• 제목/요약/키워드: magnetic resonance perfusion

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MRI(Magnetic Resonance Imaging)의 원리와 응용

  • 오창현
    • 한국자기학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.272-276
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    • 1996
  • 1948년 Harvard 대학의 Purcell교수와 Stanford 대학의 Bloch교수가 핵자기 공명(Nuclear Magnetic Resonance : NMR) 현상을 발견한 이래로 NMR은 물질의 분자단위에서 화학적, 물리학적 성질을 밝혀내는 탁월한 방법으로 널리 이용되어 왔다. NMR 현상을 이용한 영상촬영법(Magnetic Resonance Imaging, MRI)은 1970년대초 Lauterber와 Damadian 교수가 처음 영상을 얻을 수 있다는 가능성을 제시한 이후 급속한 발전을 하여 1980년대 초에는 Moore와 Holland에 의해 의학분야에 응용 가능할 정도의 영상이 얻어졌다. 1980년대 중반부터 상용화 되었으며 최근 그 기법도 NMR현상과 연관된 파라미터인 $T_{1}$, $T_{2}$는 물론 혈류의 속도, 자화율, 확산(Diffusion), Perfusion의 영상기법을 비롯해 혈관조영술(MR Angiography), 뇌기능영상(Functional Imaging)등 과거에는 상상도 할 수 없었던 다양한 영상기법 개발되었다. 여기서는 먼저 MRI의 원리를 설명한 후 MRI의 여러 촬영기법들과 그 응용에 관해 설명하겠다.

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Magnetic Resonance Imaging: Historical Overview, Technical Developments, and Clinical Applications

  • Jahng, Geon-Ho;Park, Soonchan;Ryu, Chang-Woo;Cho, Zang-Hee
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제31권3호
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    • pp.35-53
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    • 2020
  • The authors congratulate the cerebrations for the 30 years of the Korean Society of Medical Physics (http://www.ksmp.or.kr/). The paper is published to recognize the anniversary. Geon-Ho Jahng invited Professor Z. H. Cho to join to submit this manuscript because he has been one of the leaders in the field of magnetic resonance imaging (MRI) during the last 40 years. In this review, we describe the development and clinical histories of MRI internationally and domestically. We also discuss diffusion and perfusion MRI, molecular imaging using MRI and MR spectroscopy (MRS), and the hybrid systems, such as positron emission tomography-MRI (PET-MRI), MR-guided focused ultrasound surgery (MRgFUS), and MRI-guided linear accelerators (MRI-LINACs). In each part, we discuss the historical evolution of the developments, technical developments, and clinical applications.

뇌종야의 관류 자기공명영상: 예비보고 (Perfusion MR Imaging of the Brain Tumor: Preliminary Report)

  • 김홍대;장기현;성수옥;한문희;한만청
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제1권1호
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    • pp.119-124
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    • 1997
  • 목적: 뇌종양에서 자기공명 뇌혈류량지도(MR cerebral blood volume map)의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 15예의 두개강내 종괴(다형성 교모세포종 2예, 저등급 교종 3예, 뇌농양 2예, 뇌수막종 3예, 신경세포종 1예, 배아종 1예, 방사선괴사 1예, 전이암 1예) 에서 관류 MR영상을 수술전에 시행하였다. 환자의 평균연령은 42세였고(22-68), 남자 10명, 여자 5명이었다. MR영상기기는 1.5T unit(Signa, GE Medical Systems, Milwaukee, Wisconsin)를 사용하였다. 조영제 주입후 조영제의 일차 통과시 나타나는 자화율을 얻었다. (조영제는 최오의 MR 촬영시작후 10초부터 시작하여, 총량 15cc 의 Gadopentate dimeglumine(Magnevist)를 약 2ml/sec의 속도로 손으로 주입하였다). 각 환자마다 160초 동안 6 slice에서 slice당 80 image씩 총 480 image를 얻었으며 interleaved single shot gradient EPI기법을 사용하였다. 영상변수는 TR 2000ms, TE 50ms, FOV $240{\times}240mm,{\;}matrix{\;}size{\;}128{\times}128$, slice thickness/gap 5/ 2.5mm, flip angle $90^{\circ}$로 하였다. 얻은 영상데이터는 GE workstation으로 전송한 후, 자체적으로 개발한 software에 의해 각 kvoxel마다 시간경과에 따른 신호크기의 로그변화곡선(${\Delta}R2^{*}=-In(S/S_0$)의 적분값을 구하여 국소뇌혈류량(rCBV)영상을 구성하였다. 이의 시각적 해석을 용이하게 하기 위해 정상 뇌백질의 관류정도를 기준으로 하여 상대적인 RGB 색수치로 변환하여, color rCBV map을 얻었다. 관류의 정도와 조영증강정도를 중심으로 관류 MR 영상소견과 조직학적 소견을 관련지어 분석하였다. 결과: 조영증강 T1강조MR영상에서 환상조영증강을 보이는 다형성 교보세포종 2예에서는 변연부 외륜이 고관류를, 중심부의 괴사부위는 저관류로 나타났다. 저등급 교종은 경계가 불분명한 저관류부위로 보였다. 뇌농양 2예는 변연부 외륜이 경도의 고관류를, 중심부는 저관류로 나타났다. 뇌수막종은 미만성의 균일한 중등도 혹은 고도의 고관류로 보였으며, 임파종과 배아종은 경계가 명확한 저관류부위로 나타났다. 신경세포종은 종괴\ulcorner 일부에 중등도 혹은 고도의 고관류부위가 관찰되었고, 전이암은 다수병변중 일부에서 중등도의 고관류를 보였다. 방사선괴사는 저관류부위내에 국소적 고관류부위를 보였다. 결론: 관류 MR영상은 뇌종양의 관류상태를 비교적 잘 반영하며, 조직학적 특성을 예측하는데에 도움을 주 수 있을 것으로 기대된다. 뇌종야에서의 관류MR영상의 분명한 역할을 규명하기 위해서는 앞으로 더 많은 임상적 연구가 필요할 것으로 생각된다.

