[논문]자기공명 확산강조영상검사 시 영상왜곡 감소에 관한 연구

최관우; 이호범; 나사라; 유병규; 손순룡

doi:10.7742/jksr.2016.10.4.279

[국내논문] 자기공명 확산강조영상검사 시 영상왜곡 감소에 관한 연구
The Study on Reduction of Image Distortion by using Single-Shot Turbo Spin Echo in Brain Stem Diffusion MRI 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.10 no.4, 2016년, pp.279 - 284

최관우 (서울아산병원 영상의학과) , 이호범 (서울아산병원 영상의학과) , 나사라 (서울아산병원 영상의학과) , 유병규 (원광보건대학교 방사선과) , 손순룡 (원광보건대학교 방사선과)

초록
AI-Helper

본 연구는 DWI 검사 시 자화율 차이로 인해 뇌줄기에 발생하는 영상의 왜곡을 새로운 SS-TSE를 적용하여 감소시키고자 하였다. 연구방법은 2015년 7월부터 동년 9월까지 DWI 검사를 검사한 30명을 대상으로, 기존의 SS-EPI 기법과 새로운 SS-TSE를 적용하여 기법에 따른 뇌줄기의 왜곡과 오차율을 비교평가 하였다. 연구결과, 새로운 SS-TSE 적용 시 왜곡이 감소된 것을 볼 수 있으며, 오차율 또한 b0 영상은 2.4%(11.1%에서 8.7%), b1000 영상은 1.2%(11.4%에서 10.1%) 감소하는 것을 볼 수 있었다. 결론적으로, 뇌줄기의 DWI 검사 시 본 연구의 SS-TSE를 이용하면 기존 기법 사용 시 발생하는 영상의 왜곡을 감소시킬 수 있어 진단적 가치가 높은 영상을 획득할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Single-shot echo planar imaging(SS-EPI) is well established as high sensitivity for ischemic stroke. However, it is prone to susceptibility artifact in brain stem that diminish the image quality. single-shot turbo spin echo(SS-TSE) is a new DWI technique that can reduce susceptibility artifact. Thus, this research was conducted so as to reduce geometric distortion in brain stem by using single-shot turbo spin echo technique. Thirty patients without brain disease underwent diffusion MR on a 3T scanner with SS-EPI and SS-TSE. Obtained images with both sequences were analyzed for geometric distortion and error percentage as well. Image quality in terms of geometric distortion of SS-TSE were found to be significantly better than those for SS-EPI. And error percentage was considerably reduced for 2.4% of b0 image(from 11.1% to 8.7%), 1.2% of b1000 image(from 11.4% to 10.1%), respectively. In summary, diffusion MR using SS-TSE significantly reduce geometric distortion compared to SS-EPI in brain stem and may provide improved diagnostic performance.

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 위와 같이 기존의 DWI 사용 시 뇌줄기에 발생하는 영상의 왜곡이나 인공물 등 진단적 가치를 저하시키는 문제점을 새로운 기법을 적용하여 개선하고자 하였다. 즉, 저자들은 turbo spin echo를 기반으로 한 single-shot turbo spin echo 기법(이하 SS-TSE) 이 180도 재위상(refocusing) pulse로 인해 자화감수성에 의한 인공물과 영상의 왜곡이 덜 발생한다는 점에 착안하여,^[13] SS-TSE를 뇌줄기 DWI에 적용함으로써 기존 기법 사용 시 발생하는 영상의 왜곡을 줄이고자한 것이다.

제안 방법

연구방법은 뇌줄기 중 공기와 인접해 있어 자화율 차이로 인해 왜곡이 많이 발생하는 숨뇌(medulla oblon gata)를 대상으로, 기준영상인 T2 강조영상(T2 weighted image, 이하 T2 WI)과 기존의 SS-EPI와 새로운 SS-TSE 를 적용한 DWI를 획득한 후, 기법에 따른 DWI의 왜곡과 오차율을 비교평가 하였다.
영상의 왜곡은 영상측정 프로그램(Image J, Ver. 1.47 n, NIH, USA)을 사용하여 자화율 차이에 비교적 영향을 받지 않는 T2 WI의 숨뇌 면적을 측정 한 후, 이를 기준으로 SS-EPI와 SS-TSE를 사용하여 획득한 DWI(b 0와 b1000)의 면적을 측정하여 비교 분석하였다.[Fig. 1]

대상 데이터

연구대상은 2015년 7월부터 9월까지 DWI 검사환자 30명을 대상으로 하였다.

