The Research to Correct Overestimation in TOF-MRA for Severity of Cerebrovascular Stenosis

It is very important accurate diagnosis and quick treatment in cerebrovascular disease, i.e. stenosis or occlusion that could be caused by risk factors such as poor dietary habits, insufficient exercise, and obesity. Time-of-flight magnetic resonance angiography (TOF-MRA), it is well known as diagnostic method without using contrast agent for cerebrovascular disease, is the most representative and reliable technique. Nevertheless, it still has measurement errors (also known as overestimation) for length of stenosis and area of occlusion in celebral infarction that is built by accumulation and rupture of plaques generated by hemodynamic turbulence. The purpose of this study is to show clinical trial feasibility for 3D-SPACE T2, which is improved by using signal attenuation effects of fluid velocity, in diagnosis of cerebrovascular disease. To model angiostenosis, strictures of different proportions (40%, 50%, 60%, and 70%) and virtual blood stream (normal saline) of different velocities (0.19 ml/sec, 1.5 ml/sec, 2.1 ml/sec, and 2.6 ml/sec) by using dialysis were made. Cross-examinations were performed for 3D-SPACE T2 and TOF-MRA (16 times each). The accuracy of measurement for length of stenosis was compared in all experimental conditions. 3D-SPACE 2T has superiority in terms of accuracy for measurements of the length of stenosis, compared with TOF-MRA. Also, it is robust in fast blood stream and large stenosis than TOF-MRA. 3D-SPACE 2T will be promising technique to increase diagnosis accuracy in narrow complex lesions as like two cerebral small vessels with stenosis, created by hemodynamic turbulence.

3D-SPACE T2 기법에 의한 TOF-MRA검사 시 발생하는 혈관 내 협착 정도의 측정 오류 개선에 관한 연구

서구화된 식습관, 운동부족, 비만증가 등에 기인한 허혈성 뇌졸중의 급격한 증가로 뇌혈관 협착 또는 폐색의 신속하고 정확한 진단이 매우 중요하다. 뇌혈관을 관찰할 수 있는 기법 중 비 조영 검사인 TOF-MRA 기법은 가장 대표적이고 안정적인 기법이다. 또한 최근 TOF-MRA 혈관영상기법은 CE-MRA 기법에 비해 큰 직경이 아닌 두개 내 혈관과 같은 작은 혈관의 협착 평가에서 유용하다는 평가를 받고 있다. 그러나 TOF-MRA 기법은 뇌 경색의 주요 원인인 플라그 형성에 의한 혈류 역학적인 난류 형성으로 협착 및 폐색의 실제 길이보다 과 측정되는 문제점이 있다. 본 연구의 목적은 유속신호 강조효과를 이용한 TOF-MRA 기법에서 발생하는 플라그 과 측정 오류를 해결하기 위하여 유속신호 감쇄효과를 이용한 3D SPACE T2 시퀀스를 이용, 보다 정확한 협착 및 폐색의 혈관질환 진단을 위한 새로운 시퀀스를 제시하고 난류에 의한 과 측정 원인을 해결하여 임상 활용 가능성을 높이는데 있다. 실험 방법은 플라그 혈관 팬텀을 제작하여 40%, 50%, 60%, 70% 협착을 형성시키고 flow control set를 이용하여 생리식염수로 만든 가상혈류에 0.9ml/sec, 1.5ml/sec, 2.1ml/sec, 2.6ml/sec의 속도 차이를 주어 동일한 조건으로 TOF-MRA 16회, 3D SPACE T2 16회 총 32회를 교차실험 하였고 실제 플라그 길이의 정확도를 비교 실험 하였다. 실험 결과는 각각의 동일한 협착 정도와 혈류 속도의 조건에서 16회의 비교데이터 결과, 새롭게 제안된 SPACE 3D T2 에서 실제 플라그 길이와 유사한 정확도 우위를 보였고, 혈류속도가 빠를수록 그리고 협착 정도가 클수록 TOF-MRA에서 과 측정 오류의 차이가 커짐을 확인 할 수 있었다. 따라서 TOF-MRA에서 발생하는 플라그 과 측정 문제를 해결하고 비 조영 검사인 장점을 유지하기 위해 본 논문에서 제시한 유속신호 감쇄효과를 이용한 3D SPACE T2를 혈관 검사에 사용한다면 보다 정확한 뇌혈관 진단에 큰 도움이 될 것으로 사료된다.