[논문]MRI 검사의 시퀀스 별 영상 변수와 SAR의 관계

김성호; 유세종

doi:10.7742/jksr.2023.17.7.1133

초록
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본 연구는 SAR의 최적화를 위해 다양한 시퀀스 환경에서 영상 변수와 전자파흡수율 (SAR)의 관계를 분석하였다. 이를 위해 T2, T1, STIR, T1 FLAIR 그리고 T2 FLAIR 시퀀스를 대상으로 장비에서 계산된 전신(whole body, WB) SAR와 두부 (head) SAR을 측정하였다. 그리고 영상 단면의 수와 재위상화 RF의 숙임각(FA)을 조절하며 SAR를 평가하였다. 그 결과, 모든 시퀀스에서 영상 단면의 수가 증가할수록 SAR는 증가하였다. T1과 T1 FLAIR는 상관계수(r)가 각각 0.876, 0.876 (WB SAR, head SAR), 0.867, 0.867 (WB SAR, head SAR)이었고 STIR는 0.898, 0.899 (WB SAR, head SAR)로 가장 높은 연관성을 보였다 (p<0.05). 재위상화 RF의 FA을 증가시키며 적용하였을 때, WB SAR와 head SAR는 모든 시퀀스에서 전반적으로 상승하였다. T1, T2 시퀀스에서 상관계수(r)가 각각 0.897, 0.898 (WB SAR, head SAR)과 0.914, 0.915 (WB SAR, head SAR)로 높은 연관성을 보인 반면, 반전회복기법을 적용된 시퀀스에서는 상대적으로 FA 증가에 덜 민감한 양상을 보였다. 따라서 비교적 TR이 낮은 시퀀스 환경에서는 단면의 개수를 최소화하고 고속스핀에코기법을 적용하여 동작 비율이 높은 시퀀스 환경에서는 재위상화 RF의 FA을 줄이는 것이 SAR를 줄이는 데 효과적이다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study analyzed the relationship between image parameters and specific absorption rate (SAR) in various sequence environments to optimize SAR. For this purpose, image parameters were adjusted for T2, T1, STIR, T1 FLAIR, and T2 FLAIR sequences in a 3.0T MRI, and the whole body (WB) SAR and head S...

This study analyzed the relationship between image parameters and specific absorption rate (SAR) in various sequence environments to optimize SAR. For this purpose, image parameters were adjusted for T2, T1, STIR, T1 FLAIR, and T2 FLAIR sequences in a 3.0T MRI, and the whole body (WB) SAR and head SAR calculated by the device were measured. Then, the SAR was evaluated by adjusting the number of images and the flip angle (FA) of the refocusing RF. As a result, SAR increased as the number of image increased in all sequences. T1 and T1 FLAIR had correlation coefficients (r) of 0.876, 0.876 (WB SAR, head SAR), 0.867, 0.867 (WB SAR, head SAR), respectively, and STIR had the highest correlation with 0.898 and 0.899 (WB SAR, head SAR). showed (p<0.05). When applied by increasing the refocusing FA, WB SAR and head SAR increased overall in all sequences. The T1 and T2 sequences showed high correlation with correlation coefficients (r) of 0.897, 0.898 (WB SAR, head SAR) and 0.914, 0.915 (WB SAR, head SAR), respectively, while the sequences to which the inversion recovery technique was applied had relatively low FA, showed less sensitivity to increase. Therefore, in a sequence with a relatively low TR, minimizing the number of image and applying the fast spin echo to reduce the refocusing FA in a sequence with a high duty cycle are effective in reducing SAR.

주제어

표/그림 (3)

표 Table 1. Sequence and parameters.
그림 Fig. 1. SAR according to number of image. Both (A) whole body SAR and (B) head SAR increased overall as the number of images increased in all sequences. In particular, sequences with relatively low TR such as T1, STIR, and T1 FLAIR showed a high SAR increase rate. On the other hand, sequences with relatively long TR, such as T2 and T2 FLAIR, showed a relatively low SAR increase rate.
그림 Fig. 2. SAR according to FA of refocusing RF. Both (A) whole body SAR and (B) head SAR increased overall as the FA of the refocusing RF increased in all sequences. In particular, in the fast spin echo sequence where the duty cycle of RF is high, the increase in SAR was high when the RF energy increased. On the other hand, STIR, T1 FLAIR, and T2 FLAIR, which have relatively low duty cycle, showed less sensitive SAR as RF energy increased.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 다양한 시퀀스 환경에서 영상 변수와 SAR의 관계를 분석함으로써 SAR를 최소화 할 수 있는 방안에 대해 제시하고자 하였다. 그 결과, 비교적 TR이 낮은 시퀀스에서는 단면의 개수를 최소화하고 동작 비율이 높은 시퀀스는 재위상화 RF의 FA을 줄이는 것이 SAR를 줄이는 데 효과적이다.

