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문제 정의
- 보여주었다. 또한, 인간의 뇌 섬유는 여러가지 방향으로 연결성을 보이므로 아스파라거스와 마늘종의 실험에서 각도를 주어 휘어지게 함으로써 DTT 재구성 영상에서의 각도에 따른 변화를 보고자 하였다. 가장 잘 표현된 DTT 재구성 영상은 우리의 생각과 같이 직선에서 가장 긴 연결성을 보여주었다.
- 이 연구의 목적은 DTI의 생체 외 팬텀을 위해 마늘종과 아스파라거스를 이용하여 DTT를 재구성해 보고 FA 값과 ADC 값을 비교 평가하여 생체 외 팬텀의 재료로서 사용 가능한지를 알아보고자 하였다. 마늘종, 야자나무, 목화, 아스파라거스 등과 같이 다양한 식물 섬유 중에 주변에서 쉽게 접할 수 있고 그 모양이 팬텀을 만들기에 가장 적합하다고 생각되어지는 마늘종과 아라파라거스를 선택하여 실험을 진행하였다.
제안 방법
- 또한 높은 신호 대 잡음비(signal to noise; SNR)의 영상을 위하여 3D T1 SAG 강조영상과 2D T2 COR 강조영상을 획득하였다. DT 영상은 일반적으로 신호 대 잡음비가 낮기 때문에 DTT와 FA 값, ADC 값의 정확한 획득을 위하여 3D T1 SAG 강조영상과 2D T2 COR 강조영상을 필립스 콘솔에서 제공하는 소프트웨어를 이용하여 합성하여 분석하였다.
- DT 시퀀스로 획득된 데이터는 필립스 사에서 제공하는 ‘FiberTrack package’를 사용하여 분석하였다. DTT를 위하여 Tracking하고자 하는 부분에 ‘Select Track Single ROI Fibers’를 적용하고 ‘Freehand’를 이용하여 재구성 영상을 획득하였다. 팬텀의 시작되는 아래 부분 중에 직선에 가까운 부분에서 트래킹을 시도하였다.
- 플라스틱 통에 0°, 30°, 60°, 90°, 120°의 각도로 구멍을 내고 튜브를 삽입하였다. 튜브 안에는 아스파라거스와 마늘종을 최대한 삽입하였고, 각 식물섬유들은 빠지지 않도록 고정하였다.
- 획득된 DTI 데이터는 필립스 MRI 시스템에서 제공하는 DTI 분석프로그램을 이용하여 DTT를 재구성하였고, DTT 의 시행에 따라 파생되어 나오는 FA 값과 ADC 값을 분석하였다. DT 시퀀스로 획득된 데이터는 필립스 사에서 제공하는 ‘FiberTrack package’를 사용하여 분석하였다.
대상 데이터
- 따라서 쥐나 원숭이, 인간의 두뇌는 연구에 활용하기도 어려울뿐더러 계속 변하는 특성으로 인해 DTI를 위한 정도관리에는 적합하지 않다는 결론을 얻었다. 그래서 우리는 식물에서의 섬유조직을 대안으로 생각하였고 그 중에 쉽게 구입할 수 있고 값이 저렴한 아스파라거스와 마늘종을 연구의 재료로 선정하였다.
- 우리는 single-shot echo planar 시퀀스를 이용하여 32 방향에서 데이터를 획득하였고, slice thickness 3mm, TR 3000ms, TE 102ms, matrix size 256 X 256, number of slices 45, scan time 7분 25 초, b-values 800으로 영상을 획득하였다(Table 1). 또한 높은 신호 대 잡음비(signal to noise; SNR)의 영상을 위하여 3D T1 SAG 강조영상과 2D T2 COR 강조영상을 획득하였다. DT 영상은 일반적으로 신호 대 잡음비가 낮기 때문에 DTT와 FA 값, ADC 값의 정확한 획득을 위하여 3D T1 SAG 강조영상과 2D T2 COR 강조영상을 필립스 콘솔에서 제공하는 소프트웨어를 이용하여 합성하여 분석하였다.
