• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제12권1호
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• pp.20-26
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• 2008

목적 : 주요 뇌 대사물질들의 T1 및 T2 이완시간들을 1.5T 및 3.0T 자기공명영상에서 산출하고 비교하여, 실제 임상응용의 기초자료로 제시하고자 하였다. 대상 및 방법 : 1.5T와 3.0T에서 N-acetyl aspartate (NAA), Choline (Cho), Creatine (Cr)을 함유한 모형을 이용하여 STEAM (STimulated Echo-Acquisition Mode)방법으로 반복시간 (Repetition time)을 5000 ms, 에코시간 (Echo time)을 20 ms로 고정한 후 혼합시간 (Mixing time)을 11단계로 변화시켜서 획득된 스펙트럼들에서 뇌 대사물질들의 T1 이완시간을 산출하였으며, PRESS (Point-REsolved SpectroScopy)방법으로 반복시간을 3000 ms에 고정시킨 후 에코시간을 5단계로 변화시켜서 획득된 스펙트럼들에서 뇌 대사물질들의 T2 이완시간을 산출한 후 그 결과들을 1.5T와 3.0T사이에서 비교하였다. 결과 : T1 이완시간에 대하여, NAA는 1.5T에서 $2293\;{\pm}\;48\;ms$, 3.0T에서 $2559\;{\pm}\;124\;ms$로 산출되어 1.5T와 비교하여 3.0T에서 11.6% 길어졌고, Cho은 1.5T에서 $2540\;{\pm}\;57\;ms$, 3.0T에서 $2644\;{\pm}\;76\;ms$로 3.0T에서 4.1% 길어졌으며, Cr 은 1.5T에서 $2543\;{\pm}\;75\;ms$, 3.0T에서 $2665\;{\pm}\;94\;ms$로 3.0T에서 4.8% 길어졌다. T2 이완시간에 대하여, NAA는 1.5T에서 $526\;{\pm}\;81\;ms$, 3.0T에서 $468\;{\pm}\;74\;ms$로 산출되어 3.0T에서 11.0% 짧아졌고, Cho은 1.5T에서 $220\;{\pm}\;44\;ms, 3.0T에서 $182\;{\pm}\;35\;ms$로 3.0T에서 17.3% 짧아졌으며, Cr 은 1.5T에서 $289\;{\pm}\;47\;ms$, 3.0T에서 275\;{\pm}\;57\;ms$로, 3.0T에서 4.8% 짧아졌다. 결론 : 1.5T와 비교하여 3.0T에서 모형에 함유된 주요 뇌 대사물질들의 T1이완시간들은 $4.1%\;{\sim}\;11.6%$ 증가하였고, T2이완시간들은 4.8% ~ 17.3% 감소하였으므로, 자기공명분광법의 적정화를 위하여 3.0T에서 반복시간을 연장시키고, 에코시간은 단축시켜야 한다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제6권2호
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• pp.120-128
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• 2002

목적: 자기공명영상과 자기이완분포 분석법을 통합적으로 이용하는 경우 기존의 자기이완시간 분석기법에서 제공할 수 없었던 자기이완 시간의 분포 및 해당 분포의 상대적인 물분자 함유량등의 추가적인 정보를 제공할 수 있음을 보이고자 하였다. 대상 및 방법: 자기이완분포 분석법(CONTIN)의 정확도 및 신뢰성을 검증 하기 위하여 먼저 자기이완시간이 일정한 분포를 가지도록 고안된 모의 자기이완 데이터를 사용하였다. 다음으로 지질의 함유량이 99% 이상인 식용유와 증류수를 일정비율(0, 10, 2 0, 30%)로 혼합한 실험 팬텀을 제작하고 inversion-recovery시퀀스 (TI: 40 -1160 msec, TR/TE=2200/20 msec)를 사용하여 MR 영상을 획득하여 CONTIN을 사용하여 분석하였다. 그 리고 사람의 뇌 영상에서 뇌척수액, 백질, 회백질에 관심영역을 설정하고 CONTIN을 사용하여 각 관심영역에서의 자기이완분포를 분석하였다. 