• Korean Journal of Radiology
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• 제22권10호
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• pp.1708-1718
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• 2021

Objective: The purpose of this study was to evaluate the magnetic resonance (MR) characteristics and applicability of new, uniform, extremely small iron-based nanoparticles (ESIONs) with 3-4-nm iron cores using contrast-enhanced magnetic resonance angiography (MRA). Materials and Methods: Seven types of ESIONs were used in phantom and animal experiments with 1.5T, 3T, and 4.7T scanners. The MR characteristics of the ESIONs were evaluated via phantom experiments. With the ESIONs selected by the phantom experiments, animal experiments were performed on eight rabbits. In the animal experiments, the in vivo kinetics and enhancement effect of the ESIONs were evaluated using half-diluted and non-diluted ESIONs. The between-group differences were assessed using a linear mixed model. A commercially available gadolinium-based contrast agent (GBCA) was used as a control. Results: All ESIONs showed a good T1 shortening effect and were applicable for MRA at 1.5T and 3T. The relaxivity ratio of the ESIONs increased with increasing magnetic field strength. In the animal experiments, the ESIONs showed peak signal intensity on the first-pass images and persistent vascular enhancement until 90 minutes. On the 1-week follow-up images, the ESIONs were nearly washed out from the vascular structures and organs. The peak signal intensity on the first-pass images showed no significant difference between the non-diluted ESIONs with 3-mm iron cores and GBCA (p = 1.000). On the 10-minutes post-contrast images, the non-diluted ESIONs showed a significantly higher signal intensity than did the GBCA (p < 0.001). Conclusion: In the phantom experiments, the ESIONs with 3-4-nm iron oxide cores showed a good T1 shortening effect at 1.5T and 3T. In the animal experiments, the ESIONs with 3-nm iron cores showed comparable enhancement on the first-pass images and superior enhancement effect on the delayed images compared to the commercially available GBCA at 3T.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.1294-1300
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• 2013

본 연구는 심근생존능검사 시 가돌리늄 함유량이 높은 조영제(1mmol/mL)를 사용함으로써 대조도대잡음비(CNR)를 높이고, 이로 인한 진단적 가치를 극대화 시키는데 연구의 목적을 두었다. 조사방법은 단위부피당 0.5mmol/mL의 함유량을 가진 기존의 조영제(gadoterate meglumine)를 사용한 284명과 1mmol/mL의 함유량을 가진 새로운 조영제(gadobutrol)를 사용한 120명 등 총 404명의 환자를 연구대상으로, 가돌리늄 함유량에 따른 대조도 차이를 알아보기 위하여 좌심실과 정상심근의 신호강도를 각각 측정한 후 신호대잡음비(SNR)와 CNR을 비교 평가하였다. 연구 결과, 가돌리늄 함유량이 1mmol/mL 조영제 사용 시 SNR은 심근이 25.13%, 심실이 30.74% 높았고, CNR 또한 SNR과 같이 31.29% 높았으며, 통계적으로도 매우 유의하였다. 결론적으로 가돌리늄 함유량이 높은 1mmol/mL 조영제의 사용으로 높은 T1 단축효과를 나타내어 신호강도가 커지고, 이로 인해 대조도 차이가 큰 영상을 얻어 진단적 가치가 높았다. 본 연구는 심장질환이 의심되는 환자에 대한 1mmol/mL 조영제의 유용성을 최초로 증명하여 진단적 가치를 높일 수 있다는 데에 학문적 의의가 있다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제1권1호
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• pp.130-134
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• 1997

