The Development of Quantification Technique for Brain In vivo Proton NMR Spectroscopy

뇌의 양성자 핵자기공명 분광학을 위한 정량화 방법 개발

NMR spectroscopy enables us to measure the molar concentration of the metabolites in the organisms, and this technique is the only method to measure the concentration non-invasively. The proton NMR spectroscopy has been used to study the biochemical changes in human as well as in animal brain. MRI uses the proton densities and its relaxation times for reconstructing images, but MRS gives the biochemical changes inside the body. NMR spectroscopy could provide the information which MRI and CT could not, and this makes NMR spectroscopy more useful in diagnosing diseases. This study was tried to develop the quantitation of the molar concentration of the metabolites in the brain using the proton MR spectroscopy. The spectra of each metabolites was obtained, and the proton MR spectra was obtained from the insula gray matter areas of the 16 volunteers. And this spectra was analyzed to estimated the molar concentrations of the metabolites in the region. The results showed the very similar to those of the others.

핵자기공명분광학(NMR Spectroscopy)을 이용해서 우리는 생물체의 조직안에 있는 각종 대사물질들을 측정할 수 있게 되었으며, 이것은 또 지금까지 알려진 여러 방법 중에서 생물체내의 신진대사 물질이나 생화학적인 변화를 비침습적(noninvasive)으로 알아낼 수 있는 유일한 방법에 속한다. 양성자 핵자기공명분광학은 최근들어 사람이나 흑은 동물뇌의 생화학적인 특성을 연구하는데 많이 사용되어오고 있다. 핵자기공명영상은 주로 물분자에 있는 양성자의 밀도와 그들의 이완현상(relaxation phenomena)을 측정하여 영상화하지만 핵자기공명분광학은 생체조직내의 신진대사에 관한 생화학적인 정보를 제공한다. 많은 경우에 있어서 핵자기공명분광학은 CT나 MRI 영상에서는 발견할 수 없는 정보를 제공함으로써 특정질병의 진단에 사용될 수 있으며, 따라서 환자들의 질병상태를 효과적으로 진단하는데 쓰여질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 사람의 뇌에서 수소 핵자기공명분광학을 이용하여 대사물질들의 농도를 정량화하는 방법을 시도하였다. 이를 위해 펀텀을 이용하여 대사물질들 각각의 스팩트럼을 구했고, 성인 남녀 16명을 대상으로 insula gray matter 부위의 대사물질들의 농도를 측정하였다. 그리고 이 값들은 다른 연구자들에 의해 밝혀진 값들과 매우 근사한 값을 제공하였다.