목적：Time-resolved 3-Dimensional Phase Contrast(이하 4D flow)는 혈류를 3차원 공간에서 시간에 따라 변화하는 혈류를 측정할 수 있다. 하지만 심장 박동, 호흡 동조 등의 문제로 인해 검사 시간이 길다는 단점이 있고 이로 인해 Signal to Noise Ratio(이하, SNR)가 낮아 영상 후처리 분석에 많은 어려움이 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 여러 논문에서 조영제를 넣는 것을 추천하고 있지만, 이에 따른 영향에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 조영제 농도에 따른 SNR 증가를 정량적으로 분석하고, 조영제에 의한 국소적 자기장 불균일이 Phase contrast에 어떠한 영향이 있는지 확인하고자 하였다. 대상 및 방법：본 연구는 Water Pump (DPW44-12 Water Pump, AC 220V Adapter)와 3D-printed stenosis model 을 이용하여 In vitro flow phantom system을 제작하였다. 제작한 phantom에 70kg 환자 기준 4.8L의 물을 순환시키면서 4D flow를 획득하였으며 조영제 Gd–DOTA (Gadoterate meglumine, Dotarem, Guerbet, France)를 1.75mmol, 3.5mmol, 4.75mmol, 7mmol/4.8L 희석하였다. 매개 변수로는 TR=10.6ms, NEX=1, FOV=200×200mm, voxel size= 1.5mm×1.5mm× 1.5mm, Temporal resolution=30, VENC=150cm/s이다. 이때, 조영제에 의한 SNR 증가와 Phase 의 변화를 관찰하기 위해 Flip Angle(FA)=5ﾟ, 10ﾟ, 15ﾟ, 20ﾟ로, TE=2.3ms, 4.6ms, 6.9ms, 9.2ms로 나누어 영상을 획득하였다. 결과：구간별 조영제에 의한 SNR 증가 비교결과, 0~1.75mmol 구간에서 FA 5°-116%, FA 10°-77%, FA 15°-65%, FA 20°-64%로 가장 큰 증가 폭을 보였으며 그 이후로는 완만하게 증가하다가 포화하는 경향을 보였다(p<0.01). Multi echo를 이용하여 각 조영제 농도별 Signal intensity를 TE=0ms일 때, 최고값 100%로 환산 후 non-linear square curve fitting 한 결과, R2* value는 0 mmol=0.0769, 1.75 mmol=0.0793, 3.5 mmol=0.0813, 4.75 mmol=0.0826, 그리고 7 mmol=0.0892로 각기 다른 값으로 측정되었다. 결론：4D flow MRI는 조영제 주입 시 SNR을 증가시킬 수 있으나 국소 자기장 불균일로 인한 Phase error를 발생시킬 수 있다. 그러므로 심장 박동, 호흡 동조 등의 문제로 인한 낮은 SNR을 보상하기 위해 소량의 조영제를 사용하는 것은 신호의 증가를 유도할 수 있으나 부정확한 Phase contrast를 발생시킬 수 있으므로 권고하지 않는다.

Purpose：Recently, studies have been conducted to improve the signal intensities by increasing the filling factor, which is the volume ratio of the subject in the coil using a compensating material that does not appear as a magnetic resonance signal. Previous studies note that the magnetic susceptibility difference between the air and the compensation material should be minimized. Therefore, in this study, we tried to investigate and compare the materials that can reduce the susceptibility differences most effectively among various materials similar to human tissue density. Materials and Methods：The customized phantom was constructed using 7 different compound(borax powder, saline solution, sulfur powder, silicon power, graphite powder, wheat flour and silicon pad). A Bland-Altman plot was used to measure the magnetic susceptibility difference between the air and the phantom compound. Image acquisition was performed using a 3.0 T magnetic resonance imaging system (Skyra, Siemens, Germany) and a 15-channel head coil. Validation of a quantitative susceptibility mapping acquisitionw were carried out on T2 and T2* apping using Matlab (Ver.7.10, Mathworks, USA) and Image J (Ver.1.47v, NIH, USA) program. Results：The mean values of graphite (upper: -88.4, center: -100.5, lower: -101.6) and silicone (upper: -74.0, center: -37.1, lower: -96.6) were appeared negative which meant the susceptibility differences were higher than air. In contrast, wheat flour(Upper: 9.0, center: 0.3, lower: 11.3), silicon pad (upper: 13.9, center: -0.7, lower: 13.5), saline (upper: 11.9 , center: 1.0, lower: 16.3), borax (upper: 19.1, center: 1.2, lower: 13.6)and sulfur (upper: 19.0, center: 1.1, lower: 13.9)showed positive value which meant lower susceptibility difference compared to air. As a compensating material to overcome difference in susceptibility uniform performance and less deviation were observed in the compounds other than the graphite and silicon regardless of their position. Conclusion：The magnetic susceptibility is the intrinsic physical quantity of the elements in the periodic table such as mass and spin. In other words, when an element is exposed to an external magnetic field, it is a measure of how much the element is magnetized. Therefore, in selection of the magnetic susceptibility compensating material, it is important to select one the with the small magnetic susceptibility difference compared to air. In this study, the differences of susceptibility among wheat flour, silicon pad, physiological saline, borax and sulfur were observed to be appropriate. Increasing the filling factor with magnetic susceptibility compensating materials proposed in this study can improve the signal intensities.

