• 제목/요약/키워드: arterial spin labeling

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관류자기공명영상의 이해 (Understanding of Perfusion MR Imaging)

  • 구은회
    • 대한디지털의료영상학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.27-31
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    • 2013
  • Perfusion MR imaging is how to use exogenous and endogenous contrast agent. Exogenous perfusion MRI methods which are dynamic susceptibility contrast using $T2^*$ effect and dynamic contrast-enhanced using T1 weighted image after injection contrast media. An endogenous perfusion MRI method which is arterial spin labeling using arterial blood flow in body. In order to exam perfusion MRI in human, technical access are very important according to disease conditions. For instance, dynamic susceptibility contrast is used in patients with acute stroke because of short exam time, while dynamic susceptibility contrast or dynamic contrast enhancement provides the various perfusion information for patients with tumor, vascular stenosis. Arterial spin labeling is useful for children, women who are expected to be pregnant. In this regard, perfusion MR imaging is required to understanding, and the author would like to share information with clinical users

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Arterial Spin Labeling Magnetic Resonance Imaging in Healthy Adults: Mathematical Model Fitting to Assess Age-Related Perfusion Pattern

  • Ying Hu;Rongbo Liu;Fabao Gao
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제22권7호
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    • pp.1194-1202
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    • 2021
  • Objective: To investigate the age-dependent changes in regional cerebral blood flow (CBF) in healthy adults by fitting mathematical models to imaging data. Materials and Methods: In this prospective study, 90 healthy adults underwent pseudo-continuous arterial spin labeling imaging of the brain. Regional CBF values were extracted from the arterial spin labeling images of each subject. Multivariable regression with the Akaike information criterion, link test, and F test (Ramsey's regression equation specification error test) was performed for 7 models in every brain region to determine the best mathematical model for fitting the relationship between CBF and age. Results: Of all 87 brain regions, 68 brain regions were best fitted by cubic models, 9 brain regions were best fitted by quadratic models, and 10 brain regions were best fitted by linear models. In most brain regions (global gray matter and the other 65 brain regions), CBF decreased nonlinearly with aging, and the rate of CBF reduction decreased with aging, gradually approaching 0 after approximately 60. CBF in some regions of the frontal, parietal, and occipital lobes increased nonlinearly with aging before age 30, approximately, and decreased nonlinearly with aging for the rest of life. Conclusion: In adults, the age-related perfusion patterns in most brain regions were best fitted by the cubic models, and age-dependent CBF changes were nonlinear.

간질중첩증의 동맥 스핀 라벨링 자기공명영상 (Pseudo Continuous Arterial Spin Labeling MR Imaging of Status Epilepticus)

  • 이민경;최승홍;정근화;윤태진;김지훈;손철호;장기현
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제16권2호
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    • pp.142-151
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    • 2012
  • 목적: 간질중첩증의 동맥 스핀 라벨링 자기공명영상 소견을 알아보고자 한다. 대상과 방법: 본 기관에 내원한 환자들을 대상으로 후향적으로 검색하여 중 간질중첩증으로 임상적으로 진단받았으면서 동맥 스핀 라벨링을 포함한 자기공명영상검사를 받은 환자들을 찾아 이미지를 분석 하였다. 결과: 총 여섯명의 간질중첩증 환자들이 검색되었으며 이 환자들은 모두 EEG에서 이상소견이 나타난 부위에 국소적 CBF증가 소견을 보였다. 특히 두 명의 환자에서는 DWI를 포함한 고식적 자기공명영상 시퀀스에서 모두 특이 소견 보이지 않았으나 동맥 스핀 라벨링 이미지에서만 국소적으로 증가된 CBF를 보였다. 결론: 간질중첩증 환자들의 진단에 있어서 동맥 스핀 라벨링은 기존 영상검사에 더하여 추가적인 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

Functional Magnetic Resonance Imaging with Arterial Spin Labeling: Techniques and Potential Clinical and Research Applications