결과: 신호대잡음비를 달리한 모의 자기이완 데이터의 분석결과 자기이완시간의 위치에 대한 오차는 신호대잡음비에 관계없이 긴 자기이완시간 ($T_1=600$ msec)에 비해 짧은 자기이완시간 ($T_1$=150 msec)에서 크게 나타났으며 반대로 자기이완시간 분포면적에 대해서는 긴 자기이완시간 ($T_1$=600 msec)의 면적 오차가 짧은 자기이완시간 ($T_1=150$ msec)에 비해 큰 것으로 나타났다. 실험 팬톰을 이용한 분석결과는 실제 오일대 증류수의 비율을 1:2:3으로 한 팬톰들에서 분석결과는 1:1.3:1.9으로 나타났다. 자원자의 뇌영상에서는 CSF의 경우에는 하나의 $T_1$ 자기이완시간만이 나타난 반면 백질과 회백질에서는 2개의 $T_1$ 자기이완분포를 가지는 것으로 분석되었다. CSF와 백질의 평균 자기이완시간은 기존의 보고된 값들과 잘 일치하였다. 결론: 자기공명영상과 자기이완분포 분석법을 통합적으로 이용하는 경우 기존의 자기이완시간 분석기법에서 제공 할 수 없었던 자기이완시간의 분포 및 해당 분포의 상대적인 물분자 함유량등의 추가적인 정보를 제공한다는 사실을 규명하였고 이러한 추가적인 정보들은 임상적 유용성이 있을 것으로 추정된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제2권1호
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• pp.67-72
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• 1998

자기공명 영상의 의학적 이용에서 T2이완시간의 화소별 영상화(T2 이완 영상)는 병변의 정량적 진단도구로서 제안된 바 있다. NMR의 물리/화학적 이용에서 T2 이완시간의 측정으로서 CPMG(Carr-Pucell-Meiboom-Gill) 펄스열이 가장 효과적으로 인정되고, 쓰이고 있으나, 선형자계를 가하는 MR 영상화 장비에서는 측정된 다른 TE의 영상들을 이용한 T2 이완시간의 영상화 자체에 대한 복잡한 계산을 영상기기에서 수행에 문제가 있고, 일반적으로 최대 4개의 CPMG 에코를 영상화하는 펄스열이 제공되어 있다. 좀더 정확한 T2 이완영상화를 위하여 적어도 8개의 다른 반향시간 TE를 가진 영상들을 필용로 하므로, MR 영상화 장비사에서 제공된 펄스열을 이용하면, 적어도 두번 이상의 영상화를 하여야한다. 이는 TR을 2500msec로 할 때 적어도 15분 정도의 시간이 걸리며, 이 동안 환자의 약간의 움직임, 특히 각 4개 단위의 영상화 사이에 움직임에 의한 임의적 잡음이 계산될 T2 영상에 큰 영향을 미친다. 이 연구에서는 시뮬레이션에 의하여 1, 5, 10% 의 이론적인 임의 잡음을 포함한 영상들을 이용하여 잡음이 T2 영상의 작성에 미치는 영향을 연구하였다. 그리고 4개 에코 펄스열을 이용하여 세 번의 영상화로 12개의 영상을 얻고, 이들로부터 4개, 8개의 다른 TE를 가진 영상들을 선택하여 T2 영상을 계산하였다. 그리고 이 연구에서 개발된 8에코 CPMG펄스열로 한 번에 얻은 8개의 영상을 이용한 T2 이완 영상과 결과를 비교하였다. 잡음이 클수록 실제치보다 T2가 길었고, 8-에코 펄스열은 영상화하는 동안에 환자의 움직임을 줄여서 더 정확한 T2 이완 영상을 만들수 있었다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제13권1호
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• pp.9-14
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• 2009

T1, T2강조영상, FLAIR (fluid attenuated inversion recovery) 영상기법은 뇌 MRI의 가장 기본적인 영상기법들이다. T1강조영상은 짧은 TR과 짧은 TE를 이용한 스핀에코 기법으로서 조직의 T1이완시간의 차이를 신호 차이로 반영하는 기법이다. 짧은 TR을 사용하면 조직 간에 종축 자기화의 회복 정도가 크게 차이나게 되며 이를 신호에 반영하는 것이다. T2강조영상은 긴 TR과 긴 TE를 이용한 스핀에코 기법으로서 조직의 T2이완시간의 차이를 신호 차이로 반영하는 기법이다. 긴 TE을 사용하면 조직 간에 횡축 자기화의 붕괴가 크게 차이나게 되며 이를 신호에 반영하는 것이다. FLAIR는 180도 반전펄스를 먼저 가하는 반전회복 (inversion recovery) 기법의 일종으로서 뇌척수액의 신호를 억제하기 위하여 2500 msec 정도의 반전시간을 적용한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권2호
