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확산강조영상에서 척추질환에 따른 현성확산계수 변화에 대한 연구(단순압박골절 vs 전이성 척추암) KCI 등재

Study on Changes in Apparent Diffusion Coefficient by Spine Disease through DWI (Simple Compression Fracture vs Metastatic Spine Cancers)

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/340632
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Journal of the Korean Society of MR Technology (대한자기공명기술학회지)
대한자기공명기술학회 (The Korean Society of MR Technology)
초록

목 적 : 확산강조영상은 골격근 손상이 있을 때 조기에 근육의 신호강도 변화를 알 수 있고 양성과 악성 척추 압박골절의 감별 진단에 유용하다고 보고 되고 있지만 질환에 따른 현성확산계수(Apparent Diffusion Coefficient:ADC)의 연구는 많이 보고 되고 있지 않다. 이에 단순 압박 골절과 전이성 척추암이 b value에 따라서 어떠한 변화가 있는지를 알아보고자 본원에서 시행하고 있는 b value 0 400,1400(s/mm²)를 이용하여 각각의 Signal Intensity의 표준화된 값과 물 분자의 확산 정도를 수치화 하는 ADC, 그리고 신호대 잡음비(Signal to Noise:SNR)를 비교하였다.
대상 및 방법 : 2013년 3월부터 2013년 12월까지 MR판독에서 단순복합골절과 전이성 척추암을 의심하는 환자 중 전자의무기록상 확정된 환자로 두 질환 별로 11명씩 총 22명을 대상으로 하였고 평균연령은 각 질환 별로71.2, 56.6세다. 검사장비는 1.5 Tesla Achieva MRI시스템과 Syn-Spine Coil를 사용하였다. Sequence는 DWI SE-EPI Sagittal(Diffusion Weighted Imaging Spin Echo-Echo Planar Imaging Sagittal)영상으로 TR(ms) 1988, TE(ms) 68, FOV(mm) 300, Mat. 128×128, Thk.(mm) 4, Gap(mm) 0.4, Slice 13, b-factor(s/mm²) 0,400,1400의 Parameter를 이용하였다. 데이터 분석은 확산강조영상 b value 0(s/mm²) 영상에서 SI(Signal Intensity)가 높은 질환 부위에 ROI(Region of Interest)를 잡았고 정상부위는 질환부위 바로 위에서 측정하였다. MRIcro Program을 사용하여 b-value 0, 400, 1400(s/mm²)의 영상으로 각각의 SI를 구하였고 b-value의 각 영상을 가지고 Metlab Software를 이용하여 ADC map을 구하여 이 영상을 가지고 MRIcro Program을 사용해 동일한 위치에 ROI를 적용하여 ADC를 구하였다. 데이터 분석은 첫째 두 질환 별로 b value 0 기준으로 400, 1400(s/mm²)의 SI를 표준화하여 비교 분석하였고(SI400/SI0, SI400/SI0) 둘째 두 질환의 정상부위와 질환부위의 ADC와 SNR를 비교 분석하였다. 통계의 유의성은 MS Excel 의 T-Test를 이용하였다.
결 과 : 단순압박골절의 표준화 값(SI400/SI0, SI400/SI0)은 0.47±0.04, 0.23±0.03이고 전이성 척추암의 표준화 값 (SI400/SI0, SI400/SI0)은 0.57±0.07, 0.32±0.08로 나왔고 두 질환 별 표준화 값은 통계적으로 유의하게 나왔다 (p<0.05). 단순압박골절 질환부위의 b value 400(s/mm²)과1400(s/mm²)에 대한 ADC(mm²/s)는 1.70±0.16, 0.93±0.28이고 전이성 척추암은 1.24±0.21, 0.80±0.15로 측정되었다. 두 질환에서 b value 400(s/mm²)에 대한 ADC(mm²/s)는 통계적으로 유의하게 나왔으나(p<0.05) b value 1400(s/mm²)에 대한 ADC(mm²/s)는 유의하지 않았다(p>0.05). 단순압박골절과 전이성 척추암 질환부위의 b value(0/400/1400(s/mm²) 에 따른 SNR 보면 65.61±2.61/36.32±2.92/20.22±2.16, 48.40±2.72/39.27±7.51/23.02±6.25로 측정되었다.
결 론 : 위 연구는 본원에서 검사하고 있는 b value 0,400,1400(s/mm²)을 이용하여 연구를 하였으며 b value 400(s/mm²)에서 두 질환에서의 표준화 된 값과 현성확산계수의 확연한 차이가 있었다. 결론적으로 일반적인 척추 자기공명영상 검사와 병행하여 확산강조영상의 현성확산계수를 가지고 다양한 척추 질환에 적용시킨다면 보다 정확한 진단에 도움이 될 거라 사료된다. 본 연구의 제한점으로 다양한 b value를 적용하지 못했고 성별, 나이, 각 질환의 병기 및 시기, 전이암의 최초 발병 부위를 정립하지 않았으며 측정 부위를 조영제를 사용한 영상이 아닌 단순히 b value 0(s/mm²)에서 고신호 강도가 나오는 곳의 데이터로 결론을 도출한 점은 앞으로 보완해야 할 것이다.