목적: 역동적 자기공명영상에서 위암의 조영증강양상을 분석하여, 병변의 평가에 조영증강검사의 필요성을 규명하고자 하였다. 대상 및 방법: 병리조직학적으로 증명된 12명의 환자를 대상으로 하였다. 1.0T 자기공명영상장치를 이용하였고, FLASH T1 강조영상기법으로 조영제 주입전, 30초 후, 60초 후, 90초 후에 각각 횡단스캔을 얻었다. 검사 전 환자에게 1리터의 물을 마시게 하였고 장진경제인 Buscopan을 근육주사 하였다. 각 시기에서 병변의 신호 대 잡음비를 측정하였고, 병변과 췌장, 병변과 위장내 물과의 신호차이 대 잡음비를 측정하였다. 또한 각 시기의 영상에서 병변의 두으러짐을 0-3등급으로 나누어 두 명의 방사선과 의사가 합의하에 평가하였다. 결과: 병변의 신호 대 잡음비는 조영증강 전, 조영증강 후 30초, 60초, 90초의 시간경과에 따라 점차 증가하였다(38.7,42.5,57.4,65.7). 병변과 췌장과의 신호차이 대 잡음비는 10.5, 9.33, 9.99, 10.66으로 유의하게 증가하였다. 병변과 위장내 물과의 신호차이 대 잡음비도 1.24, 25.01, 39.30, 45.89로 유의하게 증가하였다. 그러나 정성적 분석에서는 조영 전 영상이 조영 후 영상에 비하여 병변의 두드러짐이 컸다(평균등급:2.8, 1.8, 1.6, 1.5). 병변의 신호강도는 조영증강 후 90초 지연영상에서 가장 높은 신호강도를 보여 병변의 위강쪽은 뚜렷하게 보였다. 그러나 병변과 위 주위 지방조직의 신호강도 차이가 줄어들어 전체적으로는 조영증강 전 영상에서 조영증강 후 영상보다 병변이 분명하게 보였다. 결론: 위암의 역동적 자기공명영상의 조영 전 영상에서 조영 후 영상보다 병변이 분명하게 보이므로 조영증강은 필요 없다고 생각된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제23권1호
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• pp.34-37
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• 2019

Gadolinium contrast agents (CAs) are integral components of clinical magnetic resonance imaging (MRI). However, safety concerns have arisen regarding the use of gadolinium CAs, due to their association with nephrogenic systemic fibrosis (NSF). Furthermore, recently the long-term retention of $Gd^{3+}-based$ CAs in brains patients with normal renal function raised another possible safety issue. The safety concerns of $Gd^{3+}-based$ CAs have been based on the ligand structure of $Gd^{3+}-based$ CAs, and findings that $Gd^{3+}-based$ CAs with linear ligand structures showed much higher incidences of NSF and brain retention of CAs than $Gd^{3+}-based$ CAs with macrocyclic ligand structure. In the current study, we report the in vivo biodistribution profile of a new highly stable multifunctional $Gd^{3+}-based$ CA, with macrocyclic ligand structure (HNP-2006). MR imaging using HNP-2006 demonstrated a significant contrast enhancement in many different organs. Furthermore, the contrast enhanced tumor imaging using HNP-2006 confirmed that this new macrocyclic CA can be used for detecting tumor in the central nervous system. Therefore, this new multifunctional HNP-2006 with macrocyclic ligand structure shows great promise for whole-body clinical application.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.409-414
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• 2012

본 연구는 나노 조영제를 이용하여 분자영상을 획득하고 이와 동일한 조건의 일반영상을 획득하여 두 영상을 DWT(Discrete Wavelet Transform)로 변환하여 분자영상과 일반영상간의 차이를 분석하였다. 현재까지의 분자영상 기술은 나노 조영제를 이용한 MR 영상과, PET를 이용한 분자영상 연구가 주류를 이루고 있다. MRI를 이용한 동일병변의 일반영상과 분자영상을 DWT로 분석한 결과 병변이 존재하는 블록에서는 병변이 있음을 예시하여 주는 고주파 특징값이 일반영상과 분자영상 모두 더 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. 특히 고주파 영역의 특징추출값은 분자영상이 더 높게 나타남을 알 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 춘계학술대회
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• pp.223-226
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• 1997

X-Ray Angiography has been gold standard for imaging of blood flow. However, patients have to take many risks such as catheterization procedure, iodine contrast agent and ionizing X-rays. MR Angiography has been suggested as a substitute for its non-hazard to patient. But the resolution and contrast was inferior to that of X-ray Angiography. Recently the resolution and the contrast have been much improved due to the development of fast imaging technique. Here we report some preliminary results of the MR Angiography we have implemented on 1 Tesla MRI unit.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2199-2206
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• 2014

