[국내논문]자기공명영상검사 시 26cm 이하 영상영역의 Multi-Transmit 기법의 유용성 A Effectiveness of Multi-Transmit Parallel Technique on Magnetic Resonance Imaging of FOV Less Than 26cm원문보기
본 연구는 유전체 효과를 줄이기 위해 26cm 영상영역 이상에서 사용하고 있는 Multi-transmit 기법을 26cm 이하에 적용하여 유용성을 알아보고자 하였다. 연구방법은 ACR팬텀에 26cm 이하의 영상영역을 설정한 후, Multi-transmit 기법 적용 전 후 T1, T2강조영상의 균일도와 신호 대 잡음비, 영상획득시간을 비교하였다. 연구결과, 영상의 균일도와 SNR은 적용 후 유의한 차이가 없었으며, 영상획득시간은 적용 전에 비해, T1강조영상에서 46.8%, T2강조영상에서 18.9% 감소하였다. 결론적으로 Multi-transmit 기법을 26cm 이하의 얇은 부위에 적용하면, 영상의 질은 유지하면서 영상획득시간을 획기적으로 줄일 수 있어 임상적용에 유용하리라 사료된다.
본 연구는 유전체 효과를 줄이기 위해 26cm 영상영역 이상에서 사용하고 있는 Multi-transmit 기법을 26cm 이하에 적용하여 유용성을 알아보고자 하였다. 연구방법은 ACR 팬텀에 26cm 이하의 영상영역을 설정한 후, Multi-transmit 기법 적용 전 후 T1, T2강조영상의 균일도와 신호 대 잡음비, 영상획득시간을 비교하였다. 연구결과, 영상의 균일도와 SNR은 적용 후 유의한 차이가 없었으며, 영상획득시간은 적용 전에 비해, T1강조영상에서 46.8%, T2강조영상에서 18.9% 감소하였다. 결론적으로 Multi-transmit 기법을 26cm 이하의 얇은 부위에 적용하면, 영상의 질은 유지하면서 영상획득시간을 획기적으로 줄일 수 있어 임상적용에 유용하리라 사료된다.
The purpose of this study was to prospectively estimate the effectiveness of multi-transmit parallel technique in reduced FOV(Field of View) less than 26 cm. Homogeneity, SNR(signal to noise ratio) and acquisition time were measured and compared by setting FOV less than 26cm on the T1 and T2 weighte...
The purpose of this study was to prospectively estimate the effectiveness of multi-transmit parallel technique in reduced FOV(Field of View) less than 26 cm. Homogeneity, SNR(signal to noise ratio) and acquisition time were measured and compared by setting FOV less than 26cm on the T1 and T2 weighted images using ACR phantom. The multi-transmit parallel technique resulted in significantly faster image acquisition by 46.8 % in T1 weighted images and 18.9% in T2 weighted images. The homogeneity and SNR values had no significant difference between pre and post application of the multi-transmit parallel technique. In conclusion, this study demonstrates the feasibility of multi-transmit parallel technique in FOV less than 26cm with a rapid acquisition and maintained image quality.
The purpose of this study was to prospectively estimate the effectiveness of multi-transmit parallel technique in reduced FOV(Field of View) less than 26 cm. Homogeneity, SNR(signal to noise ratio) and acquisition time were measured and compared by setting FOV less than 26cm on the T1 and T2 weighted images using ACR phantom. The multi-transmit parallel technique resulted in significantly faster image acquisition by 46.8 % in T1 weighted images and 18.9% in T2 weighted images. The homogeneity and SNR values had no significant difference between pre and post application of the multi-transmit parallel technique. In conclusion, this study demonstrates the feasibility of multi-transmit parallel technique in FOV less than 26cm with a rapid acquisition and maintained image quality.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
이에 저자들은 영상 획득시간 단축에 유용성이 입증된 Multi-transmit 기법을 26cm 이하의 얇은 부위에 적용하고자 하였다. 이를 위해 ACR 팬텀을 이용하여 RF 파장 길이인 26cm 이하의 얇은 부위에서 Multi-transmit 기법 적용 전･후 영상의 균일도 변화를 알아보고, 영상 획득시간을 비교하여 적용의 유용성에 관한 기초자료를 제공하고자 하였다.
이에 저자들은 영상 획득시간 단축에 유용성이 입증된 Multi-transmit 기법을 26cm 이하의 얇은 부위에 적용하고자 하였다. 이를 위해 ACR 팬텀을 이용하여 RF 파장 길이인 26cm 이하의 얇은 부위에서 Multi-transmit 기법 적용 전･후 영상의 균일도 변화를 알아보고, 영상 획득시간을 비교하여 적용의 유용성에 관한 기초자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
영상은 평가프로그램인 Image J(Ver. 1.47v, NIH, USA)를 이용하여 MRI 장비의 정도관리 항목(공간분해능, 슬라이스 두께 정확도, 슬라이스 위치 정확도, 고스트 신호백분율, 저대조도 식별분해능, 균질도)와 SNR, 그리고 검사시간을 측정하여 비교 평가하였다.
