[논문]뇌줄기 확산강조 자기공명영상검사 시 뒤틀림을 줄이기 위한 SS-TSE 기법의 신호대잡음비 연구

구노현; 이호범; 최관우; 손순룡; 유병규

doi:10.7742/jksr.2016.10.4.241

초록
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본 연구는 뇌줄기 확산강조영상검사 시 뒤틀림을 줄이기 위한 SS-TSE 기법의 신호대잡음비 감소를 수치적으로 정량화하여, 낮은 신호대잡음비로 인한 SS-TSE 기법의 문제점을 지적하고자 하였다. 연구방법은 2015년 7월부터 10월까지 뇌줄기 확산강조영상검사를 검사한 35명을 대상으로 하였으며, 기존의 SS-EPI 기법과 SS-TSE 기법을 적용하여 기법별 숨뇌의 신호대잡음비을 비교하였다. 연구결과 b=0 영상의 신호대잡음비는 새로운 SS-TSE 기법($314.41{\pm}42.96$) 적용 시 SS-EPI 기법($514.84{\pm}48.97$) 보다 38.9% 감소하였으며, b=1,000 영상의 경우도 SS-TSE 기법($117.33{\pm}14.04$) 적용 시 SS-EPI 기법($208.65{\pm}25.70$) 보다 43.8% 감소하였다. 결론적으로, 미세 병변을 진단하기 위한 뇌줄기의 확산강조 자기공명영상 검사 시 뒤틀림을 줄이기 위해 SS-TSE 기법을 적용할 경우 신호대잡음비가 저하됨으로 기존의 SS-EPI 기법이나 MS-EPI 기법을 병행하여 검사하는 것이 진단의 정확성을 높일 수 있으리라 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate the problems of low signal-to-noise ratio(SNR) of single-shot turbo spin echo(SS-TSE) by quantifying numerically decreased signal to noise ratio. Thirty five patients without brain disease underwent diffusion MRI in 3T scanner from July to October in 2015...

The purpose of this study was to investigate the problems of low signal-to-noise ratio(SNR) of single-shot turbo spin echo(SS-TSE) by quantifying numerically decreased signal to noise ratio. Thirty five patients without brain disease underwent diffusion MRI in 3T scanner from July to October in 2015. Single shot echo planar imaging(SS-EPI) which is conventionally used in MRI was taken to compared SS-TSE in SNR of medulla oblongata. As a result, SNR of SS-TSE diffusion(b0=$314.41{\pm}42.96$, b1000=$117.33{\pm}14.04$) is than SS-EPI diffusion(b0=$514.84{\pm}48.97$, b=$208.65{\pm}25.70$) lower in b=0 image(38.9%) and b=1,000 image(43.8%). Thus, diffusion MR using SS-EPI of MS-EPI should be taken for diagnosis of disease in brain stem due to decreased SNR of diffusion using SS-TSE.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 저자들은 뒤틀림 개선에 초점을 둔 기존 선행연구들과 차별을 두어 SNR의 관점에서, 기존의 SS-EPI 와 새로운 SS-TSE DWI의 SNR 측정한 후, 기법에 따른 SNR의 감소를 수치적으로 정량화하여, 기존 기법에 비해 낮은 SNR로 인한 SS-TSE의 문제점을 지적하고자 하였다.

제안 방법

연구방법은 뇌줄기 중 공기와 인접해 있어 자화율 차이가 크고 뒤틀림이 많이 발생하며, 미세한 병변이 자주 발생하는 숨뇌(medulla oblongata)를 대상으로, 기존의 SS-EPI와 새로운 SS-TSE를 각각 적용하여 DWI를 획득한 후, 기법에 따른 SNR의 차이를 알아보기 위해 숨뇌의 SNR을 측정하여 비교평가 하였다.

대상 데이터

일반적으로 뇌줄기에 병변이 있을 경우 병변의 정도에 따라 SNR이 변화한다. 이에 본 연구에서는 연구의 정확성을 높이고 기법에 따른 SNR의 순수한 차이를 알아보고자 2015년 7월부터 10월까지 뇌줄기 DWI를 검사한 60명 중 뇌줄기에 질환이 있는 25명을 제외한 35명을 대상으로 하였다.

데이터처리

SNR은 영상측정 프로그램(Image J, Ver. 1.47n, NIH,USA)을 이용하여 각 기법에 따른 DWI(b=0와 b=1,000)에서 숨뇌에 관심영역(region of interest, ROI)을 설정하여 측정하였으며,[Fig. 1] 통계적 분석방법은 대응표본 t-검정(paired t-test, SPSS Ver. 22)을 이용하여 p값이 0.05 보다 작은 경우 유의한 차이가 있는 것으로 판단하였다.

이론/모형

영상획득 장비는 3.0T 초전도 MRI 장치(Ingenia CX,Philips medical system)와 20채널 dS HeadNeckSpine 코일을 사용하였다.

성능/효과

미세 병변을 진단하기 위한 뇌줄기의 DWI 검사 시 뒤틀림을 줄이기 위해 SS-TSE 기법을 적용할 경우 SNR이 저하되기 때문에 기존의 SS-EPI나 MS-EPI를 병행하여 검사하는 것이 진단의 정확성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

후속연구

본 연구는 기법의 특성 상 에코시간을 동일하게 설정하지 못했다는 점과, 병변의 정도에 따라 SNR이 크게 변화하는 문제로 인해, 허혈성 뇌졸중 환자를 대상으로 평가하지 못했다는 제한점이 있다. 그러나 영상의 뒤틀림 개선에만 초점을 둔 기존 선행연구들과 달리, 본 연구는 작은 해부학적 구조물을 대상으로 SS-TSE의 적용 시 SNR의 감소는 진단적 가치를 저하할 수 있는 요인이 될 수 있는 문제를 실제 수치를 통하여 제시하였다는데 커다란 의의가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	고식적인 DWI는 어떠한 기법을 이용하는가?	고식적인 DWI는 한 번의 여기펄스를 이용하여 k-공간(space)의 데이터를 모두 획득하는 single-shot echo pl anar imaging 기법(이하 SS-EPI)을 사용한다. [3]
	확산강조영상은 어떻게 이용되고있는가?	확산강조영상(diffusion weighted image, 이하 DWI)은 물 분자의 미세한 움직임을 측정하여 정량화 하는 자기공명영상(magnetic resonance imaging, 이하 MRI)중 하나이다. 초기에는 허혈성 뇌졸중(ischemic stroke)을 감별하는데 주로 사용되었으나, 최근에는 종양의 방사선 치료반응을 평가하는데 유용성이 입증되어 뇌, 간, 생식샘 등 전신에 적용되고 있다. [1,2]
	확산강조영상이란?	확산강조영상(diffusion weighted image, 이하 DWI)은 물 분자의 미세한 움직임을 측정하여 정량화 하는 자기공명영상(magnetic resonance imaging, 이하 MRI)중 하나이다. 초기에는 허혈성 뇌졸중(ischemic stroke)을 감별하는데 주로 사용되었으나, 최근에는 종양의 방사선 치료반응을 평가하는데 유용성이 입증되어 뇌, 간, 생식샘 등 전신에 적용되고 있다.

참고문헌 (14)

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