat suppression was $3.14{\pm}0.30$. In conclusion, m-DIXON technique for abdomen MRI examination showed superiority over both SNR as a quantitative anaylsis, CNR and a qualitative analysis.
This research is conducted to identify whether an m-DIXON technique which is useful for an abdomen MRI examination compared with an existing e-THRIVE technique is a clinically useful or not. There was evaluated quantitative and qualitative to 84 subjects who had abdomen MRI exam due to their liver disease were conducted during a period from September in 2013 to February in 2014. First of all the quantitative evaluation, the m-DIXON technique's SNR was $90.42{\pm}16.90$ and the e-THRIVE technique was $60.42{\pm}11.54$ and the m-DIXON technique's CNR was $52.38{\pm}22.58$ and the e-THRIVE technique was $46.31{\pm}20.25$. Secondly in the qualitative evaluation, the m-DIXON technique's image quality was $4.06{\pm}0.34$, a artifact was $3.64{\pm}0.22$, and fat suppression was $4.16{\pm}0.15$, the e-THRIVE technique's image quality was $3.14{\pm}0.35$, a artifact was $3.06{\pm}0.38$, fat suppression was $3.14{\pm}0.30$. In conclusion, m-DIXON technique for abdomen MRI examination showed superiority over both SNR as a quantitative anaylsis, CNR and a qualitative analysis.
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문제 정의
이러한 측면에서 최근 P사에서 개발한 복부 m-DIXON(modified Dixon)기법은 한 번의 숨참기(breath hold) 검사로 물(water)과 지방(fat) 신호를 분리하여 영상을 획득하고, 이를 다시 재구성하여 동 위상(in-phase), 탈 위상(out-phase)의 영상을 만들어 4개 영상을 한꺼번에 얻을 수 있으며, 또한 짧은 에코시간(echo time)을 이용하여 공간 해상도를 높이고 지방 소거 영상의 전체 균일성을 향상시켜 복부 자기공명영상에 매우 유용한 검사 기법으로 소개하고 있다[8,9]. 이에 이 연구에서는 복부 자기공명영상 검사에서 m-DIXON기법이 기존 e-THRIVE(enhanced T1 High Resolution Isotropic Volume Examination)기법에 비해 임상적으로 유용한 검사기법인지를 평가하는데 그 목적이 있다.
가설 설정
[Fig. 3] In comparison between (a)SNR and (b)CNR, m-DIXON technique had superiority over e-THRIVE technique.
제안 방법
정량적 분석에서 SNR과 CNR을 측정하여 비교 평가하는 것은 간의 정상조직과 병변의 신호 강도를 위상부호화(phase encoding)방향에서 배후영역 (background) 신호강도를 제거한 값이 높을수록 좋은 영상이라고 Stark 등이 그 유용성을 증명하였다[10,19]. 그리고 m-DIXON기법과 e-THRIVE기법 두 영상의 좋고 나쁨을 수치화 할 수 없는 전체적인 영상의 질, 인공물 발생 정도, 지방소거 정도에 대해서는 5명의 MRI 전문가들이 정성적 평가를 통하여 분석하였다.
m-DIXON기법은 1984년 WT Dixon이 발표한 단순양 성자분광영상(Simple proton spectroscopic imaging) 이론을 바탕으로 변형된 DIXON기법을 개발하였으며, 짧은 에코시간을 사용하여 빠른 영상 획득 시간과 향상된 SNR을 얻게 되었다[16,17]. 또한 2개의 에코시간을 한 번에 획득하여 물과 지방 신호를 분리시켜 물영상과 지방 영상으로 생성하고, 이를 다시 재구성하여 동 위상 (in-phase), 탈 위상(out-phase)의 영상을 만들어 한 번의 숨참기 검사로 4개 영상을 한꺼번에 얻을 수 있게 되었다[Fig. 2]. 조영증강 후의 영상에서도 기존 Linear 방식의 K-space strategy를 적용한 e-THRIVE기법에 비해 2개의 짧은 에코시간을 적용한 2-point m-DIXON기법이 지방소거(fat suppression) 영상의 전체 균일성을 향상시켜 높은 대조도의 조영영상을 나타내는 것으로 보고되었다[18].
