Abstract
To examine among patients with vertebral compression fracture the extent to which signal-to-noise ratio (SNR) and Apparent Diffusion Coefficient (ADC) values at the lumbar vertebral compression fracture site vary on diffusion-weighted MR images according to varying b values on the 1.5T MR device. Diffusion-weighted MR images of 30 patients with compression fracture due to chronic osteoporosis who underwent vertebral MRI from Jan. 2008 to Nov. 2009 were respectively obtained using a 1.5-T MR scanner with the b values increased from 400, 600, 800, 1,000 to $1,200\;s/mm^2$. For diffusion-weighted MR images with different b values, the signal-to-noise ratio (SNR) was assessed at three sites: the site of compression fracture of the lumbar vertebral body at L1 to L5, and both the upper and lower discs of the said fracture site, while for ADC map images with different b values, the SNR and ADC were respectively assessed at those three sites. As a quantitative analysis, diffusion-weighted MR images and ADC map images with b value of $400\;s/mm^2$ (the base b values) were respectively compared with the corresponding images with each different b value. As far as qualitative analysis is concerned, for both diffusion-weighted MR and ADC map images with b value of $400\;s/mm^2$, the extent to which signal intensity values obtained at the site of compression fracture of the lumbar vertebral body at L1 to L5 vary according to the increasing b values were examined. The quantitative analysis found that for both diffusion-weighted MR and ADC map images, as the b values increased, the SNR were relatively lowered at all the three sites, compared to the base b value. Also, it was found that as the b values increased, ADC valueswere relatively lowered at all the three sites on ADC map images. On the other hand, the qualitative analysis found that as the b values increased to more than $400\;s/mm^2$, the signal intensity gradually decreased at all the sites, while at the levels of more than $1,000\;s/mm^2$, severe image noises appeared at all of the three sites. In addition, higher signal intensity was found at the site of compression fracture of the lumbar vertebral body than at the discs. Findings showed that with the b value being increased, both the signal-to-noise ratio (SNR) and Apparent Diffusion Coefficient (ADC) values gradually decreased at all the sites of the lumbar vertebral compression fracture and both the upper and lower discs of the fracture site, suggesting that there is a possibility of a wider range of applications to assessment of various vertebral pathologies by utilizing multi b values in the diffusion-weighted MRI examination.
요추 압박 골절이 있는 환자를 대상으로 1.5 T MR 기기에서 b value의 변화를 이용한 확산강조영상에서 압박 골절이 있는 요추의 신호대 잡음비와 현성 확산 계수가 어떤 변화를 나타내는지 알아보고자 하였다. 2008년 1월부터 2009년 11월까지 요추 MRI를 촬영한 환자 중에서 만성 골다공증으로 척추 압박 골절을 보였던 환자 30명을 대상으로 1.5T MR scanner를 이용하여 b value를 400, 600, 800, 1000, $1200\;s/mm^2$으로 점차 증가시켜가면서 확산강조영상을 각각 획득하였다. 각각의 b value로 획득한 확산강조영상에서 1~5번의 요추체중 척추 압박 골절이 있는 부위와 골절이 있는 부위의 위, 아래 추간판등 세 부위에서 신호대 잡음비를 측정하였고 각각의 b value로 획득한 ADC map 영상에서는 세 부위의 신호대 잡음비와 현성 확산 계수를 측정 하였다. 정량적 분석방법으로 b value $400\;s/mm^2$으로 획득한 확산강조영상과 ADC map영상을 기준으로 각각의 b value로 획득한 영상과 비교하였다. 정성적인 분석방법은 b value $400\;s/mm^2$ 확산강조영상과 ADC map영상의 1~5번의 요추체중 척추 압박 골절이 있는 부위의의 신호강도를 분석하여 이를 기준으로 각각의 b value를 증가시켰을 때의 확산강조영상과 ADC map영상에서 신호강도가 상대적으로 어떻게 변화하는지 알아보았다. 영상의 정량적 분석에서는 확산강조영상에서 b value가 증가함에 따라 척추 압박 골절이 있는 부위와 골절이 있는 부위의 위, 아래 추간판등 세 부위 모두 신호대 잡음비가 상대적으로 감소했다. ADC map영상에서는 b value가 증가함에 따라 척추 압박 골절이 있는 부위와 골절이 있는 부위의 위, 아래 추간판등 세 부위 모두 신호대 잡음비가 상대적으로 감소했다. ADC map영상에서 b value에 따른 관심영역의 현성 확산 계수는 b value가 증가함에 따라 척추 압박 골절이 있는 부위와 골절이 있는 부위의 위, 아래 추간판등 세 부위 모두 현성 확산 계수가 상대적으로 감소했다. 영상의 정성적 분석에서 b value를 $400\;s/mm^2$ 이상으로 증가시킴에 따라 척추 압박 골절이 있는 부위와 골절이 있는 부위의 위, 아래 추간판등 세 부위 모두 신호강도가 점차 감소하였고 b value를 $1,000\;s/mm^2$ 이상으로 했을 때에는 세 부위 모두 영상의 잡음이 매우 심했다. 또한 척추 압박 골절이 있는 부위는 상대적으로 위, 아래 추간판 보다 높은 신호강도를 보였다. 확산강조영상에서 b value를 증가시킴에 따라 척추 압박 골절이 있는 부위와 골절이 있는 부위의 위, 아래 추간판 등 세부위 모두 신호대 잡음비와 현성확산계수가 점차 감소하는 결과를 얻었고 향후 확산강조영상 검사 시 Multi b value를 사용하여 신호의 변화를 인지함으로서 여러 가지 척추질환으로의 적용에 도움을 줄 것이라 사료된다.
