유방 자기공명영상검사에서 감소된 영상영역의 에코평면영상기법과 사전포화기법 사용에 의한 인공물 개선 Artifacts Improvement by using the Echo Planar Imaging and Pre-Saturation Pulse Band techniques of Reduced Field-Of-View in Breast Magnetic Resonance Imaging Examination원문보기
유방 자기공명영상검사 시 확산강조영상에서 발생하는 심장과 폐에 의한 불수의적 움직임 인공물과 감소된 영상영역 에코평면영상기법으로 발생하는 둘러겹침 인공물을 추가적인 사전포화기법을 사용하여 이를 저감화시키고자 하였다. 2014년 08월 1일부터 11월 30일까지 여성 환자 38명을 대상으로 하였으며 사용 장비로는 유방 검사에 최적화된 3.0T와 유방 전용 코일을 사용하였다. 영상의 평가와 분석은 정량적, 정성적 분석을 하였으며 통계적 유의성은 Paired T-test와 Wilcoxon rank test를 하였다. 결과적으로 추가적인 사전포화펄스의 사용으로 정량적인 평가에서는 병변에서 15.69%, 병변 근접 부위에서 13.72%, 지방에서 20.63%의 증가를 보였으며, 대조도 대 잡음비의 경우는 병변과 병변 근접 부위에서 10.58%, 병변과 지방 부위에서 12.03%의 증가로 나타났다. 정성적인 평가에서는 확산경사계수 0에서 22.05%, 1000에서 21.42%, 현성확산계수에서 16.10%의 증가로 나타났으며, 통계적 평가에서는 신호 대 잡음비와 대조도 잡음비, 확산경사계수와 현성확산계수에서 모두 유의한 결과로 나타났다(p<0.05). 따라서 사전포화펄스의 추가적인 사용으로 유방 자기공명영상 검사에서 확산강조영상 획득 시 위상 부호화 방향으로 발생하는 불수의적 움직임 인공물과 둘러겹침 인공물이 감소가 되어 최적의 영상을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
유방 자기공명영상검사 시 확산강조영상에서 발생하는 심장과 폐에 의한 불수의적 움직임 인공물과 감소된 영상영역 에코평면영상기법으로 발생하는 둘러겹침 인공물을 추가적인 사전포화기법을 사용하여 이를 저감화시키고자 하였다. 2014년 08월 1일부터 11월 30일까지 여성 환자 38명을 대상으로 하였으며 사용 장비로는 유방 검사에 최적화된 3.0T와 유방 전용 코일을 사용하였다. 영상의 평가와 분석은 정량적, 정성적 분석을 하였으며 통계적 유의성은 Paired T-test와 Wilcoxon rank test를 하였다. 결과적으로 추가적인 사전포화펄스의 사용으로 정량적인 평가에서는 병변에서 15.69%, 병변 근접 부위에서 13.72%, 지방에서 20.63%의 증가를 보였으며, 대조도 대 잡음비의 경우는 병변과 병변 근접 부위에서 10.58%, 병변과 지방 부위에서 12.03%의 증가로 나타났다. 정성적인 평가에서는 확산경사계수 0에서 22.05%, 1000에서 21.42%, 현성확산계수에서 16.10%의 증가로 나타났으며, 통계적 평가에서는 신호 대 잡음비와 대조도 잡음비, 확산경사계수와 현성확산계수에서 모두 유의한 결과로 나타났다(p<0.05). 따라서 사전포화펄스의 추가적인 사용으로 유방 자기공명영상 검사에서 확산강조영상 획득 시 위상 부호화 방향으로 발생하는 불수의적 움직임 인공물과 둘러겹침 인공물이 감소가 되어 최적의 영상을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
This study was conducted in reducing the involuntary motion artifacts because of lungs and heart movements as well as the aliasing artifacts generated during the use of the reduced-FOV EPI technique while performing breast MRI. Performed on a total of 38 obesity female subjects who visited the clini...
