This study attempts to examine the clinical usefulness of High b-value DWI (diffusion weighted imaging) for brain tumors with an edema. Subjects were seven patients selected from 65 patients who received an MRI scan for suspected encephalopathy and confirmed diagnosis at our hospital from February t...
This study attempts to examine the clinical usefulness of High b-value DWI (diffusion weighted imaging) for brain tumors with an edema. Subjects were seven patients selected from 65 patients who received an MRI scan for suspected encephalopathy and confirmed diagnosis at our hospital from February to July 2015 (male: 7, average age : 66 years old). As test equipment, 3.0T MR System (ACHIEVA Release, Philips, Best, The Netherlands) and 8Channel SENSE Head Coill were used. DWI checks on the use of the variable TR 5460ms, TE 132ms, Slice Thickness 4mm, gap 1mm, Slice number 29 is, 3D T1WI is TR 8.4ms, TE 3.9ms, matrix size $240{\times}240$, Slice can set 180 piecesIt was. b value of 0, 1,000, 2,000 s/mm2 with DWI acquisition and 3D T1WI enhancement five minutes after the Slice Thickness 3mm, gap 0mm to reconstruct the upper face axis (MPR TRA CE) was. As for the experiment, in b-value 1,000 and 2,000 images, SNR and the lesion at the lesion site and CNR in the normal site opposite to the lesion are measured. WW(window width) and WL(window level) are made equal in MRICro software, and the volume of the lesion is measured from each of b-value and MPR TRA CE image. Using SPSS ver. 1.8.0.0 Mann Whitney-test was analyzed for SNR and CNR, while Kruskal-Wallis test was analyzed for volume.
This study attempts to examine the clinical usefulness of High b-value DWI (diffusion weighted imaging) for brain tumors with an edema. Subjects were seven patients selected from 65 patients who received an MRI scan for suspected encephalopathy and confirmed diagnosis at our hospital from February to July 2015 (male: 7, average age : 66 years old). As test equipment, 3.0T MR System (ACHIEVA Release, Philips, Best, The Netherlands) and 8Channel SENSE Head Coill were used. DWI checks on the use of the variable TR 5460ms, TE 132ms, Slice Thickness 4mm, gap 1mm, Slice number 29 is, 3D T1WI is TR 8.4ms, TE 3.9ms, matrix size $240{\times}240$, Slice can set 180 piecesIt was. b value of 0, 1,000, 2,000 s/mm2 with DWI acquisition and 3D T1WI enhancement five minutes after the Slice Thickness 3mm, gap 0mm to reconstruct the upper face axis (MPR TRA CE) was. As for the experiment, in b-value 1,000 and 2,000 images, SNR and the lesion at the lesion site and CNR in the normal site opposite to the lesion are measured. WW(window width) and WL(window level) are made equal in MRICro software, and the volume of the lesion is measured from each of b-value and MPR TRA CE image. Using SPSS ver. 1.8.0.0 Mann Whitney-test was analyzed for SNR and CNR, while Kruskal-Wallis test was analyzed for volume.
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문제 정의
0 T MR 기기를 이용한 b-value 1,000 s/mm2 이상의 확산강조영상에 대한 연구보고는 없었다. 이에 본 연구에서는 부종 (edema) 이 동반된 뇌종양 환자를 대상으로 High b-value 확산강조영상 (DWI: diffusion weighted imaging) 의 임상적 유용성을 알아보고자 하였다.
뇌종양에 있어서 DWI 는 낭성 병변과 고형 병변을 감별해 내는데 많은 도움을 주지만 현재 임상에서 사용하는 b-Value 1000 이하의 값은 종양과 부종과의 경계선이 명확히 구별되지 않고 있다. 본 실험에서는 뇌종양 환자를 대상으로 b-Value 1000 과 2000, POST CE 영상에서 어떻게 나타나는지 살펴보았다. 실제 환자를 대상으로 한 결과로 임상에 적용할 때 유용할 것으로 생각한다.
제안 방법
조영 증강 후 5 분후 영상을 획득하고 절편 두께를 3 mm, 간격을 0 mm 로 DWI 와 동일하게 축상면으로 재구성한다.
대조도의 변화를 살펴보기 위하여 병변 부위에 그림1에 ①과 같이 관심영역을 설정하고 병변 반대쪽에 그림1에 ②처럼 관심 영역을 설정하며 두 영역의 신호의 차이를 잡음의 표준편차로 나누었다. 이 산출법은 artifact의 영향이 적기 때문에 특히 임상 영상의 평가에 적합하다.
뇌종양 부위의 신호 강도를 알아보기 위하여 그림 1과 같이 관심 영역을 설정하고 병변의 신호 강도와 정상 부위의 신호 강도를 획득하고 잡음은 영상의 상단과 좌측 부분에서 얻었다. 따라서 신호대잡음비 값은 얻어진 신호 값(Signal)을 잡음의 표준 편차 (STDnoise) 값으로 나눈 값을 이용하였다.