제안 방법

그리고 재위상화 RF의 숙임각은 90°에서 180°까지 10°씩 증가시키며 SAR를 비교 분석하였다.
각 시퀀스 환경에서 영상 변수에 따른 SAR를 평가하기 위해 장비에서 미리 계산된 전신 (whole body, WB) SAR와 두부 (head) SAR를 분석하였고 SAR 계산을 위해 필요한 검사 대상의 체중은 50 kg으로 입력하였다. 이를 위해 각 시퀀스에서 나머지 변수는 고정하고 영상 단면의 개수를 1에서 10까지 1개씩 증가시키며 SAR를 평가하였다. 그리고 재위상화 RF의 숙임각은 90°에서 180°까지 10°씩 증가시키며 SAR를 비교 분석하였다.

대상 데이터

각 시퀀스 환경에서 영상 변수에 따른 SAR를 평가하기 위해 장비에서 미리 계산된 전신 (whole body, WB) SAR와 두부 (head) SAR를 분석하였고 SAR 계산을 위해 필요한 검사 대상의 체중은 50 kg으로 입력하였다. 이를 위해 각 시퀀스에서 나머지 변수는 고정하고 영상 단면의 개수를 1에서 10까지 1개씩 증가시키며 SAR를 평가하였다.
그리고 시퀀스는 T2 대조도 강조 영상, T1 대조도 강조 영상, STIR (short-TI inversion recovery), T1 FLAIR (fluid attenuated inversion recovery), T2 FLAIR를 대상으로 하였다. 각 시퀀스의 세부 영상 변수는 Table 1과 같다.
실험을 위해 3.0T MRI (SIGNA Pioneer, GE HealthCare, Chicago, Illinois, U.S.)장치를 사용하였다.

데이터처리

각각의 시퀀스의 영상 변수와 SAR의 상관관계를 평가하기 위해 Pearson 상관 분석을 시행하였다. Pearson 상관 분석은 영상의 단면의 수 그리고 재위상화 RF의 숙임각과 WB SAR 그리고 head SAR와의 상관계수를 구하여 비교 분석하였다. 이를 위해 SPSS 23 프로그램 (IBM Corp.
각각의 시퀀스의 영상 변수와 SAR의 상관관계를 평가하기 위해 Pearson 상관 분석을 시행하였다. Pearson 상관 분석은 영상의 단면의 수 그리고 재위상화 RF의 숙임각과 WB SAR 그리고 head SAR와의 상관계수를 구하여 비교 분석하였다.

성능/효과

본 연구는 다양한 시퀀스 환경에서 영상 변수와 SAR의 관계를 분석함으로써 SAR를 최소화 할 수 있는 방안에 대해 제시하고자 하였다. 그 결과, 비교적 TR이 낮은 시퀀스에서는 단면의 개수를 최소화하고 동작 비율이 높은 시퀀스는 재위상화 RF의 FA을 줄이는 것이 SAR를 줄이는 데 효과적이다.
상관관계 분석 결과에서는 T2와 T2 FLAIR는 영상 단면의 수 그리고 SAR는 유의미한 상관관계를 보이지 않았다(p>0.05)
상관관계분석 결과에서는 모든 시퀀스에서 재위상화 RF의 FA와 SAR가 연관성이 있었다 (p<0.05)
1과 같이 상승하였다. 특히, T1, STIR, T1 FLAIR의 경우 10개 단면 조건에서 WB SAR가 각각 0.75, 0.82, 0.73 W/kg 그리고 head가 각각 2.49, 2.74, 2.42 W/kg으로 나타나 비교적 높은 SAR를 보였다. 반면, T2, T2 FLAIR의 경우 WB SAR가 0.