Background: Diffusion weighted imaging which is clinically useful in the differential diagnosis of the benign and malignant thyroid nodules needs a distortion improvement as thyroid is located just below the skin which causes the susceptibility artifact on the image. Purpose: To reduce susceptibility induced distortion for diffusion weighted MRI(DWI) in the thyroid by compensating the anatomic geometry with the material similar to human tissue density and provide images with a better diagnostic value. Materials and methods: An exam was performed to select the most effective material in reducing the susceptibility difference between tissue and air by using the self produced phantom. On the basis of the result, the selected material was processed and the thyroid diffusion weighted images were acquired to estimate the optimum thickness comparing the distortion and error rate variation of the magnetic susceptibility. Results: As a result of the phantom experiment sulfur, borax, normal saline, silicon pad, flour, air, silicon and graphite were effective in reducing the tissue and air susceptibility differences in order. In the post analysis borax, sulfur, flour and silicone pad had no significant difference in reducing the tissue and air susceptibility differences. Considering the magnetic field becomes uneven at the both edges inside the MRI bore, the experiment was performed by dividing the phantoms into three sections (upper, mid and lower). The susceptibility difference was statistically same among the three sections. In the post analysis using the air as reference borax, sulfur and silicon pad showed little susceptibility difference than the air. The selection of the materials were performed using the Likert 5 point scaling, where the silicon pad was proved as the most effective material. Based on this, the silicone pad was engaged on the patients’ neck. The images obtained after application of the silicone pad showed less error and distortion on both lobes of thyroid and it was statistically meaningful. As a result of the variance analysis the optimum thickness of the silicon pad was 2cm as it was not statistically significant over 2cm on the both lobes. Conclusion: In conclusion, the use of a silicon pad can significantly improve the diagnostic value of the MRI image by compensating the complex magnetic environment commonly encountered in clinical thyroid imaging, not affecting the image contrast.

Purpose : To evaluate the effectiveness of a silicone device used to obtain homogeneous fat suppression during 3T MRI scans of the foot. Materials and Methods : 38 healthy volunteers were enrolled. Fat saturated, T2-weighted, fast spin-echo images were acquired. The scanning was repeated in the pre- (group A) and post- (group B) application of the device. Signal- and contrast-to-noise ratios (SNR and CNR) were calculated and compared in the four regions of interest (ROIs). ROI 1 and 2 were selected from toe-side bone and soft tissue, while ROI 3 and 4 were selected from proximal bone and soft tissue. Qualitative analysis using a four-point scale was performed for three categories. The categories are as follows: the overall image quality, homogeneity of the first phalange and metatarsal bone. Results : The SNR and CNR in ROI 1 and 2 were significantly higher in group A than in group B (SNR; P < .001, CNR; P < .001), and there were no significant difference in ROI 3 and 4. The qualitative score of the overall fat suppression in group B was significantly higher than that in group A (P < .001). Homogeneity of the first phalange in group B was also significantly higher than that in group A (P < .001). On the other hand, the homogeneity of the metatarsal bone was not significantly different in the two groups. Conclusion : The use of a silicone device provides homogeneous fat suppression in 3T MRI of the foot and can significantly improve image quality.