대상 데이터
검사 장비는 3.0 T MR System (ACHIEVA Release, Philips, Best, The Netherlands) 과 8 Channel SENSE Head Coil 을 이용하여 2015 년 2 월부터 7 월까지 본원에서 뇌병변 의심으로 MRI 를 시행 한 65 명중 확진 환자 7 명 (남자: 7 명, 평균나이: 66 세) 을 대상으로 대상으로 하였으며 Kaposi's sarcoma (case No. 1), Glioblastoma (case No. 5), Lymphoma (case No. 6), Meningioma (case No. 7), 각각 1 case 이며, Brain Metastasis (case No. 2, 3, 4)는 3 case 이었다.
사용된 영상 기법은 DWI 조영 증강 후 3D T1 을 이용하였다. 검사에 이용된 DWI 변수는 TR 5460 ms, TE 132 ms, Slice Thickness 4 mm, gap 1 mm, Slice 수는 29 개로 설정하였다. 3D T1WI 는 TR 8.
분석에 이용한 7case의 진단명은 Kaposi's sarcoma (case No. 1), Glioblastoma (case No. 5), Lymphoma (case No. 6), Meningioma (case No. 7), 각각 1 case 이며, Brain Metastasis (case No. 2, 3, 4)는 3 case 이다.
데이터처리
획득한 영상은 Pi-View 를 이용하여 후향적으로 조사를 하였으며 첫 번째 실험은 확진 환자의 영상을 workstation 에서 b-value 1,000 과 2,000 영상을 병변 부위의 SNR 과 병변과 병변 반대쪽 정상부위의 CNR 을 PASW Statistics 18.0 을 이용하여 비모수 검정인 Mann Whitney-test 로 분석하였다. 두 번째 실험은 MRICro (Chris Rorden, Columbia, SC, USA.
0 을 이용하여 비모수 검정인 Mann Whitney-test 로 분석하였다. 두 번째 실험은 MRICro (Chris Rorden, Columbia, SC, USA. www.mricro.com)에서 W/W 와 W/L 을 동일하게 하여 각각의 b-value 의 영상에서 병변의 면적을 측정하여 MPR TRA CE 영상에서 병변의 면적을 PASW Statistics 18.0을 이용하여 비모수 검정의 Kruskal-Wallis test 로 분석하였다.
6배 높게 나타났다 (Table 1). b-value 1000 과 2000 의 값이 정규성을 만족하지 못하여 Mann Whitney-test 를 하였다. 그 결과 P-Value 가 0.
뇌 병변의 CNR 평균값은 b-value 1000 이 471.99±168.25, 2000 이 275.12±155.53 으로 b-value 1000 이 2000 보다 1.7 배 높게 나타났으며 (Table 3), b-value 1000 과 2000 의 값이 정규성을 만족하지 못하여 Mann Whitney-test 를 하였다.
33 배 더 유사한 면적을 나타났다. b-value 1000 과, 2000, Post CE 영상의 값이 각각 정규성을 만족하지 않아 독립된 세 군 이상의 크기를 비교하는 비모수적인 방법인 Kruskal-Wallis test 를 실시하였다. 분석 결과 면적은 P-value 가 0.
6 배 높게 나타났다. b-Value 1000 과 2000의 값이 정규성을 만족하지 못하여 Mann Whitneytest 를 하였다. 그 결과 P-Value 가 0.
뇌 병변의 CNR 평균값은 b-Value 1000 이 2000 보다 1.7 배 높게 나타났으며, b-Value 1000 과 2000의 값이 정규성을 만족하지 못하여 Mann Whitney-test 를 하였다. 그 결과 P-Value 가 0.
이론/모형
2, 3, 4)는 3 case 이었다. 사용된 영상 기법은 DWI 조영 증강 후 3D T1 을 이용하였다. 검사에 이용된 DWI 변수는 TR 5460 ms, TE 132 ms, Slice Thickness 4 mm, gap 1 mm, Slice 수는 29 개로 설정하였다.
뇌종양 부위의 신호 강도를 알아보기 위하여 그림 1과 같이 관심 영역을 설정하고 병변의 신호 강도와 정상 부위의 신호 강도를 획득하고 잡음은 영상의 상단과 좌측 부분에서 얻었다. 따라서 신호대잡음비 값은 얻어진 신호 값(Signal)을 잡음의 표준 편차 (STDnoise) 값으로 나눈 값을 이용하였다. 신호대잡음비를 이용한 경우 신호의 세기가 같으나 잡음의 표준편차에 따라서 많이 변화하는 단점이 있다.
성능/효과
5) 나왔으며 조영 증강 한 영상을 대상으로 % reduction 하였을 때 b-value 1000 은 -27.99±10.15%, 2000 은 -5.22±2.68 % 로 b-value 1000 보다 2000 이 조영 증강 된 영상과 면적이 5.33 배 더 유사한 면적을 나타났다.