Purpose : Through the DWI, the muscle signal intensity changes at early stage from the injured skeletal muscle could be confirmed, and it is reported as useful for the differentiation diagnosis of the benign and malignant spine compression fracture but there is hardly any study on the apparent diffusion coefficient(ADC) by the disease. So the ADC to quantify the standardized value of each signal intensity and the spread degree of water molecule and the signal to noise(SNR) were compared by using b value 0 400,1400(s/mm²) which are conducted in our hospital in order to comprehend the changes of the simple compression fracture and metastatic spine cancers by b value.
Materials and Methods : It was based on total 22 confirmed patients as 11 patients by two diseases on the electronic medical record among the suspected cases of the simple compression fracture and metastatic spine cancers through the MR readings from March 2013 to December 2013, the average age was 71.2, 56.6 by each disease. As the inspection equipment, 1.5 Tesla Achieva MRI system and Syn-Spine Coil were used. For the sequence, as DWI SE-EPI Sagittal(Diffusion Weighted Imaging Spin Echo-Echo Planar Imaging Sagittal) image, the Parameter of TR(ms) 1988, TE(ms) 68, FOV(mm) 300, Mat. 128×128, Thk.(mm) 4, Gap(mm) 0.4, Slice 13, b-factor 0, 400, 1400(s/mm²) was used. About the data analysis, ROI (Region of Interest) of the disease region with high SI(Signal Intensity) in DWI b value 0(s/mm²) image was used, and the normal region was measured from next above the disease region. MRIcro Program was used for calculating each SI with b-value 0, 400, 1400(s/mm²) image, and Metlab Software was used for calculating ADC map with each image of b-value, and MRIcro Program was used for calculating ADC(mm²/s)with this image by applying ROI to same location. For the data analysis, first, 400, 1400(s/mm²) SI was normalize with b value 0 standards by two diseases for the comparative analysis (SI400/SI0, SI400/SI0), second, the ADC and SNR of the normal region and disease region of two diseases were compared for the analysis. For the significance of statistics, T-Test of MS Excel was used.
Results : The SI/SI0 normalization value value(SI400/SI0, SI400/SI0) of simple compression fracture was 0.47±0.04, 0.23±0.03, and the standardized value of metastatic spine cancers (SI400/SI0, SI400/SI0) was 0.57±0.07, 0.32±0.08, and the standardized value by two diseases was statistically significant (p<0.05). The b value 400(s/mm²) and 1400(s/mm²)에 대한 ADC(mm²/s) about b value 400 and 1400(s/mm²)of the simple compression fracture disease region was measured as 1.70±0.16, 0.93±0.28, and the metastatic spine cancers was measured as 1.24±0.21, 0.80±0.15. The ADC(mm²/s)about b value 400(s/mm²)in two diseases was statistically significant (p<0.05), but ADC(mm²/s)about b value 1400(s/mm²)was not significant (p>0.05). SNR by the b value (0 /400/1400) of the simple compression fracture and metastatic spine cancers disease region was measured as 65.61±2.61/36.32±2.92/20.22±2.16, 48.40±2.72/39.27±7.51/23.02±6.25.
Conclusion : This study was conducted by using b value 0,400,1400(s/mm²)which were tested in our hospital, and there was the measureable difference between the normalization value and the apparent diffusion coefficient of two diseases through b value 400(s/mm²). As a result, if the apparent diffusion coefficient of DWI is applied to the various spinal diseases combining with the general spine MRI, it is judged that will be more help for the correct diagnosis. As the limitations of this study, it could not apply to the various b values, the first outbreak region of disease staging of gender, age and each disease and time, metastatic cancer was not established, and the conclusion of the measure region was obtained by the data of the high signal intensity from simply b value 0(s/mm²) but the image using the contrast media, and it should be supplemented in the future.

저자
  • 이진완(강동경희대학교병원 영상의학과 MRI실) | JIN-WAN LEE
  • 박명환(강동경희대학교병원 영상의학과 MRI실) | MYEONG-HWAN PARK
  • 이강원(강동경희대학교병원 영상의학과 MRI실) | JUN-JAE WON
  • 변재후(강동경희대학교병원 영상의학과 MRI실) | JAE-HOO BYEON
  • 강지연(강동경희대학교병원 영상의학과 MRI실) | JI-YEON KANG
  • 유영준(강동경희대학교병원 영상의학과 MRI실) | YEONG-JUN YOO
  • 원준재(강동경희대학교병원 영상의학과 MRI실) | KANG-WON LEE