This study was conducted in reducing the involuntary motion artifacts because of lungs and heart movements as well as the aliasing artifacts generated during the use of the reduced-FOV EPI technique while performing breast MRI. Performed on a total of 38 obesity female subjects who visited the clinic for pre-examination before surgery within the period from August 1 to November 30, 2014. The 3.0T MRI scanner equipped with a breast scanning coil. Qualitative and quantitative analyses were each used for the evaluation of the acquired images while an Paired T-test and Wilcoxon rank test were performed to check the statistical significance. The variation ratio rose by 15.69% with the additional application of a pre-saturation pulse in the lesion, by 13.72% near the lesion, and 20.63% in the fat and the contrast-to-noise ratio rose by 10.58% in and near the lesion and by 12.03% in the lesion and fat, respectively. there were increases of 22.05% and 21.42% at 0 and 1000 respectively in qulitative evaluation and growth of 16.10% in apparent diffusion coefficient. it showed a statistically significant result(p<0.05) in signal to noise ratio, contrast to noise ratio, diffusion slope coefficient and apparent diffusion coefficient. The involuntary movements artifacts that occur in the phase encoding direction and the aliasing artifacts are considered to be reduced to obtain the best image in the additional use of the pre-saturation pulse as DWI is acquired.
This study was conducted in reducing the involuntary motion artifacts because of lungs and heart movements as well as the aliasing artifacts generated during the use of the reduced-FOV EPI technique while performing breast MRI. Performed on a total of 38 obesity female subjects who visited the clinic for pre-examination before surgery within the period from August 1 to November 30, 2014. The 3.0T MRI scanner equipped with a breast scanning coil. Qualitative and quantitative analyses were each used for the evaluation of the acquired images while an Paired T-test and Wilcoxon rank test were performed to check the statistical significance. The variation ratio rose by 15.69% with the additional application of a pre-saturation pulse in the lesion, by 13.72% near the lesion, and 20.63% in the fat and the contrast-to-noise ratio rose by 10.58% in and near the lesion and by 12.03% in the lesion and fat, respectively. there were increases of 22.05% and 21.42% at 0 and 1000 respectively in qulitative evaluation and growth of 16.10% in apparent diffusion coefficient. it showed a statistically significant result(p<0.05) in signal to noise ratio, contrast to noise ratio, diffusion slope coefficient and apparent diffusion coefficient. The involuntary movements artifacts that occur in the phase encoding direction and the aliasing artifacts are considered to be reduced to obtain the best image in the additional use of the pre-saturation pulse as DWI is acquired.
0T 심장 자기공명영상(heart MRI)검사에서 사전포화기법의 유용성에 대한 우수한 연구가 있었다[10]. 이에 본 연구에 서는 유방 자기공명영상검사에서 인공물이 더욱 많이 발생하는 비만환자를 대상으로 확산강조영상에서 발생하는 심장과 폐에 의한 불수의적 움직임 인공물(involuntary movement artifact)과 감소된 영상영역 에코평면영상기법으로 발생하는 둘러겹침 인공물을 추가적인 사전포화기법을 사용함으로서 인공물을 저감화시켜 영상의 질을 개선하고자 하였다.
제안 방법
또한 실험 전 중심 주파수 정렬(center frequency)이 우선 되었으며 확산강조영상의 사전포화펄스 위치를 정확하게 정하기 위하여 T2-TSE-Sag-FS 검사를 시행하였다. 지방 소거가 잘 되지 않을 시 자장의 균일성 보정(volume shimming)을 통해서 검사를 진행하였다.