이는 b-value 가 클수록 확산이 강조된 영상을 얻을 수 있다. 즉, 조직의 확산계수가 클수록, 또 사용하는 경사계수가 클수록 확산에 의한 신호감소는 크게 나타나며10-14) 본 연구결과에서 b-value 를 증가시킴에 따라 통계적으로 유의한 차이가 없었지만 신호의 감소를 확인할 수 있었다.
b-Value 1000 과, 2000, Post CE 영상의 값이 각각 정규성을 만족하지 않아 독립된 세 군 이상의 크기를 비교하는 비모수적인 방법인 KruskalWallis test 를 실시하여 분석한 결과 면적은 P value 가 0.012 이고 % reduction 은 P<0.001 로 b-Value 1000 보다 2000 이 조영 증강 된 영상과 더 유사한 면적을 나타냈다.
그리고 이러한 T2 영향을 감소하기 위해서 b-value를 증가하여 검사하거나 물의 신호를 억제하여 영상을 얻는 기법을 사용하여 검사를 하게 되면 확산이 더욱 강조된 영상을 얻을 수가 있다. 본 연구에서는 b-value 를 증가하여 실험한 결과 Case 별 종양 면적은 b-Value 1000 보다 2000 이 조영 증강 된 영상과 면적이 5.33 배 더 유사한 면적을 나타났다. b-Value 1000 과, 2000, Post CE 영상의 값이 각각 정규성을 만족하지 않아 독립된 세 군 이상의 크기를 비교하는 비모수적인 방법인 KruskalWallis test 를 실시하여 분석한 결과 면적은 P value 가 0.
이번 실험을 통해 b-Value 2000 은 1000 에 비해 T2 영향이 감소되는 것을 확인 할 수 있었으며 b-value 가 클수록 확산이 강조된 영상을 얻을 수 있고 확산에 의한 신호감소가 나타났다. 뇌 종양(전이) 병변의 명확도가 b-Value 1000 보다 2000 이 분명해져 종양과 주위 부종과의 범위를 파악하는데 도움이 되며 고자장에서 많이 사용되는 조영 증강 후 검사인 3D T1과 병용하여 사용한다면 진단에 추가적인 정보를 제공할 수 있어 유용할 것으로 사료 된다.
후속연구
본 연구의 한계점은 대상자의 수가 적어서 종양의 병기 및 병리, 형태학적 분류가 확산 정도에 따라 영향을 미치고 있으나 본 연구에서는 이러한 인자에 대해서는 고려하지 않았다는 점이며 추후 좀 더 대상자를 늘려 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
이번 실험을 통해 b-Value 2000 은 1000 에 비해 T2 영향이 감소되는 것을 확인 할 수 있었으며 b-value 가 클수록 확산이 강조된 영상을 얻을 수 있고 확산에 의한 신호감소가 나타났다. 뇌 종양(전이) 병변의 명확도가 b-Value 1000 보다 2000 이 분명해져 종양과 주위 부종과의 범위를 파악하는데 도움이 되며 고자장에서 많이 사용되는 조영 증강 후 검사인 3D T1과 병용하여 사용한다면 진단에 추가적인 정보를 제공할 수 있어 유용할 것으로 사료 된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
확산강조영상이란 무엇인가?
확산강조영상은 경사자장 내에서 조직내의 물 분자의 확산에 따른 신호 감쇄를 영상화하는 기법이다. 확산강조영상에서는 일반적으로 사용하는 경사자장 외에 매우 강한 한 쌍의 확산강조 경사자장을 추가로 사용한다.
에코평면영상의 장점은 무엇인가?
확산강조영상을 검사하기 위한 파라메터는 경사자장에코 (gradient echo) 의 일부인 에코평면영상 (EPI: echoplanerimage) 과 같은 초고속 영상을 사용한다. 한번의 Pulse 를 가해줌으로써 신속하게 데이터를 수집하고, 좋은 영상을 만들 수 있는 장점이 있어 많이 이용하고 있다6). 확산강조영상에서 사용하는 확산강조 경사자장의 세기 정도 인 b-value 는 현재까지1,000 s/mm2으로 널리 사용되고 있다.
확산강조영상은 어디에 이용되고 있나?
확산강조영상은 급성 뇌 경색의 진단을 획기적으로 향상시켰고, 뇌 농양과 중심부 낭성 변이를 동반한 뇌종양의 감별4) 뿐만 아니라 지주막 낭종과 표피양낭의 감별5) 등 두개강내 낭성 종괴의 구별에 도움을 주는 영상진단으로 이용되고 있다. 확산강조영상을 검사하기 위한 파라메터는 경사자장에코 (gradient echo) 의 일부인 에코평면영상 (EPI: echoplanerimage) 과 같은 초고속 영상을 사용한다.
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