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Dynamic Susceptibility Contrast (DSC) Perfusion MR in the Prediction of Long-Term Survival of Glioblastomas (GBM): Correlation with MGMT Promoter Methylation and 1p/19q Deletions

  • Kwon, Yong Wonn;Moon, Won-Jin;Park, Mina;Roh, Hong Gee;Koh, Young Cho;Song, Sang Woo;Choi, Jin Woo
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제22권3호
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    • pp.158-167
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    • 2018
  • Purpose: To investigate the surgical, perfusion, and molecular characteristics of glioblastomas which influence long-term survival after treatment, and to explore the association between MR perfusion parameters and the presence of MGMT methylation and 1p/19q deletions. Materials and Methods: This retrospective study was approved by our institutional review board. A total 43 patients were included, all with pathologic diagnosis of glioblastoma with known MGMT methylation and 1p/19q deletion statuses. We divided these patients into long-term (${\geq}60\;months$, n = 7) and short-term (< 60 months, n = 36) survivors, then compared surgical extent, molecular status, and rCBV parameters between the two groups using Fisher's exact test or Mann-Whitney test. The rCBV parameters were analyzed according to the presence of MGMT methylation and 1p/19q deletions. We investigated the relationship between the mean rCBV and overall survival using linear correlation. Multivariable linear regression was performed in order to find the variables related to overall survival. Results: Long-term survivors (100% [7 of 7]) demonstrated a greater percentage of gross total or near total resection than short-term survivors (54.5% [18 of 33]). A higher prevalence of 1p/19q deletions was also noted among the long-term survivors (42.9% [3 of 7]) than the short-term survivors (0.0% [0 of 36]). The rCBV parameters did not differ between the long-term and short-term survivors. The rCBV values were marginally lower in patients with MGMT methylation and 1p/19q deletions. Despite no correlation found between overall survival and rCBV in the whole group, the short-term survivor group showed negative correlation ($R^2=0.181$, P = 0.025). Multivariable linear regression revealed that surgical extent and 1p/19q deletions, but not rCBV values, were associated with prolonged overall survival. Conclusion: While preoperative rCBV and 1p/19q deletion status are related to each other, only surgical extent and the presence of 1p/19q deletion in GBM patients may predict long-term survival.