  • Kim, Ju Ho;Choi, Dae Seob;Park, Sung Eun;Choi, Ho Cheol;Kim, Seong Hu
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제21권2호
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    • pp.91-96
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    • 2017
  • Purpose: To describe technical methods for functional magnetic resonance imaging (fMRI) study with arterial spin labeling (ASL) compared to blood oxygenation level-dependent (BOLD) technique and discuss the potential of ASL for research and clinical practice. Materials and Methods: Task-based (n = 1) and resting-state fMRI (rs-fMRI) (n = 20) were performed using ASL and BOLD techniques. Results of both techniques were compared. Results: For task-based fMRI with finger-tapping, the primary motor cortex of the contralateral frontal lobe and the ipsilateral cerebellum were activated by both BOLD and ASL fMRI. For rs-fMRI of sensorimotor network, functional connectivity showed similar results between BOLD and ASL. Conclusion: ASL technique has potential application in clinical and research fields because all brain perfusion imaging, CBF measurement, and rs-fMRI study can be performed in a single acquisition.

동맥스핀표지 관류 자기공명영상의 개요 (Overview of Arterial Spin Labeling Perfusion MRI)

  • 강성진;한만석
    • 한국자기학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.145-152
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    • 2017
  • 동맥스핀표지 기법(ASL)은 체내의 혈액을 이용하여 조직의 관류상태를 평가할 수 있는 자기공명영상 방법이다. 조영제를 사용하지 않는 비침습적 검사 특성과 정량적인 관류량의 측정이 가능하여 임상이나 연구목적으로 이용 빈도가 증가하고 있다. 아직까지는 ASL 방법이 조영제를 이용한 관류영상 방법에 비해 낮은 SNR과 영상화 과정에서의 여러 가지 변수의 최적화 과정이 어렵기 때문에 이로 인한 측정오차가 발생할 수 있다. 이를 개선하기 위해 다양한 기술을 적용한 ASL 방법들이 소개되고 있다. 본 논문은 ASL의 개요와 영상화 과정에서의 특징 및 다양한 기술, 임상적 적용에 대해 간단히 소개한다.

동맥스핀표지 뇌 관류 자기공명영상에서 라벨링 간격 및 지연시간, 표지 두께, 절편 획득 순서의 변화에 따른 관류 신호변화 연구 (Investigation of Perfusion-weighted Signal Changes on a Pulsed Arterial Spin Labeling Magnetic Resonance Imaging Technique: Dependence on the Labeling Gap, Delay Time, Labeling Thickness, and Slice Scan Order)