Purpose : Generally, tissue contrast enhancement patterns depend on the T1 relaxation. The T1 relaxation effect increases with the contrast agent concentration resulting in high contrast to noise ratio. Therefore, the aim of our study was to to evaluate improvement of contrast using gadobutrol in cardiac MRI viability scans. Materials and Methods : Two-hundred eighty-four patients who were administrated with gadoterate meglumine with the gadolinium concentration of 0.5mmol/mL(standard group) and 120 patients administrated with gadobutrol with the gadolinium concentration of 1.0mmol/mL were included in this study(study group). The total amount of gadolinium was the same as 0.1mmol/kg in both groups(0.2cc was injected in 0.5mmol/mL and 0.1cc was injected in 1mmol/mL contrast media). Signal intensities and noise of normal myocardium (NM) and the left ventricular cavity (LV) were measured. The ROIs were as follows (1) ROI of normal myocardium, (2) ROI of the left ventricle, (3) ROI of background. Then, signal-to-noise ratio (SNR) and contrast-to-noise ratio (CNR) were compared between standard and study group. MRI scanning was performed using a 1.5T MRI scanner (Magnetom Avanto, Siemens ). The body coil was used as the transmitter, and a dedicated 32-channel cardiac coil was used as the receiver. The acquisition of MRI scanning was performed with the following protocol: short axis IR-true FISP (TR/ TE:800/3.42, 8mm thickness with 2mm interslicegap, FOV:150×100㎟, matrix size:256×192, flip angle:25 degrees). The Statistical significance of parametric data was determined using Student t-test. A two-sided P value of less than 0.05 was considered to indicate statistical significance. All statistical analysis was performed using the SPSS software package (version 18; SPSS, Chicago, IL). Results : Mean SNR of the study group was higher in the study group than standard group by 25.13% in (NM) and 30.74% in (LV). (mean difference -1.61, -22.26; standard deviation 0.66, 4.86; t value -2.449, -4.580; p<.05, p<.01). Mean CNR was also higher in the study group by 31.29%(mean difference -20.65; standard deviation 4.42; t value -4.675; p<.01). And, the difference of SNR and CNR between study group and standard group were statistically significant. Conclusions : Both SNR and CNR were higher using gadobutrol administration. Considering the involuntary movement of the heart, this study can be said innovative. This study has limitation because the patient population is restricted to patients with suspected heart disease. This study has significance as the usefulness and the diagnostic value of gadobutrol was proved proposing measures to increase the diagnostic value. This study suggests the increased the diagnostic value using gadobutrol for the cardiac delayed-enhancement study. and, Additional research is required for patients with various diseases.

목 적 : 신호대 잡음비는 자기공명영상 장치의 성능과 영상의 질을 평가하기 위한 객관적인 정보를 제공하는 중요한 척도이며 이를 측정하기 위한 많은 방법들이 제안되고 있다. 그 중 두 영역 측정방법은 측정방법이 간단하고 시간이 짧기 때문에 가장 흔히 사용되고 있다. 본 연구에서는 다중채널코일과 병렬영상기법 적용 시 두 영역측정방법에 의해 산출된 신호대 잡음비의 정확성에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 장비는 Philips 3.0T MRI(Achieva, Philips medical system, Netherlands)과 transmit receive head coil, SENSE 8 channel head coil을 사용하였으며 MR sequence는 spin echo T1, T2 강조영상을 사용하여 축상면으로 ACR phantom 영상을 획득하였다. Transmit receive head coil을 사용한 두 영역 측정방법, AAPM, NEMA, Philips에서 제안한 측정방법, 다중채널코일과 병렬영상기법 적용 시 두 영역 측정방법의 신호대 잡음비 측정 조건에 따라 T1, T2 강조영상을 각각 30번씩 획득하였으며 Image J를 사용하여 각 영상의 동일한 위치에서 ROI 크기를 10 mm2으로 하여 신호대 잡음비를 측정하였다. 결 과 : T1 강조영상의 경우 AAPM에서 제안한 방법이 가장 균일한 신호대 잡음비를 나타내었으며 transmit receive head coil을 사용한 두 영역 측정방법과 NEMA는 10% 내외의 상대 표준 편차를 가짐으로써 균질한 값을 보였다. 하지만 다중 채널 코일과 병렬 영상 기법을 적용한 두 영역 측정방법의 경우 20% 이상의 상대 표준 편차를 보여 각 실험마다 신호대 잡음비의 큰 차이를 나타내었고 NEMA와 transmit receive head coil을 사용한 두 영역 측정방법에 비해 신호대 잡음비를 측정한 각각의 영역에서 차이를 나타내었다. T2 강조영상의 경우 transmit receive head coil을 사용한 두 영역 측정방법, AAPM, NEMA, Philips 모두 10% 내외의 상대 표준 편차를 가져 균일한 SNR을 나타내었지만 다중채널코일과 병렬영상기법을 적용한 두 영역측정방법의 경우 20% 이상의 상대 표준 편차를 보여 신호대 잡음비의 차이를 나타내었다. 결 론 : 다중 채널 코일과 병렬 영상 기법 적용 시 잡음의 공간적, 통계적 분포에 영향을 미치기 때문에 두 영역 측정방법으로 산출한 신호대 잡음비는 정확성이 감소하게 된다. 따라서 다중 채널 코일과 병렬 영상 기법을 적용한 영상에서 좀 더 정확한 신호대 잡음비를 산출하기 위해 AAPM, NEMA, Philips에서 제안되는 방법을 이용해야 한다.