검사 전 엎드린 자세에서 오는 불편함과 움직임이 영상에 미치는 영향에 대해서 사전교육을 시행한 후 연구를 진행하였다. 우선 병변의 위치를 확인하기 위하여 T2-TSE-Sag-FS 검사(figure 3. a)를 하고 감소된 영상영역 에코평면영상기법(Reduced-FOV EPI)에서 1개의 사전포화펄스(1 saturation pulse band, S.P.B) 사용과 2개의 사전포화펄스(2 saturation pulse band, S.P.B) 사용을 연이어 검사하였다. 검사에 사용된 영상 변수(table 1)와 사전포화펄스와 확산강조영상의 모식도(figure 1), 감소된 영상영역 에코평면영상기법에 관한 내용(figure 2)은 아래와 같다.
정량적 분석(quantitative analysis)방법으로는 확산 강조 영상에서 병변 부위(lesion), 병변 근접 부위(near lesion), 지방 조직(fat tissue)을 관심 영역(region of interest, ROI) 0.2 cm2 로 하여 신호 대 잡음비, 대조도대 잡음비를 구하고 평균화하였다. 관심 영역 설정 시 확산경사계수(diffusion coefficient, DC.
대상 데이터
본 연구는 2014년 08월 1일부터 11월 30일까지 부산 소재 일개 P 대학교 병원을 내원하여 수술 전 유방 자기공명영상검사를 의뢰 받은 비만 여성 환자 중 38명을 대상으로 하였으며 평균 연령은 52.50±12.87세이었다. 모든 대상자에게 본 연구의 목적을 상세하게 설명한 후 검사 전 자발적 동의를 얻어 연구를 진행하였다.
데이터처리
통계적 분석은 SPSS for Windows Ver. 22 (SPSS Inc., Chicago, and IL, USA)를 사용하였으며 정량적 분석은 Paired T-test를 사용하였고 정성적 분석은 우선순위 부호화 검정(Wilcoxon rank test)을 이용하여 통계적 유의성을 검증하였다.
이론/모형
본 연구에 사용된 검사 장비는 유방 자기공명검사에 최적화된 3.0T (Tim Trio; Siemens Medical solutions, Erlangen, Germany)와 고신호 강도를 획득하기 위한 유방 전용 코일(8ch breast array coil, Tim Trio; Siemens Medical solutions, Erlangen, Germany)을 사용하였다. 검사 전 엎드린 자세에서 오는 불편함과 움직임이 영상에 미치는 영향에 대해서 사전교육을 시행한 후 연구를 진행하였다.
성능/효과
결론적으로 정량적 분석 결과 신호 대 잡음비의 경우 병변에서 15.69%, 병변 근접 부위에서 13.72%, 지방에서 20.63% 증가로 나타났으며, 대조도 대 잡음비는 병변과 병변 근접 부위의 경우 10.58%, 병변과 지방 부위의 경우 12.03%의 증가로 나타났다. 정성적 분석 결과에서도 확산경사계수 0에서 22.
10%의 증가로 나타났다. 따라서 감소된 영상영역 에코평면영상기법과 사전 포화기법의 추가적인 적용으로 인공물이 감소됨을 알 수 있었다.
03%의 증가로 나타났다. 정성적 분석 결과에서도 확산경사계수 0에서 22.05%, 1000에서 21.42%, 현성확산계수에서는 16.10%의 증가로 나타났다. 따라서 감소된 영상영역 에코평면영상기법과 사전 포화기법의 추가적인 적용으로 인공물이 감소됨을 알 수 있었다.
후속연구
본 연구의 제한점으로는 첫째, 감소된 영상영역 에코평면영상기법에 사전포화 기법을 적용하지 않고 실험을 하지 않았다. 둘째, 사전 포화기법을 이중으로 완전히 겹쳐서 검사하지 않았다. ;셋째, 비만 환자의 경우 검사에 제한이 있어 사전 교육을 시행하여도 움직임 인공물 발생을 저감화 할 수 없었다. 넷째, 일부 환자의 경우 자장의 불균일성 보정을 하여도 지방 소거가 완벽하게 이루어지지 않았으며 코일의 한계로 유방의 형태가 왜곡되는 경우도 발생하였다.