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• pp.61-66
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• 2006

상자성 복합체의 분자량에 따른 물분자의 T1 및 T2 자기이완 특성을 조사해 보고자 하였다. DMF (15 ml)와 DTPA-bis-anhydride (0.71 g, 2 mmol) 용액에 4-aminomethylcyclohexane carboxyilc acid를 넣어 리간드를 합성한 후 $Gd_2O_3$ (0.18g, 0.5 mmol)을 넣어 최종적인 Gd 착화물을 합성하였다. 상자성 복합체의 자기이완율을 측정하기 위해 상자성 복합체를 3차 증류수를 사용하여 1 mM로 희석시켰으며 1.5T(64 MHz)에서 자기이완 시간을 측정하였다. T1 자기이완시간을 측정하기 위하여 반전 회복(Inversion-recovery) 펄스열을 사용하였다. 반전 회복 펄스열의 경우 반전시간(Inversion time, T1)은 50 msec에서부터 최대 1,750 msec까지 총 35개의 반전시간에서 영상을 획득하였다. T2 자기이완시간은 CPMG(Carr-Purcell-Meiboon-Gill) 펄스열을 사용하였다. 자기이완 시간을 구하기 위해 각각의 샘플에 관심영역(region of Interest)을 설정하여 영상의 신호강도를 측정한 후 비선형 곡선 맞춤을 실행하여 T1 및 T2값을 얻어낸 후, 이를 통해서 R1 및 R2를 계산하였다. 분자량이 587 달톤인 Omniscan의 1.5T에서의 T1, T2값이($205.1{\pm}2.57$) msec, ($209.4{\pm}4.28$) msec 임에 비해 새로이 합성된 상자성 Gd 화합물의 경우 모두 T1, T2값이 T1의 경우 분자량에 따라 $(96.35{\pm}2.04)-(79.38{\pm}1.55)$ msec, T2의 경우 $(91.02{\pm}2.08)-(76.66{\pm}1.84)$ msec로 감소한 결과를 얻었다. 새로이 합성된 Gd 화합물 간에도 분자량에 따라 R1 및 R2값이 증가하는 경향을 나타내었다. 상자성 복합체의 분자량이 증가함에 따라 T1 및 T2 자기이완 시간이 단축되고 결과적으로 자기이완율 R1, R2가 분자량에 비례하여 증가하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제41권1호
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• pp.25-31
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• 2018

This study aimed to evaluate the range of maximum TE that could measure T2 relaxation time accurately by setting diverse maximum TE with using contrast medium phantoms. Contrast medium phantoms ranging from low to high concentrations were made by using Gadoteridol. The relaxation time and relaxation rate were compared and evaluated by conducting T2 mapping by using reference data based on various TEs and data obtained from different maximum TEs. It was found that accurate T2 relaxation time could be expressed only when the maximum TE over a certain range was used in the section with long T2 relaxation time, such as the low concentration section of saline or gadolinium contrast medium. Therefore, the maximum TE shall be longer than the T2 relation time for accurately maturing the T2 relaxation of a certain tissue or a substance.