산소 호흡을 이용한 뇌의 관류 자기공명영상 (Perfusion RRI of the Brain Using Oxygen Inhalation)

  • 최순섭
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제4권2호
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    • pp.113-119
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    • 2000
  • 목적 : 산소호흡을 이용한 뇌의 관류 자기공명영상의 임상적용 가능성을 알고자 하였다. 대상 및 방법 정상 성인 지원자 2명과 3명의 환자, 각각 모야모야병 환자 1명, 뇌경색환자 1명, 뇌수막종 환자 1명을 대상으로 하였으며, 1.5 Tesla의 자기공명영상 장치를 이용하여 뇌의 자화율 대조 (susceptibility contrast) echo planar image (EPI) 방법으로 뇌영역을 10 slice씩 25회(검사시간은 검사당 1.6초) 영상을 얻었다. 검사자는 안면마스크를 착용한 상태로 스캔 시작 8초 후부터 35초가지 산소 15 liter/min를 실내 공기와 혼합되어 흡입되도록 하였다. 획득된 영상을 Magnetom Vision (Siemens Medical Systems, Erlangen, Germany)의 VB31C 프로그램을 이용하여 산소투여전(3골 번째 검사)과, 산소투여 후의 초기 (12-18 번째 검사)와 후기(19-25 번째 검사) 군으로 나누었다. 초기 및 후기 군과 산소투여전 군의 신호차이는 Z-score 0.7 내지 1.0으로 하여 여러번 영상후 처리를 반복하여 difference map을 얻어서, T1 강조영상에 중첩시켜 관류 영상을 얻었다. 모야모야병 환자는 추가로 Gd-DTPA를 0.1 mmol/kg급속주사 후 동일한 방법으로 관류 영상을 얻어 산소호흡에 의한 관류 영상과 비교하였다. 결과 : 산소 공급 후에 시행한 자화율 대조 EPI 방법으로 2명의 지원자와 각각 1예의 모야모야병, 뇌경색, 뇌수막종 증례에서 혈류 분포를 반영하는 관류 영상을 얻을 수 있었다. 모야모야병 1예의 산소 호흡에 의한 관류 영상은 Gd-DTPA투여후의 관류 영상과 유사한 양상을 보였다. 결론 : 산소호흡을 이용한 자화율 대조 EPI 방법은 향후 뇌의 관류 자기공명영상 방법으로 적용이 가능하리라고 생각된다.

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Functional Magnetic Resonance Imaging with Arterial Spin Labeling: Techniques and Potential Clinical and Research Applications

  • Kim, Ju Ho;Choi, Dae Seob;Park, Sung Eun;Choi, Ho Cheol;Kim, Seong Hu
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제21권2호
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    • pp.91-96
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    • 2017
  • Purpose: To describe technical methods for functional magnetic resonance imaging (fMRI) study with arterial spin labeling (ASL) compared to blood oxygenation level-dependent (BOLD) technique and discuss the potential of ASL for research and clinical practice. Materials and Methods: Task-based (n = 1) and resting-state fMRI (rs-fMRI) (n = 20) were performed using ASL and BOLD techniques. Results of both techniques were compared. Results: For task-based fMRI with finger-tapping, the primary motor cortex of the contralateral frontal lobe and the ipsilateral cerebellum were activated by both BOLD and ASL fMRI. For rs-fMRI of sensorimotor network, functional connectivity showed similar results between BOLD and ASL. Conclusion: ASL technique has potential application in clinical and research fields because all brain perfusion imaging, CBF measurement, and rs-fMRI study can be performed in a single acquisition.

Fast MRI in Acute Ischemic Stroke: Applications of MRI Acceleration Techniques for MR-Based Comprehensive Stroke Imaging

  • You, Sung-Hye;Kim, Byungjun;Kim, Bo Kyu;Park, Sang Eun
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제25권2호
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    • pp.81-92
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    • 2021
  • The role of neuroimaging in patients with acute ischemic stroke has been gradually increasing. The ultimate goal of stroke imaging is to make a streamlined imaging workflow for safe and efficient treatment based on optimized patient selection. In the era of multimodal comprehensive imaging in strokes, imaging based on computed tomography (CT) has been preferred for use in acute ischemic stroke, because, despite the unique strengths of magnetic resonance imaging (MRI), MRI has a longer scan duration than does CT-based imaging. However, recent improvements, such as multicoil technology and novel MRI acceleration techniques, including parallel imaging, simultaneous multi-section imaging, and compressed sensing, highlight the potential of comprehensive MR-based imaging for strokes. In this review, we discuss the role of stroke imaging in acute ischemic stroke management, as well as the strengths and limitations of MR-based imaging. Given these concepts, we review the current MR acceleration techniques that could be applied to stroke imaging and provide an overview of the previous research on each essential sequence: diffusion-weighted imaging, gradient-echo, fluid-attenuated inversion recovery, contrast-enhanced MR angiography, and MR perfusion imaging.