목 적 : 자기공명 혈관조영검사 시 사용되는 가돌리늄 함유량이 높은 조영제(1000mmol)는 T1 단축효과가 우수하여 혈관의 신호강도가 높다. 그러나 가돌리늄 함유량이 낮은 조영제(500mmol)에 비해 148%와 19% 높은 점도와 삼투압은 인체에 투여하였을 경우 다양한 부작용의 발생확률을 높인다. 이에 본 연구에서는 가돌리늄 함유량이 높은 조영제의 특성을 파악하여 희석이라는 방법을 통해 단점인 점도와 삼투압을 낮추면서 장점인 신호강도를 높이는 방안을 모색하여 부작용의 가능성을 최소화하고 영상의 질은 향상시키고자 하였다. 대상 및 방법 : 본 연구는 조영제가 인체 내 혈관에 투여되면 혈액과 희석을 통해 mol 농도가 변화되고 이로 인해 신호강도의 변화를 일으키는 원리에 기초하여, 가돌리늄 함유량이 높은 조영제의 mol 농도 변화에 따른 신호강도의 특성을 파악하기 위해 phantom을 자체 제작하여 실험한 후 결과를 바탕으로 임상실험을 시행하였다. 임상실험은 60명을 대상으로 조영제를 희석한 군과 희석하지 않은 군의 조영제 희석에 따른 대조도 차이를 알아보기 위하여 뇌혈관의 신호강도를 비교 하였으며, 영상획득 장비로는 3.0T 초전도 자기공명영상장치와 16channel SENSE NV 코일을 이용하였다. 결 과 : 연구결과, 조영제 m o l 농도 변화에 따른 p h a n t o m의 신호강도는 0.0125mmol부터 급격히 증가하다 20mmol에서 최고점을 이룬 후 완만하게 감소하여 200mmol부터 평형을 이룬다. 이는 1000mmol의 조영제 원액이 혈관에 투여 된 후 시간이 경과함에 따라 혈액에 희석되어 신호강도가 변하는 것으로 조영제 원액의 희석률을 달리하여 20mmol에 근접 시키면 신호강도가 높은 영상을 얻을 수 있음을 의미한다. 이에 근거하여 임상실험을 통한 뇌혈관의 신호강도를 비교한 결과, 영상화 범위의 모든 뇌혈관에서 가돌리늄 함유량이 높은 조영제를 희석하여 검사한 뇌혈관 영상의 신호강도가 높게 나타났다. 이 결과는 phantom실험을 뒷받침하는 것으로 1000mmol 조영제를 직접 사용하는 것보다 500mmol로 희석하여 사용하면 신호강도가 최고점에 이르는 20mmol에 근접시킬 수 있으므로 신호강도가 높은 영상을 획득할 수 있다. 결 론 : 본 연구는 가돌리늄 함유량이 높은 조영제의 특성 중 부작용의 원인이 될 수 있는 점도와 삼투압을 정량적으로 측정하지 못했다는 제한점이 있다. 그럼에도 불구하고 가돌리늄 함유량이 높은 조영제의 특성을 분석하여 희석이란 방법을 통해 임상에 적용함으로써 영상의 질을 향상시키고, 부작용의 원인이 될 수 있는 높은 점도와 삼투압을 최소화 할 수 있는 방안을 마련했다는 점에 큰 의의가 있다.