연구방법은 Multi-transmit 기법 적용 전, 후 ACR 팬텀영상을 획득하여 비교 평가하였다. ACR 팬텀(J10470, J.
영상의 매개변수는 T1 강조영상의 경우 TR은 450~750ms 범위에서 minimum, TE 20ms, FOV 250×250 mm, slice thickness 5mm, slice gap 5mm, FA 70, matrix 256×256, NEX 1을 사용하였으며, T2 강조영상의 경우 TR은 3000~6000ms 범위에서 minimum, TE 80ms, slice thickness 5mm, gap 2mm, FOV 250×250mm, FA 120, matrix 256×256, NEX 1을 사용하였다. ACR 팬텀의 관상면 영상(axial image)은 Multi-transmit 기법 적용 전․후 각각 30번 획득하였다.
8cm, 길이 19cm의 원통형 구조로 MRI 장비의 정도관리에 사용되는 표준 팬텀이다. 영상획득 장비는 Philips Achieva 3.0T(Netherland), 6 channel SENSE cardiac coil을 이용하였으며, 정도관리에 이용되는 표준 T1, T2 강조영상의 매개변수에 multi-transmit 기법의 적용 전․후 차이를 알아보기 위해 TR을 최소(minimum)로 하여 영상을 획득하였다.
데이터처리
을 이용하여 팬텀 내 중심에 관심영역(region of interest; ROI)을 설정하여 신호강도를 측정하였다. 이후 팬텀 외부 4곳의 백그라운드 신호강도의 표준편차를 평균하여 관심영역의 신호강도를 평균한 백그라운드 신호강도의 표준편차로 나누어 산출하였다(식 1).
통계적 분석 방법은 Multi-transmit 기법 적용 전·후의 결과를 MRI 장비 정도관리 합격기준과 비교한 후, 대응표본 T 검정을 이용하여 유의한 차이가 있는지 평가하였다.
이론/모형
SNR은 미국의학물리학자협회(American Association of Physicists in Medicine; AAPM)의 권고법18)을 이용하여 팬텀 내 중심에 관심영역(region of interest; ROI)을 설정하여 신호강도를 측정하였다. 이후 팬텀 외부 4곳의 백그라운드 신호강도의 표준편차를 평균하여 관심영역의 신호강도를 평균한 백그라운드 신호강도의 표준편차로 나누어 산출하였다(식 1).
성능/효과
Multi-transmit 기법 적용에 따른 변화를 팬텀을 이용하여 정량적으로 평가한 첫 연구라는 점과 얇은 부위에서 영상의 질 변화 없이 영상획득시간의 감소를 증명하였다는 데에 연구의 의의를 둘 수 있다.
결론적으로 영상의 균질도 향상에 국한하고 있는 Multi-transmit 기법을 26cm 이하의 얇은 부위에 적용하면, 영상의 질을 유지하면서 영상획득시간을 획기적으로 줄일 수 있어, 임상 적용에 유용하리라 사료된다.
본 연구는 Multi-transmit 기법 적용 후, T1, T2강조영상의 균일도와 SNR은 차이가 없었으며, 영상획득시간은 T1영상에서 46.8%, T2영상에서 18.9% 감소하여 선행 연구들과 차이가 있음을 알 수 있다.
연구결과 ACR 팬텀을 이용한 T1, T2 강조영상에서 기하학적 정확도, 공간분해능, 슬라이스 두께 정확도, 슬라이스 위치 정확도, 신호강도 균일성, 고스트 신호 백분율, 대조도 분해능 등 정도관리 항목과 SNR 모두 통계적으로 유의하지 않았다. 그러나 검사시간은 위 결과와는 대조적으로 T1영상에선 46.
후속연구
본 연구는 인체를 대상으로 하지 않았다는 점과 Multi-transmit 기법의 장점 중 하나인 SAR의 감소를 측정하지 않았다는 제한점이 있다. 따라서 향후 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다. 그럼에도 불구하고 선행연구에 비해 영상획득시간의 감소는 비슷하지만, 영상의 질과 SNR 변화없이 검사 소요시간을 감소시킬 수 있다는 점과, 선행연구들의 기법을 본 연구의 기법과 동시에 적용할 수 있다는 점에서 연구의 가치를 부여할 수 있다.
본 연구는 인체를 대상으로 하지 않았다는 점과 Multi-transmit 기법의 장점 중 하나인 SAR의 감소를 측정하지 않았다는 제한점이 있다. 따라서 향후 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고자장을 발생하는 자기공명영상의 문제점은 무엇인가?
5T 이상의 높은 자장을 발생하는 고자장 MRI는 현대 의학에서 진단과 분석을 위한 중요한 도구로 사용되고 있다2). 그러나 동일 조직에서 인체에 미치는 비흡수율(specific absorption rate; SAR)이 증가되고, 영상의 균일성에 커다란 영향을 미치는 유전체 효과(dielectric effect)가 발생하는 문제점을 가지고 있다3,4).
