유속증강 자기공명혈관조영술에서 숙임각 변화에 따른 영상의 질 연구 A Study on the Image Quality According to the Change of Flip Angle in Flow-Related Enhancement Magnetic Resonance Angiography원문보기
본 연구는 Image J 프로그램을 사용하여 유속증가 자기공명영상기법의 숙임각 변화에 따른 SNR와 CNR을 측정하여 최적의 숙임각을 알아보기 위해 연구하였다. 총 30명의 정상인 지원자를 대상으로 1.5T 자기공명영상기기(Philips, Medical System, Achieva)를 이용하여 뇌동맥검사 후 평가를 실시하였다. 분석 방법으로 유속증가 자기공명 혈관 조영술에 대하여 4 부위에 관심영역을 설정하고 SNR와 CNR을 평가하였다. 5가지 숙임각에서의 정량적 분석으로 SNR과 CNR에 대한 통계적 유의성은 일원분산분석으로 계산되었으며, 사후 분석으로는 Bonferroni 법을 적용하였고, 통계에 사용된 프로그램은 SPSS 14.0을 이용하여 p 값을 0.05 이하일 때 유의성을 두었다. 본 실험에 대한 결과로서 전교통동맥(SNR:$876.59{\pm}14.22$, CNR:$1999.7{\pm}12.5$), 후교통동맥 (SNR: $863.48{\pm}13.29$, CNR:$1870.18{\pm}12.56$), ICA(SNR: $1116.87{\pm}08.34$, CNR:$2979.37{\pm}14.69$), 중대뇌동맥(SNR:$848.66{\pm}15.25$, CNR:$2199.25{\pm}13.48$)의 값으로 $25^{\circ}$에서 가장 높은 신호강도를 보였다(p<0.05). 작은 혈관 묘출로서 a1, a2, a3, p1, p2, p3, m1, m2, m3 값 또한 동일한 결과 이었다(p<0.05). 사후분석결과로, 숙임각에서 $25^{\circ}$ 기준으로 $10^{\circ}$, $15^{\circ}$, $20^{\circ}$에서 유의성 있는 결과를 얻었지만(p=0.000) $30^{\circ}$에서는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 결론적으로, 본 연구에서 $30^{\circ}$에서는 신호강도가 떨어지기 때문에 뇌혈관 자기공명조영술에서 최적의 숙임각은 $25^{\circ}$로 나타냈다.
본 연구는 Image J 프로그램을 사용하여 유속증가 자기공명영상기법의 숙임각 변화에 따른 SNR와 CNR을 측정하여 최적의 숙임각을 알아보기 위해 연구하였다. 총 30명의 정상인 지원자를 대상으로 1.5T 자기공명영상기기(Philips, Medical System, Achieva)를 이용하여 뇌동맥검사 후 평가를 실시하였다. 분석 방법으로 유속증가 자기공명 혈관 조영술에 대하여 4 부위에 관심영역을 설정하고 SNR와 CNR을 평가하였다. 5가지 숙임각에서의 정량적 분석으로 SNR과 CNR에 대한 통계적 유의성은 일원분산분석으로 계산되었으며, 사후 분석으로는 Bonferroni 법을 적용하였고, 통계에 사용된 프로그램은 SPSS 14.0을 이용하여 p 값을 0.05 이하일 때 유의성을 두었다. 본 실험에 대한 결과로서 전교통동맥(SNR:$876.59{\pm}14.22$, CNR:$1999.7{\pm}12.5$), 후교통동맥 (SNR: $863.48{\pm}13.29$, CNR:$1870.18{\pm}12.56$), ICA(SNR: $1116.87{\pm}08.34$, CNR:$2979.37{\pm}14.69$), 중대뇌동맥(SNR:$848.66{\pm}15.25$, CNR:$2199.25{\pm}13.48$)의 값으로 $25^{\circ}$에서 가장 높은 신호강도를 보였다(p<0.05). 작은 혈관 묘출로서 a1, a2, a3, p1, p2, p3, m1, m2, m3 값 또한 동일한 결과 이었다(p<0.05). 사후분석결과로, 숙임각에서 $25^{\circ}$ 기준으로 $10^{\circ}$, $15^{\circ}$, $20^{\circ}$에서 유의성 있는 결과를 얻었지만(p=0.000) $30^{\circ}$에서는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 결론적으로, 본 연구에서 $30^{\circ}$에서는 신호강도가 떨어지기 때문에 뇌혈관 자기공명조영술에서 최적의 숙임각은 $25^{\circ}$로 나타냈다.
The purpose of this study was to investigate the optimal flip angle by measuring the SNR and CNR according to the angle of changes of the MRI technique using the Image J program. A total of 30 normal volunteers were assessed by using a 1.5T magnetic resonance imaging system (Philips, Medical System,...