획득 된 영상은 정량적 평가와 정성적 평가를 시행 하였다. 먼저 정량적 평가는 간 병변과 간 실질에 대한 관심영역(region of interest: ROI)을 설정하여 데이터 값을 구하였으며, 배경잡음(background noise)은 신호를 내지 않는 주변 공기 부분에 관심영역 4곳을 설정하여 평균값으로 측정하였다. 신호대잡음비(Signal to noise ratio; SNR)는 간 실질의 신호강도를 배경잡음 신호강도의 표준편차로 나누어 계산하였고, 대조도대잡음비(Contrast to noise ratio; CNR)는 조영증강 된 병변과 간 실질의 신호강도 차를 구한 다음, 배경잡음 신호강도의 표준편차로 나누어 계산하였다[Fig.
먼저 정량적 평가는 간 병변과 간 실질에 대한 관심영역(region of interest: ROI)을 설정하여 데이터 값을 구하였으며, 배경잡음(background noise)은 신호를 내지 않는 주변 공기 부분에 관심영역 4곳을 설정하여 평균값으로 측정하였다. 신호대잡음비(Signal to noise ratio; SNR)는 간 실질의 신호강도를 배경잡음 신호강도의 표준편차로 나누어 계산하였고, 대조도대잡음비(Contrast to noise ratio; CNR)는 조영증강 된 병변과 간 실질의 신호강도 차를 구한 다음, 배경잡음 신호강도의 표준편차로 나누어 계산하였다[Fig. 1]. SNR과 CNR은 간의 정상 조직과 병변의 신호강도를 위상부호화(phase encoding) 방향에서 배후영역(background) 신호강도를 제거한 값 으로 높을수록 좋은 영상이다[10].
이 연구에서는 m-DIXON기법의 우수성을 보고한 기존 이론들을 증명하는 평가방법으로 정량적, 정성적 분석을 시행하였다. 정량적 분석에서 SNR과 CNR을 측정하여 비교 평가하는 것은 간의 정상조직과 병변의 신호 강도를 위상부호화(phase encoding)방향에서 배후영역 (background) 신호강도를 제거한 값이 높을수록 좋은 영상이라고 Stark 등이 그 유용성을 증명하였다[10,19].
정량적 평가는 간 병변이 나타난 47명을 대상으로 간 실질의 SNR과 간 실질과 병변의 조영증강 후 CNR을 측정하였다. 간 실질의 SNR은 m-DIXON 영상에서 90.
정성적 평가는 5명의 관찰자가 m-DIXON 영상과 e-THRIVE 영상에 대하여 영상의 질, 인공물 발생, 지방 소거 정도에 대하여 각각의 시각적 평가를 시행하였다. m-DIXON 영상에서의 평균 점수는 영상의 질 4.
정성적 평가는 전문의 1명, 전공의 1명, MRI전문방사선사 3명의 전문 관찰자를 선정하여 전체적인 영상의 질, 인공물 발생 정도, 지방소거 정도에 대해 5점 척도로 blind test를 시행하였다.
획득 된 영상은 정량적 평가와 정성적 평가를 시행 하였다. 먼저 정량적 평가는 간 병변과 간 실질에 대한 관심영역(region of interest: ROI)을 설정하여 데이터 값을 구하였으며, 배경잡음(background noise)은 신호를 내지 않는 주변 공기 부분에 관심영역 4곳을 설정하여 평균값으로 측정하였다.
대상 데이터
이 연구는 2013년 9월부터 2014년 2월까지 간 질환을 주소로 대전광역시 일개 대학병원에 내원하여 복부 MRI 검사를 시행한 환자 중 이 연구의 목적을 이해하고 연구 참여를 동의한 환자 84명을 대상으로 하였다.
이 연구에 사용된 기기는 Ingenia 3.0T MRI장비 (Philips Medical System, Netherlands)와 32Channel Torso Coil을 사용하였으며, 영상을 획득하기 위해 m-DIXON sequence는 Breath hold mode, Scan time: 13.6sec, TR/TE: 3.6/1.23msec, Matrix: 232×183, FOV: 350×280×200mm, Voxel size: 2mm(FH), Slices: 100으로 하였으며, e-THRIVE sequence는 Breath hold mode, Scan tine: 14.2sec, TR/TE: 3.1/1.49msec, Matrix: 232×201, FOV: 350×300×200mm, Voxel size: 2mm(FH), Slices: 100으로 하였다.