Dielectric effect를 줄이기 위한 방법은?
Dielectric effect를 줄이기 위한 방법으로는 부분적인 여기, 관심 부위의 RF shimming, 인체와 코일 사이에 상대적으로 높은 전도성을 가진 dielectric pad를 위치시키는 방법 등이 사용되어 왔다. 그러나 대부분 효과가 미미하여 최근에는 dual RF sour ce를 사용하는 Multi-tr ansmit 기법(multi-transmit parallel RF transmission technology) 이 유용한 해결 방안으로 주목받고 있다8,9,10).
Multi-transmit 기법의 특징은?
Multi-transmit 기법은 기하학적으로 두 개의 RF coil을 90° 간격으로 위치시켜 통합한 body coil을 사용하는 특징이 있다. 분리된 RF coil은 독립적으로 인체의 크기와 모양, 지방과 물의 상대적인 양에 따라 자동적으로 RF pulse의 파형이나 위상, 크기 등을 최적화하여 검사부위마다 다르게 작용하게 된다11).
참고문헌 (24)
Son. C. H. : 3.0 Tesla MR Clinical Application, Advanced Neuroimaging, Medical Postgraduates 33(2), 194, 94-100, 2005
Kim. H. J. Son. H. W, Cho. Y. K, Yoo. H. S, : B1+ Homogenizaion over Whole Field of View in High Field MRI, The journal of Korea Electromagnetic Engineering Society, 23(1), 96-100, 2012
Brink WM1, van der Jagt AM, Versluis MJ, Verbist BM, Webb AG. : High permittivity dielectric pads improve high spatial resolution magnetic resonance imaging of the inner ear at 7 T, Invest Radiol. 49(5), 271-277, 2014
Mihara, H, Iriguchi, N. Ueno, S : Imaging of the dielectric resonance effect in high field magnetic resonance imaging, Journal of Applied Physics, 97(10), 10R 305-310R 305-303, 2005
Terry Duggan-Jahns. : The Evolution of Magnetic Resonance Imaging, 3T MRI in Clinical Applications, Erad imaging, 2008
Katscher, U. Lisinski J, Brnert P. : RF encoding using a multi-element parallel transmit system, Magn Reson Med. 63(6), 1463-1470, 2010
Van den Bergen B1, Stolk CC, Berg JB, Lagendijk JJ, Van den Berg CA. : Ultra fast electromagnetic field computations for RF multi-transmit techniques in high field MRI, Phys Med Biol. 54(5), 1253-64, 2009
G. M. Kukuk, J. Gieseke, M. Nelles ,R. KBnig, M. Andersson, E. Muschler ,P. MBrtz, J. Stout, M. Nijenhuis, F. TrBber, N. Morakkabati-Spitz, D. Thomas, C. K. Kuhl, H. H. Schild, : Clinical liver MRI at 3.0 Tesla using parallel RF transmission with patient-adaptive B1 shimming. Proc, Intl. Soc. Mag. Reson. Med., 2009
Nelles M, KBnig RS, Gieseke J, Guerand-van Battum MM, Kukuk GM, Schild HH, Willinek WA. : Dual-Source Parallel RF Transmission for Clinical MR Imaging of the Spine at 3.0 T, Intraindividual Comparison with Conventional Single-Source Transmission, Radiology 257(3), 743-753, 2010
W. Wei, G. Jia, D. C. Flanigan, C. C. Kaeding, S. Sammet, P. A. Wassenaar, and M. V. Knopp. : Simultaneous MRI acquisition of Both Knee Joints with Multitransmit Technology at 3T, Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 2011
Jia H, Wang C, Wang G, Qu L, Chen W, Chan Q, Zhao B. : Impact of 3.0 T Cardiac MR Imaging Using Dual-Source Parallel Radiofrequency Transmission with Patient-Adaptive B1 Shimming, PLoS ONE, 8(6), 2013
Yoo KH, : Common Hip Diseases and Their Imaging Studies, J Korean Orthop US Soc 1(1), 40-49, 2008
Panych LP, Chiou JG, Qin L, Kimbrell VL, Bussolari L, Mulkern RV, : On replacing the manual measurement of ACR phantom images performed by MRI technologists with an automated measurement approach, J Magn Reson Imaging. 2015
Escobedo EM, Hunter JC, Zink-Brody GC, WilsonAJ, Harrison SD, Fisher DJ. : Usefulness of turbo spin-echo MR imaging in the evaluation of meniscal tears: compar ison with a conventional spin-echo sequence, AJR Am J Roentgenol. 167(5), 1223-1227. 1996
Bauer JS, Banerjee S, Henning TD, Krug R, Majumdar S, Link TM. : Fast high-spatial-resolution MRI of the ankle with parallel imaging using GRAPPA at 3 T, AJR Am J Roentgenol. 189(1), 240-245, 2007
Golay X, Gillen J, van Zijl PC, Barker PB. : Scan time reduction in proton magnetic resonance spectroscopic imaging of the human brain, Magn Reson Med. 47(2), 384-387, 2002
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.