본 연구는 자기공명 견관절조영검사 시 단위 부피당 가돌리늄 함유량이 2배 많은 1mmol/mL 조영제를 이용하여 T1 단축효과를 높임으로서 진단적 가치가 높은 영상을 얻을 수 있는 방법을 증명하고자 하였다. 2012년 1월부터 2013년 8월까지 0.5mmol/mL 함유량을 가진 기존의 조영제를 사용한 20명과 1mmol/mL 함유량을 가진 새로운 조영제를 사용한 21명 등 총 41명의 환자를 연구대상으로 하였다. 연구방법은 가돌리늄 함유량에 따른 대조도 차이를 알아보기 위하여, 견관절의 관절공간과 인접한 근육조직인 극상근, 그리고 상완골두의 신호강도를 각각 측정한 후 신호대잡음비와 대조도대잡음비를 비교하였다. 연구 결과, 가돌리늄 함유량이 높은 1mmol/mL 조영제가 0.5mmol/mL 조영제에 비해 SNR이 모두 높았으며(관절공간 38.01%, 극상근 8.40%, 상완골두12.78%), CNR도 가돌리늄 함유량이 높은 1mmol/mL 조영제가 높았다(관절공간과 극상근 48.96%, 관절공간과 상완골두 42.00%). 결론적으로 T1 단축효과를 높이는 다양한 방법 중 현실적으로 구현하기 용이한 가돌리늄 함유량이 높은 1mmol/mL 조영제를 이용하면 효율적으로 T1 단축효과를 높여 진단적 가치가 높은 영상을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제8권1호
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• pp.32-41
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• 2004

목적 : MnPC의 자기이완성질을 살펴보고, 토끼의 간에 이식한 VX2 암종을 이용해 자기공명영상에서 간의 조영증강형태를 관찰하고자하였다. 또한 간세포 특이성 조영제 사용 시와 비교하여 MnPC의 조직특이성 조영제로서의 가능성을 탐색해 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 조영제 합성시 상자성 원소의 배위자로 phthalocyanine(PC)를 선택하였다. 2.01 g (5.2 mmol)의 phthalocyanine을 0.37g(1.4 mmol)의 manganese chloride와 $310^{\circ}C$에서 36시간동안 반응시킨 후 혼합물을 크로마토그래피 (CHC13: CH3OH=98:2, volume ratio)로 정제하여 2000 달톤의 분자량을 갖는 1.04 g $(46\%)$의 MnPC를 얻었다. 자기이완율은 MnPC를 0.1 mmol로 희석시켜 1.5 T (64 MHz)에서 측정하였다. VX2 암종은 토끼의 간실질 내에 종양세포 부유액을 주입해 실험적으로 유발시켰다. 모든 영상은 1.5 T MR장비에서 무릎관절코일을 사용하여 획득하였다. 본 연구에서 새로 개발된 거대분자 자기공명영상 조영제인 MnPC (4m-mol/kg)와 간세포 특이성 조영제인 Mn-DPDP (0.01 mmol/kg)가 사용되었으며 이들 조영제는 토끼의 이정맥을 통해 주입되었다. T1 강조영상은 스핀에코 (TR/TE=516/14 msec)와 고속다면회손경사회복 (TR/TE=80/4 m-sec, flip angle $60^{\circ}$)을 사용하여 얻었고, T2 강조영상의 획득을 위해서는 고속스핀에코 (TR/TE=1200/85 m-sec)를 사용하였다. 결과 MnPC의 1.5T (64MHz)에서의 자기이완율은 $R1=7.28\;mM^{-1}S^{-1}$, $R2=55.56\;mM^{-1}S^{-1}$ 이었고, MnPC의 높은 T2 자기이완율은 T2 강조영상에서의 정상 간실질의 신호강도를 감소시켜 간실질과 VX2 암종의 구분을 쉽게 하였다. MnPC 주입시 T1 강조영상에서는 간세포 특이성 조영제의 주입시보다 종양의 경계가 명확하였고, 조영증강은 주입후 최소한시간 이상 높게 유지되었다. 결론 : MnPC가 간세포로 흡수되어 담관으로 배설된다는 사실은 Mn-DPDP와 유사한 특성이며 이는 MnPC가 새로운 간특이성 조영제임을 확인시켜 준다. 또한 MnPC의 R2값이 기존의 조영제에 비해 매우 크다는 사실은 T1 조영제로서 뿐만 아니라 T2 조영제로서의 사용 가능성을 보여준다. 이러한 사실들을 좀더 정확하게 뒷받침하기 위해서는 임상적으로 사용되기 이전에 생체 내 그리고 시험관내 연구가 더 필요하며 다른 동물모델에서의 추가적인 연구가 요구된다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.131-138
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• 2016