  • 변재후;박명환;강지연;이진완;이강원;장건호
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제24권2호
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    • pp.108-118
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    • 2013
  • 동맥스핀표지(Arterial Spin Labeling: ASL) 뇌 관류 자기공명영상법을 이용한 뇌 관류영상기술이 일반적으로 환자의 질병진단에 일반적으로 사용하기 어려운 이유는 영상을 얻을 때 여러 인자들을 최적화시켜야만 좋은 질의 영상을 얻을 수 있기 때문으로 생각된다. 따라서, 본 논문의 목적은 동맥스핀표지 자기공명영상의 뇌 관류영상을 최적화 하기 위하여 필요한 여러 인자들의 변화에 따른 동맥스핀표지 신호변화를 3.0 테슬라 자기공명영상에서 관찰하는 것이다. 특히, 동맥시 핀표지 자기공명영상 신호 변화가 이들 인자에서 뇌 세포(brain tissues)의 영역에 따라서 어떻게 변화하는가를 평가하였다. 정상 성인 남성 5명을(평균연령 36세; 29세~41세) 대상에서 STAR (Signal Targeting with Alternating Radiofrequency) 동맥스핀표지 방법을 이용하여 3T 자기공명영상에서 영상을 얻었다. 실험은 첫째 영상획득 영역과 라벨링 영역간의 간격 변화에 따른 신호 변화 평가 실험, 둘째 라벨링 후의 시간 변화에 따른 신호 변화 평가 실험, 셋째 라벨링 두께의 변화에 따른 신호 변화 평가 실험, 넷째 슬라이스 획득 순서에 따른 신호 변화 평가실험을 하였다. 획득한 영상의 분석은 회백질과 백질, 전두엽, 측두엽, 후두엽, 두정엽에서의 관류신호변화를 얻어 분석하였다. 본 연구결과는 아래와 같았다: 1) 영상획득 영역과 라벨링 영역간의 간격 변화에 따른 관류 신호 변화 연구결과 전체 절편의 평균 값을 보면 회백질에서 좌측과 우측 모두에서 라벨링 간격이 증가할수록 신호가 낮아지는 경향을 보이고 있다. 라벨링 간격의 변화에 두정엽이 가장 영향을 적게 받고 후두엽이 가장 많은 영향을 받았다. 2) 라벨링 후의 시간 변화에 따른 관류 신호 변화 연구결과 회백질은 라벨링 지연시간 400 ms까지 양쪽 모두 감소하다가 라벨링 지연시간이 1,000 ms까지 증가하였다. 3) 라벨링 두께의 변화에 따른 관류 신호 변화 연구 결과 라벨링 두께가 증가에 따라 회백질과 백질의 신호강도는 점차적으로 증가하다가 120 mm 두께 이후에는 감소하였다. 4) 절편 획득 순서에 따른 관류 신호 변화 연구 결과 절편 획득 순서에 따른 백질과 회백질의 관류신호강도 값은 회백질과 백질 모두 머리의 꼭대기부터 영상을 획득하는 descend에서 신호강도가 높았다. 본 연구에서는 각 실험 조건에 따라서 관류신호 강도가 크게 변화를 하는 것을 보여 주었고, 따라서 실제 환자를 대상으로 관류 영상을 얻고자 할 경우에는 실제 임상 적용 전에 최적화된 프로토콜을 만든 후에 사용을 해야 할 것으로 생각한다. 특히 백질의 뇌 관류영상을 얻는 것은 아직 문제가 있는 것으로 생각이 된다.

스핀 라벨링 자기공명영상을 이용한 사람 뇌에서의 뇌 관류영상의 현실적 문제점을 향상 시키는 방법 연구 (Practical Considerations of Arterial Spin Labeling MRI for Measuring the Multi-slice Perfusion in the Human Brain)

  • 장건호
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제18권1호
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    • pp.35-41
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    • 2007
  • 본 연구의 목적은 비침습적 동맥스핀라벨링(arterial spin labeling) 자기공명영상을 이용하여 다편(multislice) 뇌 관류영상(perfusion-weighted Images)을 얻을 수 있는 최적화 방법을 연구하는 데 목적이 있다. 본 연구에서는 세 가지 인자를 최적화하는 데 초점을 두었다. 첫째, 뇌로 흘러 들어오는 혈액을 최적으로 라벨링할 수 있는 펄스를 만드는 것이다. 시뮬레이션 결과 900도의 각을 이루는 반전펄스(adiabatic hyperbolic secant Inversion pulse)는 반전을 효과적으로 할 수 있고 반전을 이루는 형태가 직각에 가깝게 할 수 있는 최적이었다. 둘째, 영상을 얻고 난 후에 계속하여 남아 있는 자화(residual magnetization)을 최소화하는 것이다. 이를 최소화하기 위해서는 포화 펄스(saturation pulses)와 자화를 손상시키는 자장(speller gradients)을 동시에 사용하는 것이 최상의 방법임을 알았다. 마지막으로, 라벨링하는 영역과 영상을 얻는 영역 사이의 거리를 최소화할 수 있는 방법을 연구하였다. 두 영역 간의 최소 거리는 약 20 mm 정도가 최적임을 발견하였다. 위에서 얻은 최적화된 인자들을 바탕으로 13명의 정상인의 뇌에서 관류 영상을 얻은 결과 매우 좋은 대조도의 영상을 얻을 수 있었다.

