The Comparative Analysis Study and Usability Assessment of Fat Suppressed 3D T2* weighted Technique and Fat Suppressed 3D SPGR Technique when Examining MRI for Knee Joint Cartilage Assesment

In this study, for assessment of degenerative knee joint cartilage disease we acquired images by fat suppressed 3D spoiled gradient recalled (SPGR) and fat suppressed 3D $T2^*$ weighted imaging techniques. To do a quantitative evaluation, the knee joint cartilage was divided into medial femoral cartilage (MFC), medial tibial cartilage (MTC), lateral femoral cartilage (LFC), lateral femoral cartilage (LFC) and patella cartilage (Pat) to measure their respective signal intensity values, signal-to-noise ratio, and contrast-to-noise ratio. As for the measured values, statistical significance between two techniques was verified by using Mann-Whitney U-Test. To do a qualitative evaluation, two radiologists have examined images by techniques after which image artifact, cartilage surface, tissue contrast, and depiction of lesion distinguishing were evaluated based on 4-point scaling (1: bad, 2: appropriate, 3: good, 4: excellent), and based on the result, statistical significance was verified by using Kappa-value Test. 3.0T MR system and HD T/R 8ch knee array coil were used to acquire images. As a result of a quantitative analysis, based on SNR values measured by using two imaging techniques, MFC, LFC, LTC, and Pat showed statistical significance (p < 0.05), but MTC did not (p > 0.05). As a result of verifying statistical significance for measured CNR value, MFC, LFC, and Pat showed statistical significance (p < 0.05), while MTC and LTC did not show statistical significance (p > 0.05). As a result of a qualitative analysis, by comparing mean values for evaluated image items, 3D $T2^*$ weighted Image has indicated a slightly higher value. As for conformance verification between the two observers by using Kappa-value test, all evaluated items have indicated statistically significant results (p < 0.05). 3D $T2^*$ weighted technique holds a clinical value equal to or superior to 3D SPGR technique with respect to evaluating images, such as distinguishing knee joint cartilages, comparing nearby tissues contrast, and distinguishing lesions.

슬관절 연골 평가를 위한 자기공명영상 검사 시 지방 신호 억제 3D T2* Weighted 기법과 지방 신호 억제 3D SPGR 기법의 비교 및 유용성 평가

퇴행성 슬관절 연골 질환의 평가를 위하여 지방 신호 억제 3D SPGR 기법과 지방 신호 억제 3D $T2^*$ weighted 기법을 이용하여 자기공명영상을 획득하였다. 정량적 평가를 위해서 슬관절 연골을 내측대퇴연골(medial femoral cartilage, MFC), 내측경골연골(medial tibial cartilage, MTC), 외측대퇴연골(lateral femoral cartilage, LFC), 외측경골연골(lateral femoral cartilage, LFC), 슬개연골(patella cartilage, Pat) 구역으로 분류하여 관심영역을 설정한 후 각각의 신호강도, 신호 대 잡음비, 대조도 대 잡음비를 측정하였다. 측정된 값은 Mann-Whitney U-검정을 이용 두 기법간의 통계적 유의성을 검증하였다. 정성적 평가를 위해서 각각의 영상을 2명의 영상의학의가 관찰한 후 영상 내 인공음영, 연골의 경계, 조직 간 대조도, 병소의 묘사정도를 4점 척도(1점: 나쁨, 2점: 적당함, 3점: 좋음, 4점: 매우 좋음)로 평가하고, 그 결과를 바탕으로 Kappa-value 검정을 통해 통계적 유의성을 검증하였다. 영상획득에 사용된 장비는 3.0T MR system과 HD T/R 8ch knee array coil을 사용하였다. 정량적 분석결과, SNR 측정값을 토대로 한 두 기법 간의 통계적 유의성 검증 결과 MFC, LFC, LTC, Pat에서는 통계적으로 유의한 결과(p < 0.05)를 보였으나, MTC에서는 유의하지 않은 결과(p > 0.05)를 보였다. CNR 측정값의 통계적 유의성 검증 결과 MFC, LFC, Pat에서는 통계적으로 유의한 결과(p < 0.05)를 보였으나, MTC, LTC에서는 유의하지 않은 결과(p > 0.05)를 보였다. 정성적 분석결과, 영상의 평가항목별 결과 값의 평균을 비교해 보면 3D $T2^*$ weighted 영상에서 조금 높은 결과를 보였고, Kappa-value test를 이용한 두 관찰자간의 일치성 검증에서는 모든 평가항목에서 통계적으로 의미 있는 결과(p < 0.05)를 보였다. 결론적으로 3D $T2^*$ weighted 영상 기법은 3D SPGR 영상기법과의 비교에서 슬관절 연골의 묘사와 주변 조직 간의 대조도 및 병소의 묘사 등 영상의 평가에서 동등 및 그 이상의 진단적 가치를 낼 수 있다.