- 알아보고자 하였다. 마늘종, 야자나무, 목화, 아스파라거스 등과 같이 다양한 식물 섬유 중에 주변에서 쉽게 접할 수 있고 그 모양이 팬텀을 만들기에 가장 적합하다고 생각되어지는 마늘종과 아라파라거스를 선택하여 실험을 진행하였다.
- 5T; Philips MeSigna Excite; GE Yokogawa Medical Systems, Tokyo, Japan)를 사용하였고, 8-채널 위상 배열 두부 코일을 사용하였다. 우리는 single-shot echo planar 시퀀스를 이용하여 32 방향에서 데이터를 획득하였고, slice thickness 3mm, TR 3000ms, TE 102ms, matrix size 256 X 256, number of slices 45, scan time 7분 25 초, b-values 800으로 영상을 획득하였다(Table 1). 또한 높은 신호 대 잡음비(signal to noise; SNR)의 영상을 위하여 3D T1 SAG 강조영상과 2D T2 COR 강조영상을 획득하였다.
- 자기 공명 영상은 1.5-Tesla MRI 장비(Intera Achiva Tx 1.5T; Philips MeSigna Excite; GE Yokogawa Medical Systems, Tokyo, Japan)를 사용하였고, 8-채널 위상 배열 두부 코일을 사용하였다. 우리는 single-shot echo planar 시퀀스를 이용하여 32 방향에서 데이터를 획득하였고, slice thickness 3mm, TR 3000ms, TE 102ms, matrix size 256 X 256, number of slices 45, scan time 7분 25 초, b-values 800으로 영상을 획득하였다(Table 1).
이론/모형
- DT 시퀀스로 획득된 데이터는 필립스 사에서 제공하는 ‘FiberTrack package’를 사용하여 분석하였다. DTT를 위하여 Tracking하고자 하는 부분에 ‘Select Track Single ROI Fibers’를 적용하고 ‘Freehand’를 이용하여 재구성 영상을 획득하였다.
성능/효과
- 또한, 인간의 뇌 섬유는 여러가지 방향으로 연결성을 보이므로 아스파라거스와 마늘종의 실험에서 각도를 주어 휘어지게 함으로써 DTT 재구성 영상에서의 각도에 따른 변화를 보고자 하였다. 가장 잘 표현된 DTT 재구성 영상은 우리의 생각과 같이 직선에서 가장 긴 연결성을 보여주었다. 또한, 마늘종과 아스파라거스의 섬유조직의 FA 값과 ADC 값을 비교해보면 전반적으로 FA 값은 마늘종이 높게 측정되었고 ADC 값은 아스파라거스에서 높게 측정되었다.
- 이에 인간의 사체 두뇌를 포르말린으로 고정한 연구에서는 그 변화가 안정적일 것이라고 예상했지만 장기간 고정된 사체 두뇌에서도 물의 이동성이 계속 감소하여 한계가 있다고 보고하였다[18]. 따라서 쥐나 원숭이, 인간의 두뇌는 연구에 활용하기도 어려울뿐더러 계속 변하는 특성으로 인해 DTI를 위한 정도관리에는 적합하지 않다는 결론을 얻었다. 그래서 우리는 식물에서의 섬유조직을 대안으로 생각하였고 그 중에 쉽게 구입할 수 있고 값이 저렴한 아스파라거스와 마늘종을 연구의 재료로 선정하였다.
- 가장 잘 표현된 DTT 재구성 영상은 우리의 생각과 같이 직선에서 가장 긴 연결성을 보여주었다. 또한, 마늘종과 아스파라거스의 섬유조직의 FA 값과 ADC 값을 비교해보면 전반적으로 FA 값은 마늘종이 높게 측정되었고 ADC 값은 아스파라거스에서 높게 측정되었다. 하지만 FA 값에서는 90°에서 아스파라거스가 더 높게 나타나는 변수가 있었고 ADC 값에서는 60°와 90°에서 마늘종이 더 높게 나타났다.