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제7권1호
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• pp.39-46
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• 2003

목적 : 간(liver)과 림프절 특이성 등의 다기능성을 나타내는 미세 초상자성 산화철 입자(ultrasmall superparamagnetic iron oxide: USP IO)의 자기이완(magnetic relaxation)에 대한 이론적 모델을 제시하고 이러한 이론적 모델에 근거한 미세 초상자성 산화철 입자의 자기장의 세기에 따른 자기 이완시간의 변화를 컴퓨터 모의 실험을 통해 연구하였다. 대상 및 방법 : 초상자성 산화철 입자를 조영제로 사용하기 위해서는 생체적합성 고분자로 축약(encapsulation)시키게 되고 따라서 확산(diffusion) 및 전자스핀의 fluctuation 에 기인하여 발생하는 자유 물분자와 간접 상호작용인 "outsphere " 기전에 근거하여 자기이완모델을 개발하였다. 또한 초상자성체의 경우 자기 모멘트가 상자성 입자에 비해 최소 수백배에서 최대 수만배까지 더 크므로 일반적으로 상자성 조영제의 "out sphere" 기전에서 가정하는 저자장 근사치를 사용할 수 없고 따라서 본 연구에서는 Brillouin함수로 표현되는 총자화에 대한 표현을 적용하여 저자장뿐만 아니라 고자장의 경우까지를 모두 포함하는 "out sphere" 기전에 의한 T1 그리고 T2 이완율에 대한 모델을 개발하였다. 이렇게 개발된 자기이완모델을 사용하여 미세 초상자성 산화철 입자의 자기장의 세기에 따른 자기 이완시간의 변화를 symbolic computation tool 인 MathCad(MathCad, USA)를 사용한 컴퓨터 모의 실험을 통해 조사하였다. 결과 : 미세 초상자성 산화철 입자의 T1, T2 자기이완 특성은 먼저, 저자장 영역 (＜1.0 Mhz)에서는 이론적 모델의 spectral density function에 들어 있는 두 개의 correlation time중 $\tau$$_{s1}$ 중 (T2의 경우 ${\tau}_{S2}$)이 주된 역할을 하는 것을 알 수 있었고 이는 결과적으로 이러한 나노자성체 입자들이 낮은 자기장하에서는 열적으로 야기된 자기모멘트들의 재배열이 주된 역할을 하는 것으로 해석할 수 있다. 한편 고자장 영역에서는 correlation time 중 $\tau$가 주된 역할을 담당하는데는 $\tau$는 나노 입자의 크기와 연관되어 있으며 고자장에서 입자 크기에 따른 T1 이완율(R1)과 T2 이완율(R2)의 차이는 이러한 입자크기의 차이에 의해 발생하는 것으로 해석할 수 있다. 나노입자에 포함된 철 원자수를 변화시키는 경우 철 원자수가 증가 할 수록 R1과 R2가 증가하는 결과를 나타내었다. 한편 온도변화에 따른 T1, T2 자기이완시간의 변화는 정상체온 근처의 제한적인 온도범위내에서 저자장 영역에서의 아주 작은 변화를 제외하고는 큰 차이를 보이지 않았으나 T1에 비해 T2에서 이러한 변화가 상대적으로 더 작게 나타났다. 결론 : 임상적 다기능성을 나타낼 가능성이 많은 것으로 보고되고 있는 미세 초상자성 산화철 입자의 자기이완에 대한 이론적 모델을 초상자성 나노입자의 물리적 특성에 기초하여 제시하였고 이러한 이론적 모델에 근거한 미세 초상자성 산화철 입자의 자기장의 세기에 따른 자기 이완시간의 변화를 컴퓨터 모의 실험을 통해 조사하였다.다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제18권1호