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pCASL 관류 영상에서 표지 간격과 자화감수성 인공물이 영상에 미치는 영향 (The effects of labeling gap and susceptibility artifacts in pCASL perfusion MRI)

  • 김성후
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.213-217
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    • 2015
  • 스텐트 삽입술을 시행한 환자에게 ASL 방법 중 pCASL을 이용한 관류영상에서 나타난 인공물을 보고하고 이에 대한 해결방법을 제시하고자 한다. pCASL데이터는 구조적 이미지와 함께 스텐트를 피해 표지 펄스(labeling pulse)의 위치를 변경하여 획득하였다. 데이터는 ASLtbx를 이용하여 처리하였다. pCASL을 이용하여 관류영상을 획득하였을 때 기존의 표지 펄스(표지 간격(labeling gap) 24 mm)의 위치가 스텐트의 위치와 겹쳐져서 우뇌 조직의 신호강도가 비어 있는 것처럼 나타났다. 스텐트를 피해 표지 펄스(표지 간격 15 mm)를 위치시킬 때 높은 신호강도의 영상을 획득할 수 있었으며, 표지 펄스(표지 간격 170 mm)에서는 labeled 혈액이 영상절편에 도달하기 전에 이완이 되어 낮은 신호강도의 영상을 획득 하였다. pCASL은 조영제를 사용하지 않기 때문에 안정적으로 반복측정이 가능하며 양질의 영상 획득을 위해서는 알맞은 영상획득인자와 방법들이 선택되어야 한다.

Monitoring Cerebral Perfusion Changes Using Arterial Spin-Labeling Perfusion MRI after Indirect Revascularization in Children with Moyamoya Disease

  • Seul Bi Lee;Seunghyun Lee;Yeon Jin Cho;Young Hun Choi;Jung-Eun Cheon;Woo Sun Kim
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제22권9호
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    • pp.1537-1546
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    • 2021
  • Objective: To assess the role of arterial spin-labeling (ASL) perfusion MRI in identifying cerebral perfusion changes after indirect revascularization in children with moyamoya disease. Materials and Methods: We included pre- and postoperative perfusion MRI data of 30 children with moyamoya disease (13 boys and 17 girls; mean age ± standard deviation, 6.3± 3.0 years) who underwent indirect revascularization between June 2016 and August 2017. Relative cerebral blood flow (rCBF) and qualitative perfusion scores for arterial transit time (ATT) effects were evaluated in the middle cerebral artery (MCA) territory on ASL perfusion MRI. The rCBF and relative time-to-peak (rTTP) values were also measured using dynamic susceptibility contrast (DSC) perfusion MRI. Each perfusion change on ASL and DSC perfusion MRI was analyzed using the paired t test. We analyzed the correlation between perfusion changes on ASL and DSC images using Spearman's correlation coefficient. Results: The ASL rCBF values improved at both the ganglionic and supraganglionic levels of the MCA territory after surgery (p = 0.040 and p = 0.003, respectively). The ATT perfusion scores also improved at both levels (p < 0.001 and p < 0.001, respectively). The rCBF and rTTP values on DSC MRI showed significant improvement at both levels of the MCA territory of the operated side (all p < 0.05). There was no significant correlation between the improvements in rCBF values on the two perfusion images (r = 0.195, p = 0.303); however, there was a correlation between the change in perfusion scores on ASL and rTTP on DSC MRI (r = 0.701, p < 0.001). Conclusion: Recognizing the effects of ATT on ASL perfusion MRI may help monitor cerebral perfusion changes and complement quantitative rCBF assessment using ASL perfusion MRI in patients with moyamoya disease after indirect revascularization.