본 연구에서는 CT에서 사용되는 요오드화 조영제가 가돌리늄조영제와 비교하여 MR영상신호에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였으며, 이에 따른 CT조영증강 검사 이후 MRI검사를 시행하는 프로토콜이 적정한지에 대하여 논하고자 하였다. 실험은 iodine과 gadolinium의 두 개의 팬텀을 제작하여 MRI에서의 통상적인 T1, T2, T2 FLAIR, 3D Angio 검사를 시행 후, 이에 대한 정량적 분석이 이루어졌다. 실험결과 체내 자유수(Free water)와 유사한 셀라인의 신호강도 SSI(Saline's Signal Intensity)는 iodine팬텀에서 각 175, 1231, 333, 37 [a.u]을 보였고, gadolinium팬텀에서 101, 1021, 321, 31 [a.u]을 기록하였다. 셀라인의 SI(Signal Intensity)를 기준으로 가장 큰 차이의 신호강도 BDEPS(the Biggest Difference of EPS)는 iodine팬텀에서 각 1297, 123, 757, 232 [a.u]를 보였고, gadolinium팬텀에서 793, 6, 1495, 365 [a.u]를 기록하였다. 이때 셀라인과 비교한 신호증강정도 EPS(Enhancement Percentage to Saline)는 iodine팬텀에서 641.1 -90.0, 127.3, 527%를 보였고, gadolinium팬텀에서 685.1, 99.4, 365.7, 1077.4% 기록하였다. BDEPS를 보이는 지점인 BP(BDEPS's point)는 iodine팬텀에서 900, 900, 477, 900 mmol을 보였고, gadolinium팬텀에서 4, 0.2, 0.2, 40 mmol을 기록하였다. 셀라인과 비교 하여 육안으로 SI변화를 확인할 수 있는 지점 CPSS(Change Point of SI to SSI)는 iodine팬텀에서 63, 423, 63, 29 mmol을 보였고, gadolinium팬텀에서 각 [50, 30], [4, 0.2], [4, 1], 0.2 mmol을 기록하였다. 본 연구를 통하여 iodine 역시 MR신호에 영향을 끼치며, 이는 gadolinium과는 다른 패턴을 보이는 것을 확인하였다. 이에 따라 임상현장에서 본 연구의 정량화 데이터를 감안하여 CT와 MRI 검사 순서 프로토콜을 결정한다면 유용한 진단학적 MR영상을 구현 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.47-53
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• 2015

본 연구에서 3.0 T에서 조영제 몰 농도에 따른 뇌 대사물질의 MR spectrum을 Phantom에서 PRESS 펄스 파형으로 분석하고자 하였다. 뇌 대사물질인 N-Acetyl Asparatate(NAA), Choline(Cho), Creatine(Cr)의 spectrum은 획득할 수 있었지만, Lactate(Lac)는 획득할 수 없었다. 조영제가 없는 대조군의 TR 2000 ms가 NAA, Cho에서 TR 1700 ms와 TR 1500 ms보다 높게 측정되었고, Cr에서는 TR 1500 ms에서 높게 측정되었다. 조영제가 희석된 TR 1700 ms에서 $0.1mmol/{\ell}$의 NAA 73%, Cho 249%, Cr 37%로 다른 TR 값보다 가장 높게 측정되었고, $0.3mmol/{\ell}$에서도 신호크기가 증가하였다. $0.5mmol/{\ell}$에서는 뇌 대사물질들의 신호크기가 감소하였으며, 특히 TR 1500 ms과 TR 2000 ms에서는 대조군보다도 감소하였다. NAA/Cr, Cho/Cr에서도 조영제 농도가 $0.1mmol/{\ell}$, $0.3mmol/{\ell}$, $0.5mmol/{\ell}$로 증가할수록 신호크기가 감소하였다. 조영제에 의한 MRS PRESS 펄스파형의 적정화를 위하여 3.0T에서 TR 2000 ms 보다 조영제 농도가 낮은 $0.1mmol/{\ell}$와 $0.3mmol/{\ell}$에서 신호크기가 가장 높고, 조영제 농도가 높은 $0.5mmol/{\ell}$에서는 신호크기가 가장 적게 감소한 TR 1700 ms로 반복시간을 단축시켜 사용하는 것이 유용할 것으로 사료된다.