또한 감소된 영상영역 에코평면영상기법에 사전포화기법의 적용으로 기존 에코평면영상 시퀀스와 비교 시 공간 흡수율(specific absorption rate, SAR)측면에서 현재까지 특별한 문제가 없는 것으로 보고되었다[13]. 본 연구의 제한점으로는 첫째, 감소된 영상영역 에코평면영상기법에 사전포화 기법을 적용하지 않고 실험을 하지 않았다. 둘째, 사전 포화기법을 이중으로 완전히 겹쳐서 검사하지 않았다.
둘째, 사전 포화기법을 이중으로 완전히 겹쳐서 검사하지 않았다. 셋째, 비만 환자의 경우 검사에 제한이 있어 사전 교육을 시행하여도 움직임 인공물 발생을 저감화 할 수 없었다. 넷째, 일부 환자의 경우 자장의 불균일성 보정을 하여도 지방 소거가 완벽하게 이루어지지 않았으며 코일의 한계로 유방의 형태가 왜곡되는 경우도 발생하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라의 유방암 사망률이 OECD국가들 중 최하위인 까닭으로 생각되는 것은 무엇인가?
이러한 유방암 발병 위험도의 증가에도 불구하고 우리나라의 유방암 사망률은 경제협력개발기구(Organization for Economic Cooperation and Development, OECD)국가들 중 최하위이다. 이는 적극적인 건강검진에 의한 조기 진단 비율상승과 표준화된 치료법으로 우리나라 유방암 환자들에게 적극적으로 적용한 결과로 유방암 생존율이 증가하고 있음을 짐작하게 한다[2] . 유방암의 진단에는 유방 엑스선 검사(mammography), 유방 초음파 검사(sono), 절제 생검(excisional biopsy)을 이용한 조직 검사, 자기공명영상검사(magnetic resonance imaging, MRI) 등이 이용되고 있다.
확산강조영상은 어떤 기법인가?
유방 자기공명영상검사의 경우 검사시간이 길고 영상 수가 많으며 양성과 악성종괴의 감별, 유방암환자의 수술 전 병기 결정, 수술 전 항암 요법에 대한 종양의 반응 평가, 유방 성형 여성의 평가에 사용이 되고 있으나 조영제의 부작용이 있는 경우 검사를 시행하지 못하는 경우도 발생한다. 최근 유방 자기공 명검사에서 급속하게 널리 적용되고 있는 확산강조영상(diffusion weighted image, DWI)은 세포 내·외 공간에서 물 분자의 이동을 영상화하는 기법으로 병변이 있을 때 신호 강도 변화를 조기에 진단할 수 있어 여러 부위 검사에 널리 활용되고 있다고 보고되고 있다[3-4]. 이런 물 분자의 확산 정도를 수치로 나타낸 것을 확산 경사계수(diffusion coefficient, DC)라 하며 이는 세포 기질 변화를 조기에 진단할 수 있다고 보고하고 있다[5].
유방암의 연간 환자 발생률의 추이는 어떠한가?
1명으로 급격히 증가했다고 밝혔다. 연간 환자 발생률 역시 1996년 3,801명에서 2011년 16,967명으로 15년 사이에 4배나 늘었다. 또한 한국은 고소득 국가(미국, 서유럽, 일본, 호주, 뉴질랜드)에 포함되어 암 발생률이 가장 높은 국가들 중 하나로 분류된다.
J.H Cho, H.J. Kim, I.S. Hong, H.K. Lee, "The quantitative analysis of Diffusion Weighted Imaging in Breast MRI", The Korean Society of Radiology, Vol. 5, No. 3, 2011.
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D. Kim, O. Gonen, N. Oesingmann, et al., "Comparison of the effectiveness of saturation pulses in the heart at 3T", Magnetic Resonance Medicine, Vol. 59, No. 1, pp. 209-15, 2008.
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