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목 적：본 연구에서는 임상에서 많이 사용되는 뇌의 피질척수로(corticospinal tract) 영상을 기존의 확산텐서 영상(diffusion tensor imaging: DTI)과 복수의 슬라이스(multi-slice)를 동시에 여기(excitation) 및 획득하는 기법인Multiband SENSE를 사용한 DTI를 획득한 후 비교하여 임상적 유용성을 평가하고자 한다.
대상 및 방법：건강한 성인지원자 7명(남성:6명, 여성:1명, 평균나이: 33)을 대상으로 conventional-DTI와 MB SENSE DTI(MB factor 2, 3) 두 가지 방식으로 영상을 획득하였다. 뇌교(pons)의 추체로 (pyramidal tract)와 내포외각(posterior limb of internal capsule) 부위에 관심영역을 설정 후 두개의 관심영역을 통과하는 피질척수로(corticospinal tract)의 트래킹을 시행하였다. 정량적 분석을 위해 관심 영역에서 비등방성(Fractional anisotropy:FA)값, 겉보기 확산계수(Apparent diffusion coefficient: ADC)값, 트래킹 된 백질섬유(fiber)의 길이 및 백질섬유의 수를 두명의 방사선사가 반복 측정하여 비교 하였다. 정성적 분석방법으로 추체로와 세포내각의 명확도, 트래킹된 백질섬유에 대해 MR 임상경력 5년 차 이상 5명이 4등급으로 불량(poor, 1), 보통(fair, 2), 양호(good, 3), 우수(excellent, 4) 나누어 점수 를 평균하여 비교하였다.
결 과：뇌교의 추체로의 FA값은 conventional DTI에서 0.508±0.165, MBf2는 0.486±0.140, MBf3는 0.433±0.150 로 나타났으며 ADC값은 conventional DTI, MBf2, MBf3에서 각각 0.783±0.194, 0.825±0.197, 1.022±0.228로 측정되었다. 내포외각의 FA값은 conventional DTI에서 0.521±0.185, MBf2 0.538±0.175, MBf3 0.506±0.161로 ADC값은 conventional DTI, MBf2, MBf3에서 각각 0.719±0.119, 0.730±0.105, 0.865±0.172로 측정되었다. conventional DTI와 MBf2에서 FA, ADC 평균값은 큰 차이가 없었다. 피질척수로에서 측정된 백질섬유의 평균 길이(mm)는 conventional DTI, MBf2, MBf3에서 각각 124.486±18.523, 115.493±19.568, 100.224±18.368, 트래킹 된 백질섬유의 수는 1294.3, 1090.6, 123.3 측정되어 MBf가 증가할수록 백질섬유의 길이와 수가 줄어들었다. MBf3에서는 백질섬유의 수가 급격히 줄어들었다. 정성적 평가에서는 추체로의 명확도는 conventional(3.86±0.14), MBf2(3.83±0.06), MBf3(2.71±0.49)로 MBf2는 기존 영상과 비슷하였으나 MBf3는현저하게 낮게 나타 났다. 내포외각의 명확도는 conventional(3.94±0.09), MBf2(3.91±0.09), MBf3(3.4±0.01)로 나타났 다. 트래킹된 백질섬유의 수에서는 conventional(3.94±0.09), MBf2(3.91±0.1), MBf3(2.54±0.26)로 육안으로 백질섬유의 수를 보았을 때는 conventional과 MBf2 영상은 큰 차이가 없었다.
결 론 : MB SENSE는 sing shot EPI 시퀀스에서 다중볼륨(multiple volume)을 동시에 여기 및 획득을 가능하 게 하는 방법이다. MB SENSE를 사용한 확산영상의 가장 큰 장점은 영상의 획득시간이 MBf2를 사용시 기존에 비해 약 40% 가까이 단축된다는 것이다. 영상의 정량적, 정성적 평가에서도 기존의 DTI와 MBf2 적용한 DTI의 차이가 크게 나지 않은 위의 결과로 보아 움직임이 심한 환자나 긴 검사시간에 불편함을 느끼는 환자에게 MBf2를 적용한 확산강조영상은 많은 도움이 될 것으로 생각된다.
Purpose：In this study to evaluate the clinical usefulness of diffusion tensor imaging(DTI) using Multiband(MB) SENSE, which is a technique for simultaneous excitation and acquisition of multiple slices, in the corticospinal tract.
Object and method：We obtained images in two ways: conventional-DTI and MB SENSE DTI (MB factor : 2, 3) in 7 healthy adult volunteers (male: 6, female: 1, mean age: 33).The ROI was set in the pyramidal tract of the pons and the posterior limb of the internal capsule, and the tracking of the corticospinal tract through the two ROIs was performed. For quantitative analysis, fractional anisotropy (FA), apparent diffusivity coefficient (ADC), length of the tracked fiber, and number of white matter fibers were measured by two radiology technologists. For qualitative analysis, The accuracy of the pyramidal tract, the posterior limb of the internal capsule and the tracked white matter fibers were evaluated by 5 person who work at MRI over 5 years that were classified as grade 4 ;poor (1), fair (2), good (3), excellent (4)
Result：The FA of the pyramidal tract of the pons was 0.508 ± 0.165 for conventional DTI, 0.486 ± 0.140 for MBf2, and 0.433 ± 0.150 for MBf3. The ADC values were measured as 0.783 ± 0.194, 0.825 ± 0.197 and 1.022 ± 0.228 in conventional DTI, MBf2 and MBf3, respectively. The FA of internal capsule was 0.521 ± 0.185for conventional DTI, 0.538 ± 0.175 for MBf2, and and 0.506 ± 0.161 for MBf3. ADC values were measured as 0.719 ± 0.119, 0.730 ± 0.105 and 0.865 ± 0.172 respectively in conventional DTI, MBf2 and MBf3. There was no significant difference between conventional DTI and MBf2 in FA and ADC. The mean lengths (mm) of the white matter fibers measured in the corticospinal tract were 124.486 ± 18.523, 115.493 ± 19.568, and 100.224 ± 18.368 for conventional DTI, MBf2 and MBf3. The number of tracked white matter fibers was 1294.3, 1090.6, 123.3. for conventional DTI, MBf2 and MBf3. As MBf increased, the length and number of white fibers decreased. In MBf3, the number of white fibers decreased sharply. In the qualitative evaluation, the accuracy of the pyramidal tract was 3.86 ± 0.14, 3.83 ± 0.06 and 2.71 ± 0.49 for conventional DTI, MBf2 and MBf3. MBf2 was similar to conventional image, but MBf3 was remarkably low. The accuracy of the internal capsule was 3.94 ± 0.09, 3.91 ± 0.09and 3.4 ± 0.01for conventional DTI, MBf2 and MBf3.The number of tracked white matter fibers was 3.94±0.09, 3.91±0.1 and 2.54±0.26. for conventional DTI, MBf2 and MBf3. When the number of white matter fibers was visually observed, there was no significant difference between conventional and MBf2 images.
Conclusion：MB SENSE is a method that enables simultaneous excitation and acquisition of multiple volumes in a sing shot EPI sequence. The main advantage of the diffusion image using MB SENSE is that the acquisition time of the image is reduced by about 40% when MBf2 is used. Quantitative and qualitative evaluation of images showed little difference between conventional and MBf2 DTI. Therefore, diffusion tensor imaging using MBf2 may be helpful for patients with severe motion or discomfort during long examination time.