The purpose of this study was to investigate the optimal flip angle by measuring the SNR and CNR according to the angle of changes of the MRI technique using the Image J program. A total of 30 normal volunteers were assessed by using a 1.5T magnetic resonance imaging system (Philips, Medical System, Achieva). For the MRI angiography, we set the region of interest in four regions and evaluated the SNR and CNR. The statistical significance of SNR and CNR was calculated by one-way ANOVA using quantitative analysis at five different positions. The Bonferroni method was used for post-hoc analyzes. Statistical significance was determined by using ANOVA analysis at p<0.05 and Bonferroni method was used as a post-hoc analysis. The results of this study, the measurement values of ACA(SNR:$876.59{\pm}14.22$, CNR:$1999.7{\pm}12.5$), PCA(SNR:$863.48{\pm}13.29$, CNR:$1870.18{\pm}12.56$), ICA(SNR:$1116.87{\pm}08.34$, CNR:$2979.37{\pm}14.69$) and MCA(SNR:$848.66{\pm}15.25$, CNR:$2199.25{\pm}13.48$) were obtained with the high signal intensity at $25^{\circ}$(p<0.05). The values of a1, a2, a3, p1, p2, p3, m1, m2 and m3 were also the same (p<0.05). Post-hoc analysis results, There was a statistically significant difference (p=0.000) between $10^{\circ}$, $15^{\circ}$, $20^{\circ}$ on the $25^{\circ}$ reference for the flip angle, but no significant results were obtained with $30^{\circ}$(p<0.05). In concision, because the signal intensity decreased at $30^{\circ}$, this study revealed that the optimal flip angles were $25^{\circ}$ in cerebrovascular MR angiography.
The purpose of this study was to investigate the optimal flip angle by measuring the SNR and CNR according to the angle of changes of the MRI technique using the Image J program. A total of 30 normal volunteers were assessed by using a 1.5T magnetic resonance imaging system (Philips, Medical System, Achieva). For the MRI angiography, we set the region of interest in four regions and evaluated the SNR and CNR. The statistical significance of SNR and CNR was calculated by one-way ANOVA using quantitative analysis at five different positions. The Bonferroni method was used for post-hoc analyzes. Statistical significance was determined by using ANOVA analysis at p<0.05 and Bonferroni method was used as a post-hoc analysis. The results of this study, the measurement values of ACA(SNR:$876.59{\pm}14.22$, CNR:$1999.7{\pm}12.5$), PCA(SNR:$863.48{\pm}13.29$, CNR:$1870.18{\pm}12.56$), ICA(SNR:$1116.87{\pm}08.34$, CNR:$2979.37{\pm}14.69$) and MCA(SNR:$848.66{\pm}15.25$, CNR:$2199.25{\pm}13.48$) were obtained with the high signal intensity at $25^{\circ}$(p<0.05). The values of a1, a2, a3, p1, p2, p3, m1, m2 and m3 were also the same (p<0.05). Post-hoc analysis results, There was a statistically significant difference (p=0.000) between $10^{\circ}$, $15^{\circ}$, $20^{\circ}$ on the $25^{\circ}$ reference for the flip angle, but no significant results were obtained with $30^{\circ}$(p<0.05). In concision, because the signal intensity decreased at $30^{\circ}$, this study revealed that the optimal flip angles were $25^{\circ}$ in cerebrovascular MR angiography.
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문제 정의
이러한 점에서 본 연구의 숙임각을 포함한 여러 매개변수 적용이 큰 의미가 있었다.[15,16] 이에 본 연구에서 혈관을 나타내는데 신호의 균일성을 좌우하는 숙임각에 대한 혈관영상의 변화을 알아 볼 필요가 있었다. 그 결과 유속증가 자기공명 혈관 조영술에서 숙임각이 25°일 때 본 연구에서 측정한 모든 해부학적 구조물이 가장 좋은 SNR과 CNR값을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
MR 영상신호를 얻기 위해서는 종자화 성분을 횡자화 성분으로 바꾸어 주는 과정이 반드시 필요한데, 유속증가 자기공명 혈관 조영술에서 숙임각의 변화에 따라서 영상의 질은 다양하게 변할 수 있다. 이에 본 연구는 뇌 혈관평가에 있어서 숙임각의 변화에 따라 신호대 잡음비(SNR; Signal to Noise Ratio)과 대조도대 잡음비(CNR; Contrast to Noise Ratio)을 측정 후 최적의 숙임각을 알아보고자 하였다.[10,11]
제안 방법
2. The SNRs and CNRs values according to the change of Flip angle when using TOF technique in 4 vessels(ACOM, PCA, MCA, ICA).
