Evaluation of Magnetization Transfer Ratio Imaging by Phase Sensitive Method in Knee Joint

슬관절 부위에서 자화전이 위상감도법에 의한 자화전이율 영상 평가

Although MR imaging is generally applicable to depict knee joint deterioration it, is sometimes occurred to mis-read and mis-diagnose the common knee joint diseases. In this study, we employed magnetization transfer ratio (MTR) method to improve the diagnosis of the various knee joint diseases. Spin-echo (SE) T2-weighted images (TR/TE 3,400-3,500/90-100 ms) were obtained in seven cases of knee joint deterioration, FSE T2-weighted images (TR/TE 4,500-5,000/100-108 ms) were obtained in seven cases of knee joint deterioration, gradient-echo (GRE) T2-weighted images (TR/TE 9/4.56/$50^{\circ}$ flip angle, NEX 1) were obtained in 3 cases of knee joint deterioration, In six cases of knee joint deterioration, fat suppression was performed using a T2-weighted short T1/tau inverse recovery (STIR) sequence (TR/TE =2,894-3,215 ms/70 ms, NEX 3, ETL 9). Calculation of MTR for individual pixels was performed on registration of unsaturated and saturated images. After processing to make MTR images, the images were displayed in gray color. For improving diagnosis, three-dimensional isotropic volume images, the MR tristimulus color mapping and the MTR map was employed. MTR images showed diagnostic images quality to assess the patients' pathologies. The intensity difference between MTR images and conventional MRI was seen on the color bar. The profile graph on MTR imaging effect showed a quantitative measure of the relative decrease in signal intensity due to the MT pulse. To diagnose the pathologies of the knee joint, the profile graph data was shown on the image as a small cross. The present study indicated that MTR images in the knee joint were feasible. Investigation of physical change on MTR imaging enables to provide us more insight in the physical and technical basis of MTR imaging. MTR images could be useful for rapid assessment of diseases that we examine unambiguous contrast in MT images of knee disorder patients.

슬관절 퇴행성 질환을 진단하기 위하여 자기공명영상(magnetic resonance imaging: MRI)이 많이 사용되지만 간혹 슬관절 병후 및 예후를 잘못 진단하는 경우가 종종 발생한다. 본 연구에서는 슬관절 질환의 진단에 도움을 주기 위하여 자화전이(magnetization transfer: MT) 영상법을 소개하고자 한다. 슬관절 환자 7명으로부터 스핀 에코(SE) T2 강조 영상(3,400-3,500/90-100 ms)과 슬관절 환자 7명으로부터 FSE T2 강조 영상(4,500-5,000/100-108 ms)과 또한 슬관절 환자 3명으로부터 gradient echo (GRE) T2 강조 영상들(9/4.56 ms, 50 flip angle, NEX 1)을 획득하였다. 6명의 슬관절 환자에서 지방 억제가능 T2 강조 STIR 펄스시퀀스(TR/TE=2894-3215 ms/70 ms, NEX 3, ETL 9)를 사용하였다. 지방 포화도에 있어서 위상감도 방법은 Larmor frequency 차이에 따른 위상 차이를 이용하므로, 각각의 픽셀에 대한 자화전이율(magnetization transfer ratio: MTR)의 측정은 포화된 영상과 포화되지 않은 영상의 비율에 따라 산출하였다. 따라서 각 입력된 영상들은 동차원성을 가지고, 시각적으로 신호강도 정도가 회색의 명암도만으로 평가될 수 있기 때문에 생리학적, 정량적 진단을 위하여 3차원 등방성 체적영상과 자기공명 삼원색을 매핑하였고 정량적 특정은 자화전이율 지도로서 표현하였다. 자화전이율 영상은 병변 부위에서 높은 대조도를 나타내어 환자의 병태를 추적하는데 도움을 주었고 정량화하였다. 자화전이율 영상들과 기존의 MRI 사이에 명암도 차이는 회색상으로 표현되며, 자화전이율 영상화의 효과에 대해 프로파일 그래프는 자화전이 펄스로 인하여 신호강도에 있어서 정량적 측정값이 상대적으로 감소하였다. 슬관절의 정확한 병리상태를 진단하기 위해 프로파일 그래프의 측정값을 영상과 함께 표현하였다. 본 연구에서 수행한 예비적 데이터들을 통하여 슬관절의 자화전이율 영상들이 매우 임상학적으로 유용함을 확인하였다. 자화전이율 영상에 대한 물리적 변화를 관찰함으로써 자화전이율 영상에 대한 물리적, 기술적 기반에 대한 더 많은 통찰력을 제공할 수 있다. 무릎 질환 환자의 자화전이율 영상들을 이용하여 매우 높은 대조도를 확보할 수 있으므로 슬관절 질환의 정밀 진단에 매우 도움을 줄 수 있다.