데이터처리
분석방법은 SPSS version 18.0을 이용하여 m-DICSON 기법과 e-THRIVE기법의 SNR과 CNR을 Paired T-test 로 비교하였으며, p값이 0.05보다 작은 경우 유의한 차이가 있는 것으로 판단하였다.
성능/효과
m-DIXON 영상에서의 평균 점수는 영상의 질 4.06±0.34, 인공물 3.64±0.22, 지방소거 4.16±0.15로 나타났으며, e-THRIVE 영상에서의 평균 점수는 영상의 질 3.14±0.35, 인공물 3.06±0.38, 지방소거 3.14±0.30으로 나타나 m-DIXON 영상에서 세 가지 모두의 점수가 높게 나타났다.
간 실질의 SNR은 m-DIXON 영상에서 90.42±16.90, e-THRIVE 영상에서 60.42±11.54로 나타나 m-DIXON 영상이 e-THRIVE 영상보다 SNR이 높게 나 타났으며 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p0.05)[Table 2]
정량적 평가에서 SNR은 m-DIXON 영상에서 90.42±16.90, e-THRIVE 영상에서 60.42±11.54로 나타났으며, CNR은 m-DIXON 영상에서 52.38±22.58, e-THRIVE 영상에서 46.31±20.25로 나타나 m-DIXON 영상이 e-THRIVE 영상보다 SNR과 CNR이 모두 높게 나타났다.
후속연구
결론적으로 복부 MRI검사에서 m-DIXON기법은 기존 복부 MRI검사에 주로 사용하던 e-THRIVE 기법에 비해 정량적 분석인 SNR과 CNR 및 정성적 분석에서 모두 우수한 것으로 나타나 복부 질환의 진단에 유용하게 활용할 것을 제안한다.
3]. 따라서 이 연구에서는 m-DIXON기법을 이용한 영상이 e-THRIVE 기법을 이용한 영상에 비해 정량적, 정성적 평가에서 모두 우수한 것으로 나타나 기존 이론들을 증명하는 자료로 활용될 수 있다. 하지만 복부 MRI검사의 특성상 환자의 호흡 협조가 매우 중요하므로 어떤 검사기법을 사용하느냐 결정하기 전에 환자의 전신 상태 확인과 검사에 대한 충분한 설명 및 검사 과정에서 환자와의 교감 등이 충분히 고려되어야 한다[20].
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
간암의 발견 시기가 중요한 이유는?
5명으로 가장 높게 나타났으며, 암 사망자 중 4, 50대 사망률 1위는 간암으로 조사되었다[1]. 간암의 경우 발견 시기에 따라 평균 생존율이 현저한 차이를 보이기 때문에 암의 조기 발견이 매우 중요하며[2], 최근 간병변의 진단에 있어 방사선 피폭에 영향이 큰 복부 전산화단 층영상(Computed Tomography; CT)에 비해 인체에 무해하고 위험성과 불쾌감을 주는 요오드성 조영제를 사용하지 않고도 안전하게 질 높은 복부질환 영상을 잘 구현 할 수 있는 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging; MRI)이 국내외적으로 각광받고 있다[3,4,5].
자기공명영상이 각광받는 이유는?
5명으로 가장 높게 나타났으며, 암 사망자 중 4, 50대 사망률 1위는 간암으로 조사되었다[1]. 간암의 경우 발견 시기에 따라 평균 생존율이 현저한 차이를 보이기 때문에 암의 조기 발견이 매우 중요하며[2], 최근 간병변의 진단에 있어 방사선 피폭에 영향이 큰 복부 전산화단 층영상(Computed Tomography; CT)에 비해 인체에 무해하고 위험성과 불쾌감을 주는 요오드성 조영제를 사용하지 않고도 안전하게 질 높은 복부질환 영상을 잘 구현 할 수 있는 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging; MRI)이 국내외적으로 각광받고 있다[3,4,5].
자기공명영상의 한계점은?
그러나 복부 MRI검사는 호흡과 심장운동에 의한 흔들림으로 영상의 질과 해부학적 명확성을 감소시켜 복부 병변을 찾는데 어려움을 유발하며, 심한 경우 증례에 따라 치명적 오류의 영상정보를 제공할 수 있다[6,7]. 따라서 최근에는 움직임에 의한 인공잡음(motion artifact)을 줄이기 위해 고자장 MRI장치를 이용한 다양한 최신 검사기법을 개발하여 보다 질 높은 영상정보를 획득하기 위해 노력하고 있다.
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