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• pp.1-6
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• 2014

목적: $T_2{^*}$이완시간은 조직의 고유한 특징을 반영하는 자화율 정보를 내재하고 있다. 본 연구는 3테슬러 자기공명영상 기기에서 유방의 정상 유선조직과 지방조직의 $T_2{^*}$이완시간을 알아보고자 하였다. 대상과 방법: 52명의 여자환자에서 (나이, $49{\pm}12 $세; 범위, 25세~75세) 삼차원 경사에코연쇄를 이용하여 각 일곱 개 에코 자기공명영상들을 얻었다. 에코시간은 3.91 ms단계에서 2.28 ms에서 25.72 ms사이 범위였다. 화적소를 기초로 $T_2{^*}$이완시간과 $R_2{^*}$이완율 지도는 각 개체에서 선형곡선맞춤을 이용하여 계산되었다. $T_2{^*}$값과 $R_2{^*}$값을 얻기 위하여 유방의 정상 유선조직과 지방조직에 삼차원 관심영역을 표시하였다. 모든 개체에서 이러한 변수들의 평균치를 계산하였다. 결과: 유방의 정상 유선조직과 지방조직에 삼차원 관심영역 크기는 각각 $4818{\pm}4679$ 화적소와 $1455{\pm}785$ 화적소 였다. 평균 $T_2{^*}$ 값은 유방의 정상 유선조직과 지방조직에서 각각, $22.40{\pm}5.61ms$ 와 $36.36{\pm}8.77ms$였다. 평균 $R_2{^*}$값은 유방의 정상 유선조직과 지방조직에서 각각, $0.0524{\pm}0.0134/ms$와 $0.0297{\pm}0.0069/ms$ 였다. 결론: 유방의 정상 유선조직과 지방조직에서 $T_2{^*}$값과 $R_2{^*}$값을 측정하였다. 유방의 정상 유선조직의 $T_2{^*}$값은 지방조직의 $T_2{^*}$값보다 짧게 나타났다. $T_2{^*}$이완시간의 측정은 유방암과 정상 유방조직에서의 자화율 효과를 이해하는데 도움을 줄 것이다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제8권2호
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• pp.100-108
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• 2004

목적 : Trypsin으로 관절연골의 변성을 인공적으로 유도한 뒤 관절연골의 구성성분인 glycosaminoglycan(GAG)의 소실을 생화학적으로 정량분석하고 $Gd(DTPA)^{2-}$-(gadolinium diethylene triamine pentaacetic acid)조영증강, 그리고 T1, T2, rho 이완시간등과 어떤 상관관계가 있는지를 조사함으로써 관절연골의 초기 퇴행성 변화에 대해서 자기공명영상(MRI)으로 관찰이 가능한 지를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 적출된 3개의 돼지 슬개골에서 실험에 사용될 관절연골조각을 폭 8 mm, 길이 10 mm 크기의 관절연골조각을 3개 만들었다. 분광광흡수계(spectrophotometry)에서 dimethylmethylene blue를 이용한 chondroitin sulfate standard의 흡수도를 측정하여 GAG을 정량분석 하였다. 관절연골을 배양할 용액은 0.2 mg/ml trypsin, 1 mM $Gd(DTPA)^{2-}$ 첨가된 trypsin, 그리고 대조군용 인산염완충식염수(phosphate buffered saline, PBS)의 3가지를 준비하였다. 배양시간은 1시간에서 5시간까지는 매시간마다 배양하였고 24시간과 48시간까지 배양하였다. MRI촬영은 1시간에서 5시간까지만 매시간마다 배양후 시행하였다. 1.5T 기기에서 MRI촬영은 T1강조영상(TR/TE, 450/22)과 혼합에코기법(mixed echo sequence) (TR/TE, 760/21-168, 8 echoes)등을 시행하였다. 모든 촬영에서 영상영역은 50 mm, 절편두께는 2 mm, 그리고 매트릭스는 $256\times512$ 였다. MRI촬영자료에서 관절연골부위를 픽셀단위로 비교분석 하였다. 