Diffusion-Weighted MR Imaging of the Brain Tumors: The Clinical Usefulness

두개강내 종양의 확산강조자기공명영상: 임상적 유용성

Purpose: To evaluate the clinical usefulness of diffusion weighted MR imaging(DWI) in the differential diagnosis of brain tumors. Materials and methods: DWI and conventional MR images of nineteen patients with brain tumors(10 metastatic tumors, 4 high grade gliomas, 4 low grade astrocytomas, one oligodendroglioma)were obtained on 1.5T unit. DWI was obtained using single shot spin echo planar imaging with b-value near 1000. We analyzed the signal intensities of lesions including solid portion, necrotic or cystic portion and peritumoral edema of brain tumors (classified five grades comparison with the signal intensities of brain parenchyma and CSF)and calculate the SIR(signal intensity ratio)of lesions to the contralateral normal brain parenchyma. We analyzed statistically the signal intensities and SIR of tumors using independence T test. Results: In solid portions of tumors, all the metastatic tumors and high grade gliomas showed high signal intensities, but low grade astrocytomas and oligodendroglioma showed iso or slight high signal intensities to the normal brain parenchyma. The SIR of solid portion has positive correlation with malignant pot ential(metastatic tumors 1.52, high grade gliomas 1.38, low grade astrocytomas 1.16, oligodendroglioma 1.31)(p < 0.05). In peritumoral edema where seen in 14 tumors, seven of 10 metastatic tumors and two of 4 high grade gliomas showed iso signal intensities, whereas edemas in other 5 brain tumors showed hyperintense to the normal brain parenchyma. The SIRs of peritumoral edemas in metastatic tumors (1.14) was lower than high grade gliomas(1.31),but statistically insignificant. The SIR of cystic or necrotic portion of brain tumors was 0.63. In non enhancing solid portions, three of six cases showed hyperintense to the adjacent peritumoral edema. Conclusion: On DWI, the signal intensities of solid portion has positive correlation with malignant potential, and perilesional edema of brain tumors appear various signal intensities owing to "T2 shine through effect" and the extensiveness of vasogenic edema. Another merit using DWI on the evaluation of brain tumors is to improved better delineation of tumor margins from the adjacent edemas, especially at the non enhancing solid portion of the tumors.

목적: 두개강내 종양의 감별진단에 있어서 확산강조자기공명영상(DWi: diffusion weighted MR imaging)의 임상적 유용성을 알아 보고자 하였다. 대상 및 방법: 19예의 두개강내 종양(전이암 10예, 고등급 교종 4예, 저등급 성상세포종 4예, 핍지교종 1예)을 대상으로 1.5T 장치를 이용하여 통상적인 자기공명영상과 EPI기법을 사용한 DWI(TR/TE=6500/107, b value 1000)를 얻었다. DWI에서 종%$\varepsilon$을 고형성분, 괴사나 낭성 부위, 주위 부종으로 나누어 신호강도(뇌설과 뇌실질을 기준으로 5등급으로 나눔)와 벙변과 반 대쪽 정상 뇌설질의 상대적 신호강도비(SIR: signal intensity ratio)를 구하였다. 이렇게 얻어진 종양간의 신호강도와 신호강도비의 차이를 독립표본 T 검정을 이용하여 비교 분석하였다. 결과: DWI에서 고형성분의 경우 전이암과 고등급 교종은 전예에서 뇌실질보다 고신호강도를 보 였으며, 저등급 성상세포종과 핍지교종은 뇌실질과 등신호 또는 약간 높은 신호강도를 보였다. 각각의 고형성분에서 평균 신호강도비는 전이암 1.52, 고등급 교종 1.48, 저등급 성상세포종 1.16, 핍지교종 1.31로 측정되어서 전반적으로 악성도가 증가할수록 높은 신호강도비를 보였다(P(0.05). 종양 주위 부종은 전이암 10예와 고등급 교종 4예에서 관찰되었으며 이중 전이암 7예, 고등급 교종 2예에서는 뇌실질과 유사한 신호강도를 보인 반면 나머지 5예들에서는 뇌실 질보다 높은 신호강도로 관찰되었다. 부종에서의 평균 신호강도비는 전이암이 1.14, 고등급 교종 1.31로 전이암에서 낮게 관찰되었지만 통계적 의의는 없었다(p >0.05). 괴사나 낭성부위의 평균 신호강도비는 0.63이였다. 조영증강되지 않았던 6예의 고형성분중 3예는 주위 부종보다 고신호강도를보여 종양의 경계가통상적인 자기공명영상에 비해 우수하였다. 결론: DWI에서 뇌종양의 고형성분의 신호강도는 종양의 악성도가 높을수록 고신호강도를 보였고 종양 주위 부종은 DWI기법에 기인된 고유효과인 "T2 shine through effect"와 혈관성 부종의 정도 간의 우열에 따라 다양한 소견을 보였으며, 또한 DWI에서 종양과 주위 부종과의 관계를 좀더 명확하게 구분 할 수 있었다.