참고문헌 (16)

J. C. Sharp, S. B. King, "MRI using radiofrequency magnetic field phase gradients", Magnetic Resonance in Medicine: An Official Journal of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine, Vol. 63, No. 1, pp. 151-161, 2010. http://dx.doi.org/10.1002/mrm.22188？

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E. Herremans, A. Melado-Herreros, T. Defraeye, B. Verlinden, M. Hertog, P. Verboven, J. Va, M. E. Fernandez-Valle, E. Bongaers, P. Estrade, M. Wevers, P. Barreiro, B. M. Nicolai, "Comparison of X-ray CT and MRI of watercore disorder of different apple cultivars", Postharvest Biology and Technology, Vol. 87, pp. 42-50, 2014. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2013.08.008？

상세보기
F. J. Wippold "Head and neck imaging: the role of CT and MRI", Journal of Magnetic Resonance Imaging, Vol. 25, No. 3, pp. 453-465, 2007. http://dx.doi.org/10.1002/jmri.20838？

상세보기
O. Coskun, "Magnetic resonance imaging and safety aspects", Toxicology and Industrial Health, Vol. 27, No. 4, pp. 307-313, 2011. http://dx.doi.org/10.1177/0748233710386413？

상세보기
M. W. Carr, M. L. Grey, "Magnetic Resonance Imaging: Overview, risks, and safety measures", American Journal of Nursing, Vol. 102, No. 12, pp 26-33, 2002.？

상세보기
M. Tang, T. Yamamoto, "Progress in Understanding Radiofrequency Heating and Burn Injuries for Safer MR Imaging", Magnetic Resonance in Medical Sciences, Vol. 22, No. 1, pp. 7-25, 2023. http://dx.doi.org/10.2463/mrms.rev.2021-0047？

상세보기
M. F. Dempsey, B. Condon, "Thermal injuries associated with MRI", Clinical Radiology, Vol. 56, No. 6, pp. 457-465, 2001. https://doi.org/10.1053/crad.2000.0688？

상세보기
Z. Wang, J. C. Lin, W. Mao, W. Liu, M. B. Smith, C. M. Collins, "SAR and temperature: simulations and comparison to regulatory limits for MRI", Journal of Magnetic Resonance Imaging, Vol. 26, No. 2, pp. 437-441, 2007. http://dx.doi.org/10.1002/jmri.20977？

상세보기
S. H. Oh, Y. C. Ryu, G. Carluccio, C. T. Sica, C. M. Collins, "Measurement of SAR-induced temperature increase in a phantom and in vivo with comparison to numerical simulation", Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine, Vol. 71, No. 5, pp. 1923-1931, 2014. http://dx.doi.org/10.1002/mrm.24820？

상세보기
J. Jin, F. Liu, E. Weber, S. Crozier, "Improving SAR estimations in MRI using subject-specific models", Physics in Medicine & Biology, Vol. 57, No. 24, pp. 8153, 2012. http://dx.doi.org/10.1088/0031-9155/57/24/8153？

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J. Allison, N. Yanasak, "What MRI Sequences Produce the Highest Specific Absorption Rate (SAR), and Is There Something We Should Be Doing to Reduce the SAR During Standard Examinations?", American Journal of Roentgenology, Vol. 205, No. 2, pp. W140-W140, 2015. http://dx.doi.org/10.2214/AJR.14.14173？

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T. R. Nelson, R. E. Hendrick, W. R. Hendee, "Selection of pulse sequences producing maximum tissue contrast in magnetic resonance imaging", Magnetic Resonance Imaging, Vol. 2, No. 4, pp. 285-294, 1984. http://dx.doi.org/10.1016/0730-725x(84)90194-2？

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W. R. Nitz, P. Reimer, "Contrast mechanisms in MR imaging", European Radiology, Vol. 9, No. 6, pp. 1032-1046, 1999. http://dx.doi.org/10.1007/s003300050789？

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Purchase, Aaron R., et al. "A high duty-cycle, multi-channel, power amplifier for high-resolution radiofrequency encoded magnetic resonance imaging." Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine Vol. 32, pp. 679-692, 2019.？

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S. N. Sarkar, J. L. Mangosing, P. R. Sarkar, "Effect of Low Refocusing Angle in T1-Weighted Spin Echo and Fast Spin Echo MRI on Low-Contrast Detectability: A Comparative Phantom Study at 1.5 and 3 Tesla", BioMed Research International 2013, 2013. http://dx.doi.org/10.1155/2013/680292？

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M. Weigel, J. Hennig, "Development and optimization of [formula omitted] weighted methods with reduced RF power deposition (Hyperecho-TSE) for magnetic resonance imaging", Zeitschrift fur Medizinische Physik, Vol. 18, No. 3, pp. 151-161, 2008. http://dx.doi.org/10.1016/j.zemedi.2008.01.008

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