배양이 끝난 관절연골은 hematoxylin & eosin, toluidine blue, alcian blue, trichrome 염색 등을 시행하여 관찰하였다. 결과 : Dimethylmethylene blue를 이용한 GAG의 정량분석결과 배양시간증가에 따라 GAG의 농도가 비례적으로 증가하였다. $Gd(DTPA)^{2-}$ 첨가된 trypsin배양에서 관절연골의 T1 강조 영상에서의 신호강도는 trypsin 배양에 비하여 평균 $42.0\%$ 증가하였고 4시간과 5시간배양에서는 trypsin에서만 배양한 관절연골에 비하여 신호강도가 더욱 뚜렷하게 증가되었다 (p<0.05). 관절연골의 T1, T2, rho 이완시간은 배양시간에 따라 유의성 있는 차이가 관찰되지 않았으나 $Gd(DTPA)^{2-}$ 첨가된 trypsin배양에서 T1이완시간의 증가가 관절연골의 표층부와 이행부에서 측정되었다. 조직검사결과 trypsin 배양의 관절연골에서 toluidine blue와 alcian blue염색에서 결손이 관찰되었다. 결론 : Trypsin 배양시간에 따라 관절연골의 GAG결손을 정량적으로 확인할 수 있었고 픽셀크기 $97.9\times195\;{\mu}m$인 MRI로 $Gd(DTPA)^{2-}$-조영증강 및 이완시간을 측정할 수 있었다. 배양시간에 따른 GAG결손은 T1, T2, rho 이완시간보다 $Gd(DTPA)^{2-}$-조영증강에서 유의한 차이를 관찰할 수 있었다. 그러므로 관절연골의 초기 퇴행성 변화를 진단하는 데는 T1강조영상에서 $Gd(DTPA)^{2-}$-조영증강정도를 비교하는 것이 가장 유용할 것으로 사료된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제4권1호
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• pp.27-33
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• 2000

목적: 전자상자성 공명(Electron Paramagnetic Resonance EPR)을 사용하여, 현재 상용되고 있는 세가지 상자성 자기공명 조영제, Gd-DTPA, Gd-DTPA-BMA, Gd-DOTA의 전자스핀 이완시간 $T_{le}$를 결정하고자 한다. 대상 및 방법: 본 연구에 사용된 상자성 자기공명 조영제는 Gd-DTPA(Magnevist), Gd-DTPA-BMA(OMNISCAN), Gd-DOTA(Dotarem)이다. 이들 자기공명 조영제들은 2:1 부피 비율의 메탄올과 물의 혼합용액에 희석하여 저온의 glassy상태에서 EPR스펙트럼을 얻었으며, 또한 주어진 영 자기장 갈라지기 (zero-field splitting, ZFS)변수를 $3{\times}3$ 텐서량으로 계산하는 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램 'GEN'을 사용하여, 이들 조영제들에 대한 각각 다른 ZFS변수를 가지는 시뮬레이션 스펙트럼을 만들었다. 이 결과들과 McLachlan의 평균이완율 이론을 적용하여 전자스핀 이완시간이 결정되었다. 결과: 상자성 자기공명 조영제 Gd-DTPA, Gd-DTPA-BMA, Gd-DOTA의 전자 횡축 스핀이완시간($T_{2e}$)은 각각 0.113ns, 0.147ns, 1.81ns, g-value는 1,9737, 1.9735, 1.9830, 전자스핀 이완시간($T_{le}$)는 18.70ns, 33.40ns, $1.66{\mu}s$로 결정되었다. 결론: 실험 결과로부터 상자성 자기공명 조영제의 ZFS변수가 클수록 짧은 전자스핀 이완시간 $T_{le}$를 가진다는 일반적인 사실을 재 확인할 수 있었다. 본 연구에 사용된 3가지 자기 공명 조영제들 중에는 화학적으로 환상구조 배위자를 갖는 Gd-DOTA가 가장 긴 전자스핀 이완시간 $T_{le}$를 가지는 것으로 나타나서 일반적으로 환상구조 배위자를 갖는 조영제들이 선상구조 배위자를 갖는 조영제에 비해 전자적인 성질은 우수한 것으로 나타났고 결론적으로 상자성 조명제가 물분자의 자기이완시간에 미치는 영향을 평가하고 고효율 상자성 자기 공명 조영제 개발에는 정확한 ZFS변수 결정이 매우 중요하다는 것을 알 수 있었다.