데이터처리

통계적 분석방법은 대응표본 t-검증(paired t-test, SPS S Ver. 22)을 이용하였으며, 0.05보다 p값이 작은 경우 유의한 차이가 있는 것으로 판단하였다.

이론/모형

본 연구에서는 위와 같이 기존의 DWI 사용 시 뇌줄기에 발생하는 영상의 왜곡이나 인공물 등 진단적 가치를 저하시키는 문제점을 새로운 기법을 적용하여 개선하고자 하였다. 즉, 저자들은 turbo spin echo를 기반으로 한 single-shot turbo spin echo 기법(이하 SS-TSE) 이 180도 재위상(refocusing) pulse로 인해 자화감수성에 의한 인공물과 영상의 왜곡이 덜 발생한다는 점에 착안하여,^[13] SS-TSE를 뇌줄기 DWI에 적용함으로써 기존 기법 사용 시 발생하는 영상의 왜곡을 줄이고자한 것이다.

성능/효과

즉, 재위상 pulse로 인해 자화감수성에 의한 영상의 왜곡이 덜 발생하는 SSTSE를 이용하여,^[13] 기존 기법 사용 시 발생하는 영상의 왜곡을 줄이고자 한 것이다. 연구결과, 새로운 SS-T SE 적용 시 왜곡은 b0와 b1000 모두 각각 3.1%(9.8%에서 6.7%)와 3.7%(6.2%에서 2.6%) 감소된 것을 볼 수있으며, 오차율은 또한 왜곡과 마찬가지로 2.4%(11.1%에서 8.7%)와 1.2%(11.4%에서 10.1%) 감소된 것을 볼수 있다.
연구를 통하여 뇌줄기의 DWI검사 시 SS-TSE를 적용하면 기존 기법에서 발생하였던 영상의 왜곡을 획기적으로 감소시켜 진단적 가치가 높은 영상을 획득할수 있었으므로 임상에 적용할 경우, 유용성이 높을 것으로 사료된다.

후속연구

본 연구는 기법의 특성 상 TE를 동일하게 설정하지 못했다는 제한점이 있다. 그러나 자화율 차이가 큰 뇌 줄기 DWI에서 SS-TSE를 최초로 적용하여 영상의 왜곡과 오차율을 수치적으로 비교하였다는 점과 기존 기법 사용 시 체내 구조물에 발생하는 영상의 왜곡을 감소시켜 진단적 가치가 높은 영상을 획득할 수 있는 방안을 제시하였다는 데에 커다란 의의가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	뇌졸중으로 발생할 수 있는 문제는 무엇인가?	[1] 허혈성 뇌졸중 중 11%는 뇌줄기(brain stem)에서 발생하는데,[2] 뇌줄기는 신경다발의 통로 및 생명유지 기능을 담당하는 중요한 기관이다. 뇌졸중이 발생할 경우 편측 마비 (hemiparesis), 반신 감각소실(hemisensory loss), 언어장애(dysphasia), 현기증(vertigo), 복시(diplopia) 등 비가역적 손상을 일으키기 때문에 초기에 발견하여 조치하는 것이 매우 중요하다.[3, 4]
	뇌줄기의 역할은?	뇌졸중은 크게 허혈성 뇌졸중(80%-85%)과 출혈성 뇌졸중(15%-20%)으로 구분 할 수 있으며, 허혈성 뇌졸중이 출혈성 뇌졸중에 비해 발생빈도가 높다.[1] 허혈성 뇌졸중 중 11%는 뇌줄기(brain stem)에서 발생하는데,[2] 뇌줄기는 신경다발의 통로 및 생명유지 기능을 담당하는 중요한 기관이다. 뇌졸중이 발생할 경우 편측 마비 (hemiparesis), 반신 감각소실(hemisensory loss), 언어장애(dysphasia), 현기증(vertigo), 복시(diplopia) 등 비가역적 손상을 일으키기 때문에 초기에 발견하여 조치하는 것이 매우 중요하다.
	고식적인 자기공명영상으로 초기 뇌졸중을 발견할 수 없는 이유는?	그러나 고식적인 자기공명영상(magnetic resonance i maging, 이하 MRI)으로는 초기 뇌졸중을 발견할 수 없다. 왜냐하면 비가역적으로 손상된 뇌는 최소 72시간이 지나야만 MRI 영상에서 나타나기 때문이다. 이러한 문제점으로 인해 과거에는 뇌졸중 증상이 나타나면 전산화단층촬영 검사를 시행하였다.

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