4. The SNRs and CNRs values according to the change of flip angle when using TOF technique in 9 vessels(a1, a2, a3, p1, p2, p3, m1, m2, m3).
67년)로 정상인 지원자를 대상으로 하였다. 모든 지원자는 사전에 MRI 검사를 실시한 적이 없으며, 본 연구에 사용된 장비는 필립스 Achieva 1.5T 가지공명영상기기(Philips Medical System, Netherland)를 사용하여 검사를 하였다. 데이터 획득을 위한 자기공명영상 수신코일로는 32채널 Head 다중 코일을 사용하였으며 적용된 매개변수(parameter)는 Table 1과같이 3차 의료원에서 일반적으로 적용되는 조건으로 하였다.
본 실험 대상자인 정상인들의 윌리스 서클(Circle of Willis)데이터를 획득하여 이미지 파일을 전송하여 Fig. 1과 같이 Black Circle 중심으로 안쪽목동맥(ICA; Internal Carotid Artery)과 중간대뇌동맥(MCA; Middle Cerebral Artery)과 전교통동맥(ACOM; Anterior Communicating Artery)등 부위를 선택하여 측정하였다.
대상 데이터
2017년 02월부터 2017년 월까지 총 30명(남자:15명, 여자 15명, 연령분포 20~24세(평균 24 ± 3.67년)로 정상인 지원자를 대상으로 하였다.
5T 가지공명영상기기(Philips Medical System, Netherland)를 사용하여 검사를 하였다. 데이터 획득을 위한 자기공명영상 수신코일로는 32채널 Head 다중 코일을 사용하였으며 적용된 매개변수(parameter)는 Table 1과같이 3차 의료원에서 일반적으로 적용되는 조건으로 하였다.
데이터처리
본 실험 대상자에 대하여 분석으로는 ANOVA test를사용하였으며, 사후분석으로 Bonferroni Method를 사용하였다. 영상분석으로 Image J를 사용하였으며 모든 실험데이터는 p 값이 0.
05 이하일 때 통계적 유의성을 두었다. 본 실험에 대한 데이터 분석을 위해 사용된 프로그램은 SPSS software(SPSS 14.0 for Windows, SPSS Inc., Chicago, USA)로 통계학적 분석을 실행하였다.
본 실험 대상자에 대하여 분석으로는 ANOVA test를사용하였으며, 사후분석으로 Bonferroni Method를 사용하였다. 영상분석으로 Image J를 사용하였으며 모든 실험데이터는 p 값이 0.05 이하일 때 통계적 유의성을 두었다. 본 실험에 대한 데이터 분석을 위해 사용된 프로그램은 SPSS software(SPSS 14.
성능/효과
TOF 3D 기법을 이용한 숙임각 변화에 따른 정성적 분석으로 Fig. 3과 같이 관심영역 부위를 시각적으로 보았을 때 25° 영상이 가장 좋은 결과를 얻었다.
현대 사회의 성인의 주된 사망 원인 중 하나로 뇌혈관질환이며 최근 뇌혈관 질환 중에서 특히 뇌출혈이 많이 보고되고 있다.[4] 뇌출혈의 주된 원인은 만성 고혈압의 합병증이나 때로는 동맥류파열이나 출혈된 동정맥 기형 폐쇄성 혈관질환, 출혈성 뇌종양, 출혈성 혈맥질환 등에 원인이 될 수 있다. 현재 위와 같은 뇌혈관질환을 자기공명 혈관조영술(MRA; Magnetic Resonance Angiography)을 통하여 발병 초기 진단하는데 매우 유용하게 사용되고 있다.
결론적으로 현재 뇌혈관질환에 관련하여 많이 사용하고 있는 3D-TOF 기법을 이용한 MRA 영상에서 모든 매개변수를 고정하고 10°, 15°, 20°, 25°, 30°의 숙임각을 적용해본 결과 25°에서 영상의 CNR과 SNR이 가장 높게 나타났지만 30°에서는 유의성이 없었다.
그 결과 유속증가 자기공명 혈관 조영술에서 숙임각이 25°일 때 본 연구에서 측정한 모든 해부학적 구조물이 가장 좋은 SNR과 CNR값을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
뇌혈관 중에서 상대적으로 작은 혈관을 나타내는a1, a2, a3, p1, p2, p3, m1, m2, m3 혈관을 숙임각을 변화시켜 TOF 3D 기법을 적용하여 검사했을 때 Fig. 5와 같이 25° 영상이 가장 좋은 결과를 얻었다.