- 본 연구를 진행하면서 식물이라는 특성상 신선도의 문제로 DT 영상에 영향을 줄 수 있다는 것을 알게 되었고 튜브에 들어가는 식물섬유의 양과 식물 고유의 특성과 같은 변수들을 포함한 제한점이 있다는 것을 알 수 있었다. 추후 연구에서는 DTI의 정도관리를 위한 팬텀 재료로서 식물 섬유들과 다양한 합성 섬유들에 대한 특성을 비교 평가해 본다면 보다 나은 팬텀 재료에 대한 기준을 제시할 수 있을 것이라 사료된다.
- 아스파라거스와 마늘종의 섬유조직들은 완전한 연결성을 보여주지는 않았지만 DTT의 재구성 영상에서 좋은 연결성을 보여주었다. 또한, 인간의 뇌 섬유는 여러가지 방향으로 연결성을 보이므로 아스파라거스와 마늘종의 실험에서 각도를 주어 휘어지게 함으로써 DTT 재구성 영상에서의 각도에 따른 변화를 보고자 하였다.
- 이 연구의 목적과 같이 DTI의 생체 외 팬텀을 위해 식물섬유인 마늘종과 아스파라거스를 이용하여 DTT를 재구성해 영상에서 좋은 연결성을 확인할 수 있었고 두 식물 섬유들에서의 FA 값과 ADC 값을 측정하여 비교 평가할 수 있었다. 마늘종과 아스파라거스는 DTI를 위한 생체 외 팬텀의 재료로서 사용 가능하나 식물이라는 특성상 신선도의 문제는 포함된다.
- 이것은 마늘종과 아스파라거스가 튜브에 꽉 차지 않음으로써 일정량의 물이 들어갈 수 있으며 또한 식물들의 모양과 크기에 따라 그 특성이 DTT에 영향을 주었을 것이라 생각된다. 이러한 한계점에도 마늘종과 아스파라거스의 식물섬유의 DTT 재구성 영상에서 섬유들의 좋은 연결성을 확인할 수 있었고 또한 FA 값과 ADC 값을 비교 평가할 수 있었다.
- 또한, 마늘종과 아스파라거스의 섬유조직의 FA 값과 ADC 값을 비교해보면 전반적으로 FA 값은 마늘종이 높게 측정되었고 ADC 값은 아스파라거스에서 높게 측정되었다. 하지만 FA 값에서는 90°에서 아스파라거스가 더 높게 나타나는 변수가 있었고 ADC 값에서는 60°와 90°에서 마늘종이 더 높게 나타났다. 60°의 ADC 값은 다른 각 도의값들에 비해 현저한 차이를 보이지는 않았다.
- 팬텀의 시작되는 아래 부분 중에 직선에 가까운 부분에서 트래킹을 시도하였다. 획득된 재구성 영상은 자동으로 눈으로 확인 가능한 전체 섬유들에 대한 Lines, Voxels, FA(fractional anisotropy), ADC(apparent diffusion coefficient), Length가 자동으로 통계처리 되어 나타났다.
후속연구
- 마늘종과 아스파라거스는 DTI를 위한 생체 외 팬텀의 재료로서 사용 가능하나 식물이라는 특성상 신선도의 문제는 포함된다. 따라서 추후의 연구에서는 식물섬유뿐 아니라 다양한 합성섬유들에서 그 특성을 비교하고 교차 평가해 본다면 DTI의 정도관리를 위한 팬텀을 위한 재료들의 특성을 파악하는데 도움이 되리라 사료된다.
- 포함한 제한점이 있다는 것을 알 수 있었다. 추후 연구에서는 DTI의 정도관리를 위한 팬텀 재료로서 식물 섬유들과 다양한 합성 섬유들에 대한 특성을 비교 평가해 본다면 보다 나은 팬텀 재료에 대한 기준을 제시할 수 있을 것이라 사료된다.
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