또한 PCA 25°(SNR:863.48 ± 13.29, CNR:1870.18± 12.56), ICA 25°(SNR:1116.87 ± 8.34, CNR:2979.37 ± 14.69), MCA 25°(SNR:848.66 ± 15.25, CNR:2199. 25 ± 13.48)영상에서 가장 높은 SNR과 CNR값을 가졌다(p<0.05).
본 연구의 사후분석 결과 숙임각 25°을 기준으로 10°, 15°, 20°에서는 모두 유의한 차이가 있었지만(p=0.000) 30°에서 a1, a2, a3, p1, p2, p3, m1, m2, m3의 작은 혈관에서는 유의성 있는 결과를 얻지 못했다(p>0.05).
연구의 결과에 의하면 ACOM 25° 영상에서(SNR:876.59 ± 14.22, CNR: 1999.73 ±12.54)로 숙임각 25°에서 가장 큰 값을 가졌다.
그러나 30°에서는 신호강도가 떨어지는 결과를 얻었다. 이에 3D-TOF기법의 MRA 영상에서 각도의 변화에 따른 최적의 영상질 평가에서 가장 좋은 영상의 숙임각은 25° 이었다. 따라서 뇌혈관의 병변의 발견을 향상시키기 위해 3D-TOF기법을 이용한 MRA 검사시 숙임각 25°를 사용하는 것이 추후연구에서 기초자료가 될 것으로 사료된다.
총 30명의 정상인 지원자의 분석결과 숙임각의 변화에 따른 조사한 부위들의 SNR과 CNR값은 각도에 따라서 변화가 있었다. 연구의 결과에 의하면 ACOM 25° 영상에서(SNR:876.
후속연구
이에 3D-TOF기법의 MRA 영상에서 각도의 변화에 따른 최적의 영상질 평가에서 가장 좋은 영상의 숙임각은 25° 이었다. 따라서 뇌혈관의 병변의 발견을 향상시키기 위해 3D-TOF기법을 이용한 MRA 검사시 숙임각 25°를 사용하는 것이 추후연구에서 기초자료가 될 것으로 사료된다.
그 결과 유속증가 자기공명 혈관 조영술에서 숙임각이 25°일 때 본 연구에서 측정한 모든 해부학적 구조물이 가장 좋은 SNR과 CNR값을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에 제한점이 있다면 현재 많이 사용하는 MRI 장비중 1.5T 와 3.0T가 있지만 오직 1.5T장비를 사용하여 검사를 실시한 점으로, 일반적으로 고자장의 장비를 사용하면 SNR이 좋다고 알려져 있기 때문에 1.5T와 3.0T 두 가지 장비를 통해 비교하는 연구를 통하여서 더욱 정확한 비교를 해볼 필요성이 있다고 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
뇌출혈의 주된 원인은 무엇인가?
현대 사회의 성인의 주된 사망 원인 중 하나로 뇌혈관질환이며 최근 뇌혈관 질환 중에서 특히 뇌출혈이 많이 보고되고 있다.[4] 뇌출혈의 주된 원인은 만성 고혈압의 합병증이나 때로는 동맥류파열이나 출혈된 동정맥 기형 폐쇄성 혈관질환, 출혈성 뇌종양, 출혈성 혈맥질환 등에 원인이 될 수 있다. 현재 위와 같은 뇌혈관질환을 자기공명 혈관조영술(MRA; Magnetic Resonance Angiography)을 통하여 발병 초기 진단하는데 매우 유용하게 사용되고 있다.
CT 혈관조영술의 단점은?
CT 혈관조영술은 자기공명혈관조영술 영상보다 높은 공간분해능을 가지고 있으며, 특히 두개 내 뇌혈관의 협착 정도를 평가함에 있어 민감하며 높은 정확도를 가지고 있는 것으로 알려져 있고, 후 뇌 순환계의 경우 저속의 혈류 속도를 가진 혈관에서는 DSA 보다 우월한 것으로 보고되고 있다.[13] 그러나 방사선에 노출되는 근본적인 단점을 가지고 있다.특히 최근에 뇌졸중의 영상진단법중의 하나인 CT관류영상이 많이 이용되고 있어 방사선 피폭량은 점차 증가하고 있는 추세이다.
자기공명영상의 장점은?
자기공명영상(MRI; Magnetic Resonance Imaging)은 컴퓨터단층촬영(CT; Computed Tomography)와다르게 조영제를 사용하지 않고 뇌의 혈관들을 영상으로 만들 수 있다는 장점이 있다.[1,2] 반드시 조영제를 사용하여 뇌혈관 질환을 검사하는 CT와는다르게 자기공명영상에서는 조영제를 사용하지 않을수 있기 때문에 임산부나 조영제에 민감한 환자의뇌혈관을 영상화하는데 있어 CT보다 유리하다.
참고문헌 (16)
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